4. Описание настройки инструментов на размер.

В конструкциях инструмента для автоматизированного производства вопросы быстросменности и бесподналадочной смены инструмента решаются комплексно. Бесподналадочная смена инструмента обеспечивается наличием элементов регулирования инструмента на размер.

Предварительная настройка инструмента на размер производится вне зависимости от конкретной программы. Для этого регламентируются координатные размеры вершин режущей кромки инструмента. Приборы для предварительной настройки инструмента к станкам с ЧПУ по сравнению со специальными приспособлениями для настройки инструментов обладают большей универсальностью и гибкостью.

Приборы мод. БВ-2010, БВ-2011 могут применяться для настройки как резцов, так и осевого инструмента, имеют оптическую систему отсчета координат и обеспечивают точность настройки в пределах 0,01 мм.

Приборы мод. БВ-2014; БВ-2015 и БВ-2016 с окулярным методом визирования предназначены для настройки инструментов станков сверлильно-расточной и фрезерной групп, обеспечивают точность настройки по длине до 0,01 мм и по диаметру до 0,002 мм.

Прибор БВ-2013 предназначен для настройки с установкой координат по линейкам, установочным мерам длины, нониусам, с фиксацией положения режущей кромки инструмента по индикаторам.

Для некоторых видов инструмента (сверл, зенкеров, разверток, метчиков и др.) настройка требуется только по одной координате (по вылету) со сравнительно невысокой степенью точности (до 0,1 мм). Для такого инструмента разработан прибор БВ-2022.

Нормы времени на настройку инструмента для станков с ЧПУ в зависимости от качества инструментальной оснастки и вида инструмента составляет 5-10 мин., а для инструмента автоматических линий – до 2 минут.

5. Рекомендации по эксплуатации режущих инструментов.

Инструмент должен эксплуатироваться на станках соответствующих для них норм точности и жесткости. Режимы резания устанавливаются в соответствии со стандартами, техническими условиями или общемашиностроительными нормативами режимов резания на инструмент.

При установке инструмента на станок следует обеспечивать наибольшую жесткость системы СПИД за счет сокращения его вылета, увеличения диаметра опорного торца.

При назначении режимов обработки следует учитывать наличие или отсутствия подвода СОЖ в зону резания, а также принимать меры для обеспечения требований производственной санитарии на рабочих местах за счет создания эффективных средств отвода паров и эмульсии. При использовании инструмента, оснащенного инструментальными материалами, плохо сопротивляющимися тепловым ударам (твердыми сплавами, минералокерамикой, СТМ), работать следует без охлаждения или применять способы охлаждения, исключающие или уменьшающие удар.

Инструмент, оснащенный хрупкими твердосплавными пластинами, должен эксплуатироваться в условиях, исключающих возможность травмирования рабочего при поломках и выкрашиваниях, при установке и снятии его со станка не следует применять молотки и т.п.

При работе инструментом на высоких и сверхвысоких скоростях резания (минералокерамика, СТМ) должна быть обеспечена надежная защита зоны обслуживания от стружки.

В процессе работы инструмента должны быть проверены критерии затупления инструмента, гарантированное время его работы, стойкости и периодичности снятия инструмента для переточки. Нельзя доводить инструмент до катострофического износа, так как восстановить его работоспобность после этого весьма трудно.

Восстановление режущих свойств, переточку или переналадку инструмента с заменой изношенных элементов производят централизованно в заточных отделениях.

Транспортирование инструмента во избежание порчи его режущих свойств должно производиться в специальной таре.

Для длительного хранения инструмент должен быть подвергнут специальным методам консервации – химико-технологической обработке и упаковке.

2. Проектирование протяжки для обработки наружной поверхности В=70мм, l=120мм из стали 45, σ_р=550 МПа.

Протяжки для наружного протягивания предназначены для координатного протягивания плоских или фасонных поверхностей. Они могут работать по различным схемам резания (рис.8).

Принимаем для протяжки профильный метод протягивания. Он предусматривает снятие припуска на обработку тонкими слоями металл, равными по ширине обрабатываемой детали.

Протяжку выполняем сборной, двухсекционной на общем корпусе, который крепится на ползуне станка.

Материал режущей части – сталь В6М5 по ГОСТ 19265-73.

