Переналаживаемые автоматические линии групповой обработки предназначены для изготовления двух - десяти, а иногда и более заранее известных, аналогичных по конструкции, служебному назначению и технологии обработки, близких по размерам деталей в условиях крупносерийного и массового производства.
Эти автоматические линии используют при необходимости одновременного выпуска нескольких модификаций деталей, узлов или машин. Обработка различных заготовок может вестись как параллельно, так и последовательно после осуществления автоматической или ручной переналадки.
Автоматические линии групповой обработки переналаживают, как правило, не чаще 4 раз в месяц, они обеспечивают общую годовую производительность от 30 000 до 250 000 изделий. Возможность переналадки линий расширяется за счет использования высокопроизводительных специальных станков с ЧПУ.
Известны следующие варианты конструктивных компоновок переналаживаемых автоматических линий для крупносерийного и массового производства.
Переналаживаемые автоматические линии с гибким транспортным потоком. В этом случае для каждого типоразмера на линии предусматривают определенные рабочие позиции, сходные по технологическому процессу и по набору режущего инструмента. Каждая деталь имеет свой транспортный маршрут.
Переналаживаемые автоматические линии с последовательной обработкой заготовок различных типоразмеров. Основное технологическое и транспортное оборудование, так же как и система управления, переналаживаемые. Все заготовки имеют сходный технологический процесс при одинаковом числе рабочих позиций. Время переналадки сравнительно велико, вследствие чего обработка ведется крупными партиями.
Переналаживаемые автоматические линии с фиксированным транспортным потоком деталей. В этом случае транспортные устройства для всей группы обрабатываемых деталей не подлежат переналадке (в основном это линии с обработкой на приспособлениях-спутниках). Переналадка станков реализуется быстро в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Затраты на оснастку также сравнительно невелики, но число типоразмеров в группе обрабатываемых деталей, как правило, не может превышать двух - четырех.
Переналаживаемые линии получили широкое распространение для групповой обработки блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания, идентичных по конфигурации и технологическому процессу, изготовления и отличающихся только размерами, числом цилиндров и крепежных отверстий.
В СССР была разработана система автоматических линий групповой обработки восьми- и десятицилиндровых блоков для Ярославского моторного завода производительностью 30 дет./ч, состоящая из 101 единицы основного технологического оборудования, и линия для обработки четырех типов корпусов редукторов (рис. 1). Производительность ее - 100 000 корпусов в год при переналадке с одного типоразмера на другой раз в неделю в течение 4 ч. Линия состояла из 10 агрегатных станков, связанных общим транспортом. Обработка и транспортирование производились на спутниках четырех размеров. Станки 9 и 10 имели силовой стол с делительным поворотным устройством, на котором смонтированы четыре шпиндельные коробки, каждая из которых соответствовала определенному размеру редуктора. При переналадке на обработку другого изделия силовой стол поворачивался на соответствующий угол.
Рис. 1. Схема переналаживаемой автоматической линии обработки корпусов редукторов: 1, 2 - загрузочная и разгрузочная позиции; 3 - опрокидыватель; 4 - поворотные столы; 5 - контрольные позиции; 6 - двусторонний расточный станок; 7, 8 - односторонние расточные станки; 9, 10 - многошпиндельные сверлильные станки со сменными головками; 11, 12, 13 - расточные станки для финишной обработки; 14, 15 - расточные станки с наклонными головками
На ВАЗе работала система переналаживаемых автоматических линий обработки трех модификаций четырехцилиндрового блока цилиндров. Все детали были одинаковые по высоте и близки по конструктивным параметрам. Система включала в себя шесть переналаживаемых автоматических линий (рис. 2) - соответственно для черновой и чистовой фрезерной обработки, сверления, зенкерования, резьбонарезания и растачивания.
Линии комплектовались транспортером с шагом 1000 мм, транспортными штангами и направляющими планками под заготовки. Загрузочная и разгрузочная позиции были оснащены кантователями 1 и 15 (рис. 2, а) и контрольными устройствами наличия заготовок.
