Расчет металлорежущих инструментов

ПРОТЯЖКА.cdw

зубьев с № 48 по 56 вкл.
зубьев с № 1 по 47 вкл.
зубьев с № 57 по 63 вкл.
стружкоразделительных конавок в шахмотном порядке на
на режущих зубьев с№ 1 по 48 вкл.
черновые и переходные
НовГу им. Ярослава Мудрого
Материал режущей части протяжки - бысторежущия сталь Р18 ГОСТ 19265-73.
Материал хвостовой части - сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
Твердость: режущей и задней напровляющей HRC62 65
передней напровляющей.части HRC60 65
хвостовой части HRC 40 47.
Центровые отверстия выполняються по форме В
Протяжка должна удовлетворять техническим требованиям ГОСТ 28442-90.
Неуказанные предельные отклонения валов h14
Маркировать: диаметр протяжки
квалитет поля допуска отверстия
пределы длин протягивания
марку сталирабочей части
товарный знак завода-изготовителя (20H8-40-40-Ст45-

РЕЗЕЦ.cdw

НовГУ им. Ярослава Мудрого
00-0059 Т5К10 ГОСТ 18878-73
Материал пластинки: T5K10 ГОСТ 3882-74.
Материал стержня: сталь 50 ГОСТ 1050-88.
Пластину паять припоем Л63 ГОСТ 15527-70.
Маркировать: материал режущей части.

Пояснительная записка.doc

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени
Кафедра «Технология машиностроения»
по курсу: «Режущий инструмент»
студент группы 5041-з ИТФ Киселев Д.В.
Зав. кафедрой «Технология машиностроения»
на курсовую работу по курсу «Режущий инструмент»
студент Киселев Дмитрий Васильевич группы№5041-з.о.
Рассчитать и спроектировать резец для обработки наружной поверхности
Таблица №2 вариант №5.
Рассчитать и сконструировать специальный инструмент.
Таблица №3 вариант №3.
Инструментальный блок для многоинструментального станка с ЧПУ
Срок готовности задания
РАСЧЁТЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Металлорежущий инструмент»
Проектирование прямого проходного резца стр.5
1 Исходные данные для проектирования .стр.5
2 Выбор материала державки стр.5
3 Расчет параметров обработки стр.5
3.1 Расчет глубины резания ..стр.5
3.2 Выбор подачи стр.5
3.3 Расчет скорости резания .стр.5
4 Главная составляющая силы резания стр.5
5 Расчет параметров державки резца стр.6
6 Проверка прочности и жесткости корпуса резца .стр.7
7 Конструктивные размеры ..стр.8
Проектирование круглой протяжки .стр.8
1 Исходные данные для проектирования стр.8
2 Выбор исполнения протяжки и хвостовика .стр.8
3 Припуск на диаметр стр.8
4 Подъем на зуб на сторону ..стр.8
5 Профиль и размеры зуба размеры стружечных канавок стр.8
6 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев стр.9
7 Максимальное число одновременно работающих зубьев ..стр.9
8 Размеры режущих зубьев стр.9
9 Диаметр калибрующих зубьев ..стр.9
10 Число режущих зубьев .стр.9
11 Число калибрующих зубьев .стр.9
12 Длина протяжки от торца хвостовика до первого зуба стр.10
13 Конструктивные размеры хвостовой части протяжки стр.10
14 Общая длина протяжки ..стр.10
15 Максимально допустимая главная составляющая сила резания стр.10
16 Проверяю конструкцию протяжки на прочность стр.10
17 Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования .стр.10
18 Выбор центровых отверстий .стр.10
Многооперационные станки стр.10
1 Технологические возможности и компоновки ..стр.11
станков многооперационных станков с ЧПУ .. стр.11
2 Устройства смены инструментов стр.15
3 Режущие и вспомогательные инструменты для многооперационных станков .стр.17
Приложения ..стр.20
Использованная литература стр.29
Проектирование прямого проходного резца.
