Спеціальні розточувальні і підрізні облямовування
Часто в обробленому отворі вимагається розточувати одну або декілька кільцевих канавок для мастила сальникових ущільнень і т.п.
Оскільки свердлувальні верстати не мають поперечних подач, доводиться застосовувати спеціальні розточувальні оправки з механізмом для перетворення подовжнього переміщення шпінделя верстата в поперечне переміщення.
Направляючі втулки для борштанг, особливості конструкції.
Для напряму борштанг розточувальних пристосувань застосовують нерухомі і обертаються втулки. На рисунку1а показана конструкція втулки, що обертається, поверхня ковзання якої захищена від попадання стружки і сторонніх частинок На рисунку 5 показана втулка, змонтована на роликопідшипниках (її недолік — великі габарити в радіальному напрямі). У обох конструкціях на внутрішній поверхні втулки прорізає паз шпони для примусового обертання втулки. Для полегшення попадання шпонки в паз втулки її виконують з скошеними краями або плаваючої.
Останнім часом з'явилися кондукторні втулки, змонтовані на голчатих підшипниках. Вони мають невеликий розмір в радіальному напрямі, точні (радіальний зазор не більш 15 мкм), допускають обробку на високих швидкостях і зносостійкість. На внутрішній поверхні втулки часто передбачають пази для виступаючих різців борштанги.
На рисунку 5показаний приклад розточувального пристосування з двома кондукторними втулками.
Допоміжний інструмент для верстатів з чпк.
До допоміжного інструменту, призначеного для установки ріжучого інструменту на токарних верстатах з ЧПУ, пред'являються наступні основні вимоги, що забезпечують підвищення якості і продуктивності обробки: попередня (поза верстатом) настройка ріжучого інструменту на задані розміри обробки; швидкозмінність при переналагодженнях і швидка зміна затупленого інструменту; достатня точність і жорсткість; уніфікація приєднувальних розмірів і універсальність застосування; можливість використовування автоматичного кріплення і зміни ріжучого інструменту.
На центрових і патронних верстатах з ЧПУ застосовують револьверні головки з безпосереднім кріпленням ріжучого інструменту в точних пазах головки. Револьверна головка для верстата 16К20ФЗ з ЧПУ показана на рисунку 1. В головці можуть встановлюватися до шести інструментів (для центрових робіт) або до трьох інструментальних блоків з інструментом для обробки внутрішніх поверхонь (для патронних робіт).
На токарних верстатах з ЧПУ застосовують дві підсистеми допоміжного інструменту: з циліндровим хвостовиком і з базуючою призмою, призначених для установки ріжучого інструменту в револьверній головці.
Рисунок 1 - Револьверна головка
У підсистемі допоміжного інструменту з циліндровим хвостовиком надійне і точне з'єднання допоміжного інструменту — різцетримач 1 з револьверною головкою — забезпечують циліндрові хвостовики з прецизійною по кроку гребінкою (рисунок 2).
Рисунок 2 - Схема з'єднання різцетримача з циліндровим хвостовиком з револьверною головкою
Зуби гребінки зачіпляються із зубами втулки 2, вісь якої розташована під кутом в площині, перпендикулярній площині осі хвостовика державки. При загвинчуванні гвинта 3 зубці втулки 2 закріплюють державку 1 одночасно в осьовому і радіальному напрямах. Підсистема включає різцетримачі з різним розташуванням пазів під різці 16, 20, 25, 32, 40 мм. Схема компоновки інструментальних блоків з допоміжними інструментами з циліндровим хвостовиком показана на рисунку 3. Різцетримачі 2.1—2.9 призначені для закріплення різців перетином від 16x16 до 40x40 мм. Різцетримачі 2.1; 2.2; 2,4; 2.7; 2.8; 2.9 призначені для установки інструменту для обробки зовнішніх поверхонь. Різцетримачі 2.3 і 2.5 призначені для установки інструменту для обробки внутрішніх поверхонь, виточок, розточувань і ін. (у різцетримачі 2.5 можна кріпити відрізні різці). Для обробки труднодоступних виточок і канавок застосовують інструмент, встановлюваний в різцетримачі 2.6. Для контурного зовнішнього точіння застосовують подовжений різцетримач 2.9 з відкритим пазом. Різцетримачі 2.1—2.9 (за винятком двостороннього різцетримача 2.6) можуть бути лівого і правого виконання. У перехідній втулці 2.10 встановлюють ріжучий інструмент або перехідний допоміжний інструмент з хвостовиком діаметром 16...40 мм.