Рис. 2. Система автоматических линий групповой обработки: а - для чернового фрезерования: 1, 15 - кантователи деталей; 2, 4, 7, 9, 10, 12-14 - нерабочие позиции; 3, 6, 8, 11 - рабочие позиции; 5, 16, 17, 18 - фрезерные головки; б - для чистовой фрезерной обработки: 1 - кантователь; 2 - нерабочая позиция; 4 - рабочая позиция; 3, 5-11 - фрезерные головки; в - для сверлильной обработки на торцовых поверхностях: 1 - кантователь деталей; 2 - нерабочая позиция; 3 - рабочая позиция; 4, 6, 8, 10, 13, 15, 17, 19 - сверлильные резьбонарезные головки; 5, 7, 9, 11, 12, 14, 16, 18 - контрольные головки; г - для сверлильной обработки на боковых поверхностях: 1 - кантователь деталей; 2 - нерабочая позиция; 3 - рабочая позиция; 4, 6, 9, 10 - сверлильные головки; 5, 7, 8 - контрольные головки; д - для сверлильной обработки на боковых поверхностях: 1, 12 - кантователи деталей; 2 - нерабочая позиция; 3 - рабочая позиция; 4, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 17, 19, 21 - сверлильные и резьбонарезные головки; 5, 7, 10, 14, 18, 20 - контрольные головки; е - для растачивания: 1, 7 - кантователи деталей; 2 - нерабочая позиция; 3 - рабочая позиция; 4-6, 8-10 - расточные головки
При переналадках система линий освобождалась от предыдущей детали, на тех позициях, где это необходимо, заменялся инструмент, отдельные контрольные группы, регулировались упорами-ограничителями хода силовых узлов, переключался тумблер на пульте программируемого командоаппарата и включалась программа управления циклами работы линий для обработки необходимой детали. Время переналадки составляло 2-2,5 ч, включая время на освобождение линий от предыдущих деталей.
Специальные станки, предназначенные для встройки в автоматические линии токарной обработки, можно переналаживать в определенных пределах на разные типоразмеры деталей. Вместе с тем создание переналаживаемых автоматических линий обработки деталей типа тел вращения связано с определенными трудностями, обусловленными технологическими особенностями этой группы деталей. Изменение базовых поверхностей заготовки приводит к замене базовых узлов станка (патронов, опор, центров, люнетов), которые определяют точность обработки. Изменение размеров и формы детали приводит к смене шлифовальных кругов, копиров, алмазных роликов, необходимой переналадке транспортных систем и загружателей и т. д.
На рис. 3, а показан принцип переналадки транспортера автоматических линий для производства железнодорожных подшипников в результате регулировки направляющих штанг. На рис. 3, б представлены два варианта наладки транспортной системы линии для изготовления двух деталей вилок карданного вала автомобиля.
Рис. 3. Переналаживаемые транспортеры автоматических линий обработки: а - железнодорожных подшипников: 1 - привод транспортера; 2 - кольцо подшипника; 3 - упор; б - вилок карданного вала: 1, 4 - ограничители; 2, 5 - подвижные базирующие призмы; 3 - собачка для перемещения детали
Примером переналаживаемой линии групповой обработки может служить разработанная линия для изготовления валов электродвигателей (рис. 4). При ее компоновке использовали быстроналаживаемые механизмы транспортно-загрузочной системы, автоматические устройства подналадки и смены режущего инструмента, автоматические контрольно-измерительные устройства, отдельные переналаживаемые автоматические магазины-накопители. Компоновка автоматической линии фронтальная, оборудование установлено в одну линию. Оси шпинделей всех станков находятся на одной линии, а ось транспортера заготовок параллельна осям шпинделей станков.
Рис. 4. Переналаживаемая автоматическая линия обработки валов: а - схема линии; б - последовательность операций; в - унифицированные устройства транспортной системы; 1 - начальный магазин; 2 - фрезерно-центровальный станок; 3 - токарно-копировальные станки; 4 - накатной станок; 5 - центровой круглошлифовальный станок; 6 - шпоночно-фрезерный станок; 7 - конечный магазин; 8 - пульт управления линией; 9 - кантователь; 10 - питатель; 11 - осевая линия центров станков; 12 - транспортер валов; 13 - лоток; 14 - штанга; 15 - кронштейн; 16 - стойка; I - фрезерование торцов и центрование; II и III - предварительное и окончательное обтачивание со стороны шейки подушки; IV - предварительное обтачивание со стороны шейки под вентилятор и прорезание канавок; V - окончательное обтачивание со стороны шейки под вентилятор; VI - накатывание рифлений; VII - шлифование рифлений по наружному диаметру (под посадку сердечника ротора) и шейки под вентилятор; VIII - фрезерование шпоночного паза
Система переналаживаемых линий групповой обработки и сборки маховиков двигателя представлена на рис. 5. Технологический процесс обеспечивает полную обработку (токарную, сверление, резьбонарезание и т. д.), сборку обвода маховика и окончательную балансировку пяти различных типов изделий. Все металлообрабатывающее оборудование, включая токарную группу, построено по типу агрегатных станков. Переналадка на обработку маховика другого типа осуществляется заменой вспомогательного инструмента токарных агрегатных станков и включением или отключением некоторых сверлильных силовых головок.
Рис. 5. Система автоматических линий групповой обработки маховиков двигателя: 1 - позиция загрузки; 2-5 - агрегатные токарные станки; 6 - автоматическая линия из агрегатных сверлильных и резьбонарезных станков; 7 - оборудование для сборки, балансировки и мойки; 8 - позиция разгрузки
