3.5. Комбинированные инструменты

Комбинированные инструменты в основном являются специ­альными высокопроизводительными, а поэтому применяются главным образом в серийных и массовых производствах. Они являются важнейшим средством концентрации технических опе­раций и используются для последовательной обработки одной поверхности детали или одновременной обработки нескольких поверхностей.

Применение комбинированных инструментов значительно сокращает количество шпинделей и в связи с этим упрощает конструкцию агрегатных станков и автоматических линий. Кроме того, при использовании комбинированных инструментов со­кращается номенклатура режущего и вспомогательного инстру­ментов, повышается производительность обработки за счет сни­жения машинного и вспомогательного времени, а также откры­ваются возможности удаления значительных припусков за счет совмещения работы нескольких лезвий. Таким образом, преиму­щества применения комбинированных инструментов совершенно очевидны.

В настоящее время комбинированные инструменты являются в основном специальными инструментами, а поэтому они изго­товляются в условиях индивидуального и мелкосерийного про­изводства в инструментальных цехах машиностроительных заво­дов. Стандартизация и нормализация комбинированных инстру­ментов, а также организация их производства на инструмен­тальных заводах значительно расширит область их применения

Используемые комбинированные инструменты можно разде­лить на две основные группы:

1) комбинированные инструменты, обеспечивающие одновре­менную обработку одной или нескольких деталей одним методом обработки, например точением, сверлением, протягиванием и т. д.;

2) комбинированные инструменты, совмещающие одновре­менную обработку несколькими методами, например сверление и развертывание, сверление и нарезание резьбы и т. д.

Комбинированные инструменты можно также классифициро­вать:

1) по виду обрабатываемых поверхностей - для наружных и внутренних фасонных поверхностей. Для обработки первых используются комбинированные резцы, фрезы, протяжки и т. д., для обработки внутренних поверхностей или отверстий — ком­бинированные сверла, зенкеры, развертки и метчики, а также различные сочетания этих инструментов;

2) по типу соединяемых инструментов — одно- и разнотип­ные. Примером однотипных инструментов являются ступенча­тые зенкеры, развертки, фрезы и т. д. Они служат для произ­водства одного вида обработки. Наоборот, разнотипные инстру­менты как сверло-зенкер, сверло-метчик, сверло-развертка со ступенчатой заточкой, используется для разных видов обра­ботки.

3) по количеству ступеней — двух,- трех- и четырехступенча­тые зенкеры, развертки и т. д.;

4) по количеству форм обрабатываемых поверхностей — для обработки только цилиндрических поверхностей; цилиндриче­ских и конических; цилиндрических, конических, торцовых и т. д.;

5) по принципу работы — с одновременной и с последова­тельной работой ступеней. Примером первого типа инструмента являются комбинированные зенкеры для обработки ступенчатых соосных отверстий, а примером последовательной обработки служат сверло-метчик, зенкер-развертка и т. д.;

6) по конструкции — цельные, сборные, с напайными пла­стинками и т. д.

Комбинированные резцы находят широкое приме­нение для выполнения одной операции за один или несколько проходов.

Комбинированные инструменты для отверстий могут быть од­но- и разнотипными. Примером однотипного комбинированного инструмента являются ступенчатое сверло (рис. 3.16, а), ступен­чатый затылованный зенкер (рис. 3.16, б), сборная ступенчатая твердосплавная развертка (рис. 3.16, в) и двухступенчатый мет­чик (рис. 3.16, г). К разнотипным инструментам относятся сверло-зенковка (рис. 3.17, а), сверло-развертка с кольцевой заточкой (рис. 3.17, б), зенкер-развертка (рис. 3.17, б), сверло-метчик (рис. 3.17, г) и сверло-фреза (рис. 3.17, д).

Рис. 3.16. Комбинированные однотипные инструменты

Для обработки на токарных станках отверстий в деталях из стали с повышенными режимами резания могут применять­ся сборные комбинированные твердосплавные резец-сверло (рис. 3.17, е) и резец-зенкер (рис. 3.17, ж). Они закрепляются в суппорте станка, за счет чего обеспечивается высокая жесткость системы СПИД, к тому же резцом-сверлом и особенно резцом-зенкером можно производить черновую и чис­товую обработку. В первом случае обработка осуществляется двумя лезвиями, а при чистовом проходе и снятии фасок в отвер­стии обработка осуществляется только одной из твердосплавных пластин. Крепление четырехгранных неперетачиваемых пласти­нок 4, установленных на штифтах 3, производится к державке резца 1 аналогичным способом, как у комбинированного сбор­ного резца. Исключение составляет только четырехгранная пластинка 2 у резца-сверла, которая закрепляется с помощью спецвинта.

Рис. 3.17. Комбинированные разнотипные инструменты

Следует указать, что все приведенные осевые комбинирован­ные инструменты, за исключением сверла-фрезы, работают только с осевой подачей и применяются для получения цилиндрическо-конических и ступенчатых отверстий. Наоборот, сверлом-фрезой, работающей с осевой и перпендикулярной оси подачами, можно сверлить цилиндрические отверстия и расфрезеровывать их до любой формы.

