Проектирование инструментальной наладки на токарно-револьверный станок с ЧПУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Омский государственный технический университет"

Методические указания по курсовому проектированию

Проектирование инструментальной наладки на токарно-револьверный станок с ЧПУ

А.Ю. Попов,

Е.В. Васильев,

Д.С. Реченко

Омск 2012

К 75 Проектирование инструментальной наладки на токарно-револьверный станок с ЧПУ: Методические указания по курсовому проектированию / А.Ю. Попов, Е.В. Васильев, Д.С. Реченко. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. - 32с. деталь станок сверло

В работе изложена методика и основные требования к выполнению одного из разделов курсовой работы по дисциплине "Режущий инструмент".

Методика включает выполнение расчётных и графических работ на основе материала нескольких разделов программы курса: "Резцы", "Сверла" и других.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 151001.65, 151002.65 и 151900.62 всех форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

Содержание

Введение

1. Краткая техническая характеристика станка и системы управления

1.1 Назначение станка

1.2 Основные данные устройства ЧПУ

2. Конструкторская доработка чертежа детали

2.1 Номинальные размеры

2.2 Допуски

2.3 Шероховатость поверхностей

3. Разработка инструментальной наладки

3.1 Составление плана обработки детали

3.2 Проектирование инструментальной наладки

3.3 Практические рекомендации и дополнительные сведения по программирования

4. Проектирование режущих инструментов из наладки

4.1 Свёрла спиральные для обработки труднообрабатываемых материалов

4.2 Резцы с твёрдосплавными напаянными пластинами

4.3 Резцы расточные цельные твёрдосплавные со стальным хвостовиком

Библиографический список

Введение

Инструментальная наладка представляет собой комплект режущих и вспомогательных инструментов, установленных на станке в рабочем положении для выполнения технологической операции.

Такими наладками оснащаются все современные токарные станки с ЧПУ. Состав комплекта определяется содержанием операции.

Часть позиций наладки может быть укомплектована режущими инструментами стандартной конструкции (если они удовлетворяет требованиям выполнения операции и имеется на складе), часть - специальными, изготовленными инструментальным цехом завода. В качестве вспомогательного используется нормализованный инструмент, входящий в комплект поставки станка.

Методические указания составлены к выполнению курсовой работы по дисциплине "Режущий инструмент ".

Основное содержание указаний является обобщением и развитием многолетнего опыта, накопленного на кафедре в ходе курсового проектирования, при выполнении задания "Проектирование инструментальной наладки на токарно-револьверный станок мод. 1341".

Исходными данными для проектирования наладки является: деталь, заготовка, техническая характеристика станка и устройства ЧПУ, план обработки детали, базовые конструкции режущих инструментов, конструкция и основные размеры вспомогательных инструментов.

Задание выполняют в следующей последовательности:

- по заданному контуру осевого сечения выполняют конструкторскую доработку чертежа детали;

- разрабатывают техпроцесс изготовления детали (план операции):

в графической части - в форме операционных эскизов по переходам;

в пояснительной записке - в табличной форме текстового описания содержания операции по переходам;

- проектируют инструментальную наладку;

проектируют четыре режущих инструмента из наладки.

1. Краткая техническая характеристика станка и системы управления

1.1 Назначение станка

Токарно-револьверный станок мод. 1В 340Ф 30 с вертикальной осью 8-ми позиционной револьверной головки на крестовом суппорте с ЧПУ предназначен для обработки сложных по конфигурации деталей с прямолинейным, ступенчатым и криволинейным профилями в полуавтоматическом и автоматическом цикле в условиях мелкосерийного и серийного производств: на нём можно производить обточку, расточку, проточку канавок, подрезку торцов, сверление, зенкерование, развёртывание, нарезание резьбы (плашками, метчиками, резцами).

Класс точности станка - П по ГОСТ 8 - 82.

