Пневматический привод полуавтоматического отрезного станка

Пневматические приводы получили широкое применение в машиностроении. Они используются на металлорежущих станках и в устройствах сборочного производства, в различных зажимных приспособлениях. Кроме того, пневматические приводы применяются также для привода исполнительных органов различных станков. Рассмотрим пневматический привод полуавтоматического отрезного станка, в котором он используется и для зажима заготовки, и для приведения в действие исполнительных органов станка.

Пневматический привод данного станка должен обеспечить четыре технологические операции:

– зажим заготовки в станке;

– разрезание заготовки;

– отвод инструмента в исходное положение;

– освобождение разрезанной заготовки из зажимного устройства.

При этом должна быть возможность переналадки станка на различные заготовки и разные скорости резания.

Одна из возможных принципиальных схем пневматической системы полуавтоматического отрезного станка представлена на рис. 3.2. Приведенная схема не имеет собственного компрессора, а сжатый воздух под давлением подводится к ней извне и затем используется в пневмосистеме станка.

Рис. 3.2. Принципиальная схема пневматического привода полуавтоматического отрезного станка

Пневматический привод полуавтоматического отрезного станка включает в себя два силовых пневмоцилиндра 1 и 7. Пневмоцилиндр 7 служит для зажима заготовки, поэтому он должен начинать движение первым и заканчивать свой рабочий ход до операции резания. Пневмоцилиндр 1 обеспечивает перемещение режущего инструмента станка.

Для управления пневматическим приводом полуавтомата в него включены четыре двухпозиционных пневматических распределителя. Пятилинейный распределитель 6 с ручным управлением служит для включения станка в действие. Он управляется оператором. Остальные распределители переключаются автоматически. Распределитель 8 управляется с помощью кулачка, установленного на штоке гидроцилиндра 7. Распределители 2 и 3 переключаются из исходных позиций в рабочие позиции за счет воздуха, который подводится к ним под давлением по пневмолиниям управления. На рис. 3.2. исходные позиции всех распределителей обозначены буквами А, а рабочие – В

Кроме распределителей, в пневматический привод полуавтоматического отрезного станка включены регулируемые дроссели 4, 5, 9 и 11, которые служат для настройки станка, т. е. обеспечения необходимых пара­метров режимов работы полуавтомата. Кроме того, в пневмосистему включены обратные клапаны 10 и 12.

В исходном (начальном) положении все элементы пневматического привода отрезного станка занимают положения, указанные на рис. 3.2. Для приведения полуавтомата в действие оператор рукояткой распределителя 6 должен установить в рабочее положение позицию В. Начнется выполнение первой технологической операции – зажим за­готовки в станке. Через канал в распределителе 6 сжатый воздух под давлением от внешнего источника пневматического питания начнет поступать в бесшгоковую полость пневмоцилиндра 7. В распределителе 8 при этом включена позиция А (как показано на рис. 3.2.), и дальнейший путь для сжатого воздуха будет закрыт. Поршень пневмоцилиндра 7 под воздействием давления начнет перемещаться вниз. Из его штоковой полости воздух будет вытесняться в атмосферу через распределитель 6 и дроссель 4. Причем скорость перемещения поршня будет определяться величиной проходного сечения дросселя 4. Двигаясь, поршень пневмоцилиндра 7 обеспечивает работу зажимного устройства станка. Когда заготовка будет зажата в полуавтомате (после окончания перемещения поршня цилиндра 7), последний будет устойчиво находиться в нижнем положении до тех пор, пока в распределителе 6 в рабочем положении находится позиция П. В конце хода поршня кулачок, установленный на его штоке, нажмет на переключатель рабочих позиций распределителя 8 и переключит в рабочее положение его позицию В.

С этого момента начинается выполнение второй технологической операции – резание заготовки. В этом случае в рабочем положении распределителя 8 установлена позиция В. Тогда сжатый воздух через обратный клапан 10 и дроссель 9 направляется от распределителя 8 к распределителю 3. Воздействуя на запорно-регулирующий элемент распределителя 3, сжатый воздух переключит в рабочее положение его позицию В.

