Развитие автоматизации холодной штамповки листового металла

Современное развитие холодной штамповки идет по следующим направлениям:

• расширение области применения холодной штамповки путем замены литых и кованых деталей штампованными или штампосварными, в большинстве случаев не требующими последующей обработки резанием;
• широкое распространение холодной штамповки в мелкосерийном производстве благодаря применению упрощенных и универсальных штампов;
• снижение расхода материала путем создания технологичных форм деталей, внедрения рационального раскроя, использования отходов, повышения точности расчета размеров заготовок;
• повышение точности штампованных деталей (до 1Т18 — 1Т11, а в отдельных случаях до 1Т6 — 1Т7 квалитета по стандарту);
• увеличение производительности путем механизации и автоматизации процессов штамповки;
• применение штамповочных методов для сборки;
• повышение стойкости штампов в крупносерийном и массовом производствах.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ШТАМПОВКИ

Процесс штамповки деталей хотя и является наиболее производительным, однако возможности прессового оборудования часто используются далеко не полностью.
На одном из заводов при штамповке компаундным штампом листов статора электродвигателя средней величины лучшие штамповщицы достигают производительности 5500—6000 деталей в смену. Эксцентриковые прессы, на которых производится штамповка, могут делать до 30 ходов в минуту, следовательно, на них можно вырубить до 12 600 деталей в смену. Таким образом, используется только половина ходов пресса.
Не лучше используются возможности прессов и при штамповке других деталей. При ручной подаче и съеме деталей используется всего лишь 25—30% количества ударов пресса.
Приведенные данные говорят о больших резервах повышения производительности труда за счет более полного использования количества ходов обычных эксцентриковых прессов, выпускаемых промышленностью.
Это может быть достигнуто за счет механизации и автоматизации всего процесса штамповки или части его: подачи заготовок в рабочую зону пресса; перемещения заготовок в процессе штамповки; эвакуации вырубленных деталей и удаления отходов.
Производительность прессового оборудования может быть повышена также за счет более полного использования его мощности. В этих случаях производится штамповка одновременно не одной, а нескольких деталей.
Но наиболее высокая производительность труда достигается при полной автоматизации процесса штамповки, т. е. при штамповке деталей на пресс-автоматах и автоматических линиях.

Штамповка листов сердечников на специальных пресс-автоматах.

Листы сердечников статора и ротора вырубаются на пресс-автоматах из полосы или ленты за одну операцию. Наибольшее распространение получили четырехпозиционные штампы последовательного действия для вырубки листов статора и ротора короткозамкнутых электродвигателей и пятипозиционные — для вырубки листов сердечников с фазным ротором.

Рис. 4-18. Четырехпозиционный штамп последовательного действия для вырубки листов статора и ротора и схема штамповки
На рис. 4-18 показаны четырехпозиционный штамп и схема вырубки листов статора и ротора.
На первой позиции пробиваются пазы ротора и центральное технологическое отверстие под ловитель, на второй — пазы статора и отверстие под вал. На третьей позиции полностью вырубается лист ротора, на четвертой — лист статора. При пятипозиционной штамповке листов сердечников электродвигателей с фазным ротором добавляется операция обсечки венчика, которая производится на четвертой позиции перед вырубкой листа статора.
Пресс-автоматы для подачи полосы или ленты в рабочую зону штампа оснащены валковой или клещевой подачами. Для резки отходов у них имеются специальные ножи, которые расположены «на выходе» из пресса после приемной пары валков.
Нож получает движение от кривошипного вала и может совершать разрезку отходов при каждом ходе пресса или через некоторое число ходов.
У прессов фирмы «Schuler» имеется второй нож, расположенный непосредственно за подающими роликами. Этим ножом производится обрезка начала и конца нестандартных полос для исключения возможности получения листов статора с неполным контуром.

Вырубка листов статора и ротора на автоматической линии.

