Проектирование инструментальной наладки

1 Проектирование  инструментальной наладки

 

1.1 Выбор режущего и вспомогательного

      инструментов.

 

Для обработки поверхностей указанных  на рисунке 1 выбираем токарный с ЧПУ станок 1П757ДФ3.

Рисунок 1 – Эскиз обрабатываемой детали.

 

Обработку поверхностей произведём за четыре перехода с использование трёх режущих инструментов: резца проходного, резца канавочного и резца резьбового.

Первый переход: обработку торцовой поверхности диаметром 20 мм будем производить проходным резцом с механическим креплением твёрдосплавной пластины. Резец MWLNR2525М08 Оршанского инструментального завода. Материал режущей части: твёрдосплавная пластина Т15К6. Вспомогательный инструмент: резцедержатель- 291.341.121 ТУ РБ 200.167.257.035-2001

Второй переход: обработку поверхности диаметром 18 мм будем производить проходным резцом с механическим креплением твёрдосплавной пластины. Резец MWLNR2525М08 Оршанского инструментального завода. Материал режущей части: твёрдосплавная пластина Т15К6. Вспомогательный инструмент: резцедержатель - 291.341.121 ТУ РБ 200.167.257.035-2001

Третий переход: обработку канавки шириной 4 мм будем производить канавочным резцом. Резец 2130-0005 ГОСТ 18884-73. Резец оснащен твердосплавной пластиной Т15К6. Вспомогательный инструмент:  резцедержатель  - 291.341.121 ТУ РБ 200.167.257.035-2001.

   Четвёртый переход: нарезку резьбы М18х2 будем производить резьбовым резцом. Резец 2660-0003 ГОСТ 18885-73. Вспомогательный инструмент:  резцедержатель  - 291.341.121 ТУ РБ 200.167.257.035-2001.

1.2 Описание настройки на размер

 

Настройку режущего инструмента  на размер проводят для уменьшения погрешности обработки. Погрешность  обработки деталей зависит от размерного износа инструмента, рассеяния размеров партии обработанных деталей и погрешности настройки инструмента. Суммарная погрешность не должна превышать допуска на размер обработанной детали. Такое регулирование проводят в короткое время, чтобы уменьшить простои оборудования. Это можно выполнить двумя способами: вне станка в специальных наладочных приспособлениях и на станке автоматически или вручную.

Первый способ широко применяют для резцов, торцовых фрез, регулируемых развёрток, свёрл. Резцы снабжают винтом в торце державки. С помощью которого устанавливают необходимый размер. Это позволяет резцу работать в прямом и перевёрнутом положениях.

Способ регулирования  винтом или гайкой применяют и  для концевых инструментов. Инструменты  с цилиндрическим хвостовиком регулируют в осевом направлении винтом с торца. Инструменты с коническим хвостовиком закрепляют в патроне, имеющем втулку с коническим отверстием. Положение втулки с инструментом регулируют винтом с торца патрона. Настройку на размер в осевом направлении проводят вне станка.

Регулирование инструмента  на автоматических станках вручную  встречается сравнительно часто. При этом, как правило, станок останавливают, так как при наличии большого числа инструментов доступ к ним затруднён во время работы. Для уменьшения простоя оборудования конструкция инструментов должна позволить выполнить эту операцию быстро. Этому условию отвечает инструмент с резьбовой регулировкой размера.

Наиболее эффективным  является способ автоматического регулирования  инструмента на станке во время рабочего цикла. При этом применяют различные  устройства в зависимости от точности и стабильности размеров обрабатываемых деталей.

 

1.3 Описание компоновки инструментальных блоков.

 

Многооперационные станки имеют инструментальные магазины с автоматической сменой инструментов и установкой их в шпинделе или патроне станка манипулятором. Инструмент для таких станков представляет собой комплект, состоящий их собственного инструмента и оправки для его закрепления в шпинделе станка. Оправки, как правило, имеют конических хвостовик с конусностью 7-24 или с конусам Морзе. Все оправки для данного станка имеют одинаковые элементы для базирования, зажима и передачи крутящего момента.

