Вспомогательные инструменты

 

Вспомогательные инструменты - это различного вида резцедержа­тели, патроны, оправки, удлинители и переходники, специальные блоки и др. Они позволяют существенно расширить область применения режу­щих инструментов и обеспечить его эксплуатацию в автоматическом ре­жиме, а за счет унификации - сократить номенклатуру специальных ин­струментов и осуществить агрегатно-модульный принцип их конструи­рования.

Унификация отдельных элементов режущих и вспомогательных ин­струментов позволила создать инструментальные системы для оснаще­ния станков с числовым программным управлением и гибких производственных систем, которые могут быстро и просто переналажи­ваться при смене номенклатуры изготавливаемых деталей. При этом вспомогательные инструменты должны: 1) обеспечивать высокие точ­ность и надежность установки режущих инструментов на станке; 2) обеспечивать быстросменность инструментов; 3) расширять номенкла­туру инструментальной оснастки за счет применения сборных инстру­ментов из унифицированных элементов.

Наибольшее число конструкций вспомогательных инструментов разработано для многооперационных станков с числовым программным управлением, которые можно условно разделить на станки токарной группы, применяемые для обра­ботки тел вращения, и станки сверлильно-фрезерно-расточной группы, применяемые для обработки корпусных деталей.

У станков первой группы инструменты крепятся или в револьвер­ных головках, или на суппортах чаще всего с помощью держателей с ци­линдрическим хвостовиком, имеющим рифленую лыску (рис. 4.7, а). Для крепления различных типов резцов державки имеют открытые или закрытые пазы в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Держа­тели для осевого инструмента и переходных втулок на конце имеют ци­линдрический выступ с отверстиями конической или цилиндрической формы. Крепление самих держателей на станке осуществляется рифле­ным клином.

На станках второй группы чаще всего используют патроны с кони­ческим хвостовиком с конусностью 7:24 и внутренним отверстием: ци­линдрическим, коническим (типа Морзе) или укороченным. Для переда­чи крутящего момента применяют торцовые шпонки, винты, цанги, само­тормозящиеся конусы Морзе и др.

Унифицированный хвостовик таких патронов показан на рис. 4.7, б. Конус 7:24 обеспечивает хорошее центрирование, беззазорное соедине­ние со шпинделем и позволяет манипулятором легко извлекать и встав­лять в шпиндель станка патрон с инструментом. При этом для обеспече­ния манипулятором надежного захвата на фланце патрона предусмотре­ны канавка трапецеидальной формы и два шпоночных паза, а для ориен­тации инструмента относительно этих пазов - вырез под углом 90°.

В шпиндель хвостовик патрона затягивается либо винтом, либо удерживается там специальным устройством с помощью тяги и тарельча­тых пружин.

Недостатком патронов с хвостовиком 7:24 являются большие габа­риты и масса, а также отсутствие опоры по торцу шпинделя. Поэтому в последнее время ведутся работы по замене конуса 7:24 на крепление с базированием по цилиндрической поверхности и торцу. Благодаря этому достигается большая динамическая жесткость с одновременным гашени­ем вибраций на торцовых стыках.

Такой же принцип базирования используется и при сборке инстру­ментальных блоков, состоящих из режущего и вспомогательного инстру­ментов. При этом цилиндрические поверхности должны быть длиной не менее диаметра. Торцовое биение этих поверхностей должно быть не более 1... 3 мкм, а радиальное - не более 3... 5 мкм.

Некоторые схемы таких соединений показаны на рис. 4.8. При со­единении с односторонним прижимом винтами может быть использована схема с внутренним (рис. 4.8, а) или наружным (рис. 4.8, б) креплением инструмента 1 на оправке 2. Для создания натяга по торцу возможны ва­рианты (рис.4.8, в, г) с использованием резьбового соединения. Воз­можно использование более простого варианта (рис. 4.8, д) крепления винтом со смещенной осью.

Рис. 4.7. Вспомогательные инструменты:

а - резцедержатель с цилиндрическим хвостовиком; б - патрон с коническим хвостовиком 7

Агрегатно-модульный принцип проектирования сборных инстру­ментальных блоков можно проиллюстрировать примером создания инст­рументов для расточки отверстий (рис. 4.9). Здесь соединение блока со шпинделем осуществляется с помощью патрона 1 с конусом 7:24. Затем следует удлинитель 2 с увеличенным диаметром для повышения жестко­сти оправки, далее - переходники 3 для настройки по длине и на конце расточная головка 4.

В качестве элементов вспомогательного инструмента также исполь­зуются переходные втулки, различные державки и оправки, цанговые и трехкулачковые патроны и др. Вспомогательные инструменты изготав­ливают из стали 18ХГТ с цементацией и закалкой до 53...57 HRC, что обеспечивает их высокую долговечность. При этом допускаемое биение оправки, установленной в патроне, относительно хвостовика должно быть не более 5... 10 мкм.

Рис. 4.8. Схемы соединений сменного инструмента:

1 - инструмент; 2 - оправка

Недостатками сборных инструментальных блоков являются их по­ниженные жесткость и точность по сравнению с цельными инструментами, причем тем ниже, чем больше сборных элементов в блоке. Для увеличе­ния точности блоков прибегают к использованию элементов для регули­рования размеров режущих инструментов.

Рис. 4.9. Инструментальный расточной блок из стандартных модулей:

1- патрон; 2 - удлинитель; 3 - переходник; 4 - расточная головка