Анализ кинематических соотношений механизма подачи плоских круглых заготовок различного диаметра в штамп вырубки-пробивки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.98.073.

Г.В. Панфилов, д-р техн. наук, проф., +7910-557-33-41,

Мрап.2000 @уа^ех.ги (Россия, Тула, ТулГУ),

П.В. Судаков, асп., +7960-614-88-91, sudakov-mpf@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СООТНОШЕНИЙ МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ ПЛОСКИХ КРУГЛЫХ ЗАГОТОВОК РАЗЛИЧНОГО ДИАМЕТРА В ШТАМП ВЫРУБКИ-ПРОБИВКИ

Приведены результаты расчета кинематических параметров механизма подачи заготовок в универсальном штампе для вырубки и пробивки трехслойных кольцевых уплотнителей с центральным металлическим слоем. Конструкции перенастраиваемых узлов штампа предусматривают автоматизированную подачу плоских круглых заготовок различного диаметра.

Ключевые слова: штамп, вырубка, пробивка, кинематика, механизм подачи.

Расчет кинематических параметров любого механизма является важным этапом проектирования, обеспечивающим его надежную работу. Питание штампа производится с помощью регулируемого на различные диаметры заготовок вертикального магазина загрузки. Подача заготовок на линию обработки осуществляется с помощью шиберного устройства, позволяющего регулировать величину перемещения заготовок различного диаметра при их движении от оси подачи до оси обработки (рис. 1). Привод шиберного устройства подачи производится от пневмоцилиндра, работающего под действием сжатого воздуха.

На первой операции выполняют пробивку на провал, а полуфабрикат выталкивается из зоны обработки и сбрасывается в тару, расположенную сбоку пресса, последующим рабочим ходом шибера, т.е. следующей заготовкой, передвигающейся в зону обработки. После изготовления партии указанных выше полуфабрикатов производят смену инструмента с установкой вырубных пуансона и матрицы, затем осуществляют вырубку (обрезку внешнего отхода) изделий всей партии [1, 2]. Здесь на провал удаляется готовая деталь, а отход выталкивается движением последующего полуфабриката. Ориентированное перемещение заготовки от магазина загрузки осуществляется с помощью направляющего узла, регулируемого как на диаметр перемещаемой заготовки, так и на её толщину. Для реализации выше указанных операций необходимо произвести расчет величины хода шибера и его исходного положения относительно оси загрузки, а также получить графические зависимости для облегчения нахождения данных параметров [3, 4].

Универсальность проектируемого механизма подачи заготовок, связанная с необходимостью вырубки-пробивки деталей с различными значениями наружного и внутреннего диаметров, приводит к изменяемой вели-

155

чине хода шибера в зависимости от наружного диаметра заготовки. При этом целесообразно не изменять расстояние между осями загрузки заготовок и вырубки-пробивки колец. На рис. 1 приведена схема расположения заготовок различного диаметра на участке от оси загрузки заготовок до оси вырубки-пробивки, позволяющая определить соответствующую величину хода шибера, передвигающего заготовки в зону обработки.

Рис. 1. Схема для расчета величины хода шибера в зависимости от диаметра заготовки

Важнейшим показателем при расчете величин хода h и регулировки хода Лh шибера, при заданном расстоянии L = 200 мм между вертикальными осями загрузки заготовок в магазин и вырубки деталей в штам-

пе, является число п заготовок, размещающихся на линии подачи L без учета заготовок, зафиксированных на оси загрузки заготовок и оси вырубки (т.е. двух, попадающих в размер L лишь на половину). Диапазон заготовок, из которых вырубаются детали в данном штампе, соответствует изменению их диаметра от 30 до 100 мм. Величина хода h шибера, необходимая для подачи очередной заготовки диаметром D на ось вырубки, определяется зависимостью h = L - п • D. При заданной длине линии подачи L = 200 мм, зависимость для определения величины хода шибера с перемещаемой заготовкой примет вид

h = Ь - п - D = 200 - п - Б. (1)

Если значения диаметра Б попадает на границу интервала, то в

формулу (1) подставляют и, соответствующее нижней границе интервала,

т.е. меньшее из двух возможных п. На рис. 2 приведена графическая зависимость величины h хода шибера от диаметра D заготовки, установлен диапазон изменения хода шибера Лh = 100 мм, минимальное = 33,35 мм и максимальное = 133,33 мм значения величин этого хода для заготовок диаметром от 30 до 100 мм.