Сопротивление обратного клапана 10 существенно меньше, чем сопротивление дросселя 9, поэтому основная часть потока будет проходить через него. Дроссель 9 и клапан 10 обычно выполняются как единый элемент.

Таким образом, в распределителе 3 в рабочее положение будет установлена позиция В, а в распределителе 2 – позиция А. Тогда сжатый воздух от внешнего источника пневматического питания через каналы распределителей 3 и 2 начнет поступать в бесштоковую полость пневмоцилиндра 1, а воздух из штоковой полости пневмоцилиндра 1 будет вытесняться в атмосферу через распределитель 2. Его поршень начнет движение вправо (показано жирной стрелкой на рис. 3.2). При этом обеспечивается работа режущего инструмента, т. е. происходит разрезание зажатой заготовки.

При движении поршня в процессе резания сжатый воздух под давлением проходит через дроссель 11 и начинает воздействовать на распределитель 2, стремясь переключить его из позиции А в позицию В. Нарастание давления воздуха на распределитель 2 проходит с некоторым запаздыванием по времени. Величина этого запаздывания определяется проходным сечением регулируемого дросселя 11 и должна быть равной (или больше) времени резания. По окончании резания давление, воздействующее на распределитель 2, достигает величины, необходимой для его переключения, и в рабочее положение устанавливается его позиция В.

При обратном направлении движения воздуха откроется обратный клапан 12, который имеет существенно меньшее со­противление, чем дроссель 11. Это позволит отвести сжатый воздух из запертой полости у «торца» распределителя 2 (минуя дроссель 11). Дроссель 11 и клапан 12 обычно выполняются как единый элемент.

После переключения в рабочее положение позиции В распределителя 2 начинается выполнение третьей технологической операции – отвод инструмента в исходное положение. В этом случае сжатый воздух отводится из бесштоковой полости пневмоцилиндра 1 через распределитель 2 в атмосферу. В шгоковую полость этого цилиндра от внешнего источника пневматического питания через каналы распределителей 3 и 2 подводится сжатый воздух, поэтому поршень пневмоцилиндра 1 движется в обратном направлении (показано тонкой стрелкой на рис. 3.2).

Одновременно выполняется четвертая технологическая операция – освобождение разрезанной заготовки из зажимного устройства. При переключении распределителя 2 в позицию В сжатый воздух подается также к «торцу» распределителя 6 и переключает его. В рабочее положение устанавливается позиция А. Штоковая полость пневмоцилиндра 7 соединяется с напорной магистралью, а бесштоковая – с атмосферой, и поршень начинает перемещаться вверх до упора. Причем скорость его перемещения будет определяться величиной проходного сечения дросселя 5.

При перемещении поршня пневмоцилиндра 7 кулачок, установленный на его штоке, освобождает переключатель распределителя 8 и в рабочее положение устанавливается его позиция А. Тогда сжатый воздух от распределителя 3 направляется через дроссель 9 и распределитель 8 в атмосферу. Давление, действующее на «торце» распределителя 3, понижается. Причем понижение давления из-за сопротивления дросселя 9 происходит с некоторой задержкой по времени. Это позволяет поршню гидроцилиндра 1 завершить обратный ход, т. е. обеспечить возврат режущего инструмента в начальное положение.

При понижении давления «на торце» распределителя 3 до расчетной величины он переключается в позицию А. Таким образом, в пневмоприводе устанавливается первоначальное положение всех его элементов (приведено на рис. 3.2).

В рассмотренном пневмоприводе полуавтоматического отрезного станка дроссели 4, 5, 9 и 11 влияют на различные эксплуатационные параметры его работы. Изменяя проходные сечения этих дросселей, имеется возможность переналаживать данный станок для работы с различными заготовками. Дроссель 4 определяет скорость движения поршня зажимного устройства при рабочем ходе (зажим заготовки). Дроссель 5 определяет скорость движения того же поршня при обратном ходе (разжим заготовки). Дросселем 11 устанавливается время рабочего хода режущего инструмента, так как от его проходного сечения зависит задержка на переключение распределителя 2 из позиции А в позицию В. Дросселем 9 устанавливается время обратного хода поршня 1, так как от его проходного сечения зависит задержка на переключение распределителя 3 в исходное положение (в позицию А) в конце технологического цикла.