книги / Научные основы технологической подготовки группового производства

Линия состоит из следующих основных элементов: трех гидромехани­ ческих роторов 5, в которых несиловой ход осуществляется от механи­ ческого привода, а силовой — от гидравлического; механического ротора контроля 6\ пяти транспортных роторов 3\ фотоконтроля 9 (в третьем транспортном роторе); блока 7 и лотков сброса 8.

Плоские заготовки загружают в вибрационный бункер 2, где, соответ­ ственно ориентируясь, они попадают в подающий механизм и далее в пер­ вый транспортный ротор. Отсюда они передаются в первый рабочий ротор, затем в следующий транспортный ротор, где некоторые заготовки пово­ рачиваются на 90°, далее во второй рабочий ротор и т. д.

Транспортные роторы оснащены различными приемными (захваты­ вающими) устройствами, а на соответствующих позициях рабочих роторов устанавливаются штамповые блоки.

Рис. III. 79. Схема автоматической роторной линии для штамповки группы дета­ лей:

9— фотоконтроль

Втретьем транспортном роторе установлен фотоконтроль, фиксирую­ щий наличие отверстий в заготовках.

Вращение синхронизатору и всем роторам передается от общего вала (под верхней плитой ротора) через соответствующие редукторы.

Рабочие и транспортные роторы конструируются по числу вари­ антов группового процесса. В данном случае они являются восьмипозици­ онными.

При переналадках производится замена бункера с другими ориенти­ рующими дорожками, замена ножей подающих механизмов, смена блоков рабочих инструментов в рабочем и контрольном роторах, смена приемных устройств в транспортных роторах. В связи с этим-все эти узлы сконструи­ рованы как быстросменные без остановки линии.

В сравнении со штамповкой под обычными прессами производитель­ ность труда при переводе штамповки на роторную линию наименее трудо­ емкой детали в данной группе (рис. III. 78, г) возрастаете 1,9 раза, а наи­ более трудоемкой (рис. III. 78, д) — в 7 раз.

Для штамповки в год 21,6 млн. рассмотренных деталей требуется 24 обычных пресса, для чего необходима производственная площадь при­ мерно 120 м2, в то время как для линии требуется 20 м2; кроме того, ротор­ ная линия обслуживается всего лишь тремя рабочими.

Ориентировочно экономия от ввода в эксплуатацию рассмотренной линии составляет 72 тыс. руб. Стоимость линии не превышает 30—35 тыс. руб.

Рассмотренные примеры показывают, что расширение области при­ менения автоматических линий на базе группового метода производства деталей является актуальной задачей для дальнейшего технического прогресса.

ГЛАВА IV

ГРУППОВАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС

Развитие химической промышленности, создавшей ряд новых пласти­ ческих масс (перерабатываемых в изделия), обладающих высокой механи­ ческой прочностью, теплостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, открыло широкие возможности их применения во всех отра­ слях промышленности. Пластические массы в настоящее время уже рас­ сматриваются не только как заменители металла, но и как совершенно новые материалы, обладающие многими очень высокими качествами. Кроме того, сам метод получения изделий сравнительно высокой точности, почти не требующих механической обработки, в настоящее время яв­ ляется одним из наиболее прогрессивных.

Вследствие высокой стоимости пресс-форм этот метод нашел широкое применение главным образом в условиях крупносерийного и массового производства. В условиях же серийного производства он применяется совершенно недостаточно.

Условия мелкосерийного и серийного производства требуют создания универсально-переналаживаемых (групповых) пресс-форм, обеспечиваю­ щих рентабельное изготовление различных деталей небольшими партиями. Это может быть успешно решено на базе применения группового метода.

Работа по внедрению групповой обработки в процессе получения дета­ лей из пластмасс состоит из двух этапов:

1)классификация деталей и образование групп;

2)создание для каждой группы конструкций групповых блоков со сменными формообразующими вкладышами (формовкладышами).

