Материал: Механизация кузнечно-штамповочного производства

Рисунок 1.7 - Толкающий сбрасыватель

Рисунок 1.8 - Схема выносящего устройства

Система рычагов 1,2,3 и цилиндров 4,5,6 связывает между собой верхнюю и нижнюю плиты штампа. Ковш 7 соединен с рычагами центральным шарниром 6. При ходе ползуна вверх ковш 7 вводится в рабочую зону штампа. Деталь выталкивается из верхней половины штампа и падает в ковш. При опускании ползуна ковш вместе с деталью выносится из рабочей зоны.

Выносящие устройства с захватным органом -механические руки. Применяют для удаления средне- и крупногабаритных деталей из тонкого листа, расположенных на нижней части штампа, установленного на закрытом прессе простого или двойного действия.

Для межоперационного транспортирования заготовок крупногабаритных деталей применяются ленточные конвейеры с индивидуальным приводом, либо приводные рольганги. Высота конвейера может регулироваться по отношению к уровню разъема штампа. Остановка детали на позиции загрузки осуществляется одновременно с ее выравниванием с помощью упоров на кронштейне перед подходом захватного органа подающего устройства последующего пресса.

Стапелирующие устройства служат для укладки в ориентированном положении заготовок после штамповки для последующей обработки. Стапелирование может осуществляться:

устройствами, фиксирующими положение заготовки при скольжении их по лотку либо в свободном падении;

устройствами с принудительным перемещением отштампованных заготовок в кассету.

Фиксация штампованных поковок производится по внутреннему, либо по наружному контуру.

Для удаления мелких отходов используются лотки и контейнеры. Для надежного их перемещения по лотку применяют вибролотки или же лотки с принудительным механическим встряхиванием лотка от гребенки, закрепленной на верхней плите штампа.

2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИЗАЦИИ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Технологические предпосылки механизации КШП

Достигнутая быстроходность штамповочного оборудования приводит к тому, что собственно машинное время составляет небольшую часть общего времени, необходимого для изготовления детали. Основная часть времени расходуется на вспомогательные операции: загрузку и выгрузку заготовок и полуфабрикатов, транспортировку, укладку, ориентацию и т.д. Это является мощным стимулом внедрения средств механизации и автоматизации.

Объективными трудностями на пути автоматизации являются большие скорости перемещения рабочего инструмента и значительные усилия деформации.

Под процессом проектирования автоматизированных систем в КШП следует понимать не только создание новых средств автоматизации и механизации, но и комбинирование известных САМ для достижения определённых целей и удовлетворения выявленным потребностям производства. Для выработки новых идей используют различные приёмы: составление морфологической матрицы идей, диаграммы идей, метод мозгового штурма и др.

Для нас сейчас важно выявить основные предпосылки для создания автоматизированных технологических процессов ОМД, Сведения об этих предпосылках представлены на рисунке 2.1.

В приведенной ниже таблице 2.1 дана конкретизация некоторых технологических предпосылок автоматизации кузнечно-штамповочного производства. Таблицу можно мысленно дополнить.

Технологические и другие предпосылки позволяют выработать критериальные показатели «механоспособности» техпроцессов ОМД.

«Механоспособность», т.е. пригодность техпроцесса к механизации, включает следующие показатели:

-        число переходов штамповки;

         требования к точности ориентации заготовки (полуфабрикаты в штампе);

         возможность подачи заготовки (полуфабриката) в штамп в определённые моменты времени;

         неизменность базы ориентации;

         достижимость заданной производительности:

«Механоспособность» может быть повышена путём более глубокого анализа предпосылок по схеме на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема формирования банка идей по повышению уровня механизации технологических процессов ОМД

Таблица 2.1 - Конкретизация предпосылок механизации КШП

2.2 Показатели для расчетов эффективности механизации процессов КШП

Основным критерием целесообразности внедрения САМ является экономическая эффективность, которая оценивается, практически, двумя показателями:

Годовым экономическим эффектом Э_г, определяемым как:

Э_г=[(С₁+Е_нК₁) - (С₂+Е_нК₂)]N ,

где С₁ и С₂ - себестоимость единицы продукции до и после внедрения технического мероприятия (например, средств механизации), грн;

К₁ и К₂ - удельные капитальные затраты на старый и новый техпроцесс;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности дополнительных капиталовложений, для наших случаев принимаемый равным 0,15;

N - годовой выпуск штампуемых деталей.

Сроком окупаемости дополнительных капитальных затрат по внедрению новой техники Т_ок, который определяется в годах:

Т_ок=К₂ - К₁ / С₁ - С₂

где К₂ и К₁ - капитальные затраты на весь выпуск продукции до и после внедряемого предполагаемого технического мероприятия;

С₁ и С₂ - себестоимость выбранного объёма N до и после.

Элементарный анализ приведенных формул показывает, что экономический эффект от внедрения средств автоматизации и механизации может быть получен лишь путём снижения себестоимости, поскольку ожидать случая когда К₂ < К₁ не приходится (машины, САМ, штамп, и др. новое более дороже).

