Режущий инструмент

Недостаток: низкая точность, малая производительность.

Зубодолбежные головки.

Головки применяются в массовом производстве для предварительной обработки зубьев. Конструкция предусматривает одновременную обработку всех впадин прямых зубьев цилиндрических колес. Каждую головку проектируют для определенного колеса с учетом модуля и количества зубьев.



Зубодолбежная головка.

Сварные резцы головки устанавливаются радиально в количествах, соответствующих числу впадин. Головка совершает возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении. Скорость резания 7…8 м / мин, радиальная подача 0,5…0,6 мм / дв.ход.

Метод обкаточного огибания

Нарезаемое колесо и инструмент как бы катятся друг по другу без скольжения, и профиль нарезаемых зубьев колеса формируется как огибающая различных положений режущих кромок. Достоинство инструментов, работающих по этому методу - их универсальность, ими можно обрабатывать колеса данного модуля с различным количеством зубьев. Точность и производительность выше, чем при копировании профиля. Недостатки: сложная кинематика зуборезных станков и конструкций самих инструментов.



Схемы нарезания зубьев методом обкатывания: а) реечной гребенкой; б) долбяком; в) червячной модульной фрезой.

Червячные фрезы модульные

Червячные фрезы - это многолезвийные инструменты реечного типа, работающие по методу обката, предназначены для нарезания зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических колес. Фрезы отличаются высокой производительностью, точностью обработки, универсальностью. Одной и той же фрезой данного модуля можно нарезать колеса с различным числом зубьев, что значительно сокращает число типоразмеров фрез.

Обработка колес выполняется на специальных зубофрезерных станках, обеспечивающих вращение фрезы и заготовки вокруг своих осей и движение подачи фрезы вдоль оси нарезаемого колеса. Зубья фрезы с самого начала врезаются на полную глубину впадины между зубьями колеса. Вращение колеса и фрезы строго скоординированы с движением подачи.

По конструкции модульные червячные фрезы подразделяются на следующие типы:

1. Цельные высокой точности, класс АА, модуль m = 1…10 мм.

2. Цельные нормальной точности, класс А, В, С, модуль m = 1…10 мм.

3. Сборные, точности класса В, С, Д, модуль m = 8…25 мм.

Фрезы различаются по:

· способу соединения со станком - насадные, хвостовые;

· направлению витков - правозаходные, левозаходные;

· числу заходов - однозаходные, многозаходные;

· заборному конусу - без заборного конуса, с заборным конусом ц, если угол наклона нарезаемых зубьев ф ? 300 ;

· точности изготовления классов АА, А, В, С, Д, классы точности получаемых зубьев, соответственно, 5,6,7,8,9 и 11-й;

· длине рабочей части - короткие, длинные;

· технологическому назначению - черновые, получистовые, чистовые, под шевингование, под шлифование;

· базовому червяку - архимедовые, конвалютные.

Цельные фрезы изготавливают с затылованными зубьями, сборные - с острозаточенными.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Червячная модульная фреза и схема ее работы: d1 - посадочное отверстие; da - наружный диаметр; d - средний диаметр; щ - угол наклона стружечной канавки; ф - угол подъема винтовой канавки.

В качестве крепежной базы, по которой фреза устанавливается на станке, является отверстие d1 (5…7 классы точности) и торцовые поверхности контрольных буртиков. Крутящий момент от оправки к фрезе обеспечивается продольной шпонкой. Шпоночный паз выполняется по ГОСТ 9472-83.

Зубья фрезы с самого начала врезаются на полную глубину впадины между зубьями колеса. Вращение колеса и фрезы строго скоординированы с движением подачи. За один поворот фрезы колесо поворачивается вокруг оси на б/z, где б - число заходов фрезы, z - число зубьев нарезаемого колеса.

Все зубья однозаходней фрезы участвуют в формировании профиля впадин зубьев колеса, которые получаются как как огибающая различных положений зубьев фрезы. При работе многозаходных фрез за один оборот фрезы одновременно обрабатывается число впадин, равное числу заходов.

Поскольку при фрезеровании инструмент с заготовкой имеет прерывистый контакт, то при резании на боковых поверхностях зубьев колеса появляется огранка, а на дне впадин - волнистость. Поэтому для точных колес вводятся операции шевингования или шлифования.

