Направляющие, настроечные, вспомогательные и базовые детали приспособлений. Исполнитель

Направляющие, настроечные, вспомогательные и базовые детали приспособлений.

План

1. Детали для направления рабочего инструмента.
2. Детали для настройки ТС на выдерживаемый размер.
3. Вспомогательные элементы и устройства приспособлений.
4. Корпуса приспособлений.

 {spoiler=Подробнее}

При выполнении отдельных операций механической обработки  жесткость режущего инструмента бывает недостаточной. Для устранения упругих отжатий  инструмента и придания ему определенного положения в процессе обработки относительно заготовки применяют направляющие детали. К ним относятся кондукторные  втулки и копиры. Они должны быть точными, износостойкими и
сменными.

Кондукторные втулки применяют в сверлильных и расточных приспособления. Конструкция к размеры кондукторных втулок для сверлильных приспособлений стандартизованы. Постоянные втулки применяют в кондукторах для мелкосерийного производ­ства при обработке отверстий одним инструментом (рис. 26, а); их делают гладкими (тип I) и с буртами (тип II); сменные втулки (ГОСТ 15362—73 и 18431—73) применяют в приспособлениях для  массового и крупносерийного производства; быстросменные втулку (ГОСТ 18432—73) с замком – при обработке отверстия несколькими последовательно сменяемыми инструментами. Сменные и  быстросменные втулки (рис. 26, бив) вставляют в постоянные, которые запрессовывают в корпус приспособления. Применение кондукторных втулок позволяет устранять разметку, уменьшает увод оси и разбивку обрабатываемого отверстия. Точность диа­метра отверстий повышается в среднем на 50 % по сравнению с точностью при обработке без кондукторных втулок.

Для изготовления втулок при сверлении отверстий диаметром до 25 мм используют сталь У10А, У12А или 9ХС (закалка до твердости HRC 62—65); при сверлении отверстий диаметром более 25 мм - сталь 20 или 20X с цементацией на глубину 0,8—1,2 мм и закалкой до той же твердости. Ориентировочный срок службы кондукторных втулок 10 000—15 000 сверлений при l £ d.

Средняя интенсивность изнашивания кондукторных втулок при сверлении отверстий диаметром 10 – 20 мм на 10 м пути составляет: при обработке серого чугуна средней твердости 3-5 мкм; стали40 4-6 мкм, алюминиевых сплавов 1-2 мкм. По этим данным можно более точно определить число сверлений через кондуктор­ную втулку, задаваясь допустимой величиной ее износа. Значи­тельное увеличение износостойкости втулок (в 5-8 раз) дости­гается изготовлением их из твердого сплава или запрессовкой в их нижнею часть, где наблюдается наибольший износ, твердосплавный  вставок.

Допуски на диаметр отверстия для перехода сверл и зенкеров устанавливают по посадке F8/n6  а для разверток по посадке G7/n6 системы вала. При точности расположения  оси отверстия 0,05 м и более допуск на диаметр отверстия для перехода сверл назначают по посадке H7/n6.

Рис. 26. Кондукторные втулки.

Посадочные поверхности втулок шлифуют до Ra=1,25¸0,12 мкм. Отверстие под инструмент целесообразно подвергать более тщательной обработке (до Ra=0,32¸0,08 мкм) для повышения срока службы втулки.

При последовательном сверлении мелких отверстий диaметpом до 5 мм в небольших заготовках (с одной или нескольких сторон) на вертикальном сверлильном станке применяют передвижные или кантуемые кондукторы (рис, 27, в), которые передвигают по столу станка и удерживают рукой в процессе обработки.

Рис. 27. накладные (а, б) и передвижной (в) кондукторы

Для направления борштанг расточных приспособлений исполь­зуют неподвижные и вращающиеся втулки. На рис. 28 а показана конструкция вращающейся втулки, поверхность скольжения кото­рой защищена от попадания стружки и посторонних частиц. На рис. 28, б показана втулка, смонтированная на роликоподшипни­ках (ее недостаток - большой диаметр). В обеих конструкциях на внутренней поверхности втулки имеется шпоночный паз для при­нудительного вращения втулки. Для облегчения попадания шпонки в паз втулки ее выполняют со скошенными краями или плавающей.

Получают распространение кондукторные втулки, смонтиро­ванные на игольчатых подшипниках. Они имеют небольшой размер в радиальном направлении, точны (радиальный зазор не более 15 мкм) допускают обработку на высоких скоростях резания и износоустойчивы. На внутренней поверхности втулки часто пре­дусматривают пазы для выступающих резцов борштанги.

На рис. 28, в показан пример расточного приспособления с двумя кондукторными втулками.