Комбинированные фрезы обычно включают указан­ные выше методы комбинирования. Хорошим примером наиболее простых комбинированных фрез являются торцовые двухлезвий­ные и ступенчатые фрезы. У пер­вой фрезы каждый ее зуб работает наружным и внутренним боко­выми лезвиями с углом , а наличие участка режущего лезвия с ₀ = 0, параллельного обработанной поверхности, позволяет ра­ботать этой фрезой с увеличенными в 2 — 5 раз подачами. У вто­рой же ступенчатой фрезы, скомбинированной методом чередо­вания зубьев, зубья смещены как в радиальном, так и осевом направлениях, что позволяет срезать более толстые и узкие струж­ки, т. е. снимать припуск с увеличенной подачей.

Заслуживает также внимания конструкция комбинированных дисковых ступенчатых (рис. 3.18, а), торцово-цилиндрических (рис. 3.18, б) и торцово-угловых (рис. 3.18, б) фрез, применяемых для одновременной обработки двух и более поверхностей.

Рис. 3.18. Комбинированные фрезы

Комбинированные протяжки используются для обработки внутренних и наружных поверхностей различного профиля. Они конструируются путем сочетания двух или более элементарных протяжек любым из методов комбинирования. Комбинированные протяжки, как и элементарные, бывают профильной, генераторной и групповой схем резания. Примером комбинированной протяжки является протяжка, применяемая для одновременной обработки цилиндрического отверстия и шпоночного паза (рис. 3.19, а), так же обычная групповая шлицевая протяжка, у которой в зависи­мости от конструктивного использования могут быть секции для обработки цилиндрического отверстия, фасок шлицев и шлицевых канавок. Сборной наружной комбинированной протяжкой, имею­щей секции чередующихся зубьев различной формы (рис. 3.19, б), можно обработать пазы хвостовиков лопаток турбин и других наружных деталей сложного профиля. Однако следует отметить, что указанные наружные сборные протяжки, хотя и являются комбинированными инструментами с последовательным соедине­нием ступеней, однако их можно отнести к режущим инструмен­там в сборе с вспомогательными.

Рис. 3.19. Комбинированные протяжки

К комбинированным резьбообразующим и зуборезным инструментам можно отнести комбинированные накатные ролики (рис. 3.20, а), комбинированные долбяки (рис. 3.20, б) и червячные фрезы-шеверы (рис. 3.20, в).

Рис. 3.20. Комбинированные резьбообразующие и зуборезные инструменты

Комбинированные ролики со шлифовальным профилем имеют загрузочно-разгрузочную 1, заборную 4, калибрующую 3 и осво­бождающую 2 части, в связи, с чем их сначала подают на деталь с некоторым усилием до соприкосновения детали с заборной частью роликов. После этого подачу роликов прекращают, и ро­лики, вращаясь, увлекаются деталью, накатывая на ней резьбу. При этом не требуется подачи подвижной бабки станка и значи­тельно повышается производительность процесса накатывания.

Комбинированные долбяки имеют два вида зубьев, которыми производится черновое и чистовое долбление зубьев за один рабо­чий цикл. Черновые зубья 2 имеют уменьшенную толщину зубьев, а чистовые 3 нормальную рас­четную толщину. Кроме этого, установочный участок долбяка 1 не имеет зубьев. Он допу­скает снятие и установку заго­товки на оправку без отвода шпинделя станка и, следова­тельно, долбяка, чем сокраща­ет путь, необходимый для врезания долбяка.

Комбинированная тангенци­альная червячная фреза-шевер имеет обычные 1 и с попереч­ными канавками 2 витки, что позволяет производить за один проход черновую и чистовую обработку зубьев червячных колес.

Режущие инструменты могут комбинироваться и со вспомогательными инструментами. Это направление расширяет область применения комбинированных ин­струментов, так как упрощается конструкция и изготовление ин­струментов. Их иногда называют инструментальным блоком, резьбонарезной головкой или резьбонарезным патроном. По своему назначению такие инструменты напоминают комбиниро­ванные инструменты, так как при обработке ими деталей совме­щается несколько переходов или операций. Однако в случае их применения, например набора фрез на оправке, двух резцов в державке, державки с центровкой и резцом, муфторасточного патрона, режущие инструменты непосредственно соединяются не друг с другом, а через державки, оправки, борштаги, патроны и другие вспомогательные инструменты.

Примером таких инструментов могут служить резец 2 и сверло 1 в сборе с оправкой 3 (рис. 3.21, а), ко­торые используются на токарных автоматах для сверле­ния отверстия и наружной проточки выступа; набор одноугловых фрез 1 и 2 на оправке 3 для обработки шлицевых валов (рис. 3.21, б); два торцовых 1 и 3 и цилиндрический 2 зенкеры и оправ­ка 4 в сборе для обработки бобышек коробки с двух сторон и отверстия.

Рис. 3.21. Примеры режущих инструментов в сборе

со вспомогательными

Развитие конструкций комбинированных инструментов и ре­жущих инструментов в сборе со вспомогательными является важ­нейшим условием дальнейшей механизации и автоматизации об­работки.

В настоящее время применение комбинированных инстру­ментов расширяется. Особенно это можно наблюдать в авто­тракторной, станкостроительной, авиационной и других отрас­лях промышленности. Наибольшее применение комбинирован­ные инструменты должны найти на автоматических линиях и агрегатных станках.