Основные конструктивные элементы фрез:

Наружный диаметр dб; диаметр посадочного отверстия d1; длина фрезы; число и форма зубьев; направления стружечных канавок; геометрические параметры, размеры и формы режущих лезвий.

При назначении диаметра фрезы следует учитывать диаметр посадочного отверстия; высоту стружечной канавки; толщину поперечного сечения корпуса фрезы, обеспечивающую ее прочность и жесткость.

dб ? d1 + 2Hб + 2p,

где Н-высота стружечной канавки; р-шаг; d1-диаметр посадочного отверстия.

Затылование: к = р·dб · tgбв / z;

Величина второго затылования: к1 = (1,2…1,7)к.

б = 10…120 при вершине; б = 3…40 боковые углы.

г = 00 для чистовых фрез. г = 5…100 черновые фрезы.

г = 00 для твердосплавных фрез.

Стружечные канавки располагают перпендикулярно виткам фрезы.

Высота головки зуба фрезы равна высоте ножки: h = 1,25m/

Число заходов многозаходных фрез - 1…4.

Увеличение наружного диаметра фрезы и уменьшение угла подъема витков повышает точность обработки, увеличивает стойкость инструмента, увеличивает производительность процесса. Однако при этом увеличивается расход инструментального материала и увеличивается крутящий момент.

Сборные червячные модульные фрезы

Конструкции сборных червячных фрез:

а) с осевыми клиньями и торцовыми гайками; б) с осевыми клиньями; в) с гребенками точной толщины; г) со вставными зубьями; д) с клиновидными радиальными гребенками; е) с обработкой задних поверхностей шлифованием; ж) с МНП.

В сборных червячных фрезах могут использоваться перспективные инструментальные материалы, различные твердые сплавы, композиты, а также новые схемы резания.

Известны две принципиальные схемы формообразования эвольвентных поверхностей - это профильная и кромочная ( генераторная).

Профильная стандартная схема резания предусматривает в каждом зубе три режущие кромки: вершинную и две боковые.

Кромочная схема резания выполняется двумя полуфрезами. Режущий клин таких полуфрез имеет только две рабочие кромки - главную и вспомогательную. Каждая из полуфрез обрабатывает только одну сторону нарезаемых зубьев.

Зуборезные долбяки

Зуборезные долбяки предназначены: для нарезания зубьев цилиндрических прямозубых, косозубых и шевронных колес; для колес внутреннего зацепления; для нарезании зубьев в блочных колесах, в колесах с фланцами, буртами, на рейках, секторах и т.д.

Виды зубчатых колес: а) шестерня внутреннего зацепления; б) блок шестерен; в) блок с шевронными зубьями.

Долбяки работают на специальных зубодолбежных станках моделей 514; 5А12; 5А16 и др. Долбяк крепится на штосселе станка специальной гайкой. Долбяк устанавливается таким образом, чтобы начальная окружность долбяка совмещалась с делительной окружностью нарезаемого колеса.

Главное движение долбяка - возвратно-поступательное осевое движение (скорость резания). Движение вверх - холостой ход, во время которого долбяк отходит от заготовки, при этом появляется огранка на боковых поверхностях зубьев, так как прерывается процесс резания.

Схема работы зуборезного долбяка: а) наружное и б) внутреннее зубодолбление.

ТИПЫ ДОЛБЯКОВ

Долбяки подразделяются на следующие типы:

1. По методу крепления:

- насадные;

-хвостовые.

2. По характеру обрабатываемой детали:

-прямозубые;

-косозубые;

-специальные (шлицевые валы, звездочки).

3. По конструкции:

-дисковые;

-чашечные;

-хвостовые;

-втулочные (подобны хвостовым) ;

-сборные;

-комбинированные для черновой и чистовой обработки.

Имеются три класса точности долбяков - АА; А; В - и, соответственно ими нарезаются зубья 6,7 и 8-й степени точности.

Типы долбяков: а) дисковые и чашечные, цельные; б) хвостовые; в,г) сборные.

НАЗНАЧЕНИЕ ДОЛБЯКОВ

1. Дисковые прямозубые долбяки: прямозубые колеса внешнего и внутреннего зацепления 6…8-й степени точности; m0 = 0,14…12 мм; d = 40…200 мм.

2. Дисковые косозубые долбяки: косозубые колеса внешнего и внутреннего зацепления 7 - 8-й степени точности; m0 = 1,0…7,0 мм; d0 = 100 мм; в = 15 и 230.

