Вспомогательная инструментальная оснастка для токарных станков с ЧПУ

На токарных станках с ЧПУ режущий инструмент крепится в револьверной головке – рисунок 43.

Рисунок 43- Револьверные головки токарных станков с ЧПУ

Базирование вспомогательной инструментальной оснастки может осуществляться как по торцовой поверхности, так и по радиальной. Обрабатывают поверхности параллельные и перпендикулярные оси вращения шпинделя станка. Поэтому производят различные по конструкци блоки для крепления режущего инструмента.

Блоки для крепления не вращающегося инструмента

На рисунке 44 показаны блоки для крепления проходных, резьбовых, канавочных и отрезных резцов (инструмента с призматической державкой).

Рисунок 44 – Блоки для призматических державок

Для крепления расточных резцов и сверл использую блоки с отверстиями или цанговые патроны, типовая конструкция которых показана на рисунке 45.

Рисунок 45 – Блоки для крепления инструмента

с круглым цилиндрическим хвостовиком

Блоки для крепления вращающегося инструмента

Для крепления вращающегося инструмента на токарных станках с ЧПУ применяют так называемые приводные блоки.

Фрезы, сверла, зенкеры крепят в радиальные, осевые и угловые цанговые патроны, показанные на рисунке 46.

Рисунок 46 – Приводные цанговые патроны

Торцовые и дисковые фрезы крепят в блоки для насадного инструмента (рисунок 47).

Рисунок 47 – Блоки для насадного инструмента

Для метчиков используют блоки с резьбонарезными патронами, а для разверток с механизмом радиальной компенсации (плавающая конструкция крепления). Для червячных и дисковых фрез применяют приводные блоки с поддержкой.

Так же распространение получила модульная конструкция приводного блока, показанного на рисунке 48.

Рисунок 48 – Модульная конструкция приводного блока

Вспомогательная инструментальная оснастка для фрезерных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров

На фрезерных станках и обрабатывающих центрах режущий инструмент крепится в различные патроны с конусами хвостовой части SK или HSK.

Патроны для торцовых и насадных фрез

Для крепления торцовых и дисковых фрез используются типовые патроны с конусами SK или HSK показанные на рисунке 49.

Рисунок 49 – Патроны для крепления торцовых и дисковых фрез

Цанговые патроны

Для крепления режущего инструмента с гладким цилиндрическим хвостовиком диаметром до 20 мм применяют цанговые патроны (рисунки 51-52).

Основной рабочий элемент цангового патрона – это цанга с несколькими осевыми прорезями, которые разделяют ее на лепестки, число которых, зависимо от диаметра заготовок (рисунок 50).

Рисунок 50 - Зажимная цанга

Рисунок 51 – Цанговые патроны

Рисунок 52 – Цанговые патроны удлиненные

Для крепления осевого инструмента с цилиндрическим хвостовиком диаметром более 20 мм применяют силовые цанговые патроны с повышенным зажимным усилием (рисунок 53).

Рисунок 53 – Силовые цанговые патроны

Патроны Weldon

Применяются для инструмента с Weldon-хвостовиком. Принцип действия прост: хвостовик инструмента имеет лыску, зажатие осуществляет закручиванием винта, винт упирается в площадку лыски, надежно фиксируя инструмент (рисунок 54).

Достоинства: большая, по сравнению с цанговым патроном, жесткость, простота изготовления.

Рисунок 54 – Weldon патроны

Помимо Weldon патрона применяют патроны whistle notch. Он сходен с Weldon, имеет все описанные достоинства последнего. Единственное отличие: лыска на инструменте и зажимной винт выполняются под углом, таким образом, винт не только прижимает инструмент к стенке патрона, но и затягивает его внутрь. Несмотря на некоторые преимущества, в России применяется редко.

Термозажимной патрон

Термопатрон применяется для тех же целей, что и цанговый патрон. Отличие заключается в принципе зажима инструмента. В термопатроне для этого применяется горячая посадка. Патрон разогревается в специальном устройстве, и его отверстие увеличивается за счет термического расширения. Затем в него вставляется инструмент, и патрон охлаждают (на воздухе либо в специальном устройстве) (рисунок 55).

Разжим происходит аналогично.

Достоинство термопатрона - в высоком усилии зажима, которого невозможно достичь в цанговом и тем более сверлильном патроне. Применение такого патрона позволяет снизить вибрацию и существенно повысить стойкость инструмента.