Рис. 28. Направляющие втулок (а, б) и схема (в) расточного приспособления

Копиры применяют при обработке фасонных и сложно профилированных поверхностей. Роль копиров – направлять режущий инструмент для получения заданной траектории его движения отно­сительно заготовки. Обработку с копирами производят на фрезер­ных, токарных, строгальных, шлифовальных и других станках,

Наиболее общим случаем обработки по копиру является фрезе­рование замкнутого контура методом круговой подачи. Скреплен­ные заготовка и копир вращаются вокруг общей оси. Расстояние между нею и осью фрезы в соответствии с профилем копира изме­няется, и получается нужный профиль детали. На рис. 29 пока­заны три схемы обработки замкнутого контура. При обработке по схеме, представленной на рис. 29, а диаметры ролика 1 и фрезы 2 равны, поэтому профиль копира 3 идентичен профилю обработан­ной детали 4. На схеме, приведенной на рис. 29, б диаметр ролика не равен диаметру фрезы; в этом случае профиль копира представляет собой эквидистанту профиля детали.

На схеме, приведенной на рис. 29, в профиль копира отлича­ется от профиля детали ввиду того, что оси ролика и фрезы не лежат на одной прямой.

Рис. 29. Обработка замкнутого профиля по копиру

В рассмотренных случаях оси ролика и фрезы неподвижны. Заготовка и копир установлены на шпиндель приспособления и вращаются с постоянной угловой скоростью. Стол вертикально-фрезерного станка, на котором производится обработка, не соеди­нен с винтом продольной подачи и отжимается в одну сторону грузом, пружиной или пневмоцилиндром. Сила отжима должна быть достаточной для обеспечения контакта копира и ролика. За один оборот заготовки стол станка совершает одно возвратно-поступательное движение. В этом процессе копир выполняет роль кулачка.

Построение   копира   для   наиболее  общего  случая   (см.   рис. 29, в) состоит из следующих этапов.

1.        Вычерчивают профиль детали в натуральную величину или в увеличенном  масштабе.

2.       Выбирают центр вращения заготовки, так чтобы угол давле­ния был минимальным.

3.  Из выбранного центра вращения проводят радиальные лучи, на которых строят окружности касательно профилю детали. Их радиус равен радиусу фрезы и не должен быть больше радиуса вогнутого участка профиля.

4.  От  центров проведенных окружностей откладывают отрезки а, равные расстоянию между осями ролика и фрезы.

5.  Из полученных точек на радиальных лучах проводят окружности, соответствующие окружностям ролика.

6. По положениям окружностей ролика проводят плавную огибающую, которая и представляет собой искомый профиль копира.

        При обработке незамкнутых профилей прямолинейной подачей на копировально – фрезерных станках методика построения копира несколько упрощается.

        Для компенсации изменения диаметра фрезы при ее заточке ролик целесообразно делать конической формы, а на копире выполнят соответствующий скос. Угол между образующей и осью ролика 10 – 15⁰. После заточки фрезы ролик перемещают вдоль оси, и размер детали остаётся постоянным.

        Копир и ролик изготовляют из высокоуглеродистой или цементируемой стали, обработанной до твердости HRC 58 – 62.

        Высотные и угловые установы применяют для контроля положения инструмента при настройке и поднастройке станка (ГОСТ 13444-68, 13445-68 и 13446-68). Установы закрепляют на корпусе приспособления; их эталонные поверхности располагают ниже обрабатываемых поверхностей, чтобы не мешать проходу режущего инструмента.

Установи выполняют из стали 20Х, цементируют на глубину 0,8—1,2 мм и закаливают до твердости HRC 55-60.

При обработке прямолинейных поверхностей со ступенчатыми образующими вместо установов применяют габариты, представляющие собой плоские стальные шаблоны. По эталонным участкам габаритов производят установку на размер режущих инструментов. При последовательной и параллельной обработке.  Габариты уста­навливают на корпусе приспособления или на столе станка с ориентацией по Т – образному пазу.

         Вспомогательные элементы и устройства приспособлений. Поворотные и делительные устройства применяют в многопозиционных приспособлениях для придания обрабатываемой заго­товке различных положений относительно инструмента. Делитель­ное устройство состоит из диска, закрепляемого на поворотной части приспособления, и фиксатора. Конструкции фиксаторов приведены на рис. 30. Шариковый фиксатор (рис. 30, а) наиболее прост, но не обеспечивает точное деление и не воспринимает момент сил обработки. Его поворотная часть на следующее деление переводится вручную до характерного щелчка при попадании шарика в новое углубление. Фиксатор с вытяжным цилиндрическим дальнем (рис. 30, б) может воспринимать момент от сил обработки, но не обеспечивает высокую точность деления из-за наличия зазо­ров в подвижных соединениях. В фиксаторах обычного типа сопряжение пальца со   втулкой  осуществляется   по  посадке H7/g6  а в фиксаторах повышенной точности по посадке H6/n5. В особо точных конструкциях зазор принимается не более 0,01 мм.

