Техническое задание.
Спроектировать установку для П-образной и зиг формовки выводов навесных элементов с осевыми выводами, поставляемых в ленте. Установка должна обладать высокой производительностью; простотой, гибкостью и оперативностью перенастройки на работу с элементами различных габаритов.
| D | 2 | 3 | 4.2 | 6.6 | 8.6 |
| L | 6 | 7 | 10.8 | 13 | 18.5 |
| d | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.1 |
Общая концепция.
Для обеспечения высокой производительности, были подложены два принципа построения установки - групповая, при помощи штампа, и непрерывная, по принципу прокатного стана, формовка выводов. В самом начале работы был выбран второй принцип, который и рассматривает далее.
Этапы формовки.
Для получения элемента с требуемой конфигурацией выводов, необходимо произвести три основных операции.
С завода изготовителя радиоэлементы поставляются в ленте . Необходимо отделить элементы от бумажных полос, приклеенных к краям выводов, а также обеспечить необходимую их длину. Это можно осуществить за одну операцию путем обрезки выводов до нужного размера.
Зиг-замок формируется местным изгибом вывода с радиусом округления 1.5 мм. При этом выемки на выводах с двух сторон должны лежать в одной плоскости и иметь одно направление.
Изгиб п-образная формовки должен находится на определённом расстоянии от корпуса. Для обеспечения хорошей работы зиг-замка, он должен быть строго сориентированным относительно п-формовки.
Последовательность операций.
Произвести одновременно все три операции формовки не представляется возможным, поэтому возникает вопрос о компоновке и последовательности этих операции. Операции обрезки и зиг-формовки можно совместить, так как они осуществляются в одной плоскости. Подгиба будет производиться в последнюю очередь, в связи с тем, что после неё возникают трудности с размещением формовочного инструмента между выводами. Итак, получаем следующую последовательность операций: обрезка+зиг-формовка --> п-формовка.
(см рис.2 обрезка+зиг-формовка - 2 п-формовка - 3)
Подача элементов.
Элементы необходимо доставить к месту формовки, для этой цели хорошо подходит зубчатое колесо. (рис.2) Расстояние между зубьями составляет стандартный шаг между элементами в ленте - 5мм, при этом выводы ложатся между зубьями колеса. Колесу подается вращательное движение, элементы, уже находящиеся в зацеплении, тянут за собой последующие (аналогично цепной передачи).
Этот способ ещё удобен тем, что приводом может являться электродвигатель с редуктором. Для переноса элементов от места первой стадии формовки ко второй, используется система, состоящая из двух резиновых лент, движущихся на некотором участке с равными скоростями в одинаковом направлении. Элемент, зажатый между этими лентами, при перемещении сохраняет свое положение относительно их. Неизменность положения элемента очень важна для правильной формовки, так как должна соблюдаться ориентация зиг-замка относительно п-формовки.
Обрезка и зиг-формовка.
Эти операции производятся одновременно. Также одновременно эта операция применяется к обоим выводам элемента. Обрезка осуществляется с помощью дискового ножа. Второй режущей поверхностью является боковая сторона зубчатого колеса. При этом вывод находится между его зубьями. Зиг-формовка осуществляется прокаткой вывода между двумя колесами.
В момент формовки усилие подачи передаётся по средствам зубчатого колеса, через взаимодействие зуба и вывода. При этом нагрузка на корпус практически отсутствует, что важно при переносе элемента, путём зажатия его корпуса между двумя резиновыми лентами.
Необходимо учесть, что скорость движения лены должна совпадать со скоростью колеса в момент формовки.
П-образная формовка.
П-образная формовка производится путём прохождения вывода между двумя зубчатыми колёсами, имеющих торцевое смещение относительно друг друга, при этом их оси находятся в одной плоскости, но расстояние между центрами меньше, чем сумма радиусов до впадин. При такой формовке обеспечивается отсутствие давления на корпус элемента в месте крепления с выводом. Скорость движения вывода во время формовки равна скорости движения ленты. Во время формовки лента расходится, освобождая элемент.
Общая компоновка.
Установку можно разделить на несколько блоков.
а. Блок подачи элементов в установку.
б. Блоки обрезки и зиг формовки.
в. Блоки п-образной формовки.
г. Лентопротяжный механизм.
д. Несущая конструкция с элементами кинематической связи.
е. Электромеханический привод.
Блок подачи элементов в установку представляет собой два зубчатых колеса, находящихся на одном валу. Расстояние между ними равно ширине корпуса формуемого элемента. Этот блок служит для равномерной и точной подачи элементов в транспортную ленту, а также для согласования других блоков.
Блоки обрезки и зиг формовки, а также блоки "п" формовки располагаются симметрично друг относительно друга и имеют одну степень свободы перпендикулярно движению элементов.