В шпинделе оправки затягивают штоком с помощью резьбового соединения или захватываются кулачковыми или цанговыми механизмами. Для автоматической смены и установки инструментов их кодируют. Существует два способа кодирования инструментов: кодируют либо инструментальные оправки, либо гнёзда в инструментальном магазине. Инструментальные оправки кодируют кольцами, насаженными на их цилиндрическую часть. Преимущество этого способа заключается в том, что инструмент можно помещать в магазин в произвольной последовательности, т.е. в любое свободное гнездо. Но в этом случае удлиняются оправки, что снижает их жёсткость. В настоящее время широко применяют кодирование инструментальных гнёзд. В каждое гнездо устанавливают кулачки или штифты в соответствии с номерами инструмента. В этом случае каждый инструмент должен быть установлен в своё гнездо, на поиск которого затрачивается дополнительное время. Инструментальные магазины представляют собой барабанные устройства с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения. Инструменты в них располагают радиально, параллельно или наклонно к оси барабана.

 

1.4 Рекомендации по эксплуатации режущих инструментов

 

Инструмент должен эксплуатироваться на станках соответствующих для них норм точности и жёсткости. Режимы резания устанавливаются в соответствии со стандартами, техническими условиями или общемашиностроительными нормативами режимов резания на инструмент.

При установке инструмента на станок следует обеспечить наибольшую жёсткость системы СПИД за счёт сокращения его вылета, увеличения диаметра опорного торца.

При назначении режимов  обработки следует учитывать  наличие или отсутствие подвода  СОЖ в зону резания, а также  принимать меры для обеспечения требований производственной санитарии на рабочих местах за счёт создания эффективных средств отвода паров и эмульсии. При использовании инструмента, оснащённого инструментальными материалами (твёрдыми сплавами, минералокерамикой, СТМ), работать следует без охлаждения или применять способы охлаждения, исключающие или уменьшающие тепловые удары.

Инструмент, оснащённый хрупкими инструментальными материалами, должен эксплуатироваться в условиях, исключающих возможность травмирования  рабочего при поломках и выкрашиваниях; при установке и снятии его со станка не следует применять молотки и тому подобное. При работе инструментом на высоких и сверхвысоких скоростях (минералокерамика, СТМ) должна быть обеспечена  надёжная защита зоны обслуживания от стружки.

В процессе работы инструмента  должны быть проверены критерии затупления инструмента, гарантированное время  его работы, стойкости и периодичности  снятия инструмента для переточки. Нельзя доводить инструмент до катастрофического  износа, так как восстановить его работоспособность после этого весьма трудно. Восстановление режущих свойств, переточку или переналадку инструмента с заменой изношенных элементов производят централизованно.

Транспортировку инструмента  во избежание порчи его режущих  свойств производить в специальной таре.

Для длительного хранения инструмент должен быть подвергнут специальным методам консервации химико – технологической обработки и упаковке.

 

1.5 Расчёт точности позицирования режущих инструментов и оценка её достаточности

 

Инструментальные блоки, устанавливаемые в шпиндель должны обеспечить статическую точность, приведённую к вылету режущих кромок.

Статическую точность можно  получить правильным выбором конструкции  и точности изготовления вспомогательного инструмента при соответствующей точности изготовления режущего инструмента.

 

Таблица 1.1 – Допустимое биение режущих кромок.

 

Инструмент	Допустимое биение режущих кромок после установки инструментальных блоков в шпиндель, мм.
Сверла с цилиндрическим хвостовиком	0,056
Свёрла с коническим хвостовиком	0,071
Зенковки	0,062

 

Биение режущих кромок инструмента в системе координат  станка рассматривается как замыкающее звено в размерной цепи, образованной отклонениями линейных и угловых  размеров элементов вспомогательного инструмента.