100 мы

90 80

А

70 60

О

50 40

30 50 70 90 110 130 150 170 190 210

h -------------^

Рис. 2. Зависимость величины хода шибера от диаметра

заготовки

Рис. 3. Схема для расчета расстояния от оси загрузки заготовок

до подающего торца шибера: 1 - заготовка; 2 - шибер;

Л - гарантированный минимальный зазор между заготовкой и передним торцом шибера в исходном состоянии перед рабочим ходом штока поршня и шибера; I - холостой ход шибера от исходного (крайне правого) положения до гарантированного зазора Л;

11 - ход шибера до заготовки

Определяемое расстояние L1 от оси загрузки до подающего торца шибера, показанное на рис. 3, соответствует крайне правому положению

торца шибера (шток поршня максимально втянут в пневмоцилиндр) и устанавливает фиксацию пневмоцилиндра относительно магазина загрузки при подаче в зону обработки заготовки определенного диаметра D.

Поскольку расчетная максимальная величина хода шибера hmax = 133,33 мм, с учетом зазора, конструктивно принятого А = 3 мм, устанавливаем общий, неизменный ход поршня пневмоцилиндра ^ = 140 мм. Тогда формула для расчета расстояния L1 при подаче заготовок диаметром D принимает вид:

Ь1 = D /2 + А + l = D /2 + 1Х. (2)

Учитывая, что I = Ип -А- h, где h - величина хода шибера, необходимая для непосредственного перемещения заготовки диаметром D при подаче, которая рассчитывается по зависимости (1) или определяется из графика, представленного на рис. 2, зависимость (2) преобразуется к виду

Ь1 = D /2 + \ - h = D /2 + ^ (3)

На рис. 4 представлен график зависимости расстояния L1 от диаметра заготовки.

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

I, ------------>

Рис. 4. Зависимость расстояния Ь1 (от оси загрузки заготовок до подающего торца шибера) от диаметра заготовки

Из зависимостей (1) и (3) получим окончательную формулу для положения пневмоцилиндра относительно магазина загрузки заготовок при подаче заготовок различного диаметра

Ь1 = (п + 0,5)D - 60.

158

Полученные соотношения позволяют обоснованно проектировать и легко настраивать шиберные механизмы на подачу дисковых заготовок различного диаметра в автоматизированных быстропереналаживаемых штампах для мелкосерийного многономенклатурного производства деталей типа «шайба» и, в частности, трехслойных уплотнителей на металлической основе.

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1982. Т. 3. 576 с.

2. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: справочник. Л: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. 464 с.

3. Прикладная механика / Т.В. Путята [и др.]. Киев: Изд-во «Вища школа», 1977. 536 с.

4. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: учеб. для втузов, 10-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1986. 416 с.

G. V. Panfilov, P. V. Sudakov

ANALYSIS OF KINEMATIC CORRELATIONS IN FEEDING MECHANISM OF FLATROUNDBLANKSOF VARIOUS DIAMETERS INTO CUTTING AND PUNCHING PUNCH.

There are peculiarities of designing of punches for cutting and punching, used in small-scale multi-item production when it’s necessary to combine features of quick change of instrument and readjustment of punch mechanisms to another dimension type with automation of blank loading and removing of finished parts.

Key words: reconfigurable punches, cutting, punching, multi-item production, automated feeding.

Получено 20.01.12