Державки 2.11 призначені для установки перових свердел. Перехідна жорстка втулка 2.12 і патрон 2.13 з втулкою, що самовстановлюється, призначені для установки ріжучого інструменту з хвостовиком з конусом Морзе. Різцетримачі або борштанги 2.14 і 2.15 призначені для розточування різцями глибоких отворів діаметром 70...250 мм; патрон 2.16 — для установки мітчиків. При установці в патроні спеціальної вставки можна нарізувати різьблення плашками. Перехідна розтискна втулка 2.17 призначена для кріплення інструменту з циліндровим хвостовиком діаметром 8...32 мм. Перехідні втулки 2.18 і 2.19 з діаметром отвору 36 і 48 мм дозволяють використовувати на верстатах токарної групи інструмент свердлувально-розточувальних і фрезерних верстатів. Застосування системи допоміжного інструменту з циліндровим хвостовиком дозволяє скоротити номенклатуру допоміжного інструменту на токарних верстатах з ЧПУ приблизно в 2 рази.
Рисунок 3 - Схема компоновки інструментальних блоків з допоміжним інструментом з циліндровим хвостовиком
Підсистема допоміжного інструменту з базуючою призмою і різним розташуванням пазів під різці розміром 16, 20, 25, 32 і 40 мм показана на рисунку 4. Двосторонній різцетримач 3.1 має високу жорсткість, його застосовують в системах з будь-яким розташуванням револьверної головки при будь-якому напрямі обертання шпинделя, він дозволяє використовувати повну потужність верстата при чорнових операціях. Ріжучий інструмент перетином від 16X16 до 40X40 мм встановлюють у відкритому або закритому пазі. Інструмент заздалегідь настроюють поза верстатом в різцетримачі регулювальними гвинтами. Жорсткий різцетримач 3.2 з відкритим перпендикулярним пазом має праве і ліве виконання, дозволяє вивести ріжучий інструмент за габарит револьверної головки. Різцетримач 3.3 дозволяє встановлювати два різці. Універсальний трьохбічний різцетримач 3.5 має дещо меншу жорсткість, ніж різцетримач з відкритим і закритим пазами. Утримувач 3.6 призначений для установки допоміжного інструменту до токарних верстатів з циліндровим хвостовиком діаметром 30.. .60 мм. Утримувачі 3.7 і 3.8 мають два виконання і призначені для установки інструменту до верстатів фрезерно-свердлувально-розточувальної групи з циліндровим хвостовиком діаметром 36 і 48 мм. Застосування блоку 3.4 забезпечує збільшення подачі СОЖ в зону різання. Підсистема забезпечує можливість уніфікації різцетримачів з різцетримачами підсистеми з циліндровим хвостовиком.
Рисунок 4 - Схема компоновки інструментальних блоків з допоміжним інструментом з базуючою призмою
У підсистемі допоміжного інструменту з базуючою призмою надійне і точне з'єднання різцетримачів з револьверною головкою (рисунок 5а) забезпечується приєднувальним елементом, виконаним у вигляді базуючою призми з розміром l=56, 72, 90, 115 і 140 мм.
Різець 2 встановлюють в різцетримачі 1 і закріплюють двома гвинтами 3 через планку 4. Різцетримачі 1 встановлюють в револьверну головку (рисунок 5б) по нижній і бічній поверхні призми і фіксують відносно паза револьверної головки сухарем 3. Закріплюють різцетримач 1 прихватом 2.
Рисунок 5 - Схема з'єднання різцетримача з базуючою призмою з револьверною головкою
До допоміжного інструменту для верстатів з ЧПУ фрезерно-свердлувально-розточувальної групи пред'являють наступні основні вимоги: висока точність; мінімальна погрішність установки; висока жорсткість на всіх напрямках прикладених сил різання; вібростійкість; швидкозмінність; надійність; легка і швидка настройка інструменту на необхідний розмір поза верстатом; універсальність; простота конструкції і технологічність; мінімальна номенклатура допоміжного інструменту.