Прежде чем перейти к определению принципов классификации деталей

иконструирования пресс-форм, необходимо рассмотреть ряд общих положений, характерных для получения деталей из пластмасс.

Внастоящее время в основном применяется три способа переработки пластмасс в изделия с помощью пресс-форм: прямое прессование, литьевое прессование, литье под давлением.

С п о с о б п р я м о г о ’ п р е с с о в а н и я наиболее прост и ши­ роко распространен в промышленности. Этим способом в основном могут быть получены изделия из термореактивных материалов с органическими или минеральными наполнителями.

С п о с о б л и т ь е в о г о п р е с с о в а н и я позволяет прессо­ вать изделия только из пластических масс с хорошей текучестью. Литьевое прессование применяют при изготовлении изделий повышенной точности, сложной конфигурации с тонкой арматурой, с арматурой, выступающей с двух противоположных сторон изделия, а также при наличии глубоких отверстий небольшого размера.

С п о с о б л и т ь я п о д д а в л е н и е м позволяет получать главным образом изделия из термопластичных пресс-материалов типа полиэтилена, полистирола, сополимеров стирола, полиамидов и др. Для производства изделий из термореактивных пресс-материалов его приме­ няют редко, так как при этом возникает необходимость в переделке литье­ вого цилиндра машины.

Процесс формирования изделий из пластмасс при всех способах прес­ сования осуществляется в пресс-формах разнообразных конструкций, что обусловливается рядом факторов — конструкцией изделия, свой­ ствами перерабатываемого материала, выбранным способом прессования

ит. п.

Взависимости от этих факторов пресс-формы подразделяются на три основные группы: прямого прессования; литьевого прессования; литья под давлением.

По характеру эксплуатации пресс-формы разделяются на съемные, полустационарные и стационарные.

По количеству одновременно прессуемых изделий пресс-формы де­ лятся на одногнездные и многогнездные.

Классифицируют пресс-формы и по направлению, и по количеству плоскостей разъема.

Пресс-формы прямого прессования. По наличию и конструкции за­ грузочной камеры эти пресс-формы подразделяются на открытые, закры­ тые и полузакрытые. Открытыми называются пресс-формы, не имеющие загрузочной камеры. Они наиболее просты и предназначаются для прессо­ вания неответственных изделий простейшей формы и малой высоты. К недостаткам этого типа форм относятся невозможность обеспечения гарантированной монолитности изделия из-за недостаточной компрес­ сии в процессе прессования и большие отходы пресс-порошка. Их иногда применяют для прессования изделий из термопластических материалов.

Пресс-формы закрытого типа применяются для изготовления изделий из порошкообразных и волокнистых материалов. Изделия получаются плотными и почти без грата.

К недостаткам следует отнести быстрый износ пуансона и обоймы и необходимость в точной дозировке пресс-материала.

Пресс-формы полузакрытого типа рекомендуется применять в основ­ ном при переработке порошкообразных пресс-материалов, обладающих хорошей текучестью. Их положительными качествами являются длитель­ ный срок службы и возможность применения общей загрузочной камеры, не требующей точной дозировки пресс-материала.

Пресс-формы литьевого прессования. Такие пресс-формы применяют в основном для термореактивных пресс-материалов. По конструкции загрузочной (литьевой) камеры различают пресс-формы с накладной ка­ мерой и с совмещенной камерой. Загрузочная камера этих пресс-форм отделена от оформляющей полости и соединяется с ней только литниковым каналом, что обеспечивает получение изделий повышенной точности и со сложной арматурой.

