Станок для сверления отверстий (стр. 3 из 11)

Правильный выбор пневмоцилиндров, наличие регулируемых демпфирующих дросселей, возможность установки датчиков перемещений в пазах пневмоцелиндров позволит так настроить систему подачи книжного блока, чтобы соблюсти необходимые скоростные и временные параметры перемещения. С помощью пнемвоцилиндра организуется не только перемещение книжного блока, но и зажим его корешковой части в фиксирующем блоке.

Таким образом, использование стандартных комплектующих позволит ускорить проектирование бумагосверлильного станка, упростить его производство и повысить ремонтопригодность.

1.5 Устройство и принцип работы станка

При разработке устройства и конструкции станка используем блочный принцип построения. Разобьем с этой целью станок на следующие части:

- привод сверлильной головки;

- сверлильная головка;

- каретка для перемещения книжного блока;

- устройство фиксации книжного блока;

- привод каретки;

- устройство управления.

Воспользуемся введенными наименованиями блоков для построения кинематической схемы станка (рис. 1.5.1). Сверлильная головка включает в себя компоненты 1-5. Они неподвижно закреплены на общем основании. С помощью зажимных патронов 4 монтируется необходимое количество специальных полиграфических сверл 5 (всего до четырех). Вращение вала электродвигателя 1 через муфту 2 передается на входной вал привода 3 сверлильной головки. Привод сверлильной головки осуществляет вращение выходных валов с зажимными патронами 4 с постоянной скоростью в 1350 оборотов в минуту.

Рис. 1.5.1

где: 1 – электродвигатель, 2 – муфта, 3 - привод сверлильной головки, 4 – зажимные патроны, 5 – полиграфические сверла, 6 – книжный блок, 7 - устройство фиксации книжного блока, 8 – прижим книжного блок, 9 – пневмоцилиндр перемещения прижима книжного блока, 10 – каретка,, 11 – пневмоцилиндр привода каретки, 12 – устройство управления.

Величина нагрузки на выходных валах привода определяется усилиями, возникающими в процессе сверления книжного блока. Благодаря специальной конструкции полиграфического сверла (рис. 1.4.1) эти усилия малы. На рис. 1.4.1 видно, что благодаря конструкции сверла отверстия в книжном блоке получаются путем вырезания острой кромкой сверла в процессе его вращения и вследствие поступательного движения самого книжного блока. Показанная на рисунке толщина стенок преувеличена, чтобы отразить конструкцию рабочей части сверла. В реальности стенки значительно тоньше. Необходимо отметить, что силы трения возникают и внутри конусного канала для отвода бумажной стружки. Величина этих сил трения также незначительна, так как поверхность внутреннего канала специально обработана.

Полиграфические сверла изготавливаются из высокопрочных сплавов, что обеспечивает их качество и долговечность. Сверла бывают различных типов:

- обычные сверла, из углеродистой стали с повышенной стойкостью на износ;

- сверла с покрытием (вольфрамовым или тефлоновым);

- хромированные сверла с низким коэффициентом трения.

Все сверла могут быть многократно заточены с помощью ручного приспособления. Благодаря острой заточке режущей кромки сверла и специально обработанной рабочей поверхности, силы трения и резания очень малы. При этом края отверстия в книжном блоке не обгорают (в пластике не оплавляются).

Перед началом сверления книжный блок 6 устанавливается оператором в устройство фиксации 7. Начинается процесс сверления с фиксации корешковой части книжного блока прижимом 8, который приходит в движение под действием пневмоцилиндра 9 привода прижима. При достижении пневмоцилиндром 9 определенной точки на оси движениия начинает действовать пневмоцилиндр 11 привода каретки 10. Каретка приходит в движение в направлении вращающихся сверл. При достижении пневмоцилиндром 11 определенной точки на оси движения начинается процесс его движения в противоположную сторону. Каретка 10 с книжным блоком 6 возвращается в исходное положение. При достижении каретки исходного положения происходит включение пневмоцилиндра перемещения прижима 9 в обратном направлении. При этом книжный блок освобождается от фиксации и может быть снят оператором со станка. Далее процесс сверления повторяется с другим книжным блоком. Двигатель привода сверлильной головки не отключается на протяжении сверления необходимой партии книжных блоков.

Достижение пневмоцилиндрами 9 и 11 крайних точек их движения контролируется магнитными датчиками, укрепленными в пазах на корпусах соответствующих пневмоцилиндров. Датчики позволяют управлять клапанами, обеспечивающими направление движения пневмоцилиндров. Датчики перемещения и клапана управления направлением движения пневмоцилиндров входят в устройство управления станком 12.

