Лекция 8
План лекции:
1.Приспособления для станков с ЧПУ.
2.Режущий инструмент для станков с ЧПУ.
1. Приспособления для станков с чпу
Приспособления для станков с ЧПУ предназначены для выполнения тех же функций, что и на станках с ручным управлением - установка и закрепление заготовок. Однако, вследствие характерных особенностей станков с ЧПУ к станочным приспособлениям предъявляют специфические требования.
Одна из основных особенностей станков с ЧПУ - их высокая точность. Станочные приспособления оказывают существенное влияние на повышение точности обработки, поскольку погрешность, возникающая при базировании заготовки в приспособлении, является одной из основных составляющих суммарной погрешности обработки. Следовательно, приспособление к станкам с ЧПУ должны обеспечивать большую точность установки заготовок, чем приспособления к универсальным станкам.
Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость. Следовательно, станочные приспособления для них не должны снижать жесткость технологической системы при использовании полной мощности станков, а значит, жесткость приспособлений к станкам с программным управлением должна быть выше жесткости приспособлений к универсальным станкам.
Поскольку при обработке на станках с ЧПУ программируемые перемещения станка и инструмента задаются от начала отсчета координат, в ряде случаев приспособления должны обеспечивать полную ориентацию заготовок относительно установочных элементов приспособления, т.е. должны лишить ее всех степеней свободы. При этом необходимо также полное базирование приспособлений на станке для обеспечения их точной ориентации относительно нулевой точки станка.
Ориентация инструментов для обработки отверстий на станках с программным управлением осуществляется автоматически по заданной программе, поэтому в приспособлениях отсутствуют элементы для ориентации и направления инструмента.
Важная особенность станков с ЧПУ - обработка максимального числа поверхностей с одной установкой заготовки. Следовательно, приспособления должны быть спроектированы таким образом, чтобы установочные элементы и зажимные устройства не препятствовали подходу режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям заготовки, обеспечивая при этом ее закрепление без "перехвата".
Большое значение имеет также отсутствие простоев станков, связанных с подготовкой приспособлений при переналадке станков на обработку новых партий деталей. Следовательно, конструкции приспособлений должны также обладать гибкостью, т.е. обеспечивать быструю переналадку, ориентацию и закрепление на станке, а также легкое отсоединение и присоединение их пневмо- или гидросистемы к источнику давления.
В настоящее время для базирования и закрепления заготовок на столах станков с ЧПУ применяются как стандартные, так и нестандартные типовые системы приспособлений.
Применение неразборных специальных приспособлений (НСП) для станков с ЧПУ в большинстве случаев нецелесообразно, т.к. в этом случае резко увеличивается стоимость и сроки ТПП. НСП не выгодны для обработки небольших партий деталей. Их применяют в тех случаях, когда невозможно применить универсальные приспособления.
При обработке на станках с ЧПУ могут применяться системы универсально-безналадочных (УБП) и универсально-наладочных (УНП) приспособлений, например: машинные тиски, поводковые патроны, делительные столы, клиновые самоцентрирующиеся патроны и др.
Конструкция УБП представляет собой законченный механизм долговременного действия с постоянными регулируемыми элементами для установки различных заготовок, предназначенный для многократного использования. УБП целесообразно применять на станках с ЧПУ в единичном и мелкосерийном производстве.
УНП состоит из универсального базового агрегата и сменных наладок. Базовый агрегат представляет собой законченный механизм долговременного действия, предназначенный для многократного использования. Под сменной наладкой понимается элементарная сборочная единица, обеспечивающая установку конкретной заготовки на базовом приспособлении. При смене объекта производства базовая часть, а также универсальные элементы и узлы сменных наладок, которыми комплектуются УНП, используются многократно. Проектированию и изготовлению подлежат лишь специальные наладки, являющиеся наиболее простой и недорогой частью приспособлений. УНП целесообразно применять на станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве, особенно при использовании групповых схем обработки. Для токарных станков наиболее распространенными зажимными устройствами системы УНП являются трехкулачовые переналаживаемые патроны. Их переналадка чаще всего сводится к замене кулачков.
Основным недостатком применения систем УБП и УНП является большое время переналадки или замены приспособления. Невозможна также полная их ориентация на станке. Поэтому такие приспособления целесообразно использовать в мелкосерийном производстве для обработки групп однотипных деталей.