Основные данные станка

Точность обработки наружных и внутренних диаметральных размеров, квалитет 8

Точность обработки по длине (между двумя обработанными ступенями), мм 0,08-0,1

Шероховатость обработанной поверхности, мкм Rа 1,6

Диаметр обрабатываемого прутка при цанговом зажиме, мм

наибольший 40

наименьший 24

Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм 100

Наибольший диаметр сверления в сплошном металле, мм 20

Расстояние от переднего торца шпинделя до револьверной головки, мм

наименьшее 224

наибольшее 530

Наибольшее поперечное перемещение револьверной головки, мм 110

Частота вращения шпинделя (бесступенчатое регулирование), мин-1 10-2500

Подача револьверного суппорта (бесступенчатое регулирование), мм/мин

продольная 1-2500

поперечная 1-1250

Дискретность задания перемещения суппорта, мм

прокольного 0,010

поперечного 0,005 (0,010 на диаметр)

Скорость быстрых перемещений суппорта, м/мин

продольных 10

поперечних 5

Наибольший крутящий момент на шпинделе, кН-м 0,32

Наибольшее допустимое усилие механизма подач, кН

продольных 6

поперечних 3

1.2 Основные данные устройства ЧПУ

Тип устройства "Электроника НЦ-31"

Способ задания размеров в программе В абсолютных измерениях и в приращениях

Число одновременно управляемых координат 2

Точность интерполяции ±1 дискрета

Система кодирования информации По ГОСТ 13052-74 или по JSO

Задаваемый шаг резьбы, мм 0,0001 - 40,95

Основные размеры револьверной головки и схема устройства закрепления вспомогательного инструмента приведены на рис.1, размеры рабочего пространства станка - на рис.2.

2. Конструкторская доработка чертежа детали

В задании указан номер детали, представленной контуром осевого сечения в классификаторе на рис. 3. Для выполнения последующих разработок необходимо назначить номинальные размеры, допуски и шероховатость поверхностей.

2.1 Номинальные размеры

В качестве заготовки для обработки всех деталей классификатора используется пруток по ГОСТ 2590-71. Наибольший диаметр детали не должен выходить за пределы значений, допустимых по технической характеристике станка, т.е. 24...40 мм. Кроме того, необходимо учесть припуск на обработку. Поэтому наибольший диаметр детали не должен выходить за пределы значений 22...38 мм. Предпочтение следует отдавать верхним значениям интервала.

Остальные размеры назначают конструктивно с сохранением заданной конфигурации детали и в соответствии с рядами нормальных линейных размеров по ГОСТ 6633-69 (табл.1).

а) б)

Рис.1 Револьверная головка (а) и схема закрепления вспомогательного инструмента (б)

Рис. 2 Габарит рабочего пространства станка

Таблица 1. Нормальные линейные размеры (ГОСТ 6638-69)

Размеры, мм	Ряды
	Rа 5	Rа 10	Rа 20	Rа 40
1	1.6	2.5	4.0	6.3	10	16	25	40	+	+	+	+
1,05	1.7	2,6	4.2	6.7	10.5	17	26	42				+
1.1	1,8	2.8	4.5	7.1	11	18	28	45			+	+
1.15	5.9	3.0	4.8	7.5	11,5	13	30	43				+
1.2	2.0	3.2	5.0	8,0	12	20	32	50		+	+	+
1.3	2.1	3.4	5.3	8,5	13	21	34	53				+
1.4	2.2	3.6	5,6	3,0	14	22	36	56			+	+
1.4	2.4	3.8	6.0	9.5	15	24	30	60				+

При выборе размеров предпочтение следует отдавать рядам с более грубой градацией, т.е. рад Rа 5 следует предпочитать ряду Rа 10, ряд Rа 10 - ряду Rа 20, ряд Rа 20 - ряду Rа 40.

