Введение к работе
Актуальность работы. Возрастающее значение технологических процессов обработки металлов давлением вызывает необходимость совершенствования кузнечно-прессового оборудования (КІТО) путем автоматизации процессов штамповки, что обусловлено: потребностями повышения производительности и экономии рабочей силы; возрастающим техническим уровнем НПО и необходимостью полного использования его мощности; возрастающими требованиями к качеству продукции. Важнейшими социальными последствиями автоматизации являются: обеспечение высокого уровня безопасности; уменьшение доли тяжелого физического труда; изменение характера труда за счет исключения трудоемких работ; снижение вредного влияния окружающей среды на организм человека.
В горячей штамповке наиболее распространенным узлом межоперационной передачи стала грейферная подача (ГП), но, в настоящее время, сведения о ГП носят разрозненный и неполный характер, а отсутствие методики определения основных параметров, проектирования циклограмм и опыта исследования современными методами на проектной стадии затрудняют разработку и промышленное освоение ГП.
В связи с этим, разработка трехкоординатных ГП для автоматизации горячей штамповки с научно обоснованными параметрами линейных перемещений и циклограмм, их теоретическое и экспериментальное исследование является актуальной проблемой.
Цель и задачи работы. Целью работы является научно обоснованный выбор параметров перемещений гаммы подач, предназначенных для прессов различного номинального усилия, разработка методики построения циклограмм трехкоординатных ГП, разработка и оптимизация базовой конструкции ГП на основе математического моделирования.
Указанная цель достигается решением следующих задач: анализом номенклатуры поковок, штампуемых на КГШП, и автоматизированных технологических процессов горячей объемной штамповки; функционально- структурным анализом существующих кинематических схем трехкоординатных ГП, а также анализом их кинематических характеристик и основных параметров; определением величины линейных перемещений грейферных линеек (ГЛ) в зависимости от усилия пресса; разработкой методики построения циклограммы трехкоординатной ГП; кинематическим и динамическим анализом базовой модели подачи с использованием математического моделирования; экспериментальными исследованиями базовой и модернизированной моделей ГП.
Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследования, сочетающий теоретический анализ и экспериментальные исследования. Теоретические исследования выполнены на разработанной математической модели с использованием программного комплекса ПА-7. Экспериментальная часть исследований проводилась на натурном образце ГП с регистрацией показаний датчиков восьмиканальным тензоусилителем 9012А фирмы Hottinger (ФРГ), запись и первоначальная обработка результатов проводилась на ПК Macintoch Псі с помощью программы BEAM. При теоретическом анализе и обработке экспериментальных данных использовались ПК IBM PC 286, 386.
Научная новизна работы: на базе статистического анализа номенклатуры поковок обоснованы зависимости для расчета величины перемещений грейферных линеек для ГП универсального назначения; получены зависимости для расчета циклограммы трехкоординатной ГП, при условии соблюдения рабочим органом технологически обоснованной и заданной математически траектории движения; разработана новая кинематическая схема ГП, удовлетворяющая требованиям функционально-структурного анализа существующих подач; получены экспериментальные данные, подтверждающие хорошее воспроизведение математической моделью реальных динамических процессов ГП, а также правильность выбранных направлений модернизации.
На защиту выносятся:
методика определения величин линейных перемещений грейферных линеек для подач универсального назначения, основанная на статистическом анализе геометрии штампуемых поковок;
методика построения циклограммы трехкооординатной ГП, основанная на получении технологически необходимой и заданной математически траектории движения грейферных линеек;
новая кинематическая схема ГП, удовлетворяющая требованиям функционально-структурного анализа существующих подач;
экспериментальные данные о реальных динамических процессах, происходящих в подаче во время рабочего цикла.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Создана гамма грейферных подач серии ПГ: К04 253.8.1, ПГ 12, ПГ 13, ПГ 14, ПГ 15, ПГ 16, ПГ 25, входящих, соответственно, в состав горячештамповочных комплексов АККГ 8042.31, АККД 8044.31, АККБ 8546А.31, АККБ 9038.31, АККБ 8546Б.31, АККГ 8042.32, АККБ 8544.32. Основные параметры, выбранные на основе разработанной методики и заложенные в базовую модель подачи, позволили максимально унифицировать конструкции подач серии ПГ. На основе математического моделирования проведена оптимизация параметров и элементов конструїщии ГП. Модернизированный вариант подачи- успешно
з внедрен на Курском АГО-20 в составе автоматизированного комплекса для штамповки колец подшипников на прессе кривошипном горячештам-повочном ус. 25000 кИ модели АККБ 8544.32.
Апробация работы. По основным разделам работы сделаны доклады: на научно техническом семинаре "Комплексная механизация и автоматизация штамповочного производства" (Москва, МДНТГІ, 1983 ); на семинаре-совещании "Опыт создания и внедрения автоматизированных систем в кузнечно-штамповочном производстве (Ижевск, 1986 ); на Всесоюзном научно-техническом совещании "Состояние и перспективы развития производства автоматизированного кузнечно-прессового оборудования" (Воронеж, ЭНИКМАШ, 1986 ).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ C1-10J.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, 6 приложений и содержит 142 страницы машинописного текста, 134 рисунка, 11 таблиц и библиографию из 76 наименований.