Лекция 25, 25 Особенности инструментальной оснастки для станков автоматизированного машиностроения и гибкого автоматизированного производства

Автоматизация процессов механической обработки требует создания и применения инструментальной оснастки, которая обеспечивала бы эффективную эксплуатацию оборудования.

Под инструментальной оснасткой понимают комплекс

• режущего;

• измерительного;

• вспомогательного инструмента;

• приборов настройки инструментов вне станка;

• систем информации о затуплении или поломке инструмента;

• средств подналадки инструмента.

Инструментальная оснастка должна обеспечить снижение себестоимости детали с одновременным уменьшением времени на ее изготовление.

Это возможно осуществить путем:

• повысить скорость резания за счет сокращения потерь времени на установку и смену инструмента (быстросменный инструмент, автоматическая смена инструмента);

• сокращением потерь времени на наладку инструмента, обеспечивая наладку на размер вне станка;

• повышением стойкости инструмента за счет не только прогрессивной конструкции инструмента и применения более прогрессивного инструментального материала, но и применением механизмов подналадки положения режущей кромки.

В массовом и крупносерийном производстве применяют автоматические линии (на базе станков-автоматов). В серийном производстве применяют гибкие автоматизированные комплексы (ГАК), которые имеют в своем составе станки с ЧПУ, промышленные роботы, автоматические транспортные тележки, управляющие ЭВМ и т.п.

В средне- и мелкосерийном производстве применяют станочные модули, которые состоят из станков с ЧПУ и робототехнических средств.

Во всех типах производства РИ оказывает решающее воздействие на производительность и эффективность производства, является одним из важных элементов технологического комплекса.

1. Требования к ри для автоматизированного производства

1. PИ должен обеспечивать высокие качество изготовления деталей и надежность обработки (т.е. стабильные режущие свойства).

2. Высокая производительность.

3. Хорошее формирование и отвод стружки.

4. Возможность быстрой и автоматической смены и переналадки инструмента.

5. Обеспечение предварительной настройки инструмента на размер вне станка (возможно – совместно с применяемым вспомогательным инструментом).

6. Универсальность применения для типовых обрабатываемых поверхностей различных деталей на разных моделях станков.

7. Применения (создание) конструкций, обеспечивающих постоянное обновление или замещение режущих лезвий.

8. Создание конструкций, позволяющих сократить или полностью устранить простои оборудования, связанные с регулированием или заменой инструмента.

9. Обеспечение заданной размерной стойкости и высоких режущих свойств.

Режущие (высокие) свойства инструмента обеспечиваются в основном применяемым инструментальным материалом и геометрией режущей части.

Применяются в основном твердосплавные чаще многогранные неперетачиваемые пластины с нанесенным износостойким покрытием; минералокерамические пластины ВОК–63, ВОК–63; поликристаллические алмазы в виде резцовых вставок (баллас, карбонадо), сверхтвердые материалы на основе КНБ, композиционные 01 (эльбор–Р), 10–гексанит–Р. Быстрорежущие стали, хотя и уступают вышеуказанным инструментальным материалам по режущим свойствам, однако для сложного режущего инструмента, такого как червячные фрезы, фасонные резцы, шеверы и т.п., применение твердых сплавов, например, затруднительно из-за сложности их изготовления и из-за большой нестабильности их работы на многолезвийном инструменте. Поэтому для такого типа инструментов чаще всего применяют быстрорежущие стали Р18, а также быстрорежущие стали повышенной производительности марок Р18К5, Р6М5К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р12Ф2М3К8. Работа такими инструментами требует обильного охлаждение.

Формирование и отвод стружки: этому вопросу в условиях автоматизированной обработки придается большое значение. Формирование стружки возможно несколькими способами:

1. Определенной геометрией режущей части.

2. При помощи уступов, лунок, фасок на передней поверхности.

3. Стружколомателями различной конструкции:

• устанавливаемых на режущей части;

• на резцедержателе;

• стружколоматели экранного типа.

4. Гравитационный способ – когда стружка удаляется на зоны резания под действием силы тяжести. Так можно удалять стружку надлома (чугун), которая попадает на наклонные плоскости и сваливается в стружкосборники или транспортеры.

5. Смывание СОЖ – гидротранспортирование.

6. Обдувка сжатым воздухом – обычно горизонтальных обработанных плоскостей, имеющих несквозные отверстия, в дальнейшем обрабатываемые.

7. На многооперационных станках (ОЦ) часто применяют переворачивание детали вместе со столом и приспособлением для того, чтобы удалить стружку из глухих отверстий, если в этих отверстиях необходимо в дальнейшем нарезать резьбу.

8. Использование манипулятора или робота, имеющего щетку или электромагнит. Это дает возможность удалять стружку из труднодоступных мест. При использовании электромагнита требуется периодическое размагничивание деталей приспособления.

9. Кинематический: вибрационное резание, дискретное резание.