Протяжка для наружного протягивания работает в более благоприятных условиях, чем протяжка для внутреннего протягивания, поэтому геометрические параметры режущей части могут быть близкими к оптимальным.

Рис.8 Обработка плоскостей протяжками: а – профильной; б – генераторной односекционной; в - генераторной двухсекционной

Передний угол принимаем для стали сσ_р=550 МПа равным 15^(стр.197 [1]).

Задний угол (табл. 14, стр. 197 [1]) для режущих зубьев 10^, для калибрующих зубьев 10^, угол наклона зубьев= 15^.

Так как протяжка срезает плоские узкие полосы металла, облегчается процесс образования стружки и ее размещение во впадине, поэтому можно применять большие подачи на зуб.

По табл. 15 [1] принимаем подъем на зуб S_z= 0,1 мм.

Площадь прямоугольного сечения стружки, снимаемой одним зубом протяжки:

F=L*S_z= 120*0,1 = 12 мм², гдеL– длина протягивания.

По табл. 17 [1] задаемся коэффициентом заполнения стружечных канавок: к = 35

Площадь сечения впадины

F_b = F*к = 12*3,5 = 42 мм².

По табл. 16 [1] определяем шаг протяжки: для F_b=49,6 мм²шаг протяжкиt= 18 мм, глубина впадины h = 7,0 мм;r= 3,5 мм (рис.9)f= 7,0 мм.

Рис. 9 Форма зуба и впадины протяжки.

Число одновременно работающих зубьев:

Шаг калибрующих зубьев принимаем равным шагу режущих зубьев.

Зубья режущей части имеют стружкоразделительные канавки, которые предназначены для деления широкой стружки на отдельные узкие. Они облегчают работу протяжки и создают лучшие условия размещения стружки во впадине зуба.

Число режущих зубьев:

Z_p =

где А – припуск под протягивание.

По табл. 6 (стр.337 [2]) припуск под протягивание принимаем А=1,5 мм при ширине обработки В =50 – 80 мм.

Z_p =

Число защищающих зубьев Z_з= 2.

Число калибрующих зубьев Z_к= 3.

Общая длина режущей части протяжки:

L=t*(Z_р+Z_з+Z_к) =18*(17+2+3) = 396 мм.

Технические требования:

1. 62 … 65 HRC режущей части.

2. 40 … 45 HRC корпуса.

Параметры шероховатости передней и задней поверхностей – опорных торцов –ленточки –.

Ширина цилиндрической ленточки на калибрующих зубьях – не более 0,3 мм.

Предельное отклонение углов: переднего _-1^+2 заднего30.

3. Проектирование метчика – раскатника для изготовления резьбы М81,5 в детали из алюминиевого сплава с σ_b=300 МПа.

1. Для изготовления раскатчиков применяется быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.

2. Выбор числа граней и параметров рабочего профиля в поперечном сечении.

Для получения резьбы диаметром 7-14 мм рекомендуется применять четырехгранные метчики-раскатники (по ГОСТ 18839-73). В поперечном сечении рабочей части раскатник затылован и имеет огранку. Такая форма позволяет уменьшить площадь контакта рабочей поверхности с обрабатываемой деталью и создает лучшие условия для попадания СОЖ в зону обработки.

Величина огранки (для d 8 мм): к = 0,06* d = 0,06*8 = 0,48 мм.

Радиус кривизны = d/3,28 = 8/3,28 = 2,44 мм.

Допуск на величину принимается: для 4-гранных метчиков:=0,6*=0,6*2,44=1,4 мм.

Рис. 10 Конструкция и размеры метчика – раскатника.

На нерабочих участках профиля для d=8 мм продольные канавки не делают.

3. Определение среднего, внутреннего и наружного диаметров.

Так как резьба М81,5 – специальная (по ГОСТ 8724-81 крупный шаг на резьбу р=1,25 мм), рассчитываем диаметры раскатываемой резьбы:

наружный диаметр D=8,000 мм,

средний диаметр D₂ =D– 0,49519053*р =8-0,649519053*1,5 = 7,026 мм.

внутренний диаметр D₁ =D– 1,082531755*р=8 – 1,082531755*1,5=6,376 мм.