1 Исходные данные для проектирования
Заготовка - сталь 40х
Предел прочности стали 40х - = 785 МПа (785 Нмм²) твердость по Бринеллю НВ = 230 МПа
Диаметр заготовки D = 198мм
Диаметр детали (после обработки) d = 190 мм
Длина обрабатываемой поверхности l = 450 мм
Технические характеристики станка 16К20Ф3:
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
Частота вращения шпинделя мин-1 .125-2000
Число скоростей шпинделя . 22
Подача суппорта мммин:
Мощность электродвигателя главного привода кВт 10
2 Выбор материала державки
В качестве материала для корпуса резца выбираю углеродистую сталь 50 с и - допустимое напряжение на изгиб.
3 Расчет параметров обработки
3.1 Расчет глубины резания
Глубину резания t следует брать равной припуску на обработку на данной операции.
где D – диаметр заготовки мм;
d – диаметр после обработки мм.
При черновом точении:
При черновой обработке подачу выбираю по таблице 10П в зависимости от обрабатываемого материала диаметра заготовки и глубины резания в пределах 06-12 ммоб. Принимаю = 1 ммоб.
3.3 Расчет скорости резания
Определяю скорость резания v ммин. по формуле:
где - коэффициент зависящий от условий обработки (по табл.11П для черновой обработки = 340);
Т - стойкость резца мин (принимаем = 30 мин);
х у m - показатели степени (табл. 11П);
- общий поправочный коэффициент представляющий собой произведение отдельных коэффициентов каждый из которых отражает влияние определенного фактора на скорость резания.
Для резцов с пластиной из твердого сплава равно:
где - общий поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала табл. 12П и n находим по табл. 1ЗП:
- поправочный коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки по табл.14П — при черновой обработке = 08
- поправочный коэффициент учитывающий материал режущей части по табл. 15П - = 065;
- поправочный коэффициент учитывающий главный угол в плане резца по табл. 16П - для φ = 45° = 10;
- только для резцов из быстрорежущей стали;
- поправочный коэффициент учитывающий вид обработки по табл.17П = 10.
Общий поправочный коэффициент равен:
Показатели степени х у и m по табл.11П
для черновой обработки - (при S св. 07 ммоб)
Скорость резания ммин равна:
4 Главная составляющая силы резания
Силу резания при точении рассчитываю по следующей формуле:
где - коэффициент учитывающий свойства обрабатываемого материала материал режущей части резца а также условия обработки по табл.18П = 300;
- общий поправочный коэффициент численно равный произведению ряда коэффициентов каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания:
где - поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала определяется по таб.19П:
— поправочный коэффициент учитывающий главный угол в плане резца по табл. 21П = 10;
- поправочный коэффициент учитывающий передний угол резца по табл.21П =
- поправочный коэффициент учитывающий угол наклона главного лезвия по табл.21П = 10.
Поправочный коэффициент учитывающий радиус при вершине резца определяется для резцов из быстрорежущей стали.
Тогда общий поправочный коэффициент равен:
Показатели степени х у и n принимаю по табл.18П для черновой обработки: х = 10; у = 075; n = - 015.
Сила резания при точении равна:
Конструктивно задаю вылет резца l = 60мм.
5 Расчет параметров державки резца
При условии что рассчитаю ширину прямоугольного сечения корпуса резца
Принимаю ближайшее значение b = 16мм. тогда высота корпуса h = 1.6·16 = 256мм.
6 Проверка прочности и жесткости корпуса резца.
Максимальная нагрузка допускаемая прочностью.
Максимальная нагрузка допускаемая жесткостью резца
где f = 0.1 – допускаемая стрела прогиба резца при черновом точении;
E = 19500÷21500 кгсмм² - модуль упругости материала резца из углеродистой стали;
- момент инерции сечения корпуса (для прямоугольного сечения).
Резец обладает достаточной прочностью и жесткостью т.к.
