Билет 19

1. Крепёжная (державочная) часть ри: требования к державочной части, форма и размеры, стандартизация посадочных и базовых поверхностей. Материал державочной части.

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

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

Цилиндрическое отверстие у насадных инструментов выбирают стандартного ряда Передача крутящего момента может осуществляться через продольную шпонку или через торцовую шпонку.

Б ольшее распространение получили отверстия с продольным шпоночным пазом (рис. 24, а), с торцовым шпоночным пазом (рис. .,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. 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.

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

Коническое отверстие:

• с конусностью 7:24

• с конусностью 1:30.

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 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.

Ц илиндрический 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.

Во избежание проворачивания инструмента в патроне рекомендуется применять хвостовик с поводком, выполненным в виде двух лысок. При этом поводок принимает участие в передаче крутящего момента (рис. 26).

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.

2) Конический хвостовик наиболее применим. Применяют наружный конус с лапкой (рис. 29) или с резьбовым отверстием 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 .

Все концевые инструменты с коническим или цилиндрическим хвостовиками снабжаются (со стороны хвостовика) центровым отверстием. Центровые отверстия являются базами при изготовлении, контроле и переточках в процессе эксплуатации (рис. 30). Тип а предназначен для инструментов невысокой точности (сверло, зенкер); тип б – для инструментов повышенной точности (развертки, метчики, протяжки); тип в – наружный конус – для инструментов, у которых наименьший диаметр хвостовика меньше 10 мм.

Другие методы крепления инструментов:

Большое распространение получили инструменты, у которых зажимная часть выполнена в виде призмы квадратного или прямоугольного сечения (резцы токарные, долбежные, строгальные). Они устанавливаются в пазах резцедержателя и прижимаются винтами (рис. 31, а). Призматические фасонные резцы, резьбонарезные резцы и гребенки закрепляются в державке зажимной частью в виде «ласточкина» хвоста (рис.31, б). Зубострогальные резцы для нарезания прямозубых конических колес (рис.31, в) имеют зажимную часть, представляющую собой клиновидное тело с углом 73° и имеющую отверстия с резьбой, в которые входят крепежные винты (от 2 до 5). Клиновидная форма обеспечивает плотное прилегание зажимной части к соответствующим плоскостям державки и надежное закрепление резца.

К державочной части инструментов, работающих в условиях автоматизированного производства, предъявляют дополнительные требования:

1. Она должна обеспечивать удобную настройку инструмента вне станка на размер.

2. Должна быть обеспечена быстрая смена инструмента после затупления.

3. Шероховатость базирующих поверхностей – не более Ra 0,32 мкм.

4. Точность сопряжения цилиндрических поверхностей H5/h4 или H4/h4.

5. Биение соединительных поверхностей относительно базовых: торцовых – 1…3 мкм; цилиндрических – 3…5 мкм.

6. Некруглость радиальных сечений конуса и непрямолинейность образующей конической поверхности 2…3 мкм.

В соответствии с этими требованиями державочная часть инструментов для автоматизированного производства имеет конструктивные элементы, отличные от инструментов общего назначения.

Например, для настройки инструмента на размер (длину вылета) широко применяют регулировочный упорный винт, ввинчиваемый в державку со стороны нерабочего торца; выполняют на державке скосы для крепления при помощи клина и быстрой смены инструмента; на хвостовиках выполняют лыски; на цилиндрическом хвостовике предусмотрена резьба для регулировки (на размер) гайки и контргайки.

Для станков с ЧПУ и гибких производственных систем характерен агрегатно-модульный принцип в конструировании инструмента (сверлильно-расточная и фрезерная группа станков с ЧПУ) и инструменты блочного типа (для токарных станков с ЧПУ). Имеются несколько основных типов соединений базовых и сменных агрегатов.

Для станков с ЧПУ сверлильно-расточной и фрезерной групп применяют:

1. Односторонний прижим винтами:

1. с внутренним креплением сменного агрегата (рис. 32,а);

2. с наружным креплением сменного агрегата (рис.32, б).

Такой тип соединения использует, например, Ивановское станкостроительное производственное объединение и ряд зарубежных фирм.

2. Стягивание центральным винтом (рис.33). Базирующий элемент: цилиндр и торец.

3. Базирование по цилиндру и торцу (рис.34). Торцовое биение не более 1 мкм.

В сменном агрегате 1 соосно с цилиндрической поверхностью располагается резьбовая часть с крупным шагом. Сборка элементов осуществляется ввинчиванием сменного агрегата в базисный 3 до затяжки по торцовой поверхности (рис.34, а). Система принята ВНИИ инструментов при разработке системы модульного инструмента для станков с ЧПУ. Торцовый натяг может осуществить радиально расположенный винт 4, расположенный со смещением оси конической расточки хвостовика сменного инструментального агрегата (рис.34,б).

Для станков с ЧПУ токарной группы часто применяют систему блочного инструмента (рис. 35). Режущий инструмент в этой системе выполняется в виде небольших блоков, представляющих собой режущую часть резцов для наружного и внутреннего точения, сверл с МНП. Блоки имеют прямоугольную присоединительную часть с вертикальными плоскими направляющими и двумя вертикальными V-образными канавками для захвата манипулятором.

Материал крепежной части инструмента

Для крепежной (державочной) части режущего инструмента применяют следующие материалы:

• конструкционные стали 40, 45, 40Х, 45Х;

• углеродистые инструментальные стали У8А;

• легированные инструментальные стали 9ХС.

Корпуса алмазных кругов могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов, а также алюмобакелитового пресспорошка и керамики.