7. Основные виды вспомогательной оснастки для различного типа станков с чпу

Инструментальная оснастка станков с ЧПУ это режущий плюс вспомогательный инструмент, таким образом, вспомогательный инструмент становится неотъемлемой частью станка о ЧПУ. Это комплект, состоящий из резцедержателей, патронов, втулок различных конструкций, переходников-адаптеров.

Эксплуатация станков с ЧПУ, эффективность использования их требует гибкого инструментального обеспечения.

Требования, предъявляемые к системе инструментальной оснастки

1. Номенклатура вспомогательного и специального режущего инструмента, входящего в систему, должна быть сведена к минимуму. Это достигается унификацией и стандартизацией элементов инструментальной оснастки.

2. Элементы системы должны обеспечивать крепление РИ с требуемой точностью, жесткостью, виброустойчивостью.

Это обеспечивается качеством (точностью, шероховатостью) базовых и присоединительных поверхностей элементов системы и конструктивным исполнением их.

3. Элементы системы должны обеспечивать в необходимых случаях регулирование положения режущих кромок инструмента относительно координат системы СПИД.

4. Элементы системы инструментальной оснастки должны быть быстросменными, удобными в обслуживании, технологичными в изготовлении.

Система вспомогательного инструмента унифицирована и устанавливает три подсистемы инструментальной оснастки:

• для станков с ЧПУ сверлильно–расточной и фрезерной групп;

• для станков с ЧПУ токарной группы с цилиндрическим хвостовиком.

• для станков с ЧПУ токарной группы с базирующей призмой (приложения 12, 13, 14).

Каждая из этих систем различается конструкцией хвостовиков инструментальных блоков (режущий плюс вспомогательный инструмент) и способами их крепления на станке.

На станках с ЧПУ инструмент в шпинделе крепится в основном с помощью конусов 7:24 (в США и Японии применяют цилиндрические хвостовики диаметром 54,15 мм) – для обработки корпусных деталей.

Для обработки деталей – тел вращения применяют станки с ЧПУ с револьверными головками. Крепление инструмента возможно по схеме, показанной в приложении 15:

1. непосредственно в револьверную головку;

2. при помощи резцедержателя с цилиндрическим хвостовиком и рифленой лыской (рис. 221);

3. при помощи резцедержателя с базирующей призмой (рис.222).

Кроме этих способов крепления известны еще ряд менее применяемых, например:

• центрирование по хвостовику, крепление винтами за фланец или конус;

• центрирование по хвостовику, крепление зажимными сухарями;

• базирование по призмам с креплением эксцентриком или прижимными планками;

• базирование по зубчатому венцу, крепление эксцентриком или винтами;

• базирование по шпонке и т.п.

Каждый из этих способов имеет свою область применения. В системе инструментальной оснастки для станков с ЧПУ сверлильно-расточной и фрезерной групп соблюден принцип агрегатирования инструмента. За основу принято цилиндрическое соединение с односторонним натягом (рис. 223).

Преимуществом выбранного направления агрегатирования является:

1. Универсальность вспомогательного инструмента и его взаимозаменяемость в различных по конструкции станках, в том числе токарные станки с ЧПУ, агрегатные станки и автоматические линии.

2. Снижение стоимости инструмента при изготовлении за счет уменьшения номенклатуры.

3. Снижение расходов на инструмент путем сокращения его количества на участках из станков с ЧПУ.

4. Возможность предварительной наладки осевого инструмента на размер.

При реализации агрегатно-модульного принципа в системах инструментальной оснастки применяют шесть основных типов цилиндрических соединений (диаметр цилиндра 36 и 48 мм) (рис. 224).

Односторонний прижим винтами с внутренним креплением (а) и наружным креплением (б) сменного агрегата. Использует Ивановское станкостроительное ПО.

в – схема с упругим зажимным элементом, например, разрезные металлические цанги (Япония - стенки корпуса патрона, деформируемые игольчатыми роликами).

г – торцовый натяг. Соосно с цилиндрической поверхностью располагается резьбовая часть с крупным шагом. Сборка - ввинчиванием сменного агрегата в базовый до затяжки по торцу. Торцовые поверхности должны иметь минимальное торцовое биение (~1 мкм). Система принята ВНИИ инструментом.

д – торцовый натяг с помощью стягивающего винта. Система обеспечивает наибольшую жесткость.

е – торцовый натяг с помощью радиально расположенного винта 4, ось которого смещена относительно конической расточки хвостовика сменного инструмента.

Эти системы в основном касаются расточных и вспомогательных инструментов. Точность исполнения вспомогательного инструмента высока:

• точность сопряжения цилиндрических поверхностей H5/h4 или H4/h4;

• биение присоединительных поверхностей относительно базовых:

а) торцовых I...3 мкм;

б) цилиндрических 3...5 мкм;

• оправки с конусом 7:24 (по ИСО № 40, 45, 50):

а) по угловым отклонениям в пределах допусков ИСО АТ5-АТ4 (ГОСТ 19860–70);

б) некруглость сечений конуса 2...3 мкм;

в) отклонение от прямолинейности образующей конуса 2...3 мкм;

г) шероховатость - не более R_a=0,4 мкм.

Обычно вспомогательный инструмент изготовляют из стали 18ХГТ с цементацией и закалкой до HRC 53…57; зажимные цанги: сталь 60С2А – HRC 49...53; гайки и винта: сталь 40Х – HRC 37...41,5.

Важнейшим требованием к вспомогательному инструменту для станков с ЧПУ является обеспечение достаточной результирующей точности и жесткости.

В связи с тем, что вспомогательный инструмент является элементом СПИД, существует связь точности и жесткости вспомогательного инструмента с качеством обработки деталей.

Можно рекомендовать указанные ниже допустимые биения кромок режущего инструмента и оправок расточного инструмента после их установки на станке.

Сверла:

с цилиндрическим хвостовиком диаметром 6…18мм 0,056 мм;

с коническим хвостовиком диаметром 18…30 мм 0,071 мм.

Зенкеры и развертки диаметром:

до 50 мм 0,062 мм;

до 120 мм 0,071 мм.

Расточные оправки:

для получистовой обработки отверстий

диаметрами 22…180 мм (биение оправки) 0,030 мм;

для чистовой обработки отверстий:

диаметрами 25…80 мм (биение оправки) 0,905 мм;

диаметрами 80…180 мм 0,010 мм.

Упругие деформации технологической системы СПИД, возникающие в процессе обработки отверстий, также оказывают существенное влияние на точность размеров отверстий, формы и взаимного расположения поверхностей.

Допустимая податливость (в мкм/Н) вспомогательного инструмента в зависимости от закрепляемого инструмента приведена ниже.

Патроны и втулки для сверл:

диаметрами 6…18 мм.. 0,292 мм;

диаметрами 18…30 мм. 0,185 мм.

Расточные оправки для получистовой обработки отверстий:

диаметрами 20…80 мм. .0,153 мм;

диаметрами 80…180 мм 0,110 мм.

Расточные оправки для чистовой обработки отверстий:

диаметрами 40…80 мм 0,115 мм;

диаметраи 80…180 мм 0,073 мм.

Данные о предельно допустимых точности и жесткости служат критериями оценки качества конструкций вспомогательного инструмента при определении технических требований к его элементам.