7 Конструктивные размеры
Беру по ГОСТ 18878-73
L = 140мм – общая длина резца;
n = 9мм – расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия;
- радиус кривизны вершины лезвия резца;
Параметры и пластины из твердого сплава Т5К10 выбираю по ГОСТ 25396-90 согласно форме 70491 при угле врезки 0º согласно обрабатываемому материалу (сталь).
Проектирование круглой протяжки.
Заготовка - сталь 45
Предел прочности стали 45 - = 700 МПа (700 Нмм²) твердость по Бринеллю НВ = 207 МПа
Диаметр отверстия до обработки
Диаметр отверстия после обработки
Длина обрабатываемого отверстия
Станокгоризонтально-протяжной мод. 7510
Технические характеристики станка 7510:
Скорость рабочего хода ммин.
Скорость обратного хода ммин
число оборотов в минуту
2 Выбираю исполнение протяжки 1 по ГОСТ 20365-74 хвостовика тип 2 исполнение 1 по ГОСТ 4044-70.
3 Припуск на диаметр
4 Подъем на зуб на сторону
выбираю по табл. 105 количество зачищающих зубьев беру
Подъем на зуб зачищающих звеньев выбираю следующим образом:
5 Профиль и размеры зуба размеры стружечных канавок.
K = 3 – коэффициент заполнения стружечной канавки выбираю по табл. 107
- площадь сечения канавки
Ближайшее большее сечение канавки по табл. 106
При криволинейной форме стружечной канавки зуба принимаю по ГОСТ 20365-74
h = 2мм – глубина канавки
b = 1.5мм – длина задней поверхности
r = 1мм – радиус закругления канавки
t = 45 – шаг протяжки
- шаг калибрующих зубьев
Согласно ГОСТ 20365-74 фаска на калибрующих зубьях не требуется
6 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев беру из краткого справочника металлиста
Предельное отклонение предельных углов всех зубьев задних углов режущих зубьев задних углов калибрующих зубьев
Число стружкоразделительных канавок и их размеры беру из табл. 108
n = 10 – число канавок
m = 1 – ширина канавок
r = 0.2мм – радиус закругления канавок
7 Максимальное число одновременно работающих зубьев
8 Размеры режущих зубьев
Диаметр первого зуба равен диаметру передней направляющей части:
Диаметр каждого последующего зуба увеличивается на:
На последних трех зачищающих зубьях предшествующих калибрубщим подъем на зуб увеличиваю согласно пункту 2.
9 Диаметр калибрующих зубьев
где - максимальный диаметр обработанного отверстия
- изменение диаметра отверстия после протягивания
10 Число режущих зубьев
Учитывая пункт 7 принимаю
11 Число калибрующих зубьев
Для цилиндрической протяжки отверстия 8-го квалитета
12 Длина протяжки от торца хвостовика до первого зуба
где - длина входа хвостовика в патрон быстросменный автоматический по ГОСТ 16885-71
- зазор между патроном и стенкой опорной плиты станка
- толщина стенки опорной плиты протяжного станка
- высота выступающей части планшайбы
- длина передней направляющей с учетом зазора между заготовкой и первым зубом
13 Конструктивные размеры хвостовой части протяжки
По ГОСТ 4044-70 выбираю хвостовик тип 2 исполнение 1 без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью табл. 101
- диаметр передней направляющей
- длина переходного конуса (принимаю конструктивно)
- длина передней направляющей до первого зуба
- полная длина хвостовика
14 Общая длина протяжки
где - длина протяжки от торца хвостовика до первого зуба
- длина режущих зубьев
- длина зачищающих зубьев
- длина калибрующих зубьев
- длина задней направляющей
15 Максимально допустимая главная составляющая сила резания
(при применении СОЖ)
(для зубьев протяжки со струдкоразделительными канавками)
В моем случае тяговая сила станка 10000кгс(100000Н) следовательно обработка возможна
16 Проверяю конструкцию протяжки на прочность.