2.2 Допуски

При назначении допусков следует руководствоваться данными технической характеристики станка и экономически целесообразной точностью обработки на токарно-револьверных станках. Наименьший квалитет на диаметральные размеры - 8, наибольшая точность по длине 0.08...0.1 мм (отклонение размера между двумя обработанными ступенями).

Предельные по точности значения допусков следует назначать не более чем на одну из наружных и одну из внутренних поверхностей. Для остальных поверхностей следует предусмотреть более грубую обработку до 14 квалитета включительно.

Численные значения предельных отклонений определяют по табл. 2 в соответствии с назначенным квалитетом и номинальным размером.

1	2	3	4
2;5;6;10;12;14;15;	1;5;6;9;15;2;13;15;	3;5;6;8;15;11;13;15	2;5;6;10;3;9;14;15
5	6	7	8
1;5;6;11;8;15	2;5;6;15;3;10;12;14;15	1;5;6;3;8;15	2;5;6;12;15;2;13;15
9	10	11	12
2;15;3;5;6;7;1ц=630;10;14;15	1;15;3;5;6;7;10;14;15	3;15;5;6;8;1(ц=630)13;15
			2;5;6;8;10;8;14;15
13	14	15	16
1;15;5;6;8;10;1ц=630;8;14;15
	3;5;6;12;15;3;13;15	1;5;6;7;10;12;14;15	3;5;6;7;10;8;14;15
17	18	19	20
2;15;3;5;6;7;3(ц=630)10;7;14;15		3;15;5;6;7;10;3;(ц=630)14;15
	1;5;6;8;10;15;4;13;15		1;15;5;6;12;11;13;15
21	22	23	24
3;5;6;12;15;4;13;5	2;5;6;8;3;10;14;15	1;5;6;10;11;9;14;15;	2;5;6;2;10;12;15

Рис. 3 Классификатор деталей

25	26	27	28
3;5;6;7;2;10;8;15	1;5;6;8;2;10;12;14;15	3;5;6;8;10;2;14;15	1;15;2;5;6;7;10;14;15
29 3;5;6;9;10;12;14;15	30 1;15;5;6;2;8;15	31 3;5;6;12;10;14;15	32 2;5;6;3;7;15
33	34	35	36
			1;15;3;(ц=630)5;6;12;15
1;15;5;6;8;10;11;13;15	3;15;5;6;8;12;11;14;15	2;15;5;6;7;8;11;14;15
37	38	39	40
3;15;5;6;9;4;13;15	2;15;5;6;12;11;13;15;	1;5;6;8;10;7;14;15;	3;15;5;6;12;2;13;15;
41	42	43	44
		3;15;5;6;8;3;(ц=630)15
2;5;6;8;11;15	1;5;6;10;11;12;14;15;		2;15;3;5;6;7;15
45	46	47	48
	3;15;3;5;6;12;3; (ц=630);15		2;15;5;6;8;10;3; (ц=630);14;15
1;5;6;7;10;9;14;15;		1;15;5;6;8;10;1;13;15;

Рис.3 Классификатор деталей (Окончание)

Таблица 2

Допуски по квалитетам, мм ГОСТ 25346-89

Интервалы размеров, мм	Квалитеты
	8	9	101	11	12	13	14	15	16	17
До 3	0.014	0,025	0.040	0,060	0,10	0.14	0,25	0.40	0,60	1,0
Св. 3 до 6	0.018	0,030	0.048	0.075	0.12	0.18	0.30	0.40	0.75	1.2
Св. 6 до 10	0,022	0,036	0.058	0,090	0,15	0.22	0.36	0.58	0,90	1.5
Св. 10 до 18	0,027	0,043	0,070	0.110	0,18	0,27	0.43	0.70	1,10	1.8
Св. 18 до 30	0.033	0.052	0.084	0.13	0,21	0,33	0.52	0.84	1.30	2.1
Св. 30 до 50	0,039	0.062	0,100	0,16	0,25	0,390	0,62	1,00	1.60	2,5
Св. 50 до 80	0,046	0,074	0.120	0,19	0,30	0,46	0,74	1.20	1,90	3.0
Св. 80 до 120	0,054	0.087	0,140	0,22	0.35	0,54	0,87	1,40	2.20	3,5
Св.120 до 180	0,063	0,100	0,160	0.25	0,40	0.63	1.00	1.60	2.50	4,0
Св.180 до 250	0,072	0,115	0,185	0,29	0,46	0.7	1.15	1,85	2,90	4,6
Св.250 до 315	0,081	0,130	0,210	0,32	0.52	0,81	1,30	2,10	3.20	5.2

