8. Инструменты для автоматизированного производства

Инструментальная оснастка станков с ЧПУ. Назначение станков с ЧПУ - автоматизированная комплексная обра­ботка сложных деталей мелкими сериями.

Станки с ЧПУ работают в автомати­ческом режиме, поэтому их инструмен­тальная оснастка должна удовлетворять требованиям автоматизированного произ­водства и, кроме того, обладать гибко­стью, позволяющей без переналадки вы­полнять разнообразные технологические операции при изготовлении различных де­талей. Для выполнения каждой операции (перехода) применяют инструментальные блоки, представляющие собой функцио­нальную сборочную единицу в виде режу­щего и вспомогательного (зажимного) инструмента. Инструментальные блоки должны обеспечивать высокую точность позиционирования (установки) инструмен­та по отношению к базам станка, воз­можность регулирования размеров и авто­матическую замену блоков. Решение дан­ной задачи достигается применением сис­темы вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ. Применяемая в маши­ностроении система вспомогатель­ного инструмента имеет три подсистемы:

а) подсистему вспомогательного инстру­мента для станков с ЧПУ сверлильно-расточной и фрезерной групп;

б) подсистему вспомогательного инстру­мента с цилиндрическим хвостовиком для станков с ЧПУ токарной группы;

в) подсистему вспомогательного инстру­мента с базирующей призмой для станков с ЧПУ токарной группы.

Для снижения затрат на вспомога­тельный инструмент и для удобства эксплу­атации важным условием эффективности подсистемы вспомогательного инструмента является его минимальное количество, обеспечивающее возможность закрепле­ния максимально возможного числа ин­струментов различных типов и размеров. Важным фактором унификации инстру­ментальной оснастки является принятие единых исполнений присоединительных поверхностей инструмента и станков (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Вспомогательный инструмент для станка с ЧПУ

сверлильно-расточной и фрезерной групп

На этом рисунке имеются следующие обозначения: 1 - оправка для насадных фрез с поперечной шпонкой;

2 - оправка для насадных цилиндрических фрез

с продольной шпонкой;

3 - оправка для насадных торцовых фрез

с продольной шпонкой; 4 - патрон цанговый с диапазоном зажима 20-40 мм; 5 - втулка переходная для концевых фрез;

6 - патрон цанговый с диапазоном зажима 5-20 мм;

7 - втулка переходная для инструмента с конусом Морзе с лапкой;

8 - втулка переходная с конусом Морзе с резьбовым отверстием; 9 - державка для регулируемых патронов, втулок и оправок;

10 - оправка расточная для чернового растачивания отверстий;

11 - оправ­ка расточная для чистового растачивания;

12 - оправка сборная для чистового растачивания;

13 - оправ­ка для подрезных пластин;

14 - головка расточная двузубая;

15 - головка расточная универсальная;

16 - патрон регулируемый цанговый с диапазоном зажима 5-25 мм; 17 – втулка регулируемая с внутренним конусом Морзе;

18 - втулка регулируемая длинная с внутренним конусом Морзе; 19 - оправ­ка регулируемая для насадных зенкеров и разверток;

20 - патрон регулируемый резьбонарезной;

21 - оправка регулируемая для чернового растачивания;

22 - оправка регулируемая расточная двузубая;

23 - оправка регулируемая для крепления пластин перовых сверл;

24 - оправка регулируемая для дис­ковых фрез;

25 - патрон расточной регулируемый;

26 - патрон сверлильный трехкулачковый с конусом Морзе;

27 - патрон резьбонарезной с конусом Морзе;

28 - патрон расточной с конусом Морзе;

29 - оправ­ка для насадных зенкеров и разверток с конусом Морзе;

б: 1 - резцедержатель с перпендикулярным открытым пазом;

2 - резцедержатель с перпендикулярным закрытым пазом;

3 -резцедержатель с параллельным открытым пазом;

4 - разцедержатель с перпен­дикулярным и параллельным

открытыми пазами; 5 - резцедержатель с осевым открытым

пазом; 6 - резцедержатель с перпендикулярным открытым

пазом для отрезных резцов;

7 - резцедержатель несим­метричный с перпендикулярным

открытым пазом;

8 - резцедержатель удлиненный с перпендикулярным открытым пазом; 9 - резцедержатель удлиненный с параллельным открытым пазом; 10 - втулка переход­ная; 11 - сверло перовое;