Рассчитаю конструкцию на разрыв во впадине первого зуба
где площадь опасного сечения во впадине первого зуба
напряжение в опасном сечении
Рассчитаю напряжение в опасном сечении хвостовика ()
Полученные напряжения допустимы
Рассчитаю хвостовик на смятие
где - опорная площадь замка
Допустимое напряжение при смятии не превышает 600МПа условие прочности выполняется.
17 Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования выбираю по ГОСТ 5688-61
18 Центровые отверстия выполняю по ГОСТ 14034-74 форма В.
МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И КОМПОНОВКИ
СТАНКОВ МНОГООПЕРАЦИОНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ.
Многооперационные станки с ЧПУ (МС) - станки предназначенные для многоцелевой обработки отличаются от станков с ЧПУ обычного исполнения главным образом наличием устройства для хранения и автоматической смены режущих инструментов. Технологические возможности МС чрезвычайно широки на них можно выполнять фрезерование сверление растачивание нарезание резьб развертывание и т. д. в большинстве случаев при одном установе заготовки.
Многооперационные станки обладают среди всех станков с ЧПУ наивысшей степенью универсальности. На одном и том же станке можно обрабатывать разнообразные по конструкции и назначению детали: корпусные и плоскостные детали рычаги вилки планки кронштейны и т. д.
Основные особенности современных МС: автоматизация всего цикла обработки (формообразования изменения режимов резания выполнения вспомогательных команд); многоинструментность в результате последовательно вводимых в работу разнообразных инструментов; быстродействие при выполнении вспомогательных команд и холостых перемещений повышение доли основного времени в операционном до 70-90 %; повышенная точность обработки; возможность быстрой переналадки.
Наличие у станков поворотных столов позволяет во многих случаях осуществлять обработку сложных корпусных деталей со всех сторон кроме базовой поверхности по которой произведена установка и закрепление. Высокая точность МС обеспечивает возможность выполнения как черновых так и чистовых операций благодаря чему на МС можно производить полную обработку детали без каких-либо дополнительных доделок.
Компоновки многооперационных станков весьма разнообразны (рис. 111). Многие из них сохранили внешние черты и особенности компоновок универсальных станков с ручным управлением. Однако при внешнем сходстве на МС существенно изменены все основные узлы и механизмы. Минимальное число управляемых координат в МС - три. Для расширения технологических возможностей увеличивают число координат. Четвертая управляемая координата может быть предназначена на дополнительное продольное перемещение шпинделя пиноли ползуна пятая - на поворот стола шестая - на программируемое поперечное выдвижение расточного инструмента в специальной план-суппортной головке.
МС для корпусных деталей можно разделить на две группы характеризуемые расположением оси шпинделя относительно рабочей поверхности стола с перпендикулярным расположением шпинделя к зеркалу стола (вертикальным) (табл. 49); с параллельным расположением шпинделя относительно зеркала стола (горизонтальным) (табл. 50).
Вертикальный шпиндель и горизонтальный стол станков первой группы обеспечивают доступ инструментов к одной стороне заготовки. Такие станки особенно выгодно применять для деталей у которых объем обработки е одной стороны превышает объемы обработки с других.
Рис. 111. Компоновки многооперационных станков
Технические характеристики многооперационных станков с вертикальным расположением шпинделя
Размер рабочей поверхности стола мм:
Расстояние от торца шпинделя до рабочей
поверхности стола мм:
Наибольшее перемещение стола мм:
Диаметр отверстия шпинделя (кроме 243ВФ4) мм
Частота вращения шпинделя обмин
Рабочая подача мммин
Скорость вспомогательных перемещений мммин
Число инструментов в магазине
Мощность главного привода кВт
Габаритные размеры станка мм:
Можно успешно обрабатывать на них за одну операцию несколько сторон используя переналаживаемые многопозиционные приспособления. Применяют также на станках с вертикальным шпинделем поворотные кантующиеся приспособления с горизонтальной осью позволяющие размещать на отдельных их поверхностях обрабатываемые детали в различных положениях. Поворотные приспособления расширяя возможности станка понижают жесткость системы СПИЗ и занимают значительную часть рабочего пространства станка под которым понимают пространство над рабочей поверхностью стола в виде параллелепипеда со сторонами равными величинам координатных перемещений рабочих органов (область досягаемости зон обработки).