Примечание: Поля допусков рекомендуется располагать относительно номинального размера:

в "плюс" - для диаметральных размеров внутренних поверхностей,

в "минус" - для диаметральных размеров наружных поверхностей,

симметрично - для остальных размеров.

Точность нарезания резьбы резцом принять:

наружной - 8g, внутренней - 7Н по ГОСТ 16093-70.

2.3 Шероховатость поверхностей

Шероховатость поверхностей следует назначать в соответствии с видом поверхности и точностью её обработки по табл. 3.

Таблица 3.

Шероховатость поверхностей

Вид поверхности	Квалитет	Шероховатость, мкм
		Rа	Rz
Наружная	10 ... 14		10...40
	8 ... 9	1,6...2,5
Внутренняя	12 ... 14		10...20
	8 ... 11	1,6...6,3
Торцовая	10 ... 14	3,2...25
Резьбовая	7Н, 8g	1,6...2,5

Пример выполнения конструкторской доработки чертежа детали приведён на рис. 4 и 5.

3. Разработка инструментальной наладки

3.1 Составление плана обработки детали

При изготовлении деталей на токарно-револьверных станках из прутка типовой является следующая последовательность обработки: чистовая подрезка торца, наружная черновая обработка, внутренняя черновая, наружная чистовая, внутренняя чистовая, нарезание резьба, отрезка. Эту последовательность следует принять за основу.

При составлении плана обработки конкретной детали следует учитывать её конструктивные особенности и особенности выполнения операции на станке с ЧПУ. С этой целью полезно знать и применять следующие практические рекомендации:

- в первую очередь обрабатывать поверхности, при удалении припуска с которых в наименьшей степени снижается жёсткость заготовки;

- для повышения эффективности действия СОЖ при обработке внутренних поверхностей, особенно при сверлении, толщина стенки детали на длине прохода должна быть по возможности наименьшей;

- нагрузку на режущие инструменты, в первую очередь на резец, распределять так, чтобы осуществлять замену одновременно возможно большего числа изношенных инструментов;

- при неустойчивом процессе разделения стружки на части, например при обработке с малыми толщинами среза, выполнять контурное точение наружных поверхностей с направлением подачи "слева - направо", используя левые резцы;

- при обработке деталей в автоматическом режиме предпочтение следует отдавать более надёжным и простым в наладке универсальным инструментам (резцам) по сравнению с мерными (развёртки, метчики, плашки и другие).

План обработки составляют на основе чертежа детали.

Для выполнения операции рекомендуется. использовать режущие инструменты, номера которых указаны под деталями на рис. 3. Наименование инструментов приведено в табл. 4. Рекомендуемые типы резцов сборных конструкций показаны на рис. 6.

Рис. 4. Контур осевого сечения детали

Рис. 5. Деталь после конструкторской доработки

Режущие инструменты, рекомендуемые для применения в наладке Таблица 4.