Динамика перемещения пневмоцилиндров, т.е. скоростные и силовые показатели их работы задаются с помощью регулировки демпфирующих узлов, конструктивно входящих в состав пневмоцилиндров. Регулировка демпфирующих узлов позволяет получить плавное и практически безударное соприкосновения сверла 5 с поверхностью книжного блока 6 в начальный момент сверления. Для тонкостенного полиграфического сверла это важно, так как способствует увеличению его срока действия, сохраняет остроту режущей кромки, улучшает качество отверстий. В свою очередь, плавное торможение каретки 10 при движении в обратном направлении также позволяет избежать ударов механических частей станка. Поэтому их можно сделать менее прочными, уменьшив тем самым габариты, металлоемкость станка и, как следствие, его вес. Демпфирующие устройства также можно отнести к составу устройства управления 12.

1.6 Устройство и принцип работы сверлильной головки

Сверлильная головка обеспечивает фиксацию необходимого количества сверл (до четырех) и вращение их с заданной постоянной скоростью. В качестве привода сверлильной головки используется электродвигатель. Кинематическая схема сверлильной головки представленной на рис. 1.6.1.

Вращение электродвигателя 1 через муфту 2 передается на входной вал привода 3. Привод обеспечивает равномерное распределение мощности вращения электродвигателя на четыре выходных вала. Конструктивное решение такого привода в целях упрощения конструкции станка выполним в виде одноступенчатого редуктора. Выходные валы привода передают вращение на совмещенные с ними зажимные патроны 4 с полиграфическими сверлами 5.

рис. 1.6.1

где: 1 – электродвигатель, 2 – муфта, 3 - привод сверлильной головки, 4 – зажимные патроны, 5 – полиграфические сверла.

Расстояния между центрами сверл определяется макетом сверления (рис. 1.1.1). Из этого следует, что расстояния между центрами выходных валов также должны соответствовать этому макету. Таким образом, макет сверления задает соответствующие параметры для расчета привода. Например, еще не приступая к расчету привода, известно, что делительные диаметры шестерен на выходных валах будут соответствовать 40 мм. Так требует макет сверления.

Другой важной особенностью конструкции сверлильной головки является наличие приспособления для отвода образующихся в процессе резания бумаги отходов в виде маленьких кружочков. Частично возможность отвода уже заложена в конструкции самого сверла (см. рис. 1.4.1). Выходные валы привода также имеют полую конструкцию, которая позволяет выводить бумажную стружку за пределы станка, например, в приемную емкость. Приемная емкость представляет собой выдвигаемый прямоугольный ящик, встроенный в основание станка. Оператор следит за его наполнением и периодически очищает от бумажной стружки.

Электродвигатель и привод неподвижно закреплены на общей раме. В процессе работы станка оператор включает электродвигатель на время, необходимое для сверления отверстий в партии книжных блоков. Таким образом, работа сверлильной головки должны быть рассчитана на длительный непрерывный период.

1.7 Устройство блока подачи и привода блока подачи

В разделе 1.4 обосновано применение сжатого воздуха для перемещения устройства фиксации книжного блока. Кинематическая схема блока подачи и привода блока подачи приведено на рис. 1.7.1.

рис. 1.7.1

где: 1 – книжный блок, 2 - устройство фиксации книжного блока, 3 – прижим книжного блок, 4 – пневмоцилиндр перемещения прижима книжного блока, 5 – каретка,, 6– пневмоцилиндр привода каретки,

В устройстве блока подачи имеются два конструктивных блока 4 и 6, обеспечивающих перемещение соответствующих исполнительных механизмов 3 и 5.

В процессе сверления листы, входящие в книжный блок 1, должны быть плотно прижаты друг к другу. От плотности сжатия зависит качество отверстий. Для этого в бумагосверлильных станках различных типов присутствует элемент, называемый прижимом. Он может быть ручным или автоматическим. В данном станке используется автоматический прижим 3. Его перемещение обеспечивает пневмоцилиндр 4.

Относительное перемещение прижима 3 незначительно. Величина силы сжатия определяется экспериментальным путем для различного типа материалов. Важно, что усилия, развиваемые пневмоцилинром 4, регулируются в процессе его настройки и должны обеспечивать необходимое сжатие. В качестве пневмоцилинда 4 предлагается использовать типовое устройство привода с линейными направляющими (рис. 1.7.2).