3. Чашечные прямозубые долбяки: нарезание в упор прямозубых колес с закрытым венцом при диаметре бурта, превышающем диаметр вершины зубьев более, чем на (4…5)m0, 6…7 степень точности.

4. Хвостовые прямозубые долбяки: прямозубые колеса внутреннего зацепления

7…8 степени точности; m0 = 0,1…4,0 мм; d0 = 12…38 мм.

5. Хвостовые косозубые долбяки: нарезание косозубых зубчатых колес внутреннего зацепления 8 степени точности;

m0 = 1,0…4,0; d0 = 38 мм; в = 15 и 230.

Материал инструмента: дисковые и чашечные долбяки - быстрорежущая сталь Р9К10, Р12Ф4К5, 63…66 HRC, цельные; хвостовые долбяки - сварные (ст45 или 40Х) + режущая часть из быстрорежущей стали.

Круговая подача s кр = 0,1…0,6 мм/дв.ход; радиальная подача s рад = 0,1…0,3) s кр.,,

Режим резания зубодолбления 12…40 м/мин.Для увеличения стойкости желательно работать долбяком с z = 75…80. Частота двойных ходов долбяка в минуту определяется как n = 1000V / 2L, где L - длина хода долбяка с учетом его ширины и перебегов.

Основные параметры зуба долбяка в различных сечениях: dao , d0, dfo - диаметры наружный, средний, внутренний.

Торцовое сечение долбяка, которое при зацеплении с колесом образует нулевую передачу, с коррекцией равной нулю, называют исходным сечением (2-2), отстоящим от передней поверхности нового долбяка на расстояние А.

Сечение 1-1 определяет параметры зуба нового долбяка.

Сечение 2-2 является исходным или расчетным.

Сечение 3-3 определяет размеры зуба предельно сточенного долбяка.

В исходном сечении 2-2 назначаются габаритные размеры долбяка с учетом модуля m нарезаемых колес:

Номинальный диаметр d0' делительной окружности принимается из стандартного ряда, ГОСТ 9323=79.

d0'= 25; 38; 50;75; 100; 125; 160; 200 мм.

z'0 = d'0 / m - число зубьев долбяка; округляется до целого числа z0 .

d0 = m·z0 - расчетный диаметр делительной окружности долбяка.

dбo = d +d1 - df1 - диаметр наружной окружности долбяка.

d1 и df1 - делительный и внутренний диаметры нарезаемого колеса.

В сечении 1-1 долбяк представляет собой коррегированное зубчатое колесо с коррекцией по высоте x1 и толщине y1, обусловленной углами режущего клина зуба

бв и бб. При заточке точность нарезки зубьев увеличивается до сечения 2-2, где зубья нарезаются без коррекции.

Исходное расстояние А определяет коррекцию зуба долбяка, условия работы, шероховатость поверхности огранку профиля.

x1 = А tg бб - коррекция по высоте;

y1 = A tg бб - коррекция по толщине.

На уровень шума и работоспособность зубчатой передачи влияет в большей степени боковой угол бб , его величина не должна превышать 2…20 30' .

Заточка прямозубых долбяков производится по передней поверхности. Передний угол влияет на погрешность эвольвенты нарезаемого зуба.

Увеличение смещения А исходного контура обеспечивает улучшениекачества поверхности зуба и точность профиля, что уменьшает шумы и повышает плавность хода. Кроме того, уменьшается опасность подрезания профиля у колес с малым количеством зубьев.

Увеличение А ограничивается:

· уменьшением толщины зуба на вершине, что снижает стойкость долбяка;

· увеличением на зубе участка с неэвольвентным профилем около основания зуба на переходной кривой, что ухудшает качество зацепления.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ОСНАСТКА СТАНКОВ С ЧПУ

В условиях глобализации, возрастающей роли технологических процессов, специализации производства, конкуренции через «цену-качество» и производительность совершенствование приспособлений для металлообрабатывающего инструмента, оснастки станков с ЧПУ - это составляющие экономической эффективности обработки деталей мелкосерийного, серийного производства и системы СПИД. Направления снижения себестоимости обработки при применении приспособлений для металлорежущего инструмента отражены, например, в справочнике / МАСЛОВ /, рисунок1.