Система специализированных наладочных приспособлений (СНП). Эта система обеспечивает базирование и закрепление типовых по конфигурации заготовок различных размеров. СНП состоит из базового агрегата и сменных наладок. Многократно используемый базовый агрегат предназначен для установки сменных наладок. Многоместные приспособления обеспечивают возможность смены заготовок вне рабочей зоны станка. Эффективной областью применения СНП является серийное производство.
Наиболее широкое применение на станках с ЧПУ получила стандартная система УСП, комплекты элементов которой централизованно изготовляются на специализированных предприятиях. Компоновки УСП собираются из стандартных элементов, изготовленных с высокой степенью точности. Элементы и узлы фиксируются системой шпонка - паз. Высокая точность элементов УСП обеспечивают сборку приспособлений без последующей механической доработки. После использования компоновок их разбирают на составные части, многократно используемые в различных сочетаниях в новых компоновках. Однако УСП не предусматривает ориентацию приспособлений относительно начала координат станка. Это вызывает необходимость изготовления базирующих переходных элементов.
В результате модификации УСП разработана система переналажи-ваемых УСП (ПУСП). Комплект ПУСП представляет собой набор неразборных узлов, механизированных быстродействующих зажимов, из которых компонуются различные приспособления для фрезерных, расточных, строгальных, сверлильных и др. работ.
Для станков с ЧПУ фрезерной, сверлильной и расточной групп, используемых в серийном производстве, выпускается комплект сборно-разборных приспособлений (СРП - ЧПУ). Элементы СРП - ЧПУ фиксируются системой палец-отверстие, в отличие от УСП, где фиксация осуществляется системой шпонка-паз. Система палец-отверстие гарантирует более высокие точность, жесткость и стабильность параметров приспособления. Фиксирующие отверстия выполнены во втулках из прочного и износостойкого материала, втулки запрессованы в корпуса плит и угольников. Для крепления базовые элементы комплекта снабжены Т-образными пазами.
В комплект СРП - ЧПУ входят:
- базовые сборочные единицы - 2-5%;
- прижимные элементы - 18-20%;
- опорные элементы (опоры регулируемые, подводимые, самоустанавливающиеся, планки, подкладки) - 8-10%;
- установочные элементы (пальцы, штыри) - 15-20%;
- крепежные детали - 45-50%;
- пружины, переходные планки для дополнения приспособления элементами из комплектов УСП - 2-5% от общего числа единиц.
Для механизации закрепления в комплект входят прямоугольные и круглые плиты со встроенными гидравлическими цилиндрами, а также отдельные гидравлические прижимы.
Время сборки одного приспособления средней сложности составляет 0,5 часа.
Рассмотренные выше системы приспособлений в отдельности не удовлетворяют в полной мере специфическим требованиям обработки на станках с ЧПУ, особенно на многоцелевых станках.
В результате ВЗПИ была создана система агрегатированных быстропереналаживаемых приспособлений (АБП). Эта система храктерна тем, что в ней отсутствует базовый элемент - плита. Ее функцию выполняет стол станка с сеткой координатных отверстий. Сетка отверстий имеет буквенно-цифровую индикацию. Технолог программист составляя карту наладки приспособления, указывает координаты отверстий, по которым располагаются установочные и зажимные агрегаты.
Система может быть применена для автоматизированных участков станков с ЧПУ, когда смена заготовок осуществляется в результате автоматического перемещения специальных столов (так называемых паллет).
Затраты, связанные с необходимостью иметь большое число спутников и зажимных устройств на автоматизированных участках, могут быть уменьшены при использовании зажимных устройств ЧПУ. Базирующие и зажимные элементы таких устройств могут позиционироваться с помощью приводов, управляемых от ЭВМ. Для каждого типа детали составляется программа, управляющая позиционированием элементов и зажимом деталей. При смене типа детали зажимные устройства с ЧПУ переналаживаются автоматически. Стоимость зажимного устройства увеличивается с ростом его универсальности. С целью снижения стоимости они конструируются для определенных групп деталей.
К числу новых разработок в части зажима деталей сложной конфигурации является использование адаптеров, приклеиваемых автоматически к некритическим местам детали быстротвердеющим холодным клеем. Это простое мероприятие позволяет без больших затрат производить установку и крепление детали с любым видом контура. После окончания обработки детали производится отделение адаптеров для их повторного использования.