№ п/п	Наименование инструмента	Дополнительные сведения по базовой конструкции
11	Резец токарный для контурного точения с механическим креплением многогранной твёрдосплавной пластины	а) Рис. 6 (тип 7); б) ГОСТ 20872-80 ц=93° в) [3. с.273-274(крепление прихватом)]
2	Резец токарный с механическим креплением сменной многогранной пластины качающимся шрифтом	а) Рис. 6 (типы 2 и 4); б) ГОСТ 24996-81; в) [1, с.50, рис.2.8 ж]
3	Резец токарный сборный для контурного точения с механическим креплением многогранной твёрдосплавной пластины	а) Рис. 6 (тип 3 ц=93°, лев, прав, тип 5, ц=63°); б) ГОСТ 20872-80; в) [3, с. 273 (крепление клином)]; г) [1, с. 50 рис.2.8 м (крепление клином-прихватом)]
4	Резец токарный с механическим креплением многогранной пластины для обработки наружных поверхностей	а) ГОСТ 26611-85; б) [3, с. 274 -275 (крепление прихватом)]; в) [4, с.17 (крепление косой тягой)]
5	Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком для зацентровки под сверление	а) [3, с. 394 (ОСТ И 20-5-80 d=10мм; L=75мм; d=16мм; L=100; d=20мм; L=120мм; 2ц=90°)]
66	Сверло спиральное с коническим хвостовиком	а) [4, с. 18]; б) ГОСТ 20697-75
7	Резец расточной с механическим креплением многогранной пластины	а) рис.6(тип 8); б) [3, с. 277-278]; в) ГОСТ 26612-85; г) ГОСТ 24996-81
8	Резец токарный расточной с пластиной из твёрдого сплава для обработки глухих отверстий	а) ГОСТ 18883-73; 6) [3 .с.267 ] (Dmin=10мм)
9	Резец токарный расточной с пластиной из твёрдого сплава для обработки сквозных отверстий	а) ГОСТ 18882-73; 6) [3, с. 267 (Dmin=14мм)]
110	Резец токарный с пластиной из твёрдого сплава для растачивания канавки	а) ГОСТ 18885-73; 6) [3, с. 269 ]
11	Резец токарный проходной прямой с пластиной из твёрдого сплава	а) ГОСТ 18878-73 (ц=45°, 60°, 75°); б) [4, с. 22]; в) ГОСТ 18879-73 (ц=90°); г)[3, стр. 266]
12	Резец расточной цельный твёрдосплавный со стальным хвостиком для глухих отверстий езец расточной цельный твердосплавный со стальнын хвостовиком дла глухих отверстий	а) ГОСТ 18063-72; б) [3, с. 2б 9 (тип 3, Dmin =8мм); в) [4, с. 19]
13	Резец токарный резьбовой с механическим креплением призматической твёрдосплавной пластины	а) Рис. 6 (тип 1 и 6); б) ГОСТ 22207-76; в) [3, с. 278]
14	Резец токарный резьбовой с пластиной из твёрдого сплава	а) ГОСТ 18885-73; б) 13, с. 268-269]
15	Резец токарный отрезной (прорезной) с пластиной из твёрдого сплава	а) ГОСТ 18884-73; б) [4, с. 20]

Рис. 6. Рекомендуемые типы резцов сборных конструкций

В графической части проекта план обработки детали приводят в виде эскизов по переходам с указанием поверхностей обработки, операционных размеров, предельных отклонений и шероховатости (переход - часть технологической операции, выполняемая одним режущим инструментом).

Справочные данные для составления эскизов приведены в табл. 5, числовые значения предельных отклонений - в табл. 2. Пример оформления плана обработки показан на рис. 7. В левом верхнем углу эскиза указан номер перехода, которой может не совпадать с номером позиции револьверной головки.

Точность и шероховатость поверхности при черновой обработке Таблица 5

Вид обработки	Точность, квалитет	Шероховатость Rа, мкм
Черновое обтачивание:
- при продольной подаче	17...15	100...25
- при поперечной подаче	17...15	50...25
Сверление отверстия
диаметром:
- до 15 мм	14...12	12,5...6,3
- свыше 15 мм	14...12	25...12,5
Черновое растачивание	17...15	50...25
Отрезка	17...14	100...25

В пояснительной записке план обработки приводят в виде текстового документа, выполненного по форме табл. 6.

