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: /-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 отверетием; 9 — державна для регулируемых патронов, втулок и оправок; 10—оправка расточная для чернового растачивания отверстий; // —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.