12 - втулка переходная с конусом Морзе;

13, 22 - втулка переходная (пла­вающая) с конусом Морзе;

14 - борштанга расточная с перпендикулярным пазом;

15, 20 - борштанга расточная с наклонным пазом;

16, 21- патрон для метчиков; 17 - втулка переходная разжимная; 18 - втулка переходная со шпоночным пазом;

19 - втулка переходная укороченная со шпоночным пазом;

23 - патрон трехкулачковый;

в: 1 - резцедержатель с открытым и закрытым параллельными пазами; 2 - резцедержатель с открытым перпендикулярным пазом; 3 - резцедержатель двухсторонний;

4 - распределитель охлаждающей жид­кости;

5 - резцедержатель трехсторонний;

6-резцедержатель для крепления инструмента

с цилиндри­ческим хвостовиком со смещенным отверстием;

7 - держатель для крепления инструмента с цилиндри­ческим хвостовиком с отверстием, параллельным его базовой

поверхности; 8 - держатель для крепления инструмента

с цилиндрическим хвостовиком с отверстием,

перпендикулярным его базовой поверхности;

10 - инструменты и переходные втулки, устанавливаемые

в резцедержатель;

11 - инструменты и переходные втулки, устанавливаемые

в держатели 7 и 8.

Отверстия растачивают с использованием однорезцового или многорезцового инстру­мента. Расточные резцы-вставки с микрометрическим регулированием размера показаны на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Расточные резцы-вставки с микрометрическим регулированием и с меха­ническим креплением сменных

трехгранных режущих плас­тин

На станках с ЧПУ в основном используют сборный вспомогательный инструмент, ко­торый обладает меньшей жесткостью по срав­нению со сплошным; однако в этом случае су­щественно уменьшается номенклатура приме­няемого инструмента. Кроме того, сборный инструмент хорошо гасит возникающие при обработке вибрации. Кроме указанных применяют и другие типы сборного расточного ин­струмента (рис. 8.3 и 8.4).

Ступенчатые соосные отверстия обрабаты­вают последовательно несколькими или одним комбинированным инструментом (рис. 8.5). При расположении резцов в диаметрально противоположных сторонах оправки (рис. 8.6) радиальная сила частично уравновешена, что обеспечивает большую точность.

Рис. 8.3. Расточные державочные головки

с механическим креплением ромбических

твер­досплавных пластин

Рис. 8.4. Подсистема сборного расточного инстру­мента:

1 - головка; 2 - удлинительный элемент; 3 - хвостовик

Рис. 8.5. Примеры обработки отверстий

комбини­рованным инструментом

Рис. 8.6. Обработка ступенчатого отверстия оправкой

с частично уравновешенной радиальной силой:

а — с двумя резцами; б — с пятью резцами

При обработке точных отверстий приме­няют оправки с регулированием положения резца (рис. 8.7). Они позволяют также отвести резец от обрабатываемой поверхности при вы­воде оправки из отверстия.

Рис. 8.7. Двухрезцовая оправка с регулированием размера вследствие деформации резцовых вставок

Особенно эффективно применять комбини­рованные (ступенчатые) сверла (рис. 8.8) для одновременного сверления и снятия фаски в отверстии под резьбу (рис. 8.9, а); обработки ступенчатых отверстий с конической зенковкой под винты с потайной и полупотайной голов­ками (рис. 8.9, 6) и с цилиндрической зенковкой под винты с цилиндрической головкой. Выпу­скают сверла под нарезание резьбы Мб, М8, М10, М12, М14, М16.

Сверла выпускают для станков с ЧПУ двух классов точности: А (повышенной) и В (нор­мальной). Обработка указанных отверстий обеспечивает позиционное отклонение не бо­лее ±0,1-0,2 мм.

Рис. 8.8. Ступенчатые сверла

Рис. 8.9. Отверстия под нарезание резьбы и головки винтов, обрабатываемые ступенчатыми сверлами

Рис. 8.10. Цикл работы специальной головки

для подрезания торца

Широкое применение на станках типа ОЦ начинают находить различные головки для обработки группы отверстий, плоских поверх­ностей, расположенных под углом, и т. д. На рис. 8.10 показан цикл работы специальной го­ловки для подрезания торца с обратной сто­роны отверстия.