При штамповке листов сердечников на пресс-автоматах применяется однорядный способ вырубки, при котором значительное количество металла идет в отход. G целью экономии электротехнической стали некоторые зарубежные фирмы («Grimar» и др.) применили многорядный метод вырубки заготовок. Указанный метод штамповки фирма «Grimar» положила в основу создания автоматической линии штамповки листов статора и ротора.
На рис. б показаны схема автоматической линии и расположение наклоняемых прессов в ней (рис. в). Автоматическая линия состоит из семи прессов: одного головного специального пресса с усилием 1962 кн (200 Т) и шести универсальных наклоняемых прессов усилием по 981 кн (100 Т), установленных в два ряда.
На головном прессе производится многорядно-шахматная вырубка заготовок — кружков диаметром 160 мм. Лента или лист подается в штамп валковой подачей. Отходы на выходе из пресса разрезаются ножом и сбрасываются в бункер. Вырубленные головным прессом заголовки попадают на лотки В, которыми выносятся из зоны штампа на транспортер подачи к накопителям, установленным перед первыми прессами обоих рядов линии.
Производительность пресса 200 заготовок в минуту. Такая производительность головного пресса позволяет обеспечить загрузку шести прессов линии, работающих с высокой скоростью — 120 ходов в минуту. Заготовки в штамп на прессах линии подаются с помощью шиберного устройства.
На первой паре прессов пробиваются пазы ротора, отверстие под вал и отверстия для шпилек в листах статора; на паре средних прессов вырубаются пазы статора, центрируется заготовка по отверстию под вал. На третьей паре прессов производится разделение листов статора и ротора.
Транспортировка заготовок с позиции на позицию и стапелирование готовых листов статора и ротора производятся с помощью выводящих лотков и магнитной ленты транспортера в следующем порядке: с пуансона штампа заготовка съемником сбрасывается на выводящий лоток, который передает ее на магнитную ленту для транспортирования в стапелирующее устройство следующего пресса. Аналогично производится передача готовых листов статора и ротора на стапелирующие оправки.
Кроме повышения производительности труда и экономии металла, при штамповке на автоматических линиях значительно сокращаются расходы на изготовление и эксплуатацию оснастки из-за простоты ее конструкции.

Техника безопасности при холодной листовой штамповке

При холодноштамповочных работах на прессах и ножницах в случае нарушения правил техники безопасности бывают травмы. Поэтому при холодной штамповке необходимо строго соблюдать эти правила.

Безопасность этих работ обеспечивают следующие основные устройства и мероприятия (помимо общих):

• автоматизация холодноштамповочных работ, исключающая ручные

приемы работы;

• применение защитно-предохранительных устройств к прессам и

ножницам, например: ограждение педали при ножном включении, включение пресса двумя руками, защитные решетки, фотоэлементная защита;

• конструкции штампов, отвечающие требованиям техники

безопасности, например: с защитным козырьком, направляющими колонками, с правильно сконструированными и размещенными элементами штампов (упоры, съемники, колонки) и без выступающих частей;

• подача и удаление отдельных заготовок и деталей (при отсутствии

автоматических устройств) ручными инструментами (пинцетами, стержнями, щипцами);

• правильная организация работ и рабочего места, например: правильное

расположение оборудования, материала, заготовок, деталей, отходов; правильный распорядок работ и выполнение инструкций наладчиком и штамповщиком; обеспеченность рукавицами, наладонниками.

Заключение

Автоматизация и механизация процессов листовой штамповки обеспечивают: увеличение производительности прессового и другого вспомогательного оборудования, повышение производительности труда; снижение стоимости продукции, улучшение условий труда и предотвращение травматизма.

Перспективным направлением автоматизации кузнечного и холодно-штамповочного производства является создание систем с программным управлением работой оборудования.

Автоматизация и механизация оказываются рентабельными только при достаточной серийности производства. Поэтому вопрос об автоматизации или механизации производства должен решаться на основании технико-экономического расчета, методика которого приведена в специальной литературе. Однако в некоторых случаях, даже если по экономическим соображениям автоматизация и механизация окажутся нецелесообразными, то в целях облегчения условий труда на тяжелых работах или предотвращения травматизма частичная механизация может потребоваться и будет вполне оправданной. В мелкосерийном производстве могут использоваться простейшие средства механизации и механизированный инструмент.