Рис. 30. Фиксаторы.

Несколько большую точность обеспечивает фиксатор с кониче­ской частью вытяжного пальца (рис. 30, в). Ее угол a берут 15°. Фиксаторы  кнопочного  и   реечного  типов  выполняют   по  ГОСТ 13160-67 и 13162-67. В точных делительных устройствах фиксаторы разгружают (что повышает их срок службы) и подвижную (поворотную) часть приспособления прижимают к неподвижной специальными устройствами, повышая жесткость системы. Для уменьшения износа палец и обе втулки фиксатора выполняют из закаленной стали (HRC 55-60). Конструкции и основные размеры втулок приведены в ГОСТ 12214-66 и 12215-66.

Управление фиксатором в простейших приспособлениях осуществляется вытяжной кнопкой, рукояткой, закрепленной на реечном зубчатом колесе (см. рис. 30, в) или посредством педали. Общая компоновка поворотного и делительного механизма для кондуктора с горизонтальной осью показана на рис. 31.

Рис. 31. Поворотный сверлильный кондуктор

В автоматических приспособлениях вращение и фиксация их поворотной части происходят без участия рабочего. Устройства поворота выполняют механическими, пневматическими, гидравли­ческими, пневмогидравлическими. Механические устройства имеют мальтийские (с внешним или внутренним зацеплением), кулачковые, червячные и реечные механизмы: На рис, 32 приведена схема автоматического приспособления, применяемого для поворота заготовки на малый шаг. Зубчатое колесо 4, совершающее качательные движения, сообщает фиксаторам 5 и 8 возвратно-поступательные движения. Скошенные края этих фиксаторов периоди­чески вращают диск 6 в одну сторону. Качательное движение зуб­чатого колеса осуществляется от рычага 3 с роликом 2, катающимся по неподвижному копиру 1 при возвратно-поступательном движе­нии стола 7 в процессе обработки. Это устройство исключает поворот диска по инерции.

В приспособлениях для обработки тяжелых заготовок поворотная часть вращается с помощью электродвигателей, пневматиче­ских или гидравлических приводов. Для гашения в конце деления больших моментов применяют тормозные устройства, сблокирован­ные с системой привода и с фиксатором. В отдельных конструк­циях поворотные части больших диаметров имеют постоянно дей­ствующие тормозные устройства в виде фрикционных колодок или лент, натяжное устройство которых отрегулировано на опре­деленный тормозной момент. При повышенном сопротивлении вращению поворотных частей их инерционный момент в конце поворота гасится.

Рис. 32. Автоматическое делительное приспособление

КОРПУСЫ   ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Корпус является базовой деталью, объединяющей элементы приспособления; на корпусе монтируют установочные элементы зажимные устройства, детали для направления инструмента, а также вспомогательные детали и механизмы. Корпус воспринимает силы обработки и закрепления заготовки. Корпус приспособления должен быть жестким и прочным при минимальной массе, удобным для очистки от стружки и отвода охлаждающей жидкости; обеспе­чивать ,быструю и удобную установку и съем заготовок; обеспе­чивать установку и закрепление приспособления на станке без выверки (для этого предусматривают направляющие элементы – пазовые шпонки и центрирующие бурты). Корпус должен быть прост в изготовлении, обеспечивать безопасность работы (недо­пустимы острые углы и малые просветы между рукоятками и корпусом, могущие вызвать защемление рук рабочего).

Корпусы передвижных или кантуемых приспособлений для сверления должны быть устойчивыми при разных положениях на столе станка: на всех позициях обработки центр тяжести приспо­собления не должен выходить за пределы опорных элементов корпуса.

Передвижные и кантуемые корпусы выполняют с литыми или вставными ножками, ограничивающими контакт со столом станка. Размеры и конфигурация ножек в плане должны быть такими, чтобы при любом положении корпуса они перекрывали Т-образные пазы стола. Для лучшего отвода охлаждающей жидкости и удале­ния стружки необходимо предусматривать наклонные поверхности (рис. 33) и избегать углублений и труднодоступных мест. Угол a наклона этих поверхностей рекомендуется принимать равным для мелкой сухой стружки 40° (литые поверхности корпуса) и 35° (обработанные поверхности). При крупной сухой стружке угол a можно уменьшить на 5⁰. При обработке со смазочно-охлаждающей жидкостью минимальные углы наклона поверхностей корпуса приспособления следует брать большими: для мелкой стружки 50°, для крупной 45°. При на­личии вибраций углы a можно умень­шить на 5-10°, а при обильном охла­ждении на 15-20°.