Более высокие жесткость и точность в станках средних размеров достигаются при компоновке аналогичной бесконсольно-фрезерным и одностоечным координатно-расточным станкам. В этих станках рабочий стол перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости. Вертикальное перемещение вдоль направления оси шпинделя имеет шпиндельная бабка
Тяжелые МС с вертикальным расположением шпинделя изготавливают по типу портальных станков.
Технические характеристики многооперационных станков с горизонтальным расположением шпинделя
Рабочая поверхность стола мм:
Диаметр встроенного круглого стола мм
Наибольшая масса обрабатываемой де-
Расстояние от оси шпинделя до рабочей
Наибольшие перемещения мм:-
Круговое вращение стола град.
Диаметр выдвижного шпинделя мм
Наибольший диаметр рядом стоящих
в магазине инструментов мм
Наибольшая масса инструментов кг
Дискретность отсчета мм
Число управляемых координат
Станки с горизонтальным расположением шпинделя чаще всего снабжают поворотным столом который создает условия для обработки детали с разных сторон т. е. многооперационные станки этой группы имеют компоновку горизонтально-расточных станков. Можно выделить три основных исполнения (рис. 112):
с неподвижной стойкой и крестовым столом имеющим продольное и поперечное по отношению к оси шпинделя перемещения (рис. 112а);
с продольно-подвижной стойкой и столом имеющим поперечное перемещение (рис. 112б).
Рис. 112. Станки с горизонтальным расположением шпинделя
Иногда станки этого типа изготавливают с дополнительным продольным перемещением шпиндельной бабки;
с поперечно-подвижной стойкой и столом имеющим продольное перемещение (рис. 112в) или с неподвижным столом но в этом случае стойка имеет дополнительное продольное перемещение.
Во всех этих исполнениях станков шпиндельная бабка имеет перемещение по вертикальным направляющим стойки.
В очень тяжелых станках стол неподвижен.
Многооперационные станки обычно изготавливаются по классу точности П и для выполнения особо точных работ по классу В.
2 УСТРОЙСТВА СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ
Простейшим устройством реализующим принцип многоинструментности является револьверная головка. Однако револьверные головки в МС не нашли широкого применения так как им присущи некоторые существенные недостатки. Шести-восьми инструментов недостаточно для осуществления полной обработки достаточно сложной детали. Шпиндельные узлы револьверной головки не обладают необходимой жесткостью.
Рис. 113. Размещение кодовых колец на инструментальных оправках:
-корпус оправки; 2 -промежуточное кольцо; 3 -кодовое кольцо; 4 -штырь
Кроме того закрепленные в соседних позициях револьверной головки длинные инструменты препятствуют работе с большими ходами когда необходимо углубиться в тело заготовки.
Магазины инструментов МС имеют емкость для хранения до 100 инструментов. По конструктивному оформлению магазины разнообразны (дисковые цепные кассетные и др.). Магазины располагают на шпиндельной бабке колонне станине столе станка и даже вне станка на отдельном фундаменте.
В конструкциях МС применяют три системы поиска необходимых инструментов:
с кодированием номера инструмента;
с кодированием номера гнезда магазина;
без кодирования но с расположением инструментов в последовательности обработки.
При кодировании номера инструмента инструментальную оправку снабжают набором сменных кодовых колец двух диаметров (рис. 113). При вращении магазина кольца большого диаметра нажимают на электрические конечные выключатели установленные на неподвижных элементах магазина. Комбинация сигналов от набора конечных выключателей сравнивается с заданным кодом соответствующим номеру инструмента и при совпадении сигналов дается команда на останов вращения магазина. Кодирование инструментов обычно выполняется в двоично-десятичной системе кодовые кольца размещаются по дорожкам с весами 1 2 4 8 для разряда единиц и отдельно для разряда десятков.