Для забезпечення точності, жорсткості, вібростійкості і експлуатаційної надійності кріплення ріжучого інструменту, а також для попереднього регулювання вильоту інструменту застосовують конструкції збірного допоміжного інструменту, розділеного на елементи (агрегати), що сполучаються між собою поверхнями, що забезпечують зручне і швидкозмінне кріплення. Перевагами збірного інструменту є: зменшення числа окремих типів допоміжного інструменту; переналагодження розмірів інструменту, регулювання довжини допоміжного інструменту; зменшення витрати металу; скорочення номенклатури ріжучого і допоміжного інструменту. На верстатах з ЧПУ фрезерно-свердлувально-розточувальної групи з'єднання ріжучого і допоміжного інструменту здійснюють за допомогою циліндрових і конічних хвостовиків.
Передачу моменту, що крутить, тертям застосовують при використовуванні хвостовиків з конусами Морзе.
Рисунок 6 - Хвостовик інструменту з конусністю 7:24
На верстатах фрезерно-свердлильно-розточувальної групи застосовують підсистему інструментального оснащення, що складається з допоміжного і ріжучого інструменту, забезпечуючих виконання всіх видів обробки, що виробляється на цих верстатах. Основою системи є максимальна уніфікація допоміжного інструменту. Передбачена можливість широкого застосування стандартних конструкцій ріжучого інструменту, що задовольняє підвищеним вимогам до його ріжучих властивостей і якості виготовлення. Основою побудови системи інструментального оснащення є вибір уніфікованих приєднувальних поверхонь.
Система уніфікованого допоміжного інструменту призначена для компоновки інструментальних блоків, кожний з яких призначений для виконання конкретного технологічного переходу. Уніфікація інструментального оснащення ґрунтується на принципі взаємозамінності (елементи повинні комплектуватися в інструментальні блоки без додаткового пригону), раціонального розділення конструкцій інструментальних блоків на агрегати. Кожен агрегат виконує певну функцію і може багато разів використовуватися при створенні різних інструментальних блоків з необхідною точністю і жорсткістю з'єднання.
Схема компоновки інструментального оснащення для свердлувальних, розточувальних, фрезерних і багатоцільових верстатів показана на рисунку 7. Оправки 1.1—1.3 для насадних фрез з поперечною і подовжньою шпонками з циліндровими посадочними отворами діаметром 22, 27, 32, 40 і 50 мм. Рекомендується застосовувати фрези із зовнішнім діаметром 63—200 мм. Оправки забезпечують попередню настройку розміру від торця до найбільшого діаметру конуса хвостовика з точністю до 0,05 мм в діапазоні 6—8 мм. Патрони цангові 1.4—1.6 для кріплення кінцевих фрез і іншого
Рисунок 7 - Схема компоновки інструментального оснащення для багатоцільових верстатів
ріжучого інструменту з циліндровими хвостовиками діаметром 20...40 мм і 5...20 мм. Велика надійність кріплення досягається за рахунок збільшення числа (до 8—12) прорізів цанги, що додає їм підвищену еластичність і зменшує втрати сил на деформацію пелюсток. Кут нахилу конуса цанги — самогальмуючий. Втулка 1.5 з конусністю 7: 24 — перехідна для кінцевих фрез. Втулки перехідні 1.7—1.8 служать для кріплення ріжучого інструменту з конусом Морзе 2, 3, 4 з лапкою і різьбовими отворами 1.26—1.29. Державки 1.9 в зборі з регульованими втулками, оправками і патронами 1.16—1.25 забезпечують просте і надійне регулювання вильоту ріжучого інструменту типу свердел, зенкерів, розгорток і мітчиків. Оправки 1.10—1.11 — розточувальні для напівчистового і чистового розточування. Оправки 1.12 — для чистового розточування, збірна. Оправка 1.13 — для підрізних пластин. Головка 1.14 — розточувальна двохзуба. Головка 1.15 — розточувальна універсальна. Для кріплення і регулювання вильоту ріжучого інструменту в комплекті з державками застосовують наступні види допоміжного інструменту. Патрони цангові 1.16 забезпечують кріплення стандартного ріжучого інструменту з циліндровими хвостовиками діаметром 5...25 мм (свердла, зенкера, зенкує, фрези і т. п.) із збільшеним вильотом. Патрони мають циліндричний регульований хвостовик діаметром 36 і 48 мм, що фіксується в державці. Оправки 1.19 — регульовані для насадних зенкерів і розгорток з приєднувальною під інструмент конусністю 1:30. Циліндричний регульований хвостовик має діаметр 36 і 48 мм. Патрони регульовані різьбонарізні 1.20— із запобіжним пристроєм з діапазоном нарізання різьблення М6...М16. Хвостовик діаметром 36 і 48 мм — регульований циліндричний. Для дискових фрез з циліндричним хвостовиком діаметром 36 і 48 мм застосовують регульовані оправки 1.20.