Формы для литья под давлением. Эти формы представляют собой раз­ новидность пресс-форм литьевого прессования и отличаются от них только отсутствием загрузочной камеры. Они обычно выполняются ста­ ционарными и снабжены выталкивающими устройствами двух систем: стержневыми выталкивателями и толкающей плитой. Кроме того, они классифицируются по числу и направлению плоскостей разъема. Формы для литья под давлением обычно применяют для получения изделий из термопластичных пластмасс.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗДЕЛИЙ

Разбивка изделий, получаемых из пластмасс, на группы должна произ­ водиться с учетом конструктивно-технологических особенностей изделия, а также конструктивных особенностей пресс-форм. Основными парамет­ рами, определяющими принадлежность изделия (детали) к той или иной группе, являются:

1)марка материала и точность размеров изделия;

2)габаритные размеры;

3)способ прессования с учетом технологических особенностей мате­ риала;

4)способ выталкивания и расположение выталкивателей в пресс-форме;

Рис. IV. 1. Схемы возможного расположения деталей в пресс-формах

5)расположение плоскостей разъема формы и их количество;

6)количество арматуры, ее форма и характер расположения в изде­

лии.

Рассмотрим ряд примеров классификации изделий на группы согласно перечисленным выше признакам.

На рис. IV. 1 показаны схемы нескольких вариантов возможного рас­ положения в пресс-формах деталей, определяющих их классификацион­ ную группу.

Группа 1 — плоскость разъема пресс-формы одна — горизонтальная; изделие (деталь) выталкивается из матрицы; возможно наличие армату­ ры с расположением ее только в матраце; допуск по размерам, перпенди­ кулярным плоскости разъема, не выше 5-го класса точности. В группу могут входить детали типа плат, колодок, панелей, ручек и т. п.

На рис. IV. 1, а показаны примеры получения деталей при наличии одной плоскости разъема; внизу показано изделие с арматурой, располо­ женной при прессовании только в матрице.

Группа 2 — плоскостей разъема пресс-формы две и больше (одна из них вертикальная, а остальные обеспечивают разъем оформляющих формовкладышей в горизонтальном направлении); изделия после разъема формы по горизонтальной плоскости остаются во вкладышах и их разборка производится вне пресса; возможно прессование изделий с расположением

арматуры, не мешающей разборке вкладышей. В группу могут входить детали типа катушек, каркасов, штепселей с арматурой и т. п.

На рис. IV. 1,6 показаны примеры получения изделия, когда требуется как горизонтальный, так и вертикальный разъем формы. В данном слу­ чае форма клиновая, литьевого прессования, рабочее давление нижнее.

Группа 3 — плоскость разъема формовкладышей горизонтальная; выталкивание деталей из матрицы нижнее; возможно прессование армированных деталей со сквозным расположением арматуры; допуски на размеры, перпендикулярные плоскости разъема, не выше 4-го класса точности.

На рис. IV. 1, б показаны примеры получения изделий типа армиро­ ванных цоколей, плат и т. п. с большим количеством арматуры, распо­ ложенной как в нижней, так и в верхней половинах формы. Это определяет необходимость применения литьевого метода прессования и соответствует конструкции пресс-формы.

2.КОНСТРУКЦИИ ГРУППОВЫХ ПРЕСС-ФОРМ

Воснову конструирования групповых пресс-форм положен принцип создания постоянной части пресс-формы группового (универсального) блока и сменных формовкладышей к нему.

Принцип конструктивной разработки заключается в определении основных эксплуатационных характеристик проектируемой пресс-формы:

1)способа прессования изделия;

2)положения изделий, обеспечивающего наиболее рациональное их прессование;

3)направления и количества необходимых плоскостей разъема;

4)характера эксплуатации пресс-формы (стационарная или съемная);

5)способа выталкивания готового изделия и расположения выталки­ вателей;

6)вида загрузочной камеры;

7)количества гнезд;

8)расположения литниковой системы (в случае литьевого прессования). Выбор способа прессования, как уже указывалось выше, зависит от

материала и конструктивно-технологических особенностей изделий. При определении положения изделия в формовкладышах необходимо

располагать его таким образом, чтобы:

1) имеющиеся отверстия или углубления были по возможности пер­ пендикулярны к плоскости разъема пресс-формы;

2)по возможности площадь прессования была минимальной;

3)имеющаяся в изделии арматура занимала наиболее устойчивое положение относительно основного потока пресс-материала.