Недостатки: для инструмента разных диаметров нужны разные патроны; постоянные циклы нагрева и охлаждения приводят к сильному износу патрона, устройства нагрева и охлаждения; также термопатроны дороги (и оттого мало распространены в России).

Рисунок 55 – Термопатроны

Гидрозажимной патрон

Гидропатрон - технология, альтернативная термопатрону. В гидропатроне зажим инструмента осуществляется за счет давления жидкости. Для зажима/разжима патрона достаточно повернуть винт в боковой поверхности. Инструмент может зажиматься как непосредственно в патрон, так и через переходную карандашную цангу (что позволяет использовать один патрон для большой номенклатуры инструмента). При этом усилие зажима намного выше, чем в цанговом патроне, а жидкость внутри одновременно способствует гашению вибраций. Внешний вид гидропатрона показан на рисунке 56.

Гидропатрон стоит существенно дороже цангового, но не требует специального устройства, как термопатрон, и более универсален.

Недостатками (по сравнению с термопатроном) являются: невысокое усилие зажима, невозможность использования с инструментом, имеющим weldon- и whistle notch-хвостовики, опасность поломки при зажиме вхолостую по ошибке.

В новых, усиленных моделях гидропатронов эти недостатки устранены. Однако гидропатроны по-прежнему не предусматривают возможности использования с балансировочной машиной. Кроме того, их нельзя использовать при высокоскоростной обработке без охлаждающей жидкости, так как жидкость внутри патрона может закипеть.

Рисунок 56 - Гидропатроны

Резьбонарезной патрон

Патроны резьбонарезные с головками предохранительными предназначены для нарезания различных типов резьб метчиками. Применяются на сверлильных, фрезерных, токарных станках и станках типа обрабатывающий центр. Резьбонарезные патроны имеют механизмы осевой компесации, позволяющие компенсировать разность между подачей станка и шагом метчика, предусмотрен механизм быстрой смены головок предохранительных на другой диаметр метчика (рисунок 57).

Головка имеет встроенную предохранительную шариковую муфту с механизмом регулировки передаваемого крутящего момента для нарезания резьбы в различных материалах, что позволяет предохранить метчики от поломки (при увеличении момента метчик останавливается). Это наиболее целесообразно и незаменимо при нарезании резьб в глухих отверстиях, труднообрабатываемых материалах, при нарезании резьб с мелким шагом. Головка имеет механизм быстрой смены метчика с надежной фиксацией в течении нескольких секунд.

Рисунок 57 – Резьбонарезной патрон

Содержание курсовой работы

Задание на курсовую работу: выбрать для обработки детали режущий инструмент и вспомогательную инструментальную оснастку.

1. Исходные данные: Чертеж детали, полученной на технологической практике (чертеж вкладывается в пояснительную записку после листа задания).

Пояснительная записка

Для каждого режущего инструмента необходимо:

2.1 Обосновать выбор материала режущей части инструментов и режимов резания.

2.2 Описать износостойкое покрытие режущей части.

2.3 Назначение оптимальных геометрических параметров режущей части.

2.4 Описать конструктивное исполнение режущей части (монолитное или с СМП).

2.5 Для фрез и резцов - обозначение инструмента по ISO (и СМП при наличии) с расшифровкой по каждому пункту. Для остальной номенклатуры инструмента привести обозначение производителя так же с расшифровкой.

2.6 Описание конструкции режущего инструмента с фотографией (3D моделью).

2.7 Фотография (3D модель) и описание вспомогательной инструментальной оснастки.

2.8 Фотография (3D модель) вспомогательной инструментальной оснастки с инструментом.

Графическая часть

3.1 Выполнить чертежи всех режущих инструментов с габаритными размерами. Размеры однотипных по конструкции инструментов свести в таблицу (сверла, монолитные концевые фрезы, метчики и т.д.).

3.2 Показать фотографии (3D модель) всего наименования вспомогательной инструментальной оснастки.

Пример выбора режущего инструмента

1. Исходные данные: чертеж детали с технологической практики.

На рисунке 58 представлен фрагмент детали с размерами поверхностей, обрабатываемыми одним инструментом

	Материал детали сплав Д16.

Рисунок 58 – Обрабатываемые поверхности