Рис. 33. Корпус, обеспечивающий отвод охлаждающей жидкости и стружки.

Значительное осложнение в работе приспособления может вызывать попа­дание в него стружки. На рис. 34, а и б вверху показаны примеры нера­ционального оформления деталей; на тех же рисунках внизу даны лучшие варианты.

            Корпус на столе станка крепят с помощью болтов, заводимых в Т-образные пазы стола. В серийном про­изводстве, когда на одном и том же станке периодически выполняют различные опера­ции, крепление корпуса должно быть удобным и быстро действенным. Корпусы тяжелых приспособлений для удобства захвата при установке и снятии со станка снабжают рым-болтами.

Рис. 34. Упоры, защищенные (внизу) и незащищенные (вверху) от стружки

Конструк­тивные формы корпусов весьма многообразны. В простейшем случае корпус представляет собой прямоугольную плиту. Такая форма характерна для фрезерных приспособлений, где необходимо свободное пространство для подвода инструмента. В других слу­чаях корпус имеет форму планшайбы, угольника, тавра или более сложное очертание. В приспособлениях для сверления заготовок с нескольких сторон корпус нередко выполняют в виде коробки.

Для  изготовления  корпусов обычно применяют серый  чугун СЧ 12 и сталь Ст3, в отдельных случаях (для корпусов поворотных приспособлений)    - легкие    сплавы    на    алюминиевой    основе, а также магниевые сплавы, имеющие малую плотность (~1,8), что облегчает перемещение тяжелых или поворотных приспособлений.

Корпусы приспособлений изготовляют литьем, сваркой, ков­кой, резкой, используя сортовой материал (прокат), а также сборкой из элементов на винтах или с гарантированным натягом. Литьем выполняют преимущественно корпусы сложной конфигура­ции; сроки их изготовления довольно длительны. Сваркой также можно получать корпусы сложных конфигураций; срока и стои­мость их изготовления могут быть значительно снижены. Приме­няя усиливающие ребра, уголки, косынки, можно получать вполне жесткие корпусы. Стоимость сварных корпусов может быть вдвое ниже стоимости литых, а масса их уменьшена до 40 %. Элементы сварного корпуса размечают и вырезают из сортового материала газовым резаком. Кромки под сварку обрабатывают на станках или газовым резаком. Литье корпусов может оказаться выгодным при изготовлении нескольких одинаковых корпусов. Для сокра­щения сроков и снижения стоимости подготовки производства следует расширять применение сварных корпусов, особенно корпусов крупных размеров.

Ковкой и резкой сортового материала получают корпусы простых конфигурации и небольших размеров. Лишние объемы металла (напуски) снимают при последующей механической обра­ботке заготовки. Для корпусов сложных конфигураций эти методы могут оказаться нерентабельными, а вынужденное упрощение кон­струкции приводит к утолщению стенок и увеличению массы де­тали.

Рис. 35. Технологические варианты корпуса:

а – литого; б – сварного; в – сборного; г – кованного 

В корпусах сборного типа с введением дополнительных сопря­жений объем механической обработки несколько возрастает, а жесткость снижается.

На рис. 35 показаны варианты (литого, сварного сборного и кованого) получения заготовки корпуса одной конструкции. Конфигурация сварного корпуса почти такая же, как и литого (рис. 35, а и б). Конфигурация заготовки сборного и особенно кованого корпуса упрощается.

Значительное снижение расходов и сокращение сроков изго­товления приспособления обеспечивает стандартизация корпусов и их заготовок. На рис. 36 показаны примеры заготовок корпусов и стоек станочных приспособлений, получаемых литьем из чугуна СЧ 18 (допускается замена сталью 35Л1). Размеры литых заготовок регламентированы ГОСТ 12947-67, ГОСТ 12954-67. Имея запас стандартных заготовок различного типоразмера, можно быстро получить желаемую конструкцию корпуса путем снятии  лишнего металла.

Рис. 36. Литые заготовки для корпусов приспособлений

Вопросы для самоповторения.

1. Какие детали применяется  для направления рабочего инструмента?
2. Детали для настройки ТС на выдерживаемый размер.
3. Что относится к вспомогательным элементам и устройствам приспособлений?
4. Из каких материалов изготовляют корпуса приспособлений?

{/spoilers}