Количество и направление плоскостей разъема в основном зависят от формы изделия и положения, в котором его прессуют. При конструи­ ровании съемной пресс-формы необходимо стремиться к уменьшению числа плоскостей разъема, что способствует уменьшению ее износа.

Выбор съемной или стационарной конструкции пресс-форм следует производить с учетом их эксплуатационных возможностей и получаемого экономического эффекта.

При конструировании пресс-форм необходимо стремиться к их макси­ мальному упрощению и, если возможно, механизации процесса освобож­ дения изделия после прессования. Способ выталкивания определяется главным образом формой изделия. Выталкивание должно осуществляться равномерно, так как при неравномерном выталкивании может произойти коробление, перекос и даже поломка изделия.

Выбор вида загрузочной камеры (индивидуальной или общей на не­ сколько одновременно прессуемых изделий) зависит от формы и материала изделия.

При применении материалов с длинноволокнистым наполнителем применение пресс-форм с общей загрузочной камерой нежелательно. Не следует проектировать общую загрузочную камеру для изделий сложной конфигурации.

Количество гнезд в проектируемой пресс-форме определяется количе­ ством изделий и их конструктивными особенностями, а также экономи­ ческими и эксплуатационными факторами.

а)

Рис. IV. 2. Групповая пресс-форма для прямого прессования: а — группо­ вой блок; б — сменный формовкладыш

Необходимо отметить, что применяемые в настоящее время конструкции универсальных (групповых) блоков очень разнообразны, что объясняется различием способов прессования изделий и явно недостаточной работой по нормализации.

Рассмотрим ряд примеров, взятых из практики заводов, применяющих групповой метод в процессе изготовления деталей из пластических масс.

Группа деталей типа панелей, плат, колец и т. п. из термореактивных материалов может быть получена способом прямого прессования в форме, имеющей одну горизонтальную плоскость разъема. Готовое изделие из­ влекается из формы толкателями.

На рис. IV. 2 показана конструкция группового блока (а) для прямого прессования со сменными формовкладышами (б).

Блок состоит из двух частей: нижней и верхней. Нижняя часть кре­ пится к столу, а верхняя — к подвижной траверсе гидравлического пресса.

Верхняя часть состоит из обоймы 1 с направляющими колонками 4, плиты обогрева 15, прихватов 2 и вкладыша 14. Нижняя часть состоит из обоймы 5 с прихватами 3 и нижнего вкладыша 12, плиты обогрева 11, лежащей на брусьях 7, основания 8 и механизма выталкивания — плиты 9 с резьбовым отверстием под выталкиватель пресса, перемещающейся по колонкам 10.

В блоке использован кассетный принцип крепления формовкладышей, позволяющий производить их замену без съема блока с пресса. Обе части блока имеют прямоугольные пазы, в которые вставляются до упоров 13 сменные формовкладыши (кассеты) (рис. IV. 2, б) и закрепляются в обой­ мах прихватами 2 и 3. Закрепление плиты вкладышей с выталкивателями производится откидными серьгами 6, смонтированными на толкающей плите 9, связанной посредством хвостовика с соответствующим устрой­ ством пресса.

Конструкция сменных формовкладышей, предназначенных для данного блока, показана на рис. IV. 2, б.

В данном случае в связи с небольшими размерами деталей формо­ вкладыши вставляются в кассету. При больших габаритах деталей формо­ вкладыши могут иметь прямоугольную форму (т. е. соответствовать по размерам и форме кассетам).

Формовкладыш состоит из верхней плиты 1 с пуансоном 9, упоров 2, направляющих колонок 8, обоймы с камерой 3, матрицы 4 с оформляющими знаками 5, основания 6 и плит 10 и 11 выталкивателей 7.