Поиск инструмента при кодировании номера гнезда магазина осуществляется несколько иначе. При каждом включении станка в сеть происходит поворот магазина до базового гнезда № 1 для настройки системы поиска нужного гнезда. В дальнейшем устройство ЧПУ всегда имеет информацию в каком положении находится магазин в связи с чем поворот в требуемую позицию совершается по кратчайшему пути даже минуя гнездо №1.
При кодировании номера инструмента магазин заряжается в произвольном порядке при кодировании номера гнезда расстановку инструментов в магазине нужно выполнять в строгом соответствии с порядком установленным управляющей программой. При кодировании номера инструмента нет необходимости в повороте магазина в момент возврата инструмента в магазин так как сменяемый инструмент может устанавливаться автоматической рукой в произвольное гнездо магазина.
Третья система поиска инструмента при которой инструменты расположены в магазине в последовательности обработки допускает пропуски гнезд оставляя их без инструментов. После каждого цикла смены магазин совершает поворот до подхода в позицию разгрузки-загрузки следующего инструмента. После выполнения всей операции обработки окажется что инструменты сохранили первоначальную последовательность сместившись в магазине на один или несколько шагов против исходного положения.
Чаще всего инструмент из магазина в шпиндель передается с помощью специального манипулятора автоматической поворотной двухзахватной руки. Ось шпинделя в момент загрузки располагается так что ось поворота руки находится на равном расстоянии между осью шпинделя и разгрузочно-загрузочной позицией магазина. Оба конца руки снабжены специальными пружинными захватами.
Инструмент с помощью автоматической двухзахватной руки заменяется следующим образом:
рабочие органы смещаются в позицию смены инструментов;
автоматическая рука из исходного горизонтального положения поворачивается в вертикальное отжимая захваты инструмента в магазине и захватывая одновременно инструмент в магазине и отработавший инструмент в шпинделе;
механизм закрепления освобождает инструмент в шпинделе;
автоматическая рука перемещаясь вперед извлекает инструменты из шпинделя и магазина;
автоматическая рука с инструментами поворачивается на 180° и инструменты меняются местами если закодированы инструменты;
при кодировании гнезда магазина происходит поворот магазина до того свободного гнезда в которое необходимо поместить сменяемый инструмент;
автоматическая рука перемещается назад посылая отработавший инструмент в гнездо магазина а новый - в шпиндель станка;
механизм закрепления зажимает инструменты в шпинделе;
автоматическая рука поворачивается в горизонтальное положение;
рабочие органы перемещаются в рабочую зону станка возобновляя процесс обработки;
при поступлении команды от управляющей программы магазин поворачивается и последующий инструмент занимает разгрузочно-загрузочную позицию.
Смена инструмента в современных МС происходит за малые промежутки времени. Весь цикл приемов занимает 9-18 с. Эти затраты времени называют временем «от стружки до стружки» (от «реза до реза») в отличие от затрат времени в 3-6 с на выполнение собственно смены инструментов без включения времени на перемещение режущих инструментов к обрабатываемым поверхностям.
Условием производительного выполнения смены инструментов является совмещение с процессом обработки выхода требуемого инструмента в позицию смены. С этой целью поворот магазина заблаговременно совершается по адресу Т управляющей программы а смена инструментов в необходимый момент по команде разрешения М06.
Далеко не во всех станках автоматическая рука извлекает инструмент непосредственно из гнезда магазина. Большие тяжелые магазины цепного (конвейерного) типа обычно удаляют от зоны резания устанавливают на отдельные фундаменты или крепят к станине станка. Удаленность от зоны резания благотворно сказывается на чистоте рабочих поверхностей конусов вспомогательных инструментов так как брызги эмульсии и стружка из зоны резания не достигают гнезд магазина. Кроме того удаленный магазин легче обслуживать в ходе выполнения операции» осматривать находящиеся в нем и участвовавшие в работе инструменты заменять изношенные и даже пополнять магазин инструментами если его емкость недостаточна для выполнения всей запрограммированной операции.