Кріплення і регулювання вильоту інструменту з конусами Морзе можуть бути забезпечені перехідними циліндричними регульованими втулками з внутрішнім конусом Морзе, які, у свою чергу, кріпляться в державках. При необхідності комплектації допоміжним інструментом верстатів з ЧПУ, що мають кінці шпинделів з конусами Морзе, або для здійснення робіт із збільшеним вильотом інструменту використовують наступні патрони: з конусом Морзе 2 свердлувальні трьохкулачкові без ключа 1.26 з діапазоном діаметру свердел 3...16 мм; з конусом Морзе 3 і 4 різьбонарізні 1.27 із запобіжним пристроєм для різьблення М6...М16.
Засоби суміщення часу зміни заготовок з часом роботи верстата.
Поєднання часу зміни заготівок з часом роботи верстатів з програмним управлінням без знімання пристосувань з верстата здійснюється декількома способами.
Рисунок 2 - Пристосування для зміни заготівок поза робочою зоною верстата (← — ∙—траєкторія руху інструменту)
Найбільш простим способом поєднання часу установки і закріплення заготівок невеликих габаритів з часом роботи верстата є застосування маятникового (човникового) способу обробки, При цьому способі на столі верстата встановлюють два пристосування. Знімання і установку заготівок здійснюють в одному з пристосувань, що знаходиться в завантажувальній позиції, під час обробки іншої заготівки, встановленої в пристосуванні, що знаходиться в робочій позиції. Не перекриваєме роботою верстата час зміни заготівок витрачається лише на швидке переміщення столу з однієї позиції в іншу. Пристосування можуть бути пристосуваннями-дублерами. В цьому випадку у заготівок, встановлюваних в кожному з пристосувань, обробляються аналогічні поверхні з однієї установки заготівки за однією і тією ж програмою.
При установці на столі верстата двох різних пристосувань в першому пристосуванні обробляється одна група поверхонь заготівки за однією програмою, оброблена в першому пристосуванні заготівка встановлюється заново в друге пристосування і за другою програмою обробляється інша група поверхонь заготівки (рисунок 2). При маятниковому методі обробки, не дивлячись на підвищення додаткових витрат, пов'язаних з виготовленням і експлуатацією пристосування-дублера, вартість обробки заготівки знижується за рахунок скорочення часу простоїв верстатів з ЧПУ, вартість станко-години яких значно вище, ніж звичних універсальних верстатів.
Особливо знижується вартість обробки при коротких циклах обробки, де частка часу, що витрачається на зміну заготівки в загальному балансі штучно-калькуляційного часу, значно вище, ніж при тривалому циклі обробки. Для поєднання допоміжного часу на зміну заготівок невеликих розмірів з часом роботи верстата застосовують також двухпозіционні поворотні столи, на яких встановлюють два пристосування. Після обробки заготівки в пристосуванні, що знаходиться в робочій позиції, стіл повертають на 180°, внаслідок чого пристосування, що знаходилося в завантажувальній позиції, встановлюється в робочу позицію, а пристосування з обробленою деталлю встановлюється в завантажувально-розвантажувальну позицію для знімання обробленої заготівки і установки нової заготівки, яка підлягає обробці.
Поєднання часу зміни заготівок з часом роботи верстата досягається також за рахунок застосування двух- або чотирьох -позиціонних пристосувань, встановлюваних на поворотних столах верстатів з ЧПУ з горизонтальним шпінделем. Переналагоджуваними пристосуваннями, які застосовують при такому способі обробки, є косинці або блоки коробчатого перетину з двома або чотирма установчими поверхнями з координатною сіткою отворів або пазів для установки і закріплення змінних базових елементів або наладок. Під час обробки заготівки, встановленої в одному з пристосувань, в іншому пристосуванні, встановленому на протилежній стороні косинця, робітник виробляє зміну заготівок. Час простою верстата при зміні заготівки обумовлюється в цьому випадку лише часом, що витрачається на поворот ділильного столу верстата на 180° (у разі застосування косинця з двома установчими поверхнями при двохпозиційній обробці).