Работа пресс-формы производится в следующем порядке. После прессо­ вания и выдержки поднимается верхняя часть блока с пуансоном. Вклю­ чается механизм нижнего выталкивания, который поднимает толкающую плиту с выталкивателями. Между матрицей и деталями вставляется съем­ ная вилка, после чего плита опускается в исходное положение; изделия остаются на вилке.

Преимущество такой конструкции в том, что, не снимая блока с пресса и не охлаждая его, можно быстро заменить формовкладыш и продолжать работу по изготовлению другого изделия этой же группы.

Для прессования группы изделий (рис. IV. 3), когда требуются как вертикальный, так и горизонтальный разъемы сменных формовкладышей, применяется другая конструкция блока.

На рис. IV. 4, а показан общий вид такого группового блока клинового типа, а на рис. IV. 4, б — формовкладыша к нему.

Блок состоит из основания 8 с приваренными крепежными планками, брусьев 5, плит обогрева 1, 3, обоймы 11, направляющих колонок 2 и плит выталкивания б, 7 с резьбовым отверстием под толкатель пресса, перемещающихся по колонкам 9.

Формовкладыш состоит из основания 7 с плитой 8, знака 9, клиновых полуматриц 6, пуансонодержателя 2 с плитой 1 и пуансоном 3, знаков 4 и 5.

Соединение формовкладышей с блоком происходит следующим образом. Верхняя часть вкладыша вставляется в паз верхней плиты блока и закреп­ ляется. Нижняя часть формовкладыша устанавливается в сборной плите блока. При изготовлении изделия загрузка материала и запрессовка осуществляется обычным путем, причем в момент запрессовки фиксаторы блока 12 (рис. IV. 4, а) входят в пазы полуматриц 6 (рис. IV. 4, б).

Разгрузка производится следующим образом. При подъеме верхней траверсы пресса вначале выходит пуансон из клиновых полуматриц, которые удерживаются фиксаторами 12, затем тягами блока 10

передвигаются фиксаторы и освобождаются полуматрицы. Последние извлекаются из гнезда блока нижним плунжером пресса посредством тол­ кающих плит б и 7 с выталкивателями 4. Затем полуматрицы переносятся на специальное разборочное приспособление, где происходит извлечение из них готовых деталей.

Конструкция блока для прямого прессования, позволяющего полу­

На рис. IV. 5, а показана конструкция блока без сменного формовкладыша, а на рис. IV. 5, б — один из вариантов сменных формовкладышей.

Закрепление формовкладышей производят специальными Г-образными зажимами 4 и 5 при помощи винтов 2 и 6. Соединение толкающей плиты 12

Рис. IV. 5. Групповая пресс-форма для прямого прессования: а —• блок; б — формовкладыш

формовкладыша с плитой 11 выталкивающей системы блока осуществляется двутавровым сухарем /. Полки сухаря могут быть параллельными и конус­ ными (угол до 1°). Конусный сухарь обеспечивает более плотное смыкание соединяемых плит. Для соединения плит выталкивающего устройства применяют также шарнирные болты.

В блоке смонтированы направляющие колонки 7 и втулки 8. Выталки­ вающее устройство направляется колонками 9 и втулками 10. Ограничи­ тели 13, как правило, устанавливают непосредственно на формовкладышах. В случае необходимости последние снабжают индивидуальными направ­ ляющими колонками или фиксаторами.

Для использования формовкладышей с вертикальными плоскостями разъема в блок устанавливают специальные конусные вставки 3, которые в этом случае закрепляются зажимами 4.

ГРУППОВЫЕ БЛОКИ ДЛЯ ЛИТЬЕВОГО ПРЕССОВАНИЯ

Литьевое прессование и групповые пресс-формы литьевого прессования необходимо применять в тех случаях, когда изделия имеют сквозную арма­ туру и она располагается в нескольких разъемных оформляющих детали формовкладышах, когда конфигурация изделия обусловливает дополни­ тельную разборку формовкладышей и когда размеры изделия, перпенди­ кулярные плоскости разъема пресс-формы, выполняются с повышенной точностью (до 4-го класса).