Радиальное биение сверла обуславливается следующими погрешностями:

1. биением конического отверстия в шпинделе [ погрешность векторная, равная 0,004 мм, внутренний конус, Кj=1,17, передаточное отношение А_j=1].
2. перекосом оси шпинделя при вылете l=220 мм, равным 0,001/220   [ погрешность угловая, поверхность шпинделя – цилиндрическая, Кj=1,09, передаточное отношение А_j=110/220=0,5, действительный вылет шпинделя 110 мм].
3. перекосом оси переходной втулки от погрешности изготовления конуса Морзе [ погрешность угловая 0,0025/100, конус наружный, Кj=1,17, вылет втулки относительно конуса 110 мм, передаточное отношение А_j=1].
4. биением конуса Морзе (наружный конус) относительно оси             [ биение не более 0,01 мм, погрешность векторная 0,05, Кj=1,17, передаточное отношение А_j=1].
5. перекосом оси сверла от погрешности изготовления конуса Морзе [ погрешность 0,0025/100, конус наружный, Кj=1,17, передаточное отношение А_j=1].
6. биением оси сверла при установке его во втулку переходную          [ погрешность векторная 0,005 мм, Кj=1,17, передаточное отношение А_j=1].

Данные для расчёта  сводим в таблицу.

Половина допустимого  биения режущей части инструмента  как замыкающего звена:

где n – число элементов инструментального блока, влияющих на

              точность позицирования, включая погрешность шпинделя;

        К_Σ – коэффициент относительного рассеяния замыкающего звена;

        K_j – приведённый коэффициент относительного рассеяния присоединительных поверхностей вспомогательного рассеяния:

Таблица 1.2 – Таблица данных для расчёта точности позицирования

 

Погрешность	lj	Kj	Aj
Векторная	4	1,17	1
Угловая	1	1,09	0,5
Угловая	2,5	1,17	1,1
Векторная	5	1,17	1
Угловая	2,5	1,17	1
Векторная	5	1,17	1

 

Подставляем данные из таблицы, получаем:

К_Σ=1,104,    

Биение режущей части  сверла как замыкающего звена:   2е = 23,6

Вывод: данный инструментальный блок, установленный в шпиндель, обеспечит  необходимую статическую точность.

 

 

2 Проектирование круглой протяжки

 

2.1 Постановка задачи

Спроектировать протяжку для обработки цилиндрического  отверстия Æ26^+0,3 из материала сталь 45, длина отверстия l = 50 мм.

 

2.2 Назначение и области применения протяжек

Протягивание  является высокопроизводительным и  сравнительно точным способом обработки материалов резанием, обычно для окончательного получения отверстий различной формы, а также для обработки плоскостей и наружных поверхностей сложного контура.

Протягивание в настоящее  время широко используется не только в массовом и крупносерийном производствах, но его применение является рентабельным даже при малых сериях, насчитывающих 200 деталей в год с круглым или 50 деталей с фасонным отверстием.

При протягивании срезание заданного припуска производится большим  числом зубьев, имеющих значительную длину лезвий. Протяжка является как бы инструментальной накладкой, за один ход которой осуществляется комбинированная обработка черновыми, чистовыми и выглаживающими зубьями.

Протяжки, принимаемые  в современном машиностроении, разделяются в основном на два вида: внутренние, которыми обрабатываются замкнутые контуры, или отверстия самой различной формы, и наружные, используемые для обработки незамкнутых, или открытых, наружных поверхностей.

Окончательное формирование протянутой поверхности может производиться путём срезания стружки или методом пластической деформации, то есть протяжки могут иметь режущие или выглаживающие зубья. Режущими протяжками срезается слой металла, а уплотняющими, или деформирующими. Заглаживается и уплотняется поверхностный слой металла с целью получения высоких классов чистоты обработанной поверхности.

Протяжки по форме  обрабатываемых отверстий можно  разделить на следующие виды: круглые, шлицевые прямобочные, шлицевые эвольвентные, ёлочные, многогранные и так далее. В свою очередь наружные протяжки подразделяются по типу обрабатываемых поверхностей на плоские, полукруглые, фасонные и другие. Кроме этого, внутренние и наружные протяжки классифицируются по схеме или принципу протягивания – профильные, или одинарные; групповые, или прогрессивные, и генераторные, или смешанные.

 

2.3 Последовательность расчета круглой протяжки