Рисунок 1. Направления снижения себестоимости операций

Известны определенные требования к инструментальной оснастке для автоматизированного производства, среди которых возможность без переналадки выполнять необходимые операции, т.е. гибкость системы.

Для станков с ЧПУ используются различные инструментальные блоки в виде сборочных единиц, состоящих из режущего и вспомогательного инструментов. Требования к инструментальным блокам включают а) высокую точность позиционирования инструмента по отношению к базам станка, жесткость и виброустойчивость; б) возможность настройки, регулирования положения режущих кромок относительно координат технологической систем; в) возможность автоматической замены блоков, быстросменность.

Эти требования в машиностроении обеспечиваются применением 3-х подсистем вспомогательных инструментов / см. 20, Кузнецов Ю.И…Справочник…/:

1. Подсистема вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ сверлильно-расточной и фрезерной групп.

2. Подсистема вспомогательного инструмента с цилиндрическим хвостовиком для станков с ЧПУ токарной группы.

3. Подсистема вспомогательного инструмента с базирующей призмой для станков с ЧПУ токарной группы.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ, обрабатывающих центров сверлильно - расточной группы

Набор вспомогательного инструмента с цилиндрическим хвостовиком для станков с ЧПУ токарного типа:

1,2 - резцедержатели с перпендикулярными открытым и закрытым пазами; 3 - резцедержатель с перпендикулярным открытым пазом; 4 - резцедержатель с перпендикулярным и параллельным открытыми пазами; 5 - резцедержатель с осевым открытым пазом; 6 - резцедержатель с открытым пазом для отрезных резцов; 7 - резцедержатель несимметричный с перпендикулярным пазом; 8,9 - удлиненные резцедержатели с перпендикулярными и параллельными открытыми пазами; 10 - переходная втулка; 11 - перовое сверло; 12,13 - переходные втулки с конусами морзе; 14,15 - расточные борштанги; 16 - патпрон для метчиков;17 - переходная разжимная втулка; 18,19 - переходные втулки со шпоночным пазом.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.11. Резцовый блок с продольным пазом: 1 - корпус с продольным пазом; 2 - планка; 3,4 - винты; 5 - пружина для перемещения планки; 6 - шарик для регулировки направления струи жидкости; 7 - фиксирующий винт.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис12. Блок с центральным цилиндрическим отверстием: 1 - корпус; 2 - крепежные винты; 3- сменные втулки; 4 - капроновые шарики для СОЖ



Модульная инструментальная система соединений Coromant Capto

Фирмой SANDVIK Coromant предложена модульная инструментальная система соединенений Coromant Capto для токарных, фрезерных, сверлильных, расточных станков независимо от типа шпиндельного узла. Уникальность конструкции соединения основана на одновременном использовании двух контактных поверхностей: симметричного треугольного конического профиля, обеспечивающего самоцентрирование, и фланца, который ограничивает осевое перемещение.

Универсальная система КМ - KENNFMETAL

Основной принцип: для быстрой и точной смены инструмента или его части применяются модульные инструментальные системы. Инструмент в такой системе состоит из ряда модулей, среди которых обязательно имеется базовый модуль присоединения к станку и инструментальный модуль - режущий инструмент. Системы создаются универсальными для всех видов станков и и специализированные для определенной группы станков.

Особенности инструментальных наладок при высокоскоростной обработке

Современные высокоскоростные станки с частотой вращения шпинделя 20000…75000 об/мин предъявляют особые требования к оснастке и качеству крепления инструментов, при этом должно быть минимальное биение инструмента, что особенно важно для твердосплавного инструмента. Согласно / А. Маслов. Справочник, с.235 /.Центробежные силы при высокоскоростной обработке увеличиваются в 3…10 раз и значительно превышают силы резания. При частотах порядка 20000 мин - 1 из-за действия центробежных сил в 80% случаев происходит раскрепление режущих пластин или кассет с пластинами, а в 11% случаях разрушаются корпуса инструментов. Особые требования должны предъявляться к правильному закреплению соединяемых элементов, к их прочности, к возможным концентраторам напряжений (пазы, эксцентричные отверстия, радиусы переходов и др.). Закрепление должно выполняться только динамометрическими ключами, поскольку уменьшение момента затяжки на 50% приводит к раскреплению при частотах вращения на 30% меньше, чем предусмотрено соответствующими нормативами.

Размещено на Allbest.ru