Лента располагается вдоль оси симметрии установки. В движение она приводится посредством вращения колёс, расположенных со стороны выхода отформованных элементов, они как бы вытягивают ленты. Эти колёса имеют накатку в зоне соприкосновения с лентой для лучшего сцепления. Колеса, расположенные на переднем крае - пассивные. На всем рабочем интервале лета движется вдоль направляющих, которые с определённым усилием прижимаются друг к другу, для фиксации элементов. Во время работы лента не должна растягиваться. Это может привести к изменению шага между элементами, что приведёт к непопаданию выводов между зубьями рабочих колес. Поэтому желательно, чтобы лента имела кортовую основу. Верхняя и нижняя ленты должны быть согласованны для избежания прокручивания элементов между ними.
Несущая конструкция состоит из основания боковых стенок и верхних балок. На основании находятся направляющие, в которых ходят формовочные блоки. Для обеспечения кинематической связи блоков имеются валы паразитными шестернями.
В качестве электромеханического привода можно использовать электромотор с редуктором мощностью от З00 Вт. От мощности двигателя в большой степени будет зависеть максимальная скорость формовки и максимальный диаметр формуемых выводов. Привод можно соединять с любым валом, так как внутри установки все блоки кинематически связаны и согласованны. Для предохранения двигателя от перегрузки и выхода из строя предлагается использовать ремённую передачу или ограничительную муфту .
Настройка установки применяется при изменении типоразмеров элементов и изменении конфигурации формовки.
Настройка блока подачи элементов ведётся путём изменения расстояния между рабочими зубчатыми колёсами. Она применяется в случае изменения длинны корпуса формуемого элемента.
Блок зиг-формовки и подгибки перенастраивается в ниже перечисленных случаях. В случае изменения диаметра вывода изменяется зазор между формовочными колёсами. Это осуществляется путём помещения между верхней и нижней частями блока колерованной пластины определённой толщины. Толщина пластины определяется диаметром вывода. В случае изменения длины корпуса элемента,
расстояния до зиг-замка или изменения конфигурации п-образной формовки устанавливается расстояния между формовочными колесами симметрично расположенных блоков. Это расстояние регулируется путём с движения и раздвижения блоков, вдоль направляющих путём вращения винта проходящего через противоположенные блоки, причем одна половина винта имеет правую, а другая левую резьбу. Расстояние от зиг-замка до торца элемента зависит от зазора между элементом и платой, а также от диаметра корпуса. Расстояние от зиг-замка до конца вывода не меняется.
Блоки "п" формовки в процессе настройки также могут сдвигаться и раздвигаться как предыдущие. Настройка этих блоков производится при изменении конфигурации формовки и длинны корпуса элемента.
В случае изменения диаметра элемента требует настройки и блок лентопротяжки. При этом меняется зазор между направляющими. При этом направляющие должны симметрично сходиться, и расходится, и при этом устройство настройки не должно препятствовать перемещению элементов. С учетом этих ограничений было предложено сведущее устройство рис., с помощью него настройка двух направляющих ведётся по средствам поворота одного винта.
Установка имеет единую кинематическую
цепь, приводимую в движение от одного привода, что обеспечивает согласование
всех ее элементов. Скорость движения лент должна совпадать должны быть равны
между собой и равны моментальным скоростям в момент формовки. Расстояние между
рабочими участками блоков должно быть кратно шагу элементов в ленте. Паразитные
шестерни, связывающие формовочные блоки, имеют длину, превышающую ход блоков на
толщину зубчатого колеса блока. Это даёт возможность колёсам находится в
зацеплении при любом положении настройки. В процессе настройки зубья колёс
блоков скользят вдоль зубьев шестерен. Модуль зубчатого колеса был выбран
равным 0.5 при толщине колеса 5мм, что должно обеспечить требуемую прочность
передачи. При этом зубчатые колёса блоков формовки и подачи будут иметь по 120
зубьев, паразитные шестерни по 50, а зубчатые колёса протяжки лент по 60.
Геометрия рабочих зубчатых колёс проектировалась с учётом обеспечения параметров формовки и беспрепятственного схода и захода на них выводов поступающих с постоянным шагом. Все колёса имеют одинаковую скорость вращения и число зубьев = 40.
Производительность установки будет зависеть от скорости вращения рабочих зубчатых колес, и вычисляться по формуле
П=2400*w [эл/ч], где w - количество оборотов в минуту (не учитывается время на подготовку к работе). Скорость вращения рабочего колеса будет зависеть от частоты вращения электромеханического привода, скорость которого в свою очередь будет определяться мощностью электродвигателя. Требуемая мощность определяется максимальной толщиной формуемых выводов. Идеальный вариант - редуктор с коробкой передач: пониженные обороты для более толстых выводов. При скоростях вращения рабочего колеса от 5 до 20 об/сек производительность составит 12000 до 48000 эл/час.
В процессе работы предложены принципы функционирования и разработан сборочный чертеж установки для механизированной п-образной и зиг формовки выводов. Данная установка удовлетворяет условиям, изложенным в техническом задании - обладает высокой производительностью; простотой, гибкостью и оперативностью перенастройки на работу с элементами различных габаритов.