Инструмент из удаленного от зоны резания магазина доставляется в позицию загрузки-разгрузки с помощью промежуточного перегружателя работа которого (извлечение инструмента из магазина доставка его в зону действия автоматической руки и возврат отработавшего инструмента в магазин) совмещается с выполнением рабочими органами станка процесса обработки.
Любой магазин имеет ограничения по диаметру и массе устанавливаемого в нем режущего инструмента. Максимально допустимый диаметр равен шагу магазина так как если в двух соседних гнездах окажутся инструменты с размерами превышающими допустимые то произойдет поломка. Применять инструменты с превышением допустимых диаметров можно при соблюдении определенных предосторожностей: соседние с крупногабаритным инструментом гнезда не должны быть заняты инструментом либо следует прервать автоматический цикл и произвести смену инструмента вручную не отправляя его в магазин. Ограничения по массе обусловливаются грузоподъемностью автоматической руки.
3 РЕЖУЩИЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ
На МС используют те же режущие инструменты что на сверлильных фрезерных и расточных станках с ЧПУ. Оправки (рис. 114) для крепления режущих инструментов имеют поверхности:
-для базирования в шпинделе станка
-для установки и закрепления режущих и вспомогательных инструментов
-контактирующие с захватами автоматической руки
-для силового зажима в шпинделе станка и в некоторых случаях для установки элементов кодирующих номер инструмента (см. рис. 113). В отечественных МС применяют базирование оправок по конической поверхности отверстия шпинделя с конусностью 7 : 24.
Рис. 114 Хвостовики оправок для многооперационных станков
В настоящее время конструкция хвостовиков вспомогательных инструментов для многооперационных станков с ЧПУ регламентирована. По этому стандарту разрешено применять оправки с двумя номерами конусов 40 и 50. Для сопряжения с автоматической рукой разрешено использовать только конические поверхности 3 с углом конуса 60° выполненные в виде кольцевой выточки на фланце оправки. На фланце прорезаны два паза для сопряжения с торцовыми шпонками шпинделя.
Основные размеры хвостовиков оправок приведены в табл. 51.
Размер определяет свободное пространство для захвата автоматической рукой. Протяженность свободного пространства очерченного на рисунке штрихпунктирными линиями от торца фланца не менее 10 мм для хвостовика № 40 и не менее 16 мм для хвостовика № 50. Это пространство нельзя занимать элементами оправок и режущих инструментов. Коническая поверхность с конусностью 7 : 24 и кольцевая канавка под захват автоматической рукой должны иметь твердость HRC 52-56. Канавки для кодирования оправки разрешено выполнять на поверхности диаметром и на штырях под захват механизмом осевого закрепления.
Хвостовики оправок для многооперационных станков с ЧПУ (см. рис. 114)
Рис. 115. Захватные устройства инструментальных оправок
Оправки в шпинделе закрепляют штоком проходящим через шпиндель станка. Шток имеет на конце захватное устройство. Инструментальные оправки имеют соответствующие этому устройству наружные внутренние или резьбовые поверхности захвата (рис. 115). При наружных поверхностях (рис. 115 а) задний конец инструментальной оправки 1 ввертывают штырь 2 с заплечиками за которые он тянет шток зажимного механизма станка. В некоторых станках можно встретить захват непосредственно по внутренней поверхности оправки при котором со стороны заднего торца оправки расточена выточка с овальным входом (рис. 115 б). В других станках прямоугольный вход и выточка приданы штырям (рис. 115 в). Соответствующую некруглую форму имеет конец штока зажимного механизма станка. Шток перемещаясь вперед входит в выточку поворачивается в ней на 90° и перемещаясь назад захватывает и закрепляет оправку.
При резьбовых поверхностях захвата (рис. 115 г) шток вращаясь ввинчивается непосредственно в оправку и затягивает ее в шпиндель станка.
На рис. 116 представлена система вспомогательных инструментов к многооперационным станкам. Ограниченная номенклатура вспомогательных инструментов позволяет закреплять разнообразные режущие инструменты и переходные оправки втулки патроны и др. Система инструментов может быть распространена также на станки расточной и фрезерной групп.