Структура себестоимости деталей получаемых объёмной и листовой штамповкой различна, но в первом приближении примем для крупносерийного и массового типа производств:

материал - 55 - 85 %;

оборудование и САМ - 15 - 5 %;

инструмент - 20 - 5 %;

заработная плата - 10 - 5 %.

Внедрение автоматизации и механизации изменяет структуру себестоимости, уменьшая долю затрат на заработную плату и увеличивая затраты на амортизацию оборудования и САМ. Однако, может сложится мнение, что малая доля заработной платы не позволит получить экономического эффекта (снижения общей себестоимости) при внедрении достаточно дорогих автоматизированных машин и САМ. Отсюда можно сделать вывод о возможности достижения значительной экономии только за счёт экономии металла.

2.3 Производительность труда в условиях механизации процессов КШП

Эволюционное развитие технологии ОМД привело в целом ряде случаев к достижению теоретически возможных коэффициентов использования металла. Достижению экономического эффекта способствует значительное повышение производительности при внедрении новых автоматизированных и механизированных технологических процессов. В качестве примера сравним усреднённую структуру себестоимости поковок типа шестерен массой 0,4-1,0 кг получаемых на горячештамповочном пресс-автомате и универсальном КГШП (см. табл.2.2).

Значительное повышение производительности труда при работе на автоматизированных машинах уменьшает величину удельных капитальных затрат.

Не следует забывать, что одной из основных задач автоматизации производства является высвобождение рабочих, уменьшение занятости в материальном производстве. Эффективность высвобождения рабочих, следовательно, надо считать не по экономии заработной платы, а по тем материальным и духовным ценностям, которые будут произведены на другом рабочем месте. К сожалению, до сих пор нет подобной методики расчётов экономической эффективности автоматизации в машиностроении с учётом вышесказанных положений, однако она необходима, т.к. в противном случае, в перспективе экономические показатели могут стать тормозом на пути внедрения автоматизации. В случае же частичной автоматизации и механизации, когда не наблюдается повышение производительности труда, основным эффектом является улучшение условий труда, повышение престижа профессии и т.д. Если пренебречь этим, то проблема определения экономической эффективности сведётся к более простой задаче - определению ущерба от простоев производительных кузнечных машин в связи с отсутствием рабочих кадров.

Таблица 2.2 - Структура себестоимости поковок шестерен при штамповке на КГШИ и прессе-автомате

Литература

1.       Материаловедение и технология металлов: Учебник для ВУЗов по машиностроительным специальностям / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др. - М.: Высшая школа, 2010. - 637с.: ил.

2.      Материаловедение: Учебник для ВУЗов, обучающих по направлению подготовки и специализации в области техники и технологии / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. - 5-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. - 646с.: ил.

.        Лахтин Ю.М., Леонтьева В.Н. Материаловедение. Учебник для ВУЗов технич. спец. - 3-е изд. - М. Машиностроение, 2000. - 528с.

.        Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных ВУЗов / А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, Л.Н. Бухаркин и др.; Под общ. ред. А.М. Дальского. - 5-е изд., испр. - М. Машиностроение, 2013. - 511с.: ил.

.        Технология конструкционных материалов. Учебник для студентов машиностроительных специальностей ВУЗов в 4 ч. Под ред. Д.М. Соколова, С.А. Васина, Г.Г Дубенского. - Тула. Изд-во ТулГУ. - 2007.

.        Материаловедение и технология конструкционных материалов. Учебник для ВУЗов / Ю.П. Солнцев, В.А. Веселов, В.П. Демьянцевич, А.В. Кузин, Д.И. Чашников. - 2-е изд., перер., доп. - М. МИСИС, 2006. - 576с.

.        Богодухов С.И. Курс материаловедения в вопросах и ответах: Учеб. пособие для ВУЗов, обуч. по направлению подгот. бакалавров «Технология, оборуд. и автомат. машиностр. пр-в» и спец. «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» и др. / С.И. Богодухов, В.Ф. Гребенюк, А.В. Синюхин. - М.: Машиностроение, 2003. - 255с.: ил.

.        Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для студентов электротехнических и электромеханических спец. ВУЗов / С.Н. Колесов, И.С. Колесов. - М. Высшая школа, 2004. - 518с.: ил.

.        Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учебное пособие для студентов ВУЗов, обуч. по напр. «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / А.В. Шишкин и др.; под ред. В.С. Чередниченко. - 3-е изд., стер. - М.: ОМЕГА-Л, 2007. - 751с.: ил.(Высшее техническое образование).- (Учебное пособие)

.        Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для студентов немашиностроительных спец. ВУЗов. - М.: Высшая школа, 2010. - 446с., ил.

.        Черепахин А.А. Материаловедение: Учебник для сред. проф. образования, обуч. по спец. 3106 «Механизация с.-х.». - М.: Академия, 2004. -252с.; ил.-(Среднее профессиональное образование)