Лекция 7 Соединительная (крепежная) часть режущего инструмента

1. Требования, предъявляемые к режущей части инструмента.

2. Виды крепления, форма и размеры.

3. Материал крепежной части.

Наибольшее применение имеют такие виды креплений, как насадное отверстие (цилиндрическое или коническое) и при помощи хвостовика (цилиндрического или конического).

Требования к любому виду крепления:

1. Надежность и жесткость крепления.

2. Концентричность соединения (для вращающихся элементов).

3. Простота, удобство и быстрота установки.

4. Точность базовых поверхностей: 5-8 квалитеты СТ СЭВ.

5. Низкая шероховатость базовых поверхностей: Ra 0,63…0,16…0,08мкм.

1. Цилиндрическое отверстие у насадных инструментов выбирают из следующего ряда (предусмотренного ГОСТом):

8; 10; 13; 16; 22; 27; 32; 40; 50; 60; 70; 80; 100.

П ередача крутящего момента может осуществляться через продольную шпонку или через торцовую шпонку.

Большее распространение получили отверстия с продольным шпоночным пазом (рис. 24, а), с торцовым шпоночным пазом (рис.24, б) применяются редко – для тяжелых работ, например, для торцовых фрез диаметром 100…250 мм.

Диаметр посадочного отверстия должен быть выполнен с допусками по 5…7 квалитету СТ СЭВ. Шероховатость поверхности Ra1,25…0,16…0,08 мкм.

С целью уменьшения биения зубьев многозубого инструмента торцы его должны быть взаимно параллельны и перпендикулярны к оси отверстия. Допуск биения торцов не должен превышать 0,02…0,04 мм.

В о избежание концентраций напряжений и появления трещин при термообработке шпоночный паз снабжается соответствующими закруглениями (r=0,4; 0,6; 0,8; 1,2…2,5 мм).

Для уменьшения поверхности соприкосновения оправки и отверстия инструмента (при L>20 мм) в середине отверстия выполняется выточка. Это облегчает шлифование, обеспечивает лучшую посадку инструмента на оправку. Длина выточки l принимается в пределах l=(0,2…0,6)L (см. рис.25).

Крепление на цилиндрической оправке – гайками или винтами и промежуточными кольцами.

2. Коническое отверстие:

• с конусностью 7:24 (чаще у фрез),

• с конусностью 1:30 (чаще зенкеры и развертки).

Передача крутящего момента осуществляется торцовыми шпонками, так как продольная шпонка может ослабить конструкцию из-за небольшой толщины ступицы.

Крепление при помощи конического соединения обладает следующими преимуществами:

• большей жесткостью;

• большей надежностью;

• большей точностью.

Недостатком является большая трудоемкость.

Требования в отношении точности, шероховатости, параллельности, перпендикулярности, размеров выточки – аналогичны требованиям к цилиндрическим отверстиям.

Крепление при помощи хвостовика

1. Цилиндрический хвостовик выбирается из нормального ряда (согласно ГОСТ) от 2 до 70 мм. Этот ряд не распространяется на сверла, развертки, зенкеры и другие инструменты, у которых диаметр хвостовика совпадает с диаметром цилиндрической рабочей части с целью облегчения технологии их изготовления.

Цилиндрический хвостовик применяется или без других крепежных элементов, или – чаще – в сочетании с ними. Передача крутящего момента осуществляется за счет трения между цилиндрическими поверхностями хвостовика и патрона.

Из-за недостаточной силы зажима цилиндрический хвостовик без других крепежных элементов применяется для инструмента малого диаметра (2…20 мм). Во избежание проворачивания инструмента в патроне рекомендуется применять хвостовик с поводком, выполненным в виде двух плоскостей (лысок). При этом поводок принимает участие в передаче крутящего момента (рис. 26).

С верла, метчики и развертки мелких размеров – диаметрами 0,1…1,0 мм выполняют с утолщенным цилиндрическим хвостовиком (рис. 27) диаметром 1,2 мм для всех размеров с наружным центром 75° и переходным конусом 30°. Утолщенный хвостовик обеспечивает более надежное крепление инструмента.

В качестве дополнительного крепежного элемента используется квадрат с размерами а×h (рис. 28); размеры квадратов стандартизованы (1,1…76 мм). Кольцевая выточка предусмотрена для работы в быстросменном патроне.

Цилиндрический хвостовик прост в изготовлении, обеспечивает легкую смену и регулировку в осевом направлении, однако при повышенных режимах возможно проворачивание инструмента в патроне.

б ) Конический хвостовик наиболее применим. Применяют наружный конус с лапкой (рис. 29, а) или с резьбовым отверстием (рис. 29, б). Этот конус вставляется в посадочное место в патроне или непосредственно в шпинделе станка, выполненное в виде внутреннего конуса. Конусы различаются по своим размерам, основными из которых являются конусы Морзе семи размеров (табл. 8).

Таблица 8