Широко применяют на МС при обработке отверстий кольцевые (корончатые) сверла для первых черновых проходов и расточные головки с микрометрической настройкой резцов для окончательных чистовых проходов.
Для крепления концевых фрез с коническими хвостовиками наряду с оправками показанными на рис. 116 можно применить патрон позволяющий заменять фрезы без разборки вспомогательной оснастки (рис. 117). Для закрепления фрезу можно навинтить на резьбу шпильки 2 до касания с конусом втулки 7 а затем гайкой 6 подать втулку 7 вправо создав тем самым натяг по коническим поверхностям фрезы и втулки 7. Для удаления фрезы из патрона необходимо с помощью гайки 6 подать втулку 7 назад а затем вывинтить фрезу из патрона.
Метчики закрепляют в специальных патронах (рис. 118) имеющих осевую компенсацию и фрикционный механизм перегрузки срабатывающий при упоре метчика в дно отверстия или при его заклинивании. Осевая компенсация проявляется в смещении метчика вдоль оси при реверсировании вращения шпинделя для вывинчивания метчика из металла и при попадании вторым метчиком в нитку нарезанную первым метчиком. Это осуществляется за счет того что оправка 4 несущая на переднем конце кулачковый патрон для крепления метчика каждый раз возвращается в свое среднее вдоль оси положение под воздействием пружин 3 и 6. Фрикционную муфту 5 необходимо регулировать гайкой 7 на требуемый крутящий момент резания руководствуясь разметкой на гайке. Кулачки 1 зажимают метчик при навинчивании гайки 2.
Рис. 116. Вспомогательный инструмент к многооперационным станкам:
2 3 -оправки для торцовых и других насадных фрез;
5 - оправки с цанговым зажимом соответственно диаметром 5-20 мм и 20-40 мм;
- оправка для концевых фрез;
- втулка для инструмента с конусом Морзе с Лапкой;
– втулка для инструмента с конусом Морзе с резьбовым отверстием;
-державка переходная;
11 - расточные оправки;
-сборная расточная оправка;
-оправка для подрезных пластин;
- расточная двузубая головка;
- расточная универсальная головка;
- патрон цанговый диаметром 5-25 мм;
18 -втулки с внутренним конусом Морзе;
- оправка для зенкеров и разверток;
- патрон резьбонарезной;
- оправка расточная;
- оправка расточная двузубая;
-оправка для пластин перовых сверл;
- оправка для дисковых фрез;
- регулируемый патрон для пластин перовых сверл;
- сверлильный патрон;
- резьбонарезной патрон;
- расточной патрон;
- оправка для зенкеров и разверток
Рис. 117. Патрон для крепления фрез:
- корпус; 2 - шпилька; 8 - шпонка; 4 - винт; 5 - шарики (30 шт.); 6 - накладная гайка; 7 -втулка
Рис. 118. Резьбонарезной патрон
Пояснительная записка
Ведомость курсовой работы
«Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту» Нефедов Н.А. Москва «Машиностроение» 1990г. 448с.
«Металлорежущие инструменты» Сахаров Г.Н. Арбузов О.Б. Боровой Ю.Л. Москва «Машиностроение» 1989г. 328с.
«Краткий справочник металлиста» Орлова П.Н. Скороходова Е.А. Москва «Машиностроение» 1986г. 960с.
«Краткий справочник металлиста» Древаля А.Е. Скороходова Е.А. Москва «Машиностроение» 2005г. 960с.
«Режущий инструмент» Драгун А.П. Ленинград «Лениздат» 1986г. 271с.
Металлорежущие инструменты Родин П.Р. «Вища школа» 1974г. 400с.
«Обработка металлов резанием» Справочник технолога. Папанов А.А. Москва «Машиностроение» 2004г. 784с.
«Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов» Кирсанов Г.Н. Москва «Машиностроение» 1986г. 288с.
«Протяжные Работы» Кацев П.Г. Москва «Высшая школа» 1968г. 247с.