Размеры метчика:

средний диаметр

d₂ =D₂+ 0,06*p*p =7,026 + 0,06*1,5*1,5=7,136 мм.

внутренний диаметр:

d₁ =D₁+ 0,145*р=6,376+0,145*1,5=6,594 мм.

наружный диаметр:

d =D₂+0,76*р=7,026 +0,76*1,5=8,166 мм.

Допуски на изготовление наружного и среднего диаметров: - 0,025 мм, на изготовление внутреннего диаметра: - 0,04 мм.

4. Выбор параметров заборной части.

По форме исполнения заборную часть принимаем с цилиндрической резьбой, с конусом по наружному диаметру (витки срезаны под углом ), т.е. когда заборная часть выполнена как у режущих метчиков – без полного профиля. Угол заборного конуса для сквозных отверстий= 330(по ГОСТ 18839-73)

5. Определение длины заборной и рабочей частей:

Длина заборной части l₁=8*р=8*1,5=12 мм.

Длина комбинирующей части: l₂=4*р= 4*1,5=6 мм.

6. Остальные размеры:

Длина метчика L = 70 мм.

Размеры квадрата – по ГОСТ 9523-84

7. Технические требования:

1. 63 …66 НRС

2. Допуск биения заборной части по наружному диаметру и биение колибрующей части по наружному и среднему диаметрам относительно оси метчика:

заборной части – 0,03 мм

колибрующей части – 0,02 мм

3. Метчик должен изготавливаться с обратной конусностью по наружному, среднему и внутреннему диаметрам. Обратная конусность должна быть не более 0,15 мм на 100 мм длины.

4. Величину затыловывания измеряют на калибрующей части на расстоянии 1-2 витков от ее начала.

5. Параметры шероховатости:

профиль резьбы –

хвостовика –

4. Проектирование зенкера для обработки глухого отверстия  25^+0,4мм из стали 45 σ_b=570 МПа.

1. Для обработки отверстия принимаем зенкер из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73. Материал хвостовой части – сталь 40ГОСТ 4543-71.

Твердость режущей части – 60 …62 НRC

2. Диаметр зенкера принимаем с учетом допуска отверстия, величины разбивки и запаса на износ. Величину разбивки Р_max принимают около 1/3поля допуска отверстия:

Р_max= 1/3*0,4 =0,13 мм.

Верхнее отклонение зенкера:

es = ES -Р_max= 0,4–0,13=0,27 мм.

Допуск на изготовление зенкера:

ITd = 0,50 мм.

Нижнее отклонение зенкера:

e i = e s – I Td = 0,27 – 0,05 = 0,22 мм

Диаметр зенкера – мм.

3. Передний и заднийуглы.

Для обработки стали передний угол принимается равным 10. Задний уголпринимают 8на режущей части и 6на калибрующей (стр. 124 [1]).

4. Геометрические параметры режущей части зенкера.

Угол режущей (заборной) части является важным элементом зенкера. По рекомендациям (стр. 123 [1]) для глухого отверстия =90

5. Число канавок зенкера.

Принимаем число канавок 3. Профиль канавки выполняем аналогично профилю канавки сверла, режущая кромка прямолинейна. Перо зенкера имеет ленточку шириной f = 1,5 мм (табл. 9, стр. 114 [1]) (рис.11).

Рис. 11 Профиль канавки.

6. Угол наклона винтовых канавок.

Угол выбирается в зависимости от свойств обрабатываемого материала и диаметра зенкера. Для диаметра 25 мм принимается=20.

7. Ленточки выполняются с обратной конусностью для уменьшения трения.

Рекомендуется принимать уменьшение диаметра к хвостовику от 0,05 до 0,15 мм на 100 мм длины.

8. Соединительная часть зенкера.

Конструкция крепления – конус Морзе 3 с лапкой по ГОСТ 25557-82.

Точность изготовления конуса – АТ8.

9. Длина зенкера L = 280 мм.

10. Технические требования:

    1. Допуск радиального биения ленточек по всей длине рабочей части зенкера относительно оси зенкера не более 0,04 мм.

    2. допуск радиального биения режущих кромок относительно оси не более 0,05 мм.

    3. Равномерная обратная конусность на рабочей чпсти 0,08 мм на 100 мм длины.