间歇式多工位自动机工位转位精度的保证
胡 真 李志诚 薛凤兰 呼英俊
(机械工程系)
摘要:通过对引进设备的研究、分析,寻找出了一种“误差转移随动补偿抵消法”,达到自动机工位在转位时,可不受其它相关零、部件误差传递、积累的影响,而能获得较高的位置精度。
关键词: 误差转移 随动补偿 精度保证
被加工对象在加工之前,首先要相对于加工单元占据正确的加工位置才能进行加工。对于单一工位的加工机械来说,调整被加工对象相对于加工单元的正确位置,比较简单。然而,如果被加工对象加工工艺复杂,具有多项加工内容,若采用工序集中、多工位、多加工单元的一体机械加工时,则各工位相对于各个加工单元之间的相互位置精度的保证由于影响其精度的误差因素较多,甚至按精度保证进行允差分配变得非常严格,而不易实现。然而,随着现代科学技术的发展及市场竞争、企业的生产需要,这种多工位自动机械的需求,应用日益广泛。因此,就必须考虑多工位自动机械的工位位置精度的保证方法。如果用一种在生产实际中应用的中空容器成形机为研究对象,则以一步法(注1)全自动注塑、延伸、吹塑成形机最为典型。
1 工艺流程及技术要求
工艺流程如图1所示。图中表达容器由注塑,延伸到吹塑成形及制品顶出3个工位的加工工艺流程。其中:工位1为注塑工位。
由注塑模、注塑模芯与和该工位相配的唇模,构成第一个加工单元。要求注塑前实现合模,且使注塑模腔的几何中心与注塑模芯中心同唇模中心重合。目的是为使塑制出的管坯各部周向壁厚均匀,为能制出壁厚均匀的容器打下良好的基础。工位2是延伸、吹塑工位。
当工位1加工完成后,开模。唇模夹带管坯至工位2,然后合模。要求合膜后唇模中心与吹模模芯及延伸杆中心等中心重合。以保证延伸吹塑的质量。工位3是产品顶出工位。
根据上述基本工艺要求,对于设备上各执行机构的相互位置精度应保证满足以下条件:安装在回转盘上的三对唇模的分度精度的保证,因唇模每转动120°后,随转盘向下合模时,三对唇模都要与各自相对工位上的模具中心对准。即各部同心度保证不论唇模在那个工位上都要中心对正。不回转的各个工位上,注塑模腔中心与注塑模芯中心对准;吹塑模中心与延伸杆的中心的对准。
4 误差转移随动补偿抵消法
首先选择基准补偿件,即与其它各工位相关联的部件,如图2所示。回转盘上安装三对唇模,因为每一次在一个工位的加工,都需要回转盘转动一定的角度,使其带着唇模运动到相应的工位。所以,这里可选回转盘上的唇模部件做为基准补偿件。因为即然各项相互位置不易以控制精度的方法解决,那么干脆找一基础件放大它的某些方面的允差,使之处于游动状态。以这种放大的允差为补偿量。这样,各工位执行机构的某些误差,在通过与补偿部件配合时,以补偿量来补偿,消除。所以可以说,补偿部件的选择以及补偿量的确定,涉及到整个位置精度保证方法的核心。
唇模安装在回转盘上,位置依靠定位销(如图2)确定。由于唇模是两对开的哈夫模,它还需要靠滑轨进行滑移导向。图中的定位销固接在回转盘上,对开唇模的两对半圆孔合成为一对定位孔,销与孔为间隙配合,如果我们有意放大间隙量,那么实际上唇模在各工位与相应的执行机构配合,其位置可作微小移动。即尽管各工位的相互位置有一些误差,但是通过该微小量的移动补偿过来。所以故意放大的配合间隙量就是补偿量。
其次是基准补偿部件与相应工位上执行机构的结构设计。其结构上必须以能够起定心定位作用的结构为基础,以便能实现移动补偿的目的。如图3所示,做为基准补偿件的唇模为内外锥结构。相应唇模结构的注塑模、注塑模芯、吹塑模、吹塑模芯等结构亦采用内锥或外锥的结构形式。为简述起见,这里只绘出工位1的唇模与相应机构的装配简图,(如图4),其它部位同理不难理解。从图中可以了解,注塑模1与机座是平面相接触。当然,其它工位如吹塑模也是与机座平面相接触,而且夹紧前在机座两维平面内可动的独立机构。无需设置精密的定位装置。
5 调整方法
相互位置精度保证的调整方法。如图4设计回转盘,它不仅可以转动也可上下移动,故又称为下模盘。这样模盘上下移动进行开模、合模动作。当把注塑模,吹塑模等独立的可移动整体单元安放在机座的大体工作位置上后,唇模亦安装在回转盘上。实现各工位之间的相互位置精度的保证完全是以基准补偿部件——回转盘上的唇模位置为依据。完成下模(回转盘)向下合模,使各唇模外锥与相应工位的机构的内锥紧密配合,由于转盘位置横向不可变动,则合模时各工位独立的整体机构单元做随动找正于唇模所确定的位置上。唇模机构位移误差的影响,产生回转盘每转一个工位出现的微小偏心误差,将会由设定的补偿量进行补偿。
当合模后确定了各工位相互位置后,在合模状态下用螺栓把各整体单元机构固定在机座上即完成了调整。
注1:从制坯到延伸吹塑成形生产出容器,在一台设备上一次完成的成形方法。
注2:该数据是与青木固研究所技术交流时得到的。
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