План обработки детали Таблица 6.

№ перехода	Содержание перехода	Режущий инструмент
		Наименование	Марка материала режущей части

Содержание переходов следует записывать согласно ГОСТ 3.1702-79, например, при обработке наружной поверхности: "Точить (или обточить) фасонную поверхность по программе, выдерживая размеры по эскизу"; при сверлении: "Сверлить отверстие d=15+0.3 мм; l=34±0,5мм" и т.д.

2	6
3	7
4	8
5	9

Рис. 7. План обработки детали

3.2 Проектирование инструментальной наладки

Проектирование наладки осуществляют на основе плана обработки детали. Раздел включает выполнение следующих работ:

- составление координатных чертежей на операцию (по переходам);

- выбор вспомогательных инструментов;

- составление схемы установки инструментов в револьверной головке;

- составление управляющей программы (на один-два перехода по согласованию с руководителем проекта).

Получение формы и размеров на токарных станках с ЧПУ обеспечивается движением инструмента по траектории, заданной управляющей программой. Для составления программы используют опорные точки. К опорным точкам согласно ГОСТ 20523-80 относят точки расчётной траектории, в которых происходит изменение закона, описывающего траекторию, или условий протекания технологического процесса.

Определение траектории перемещения инструмента с последующей размерной привязкой её к заготовке осуществляют с помощью системы координат. Начало системы обычно совпадает с технологической или измерительной базами заготовки, а направление осей принимают одинаковым с направлением координатных осей станка. При обработке деталей из прутка в качестве технологической и измерительной баз используют правый торец заготовки. Расчётные координаты опорных точек траектории инструмента, заданные в выбранной системе координат, составляют основное содержание координатного чертежа. Примеры оформления координатных чертежей приведены на рис. 8, 9, 10.

В качестве вспомогательных инструментов используют: для закрепления резцов - державки, для закрепления хвостовых инструментов - втулки. Типы и основные размеры вспомогательных инструментов, входящих в комплект поставки станка, приведены в табл. 7. Способ закрепления инструментов в револьверной головке показан на рис. 1.

Общий вид инструментальной наладки выполняют в виде схемы, приведённой на рис. 11.

На схеме должно быть показано:

- размещение комплекта режущих и вспомогательных инструментов в гнёздах револьверной головки;

- схема закрепления заготовки;

- технологические движения, подлежащие программированию;

- направление координатных осей станка.

Схему составляют на основе плана обработки, выбирая вариант размещения инструментов, обеспечивавший наименьшие затраты вспомогательного времени на выполнение операции.

а)



б)

Рис. 8. Координатные чертежи траектории инструмента на 2 - (а), 3 и 4 - (б) переходах

а)

б)

Рис. 9. Координатные чертежи траектории инструмента на 5 - (а) и 6 - (б) переходы

а)

б)

Рис. 10. Координатные чертежи траектории инструмента на 7 и 8 переходах

Одним из основных требований к инструментальной наладке является обеспечение обработки детали по чертежу или операционному эскизу. Для станка с ЧПУ выполнение этого требования в полном объёме будет в том случае, если к наладке приложена управляющая программа. Управляющая программа представляет собой совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка для обработки конкретной заготовки.

Станок 1В 340Ф 30 оснащён оперативным устройством числового программного управления "Электроника НЦ-31", составление программы обработки для которого не требует специальной подготовки. Свод программы в память УЧПУ осуществляется, как правило, с пульта управления. Лицевая панель пульта, расшифровка адресного набора команд, примеры программ на типовые переходы и циклы обработки приведены в методических указаниях [5] и [6]. Ниже рассмотрены дополнительные примеры программирования, связанные с особенностями конструкции станка и обрабатываемых деталей.

3.3 Практические рекомендации и дополнительные сведения по программирования

1. Для удобства программирования точку смены инструмента для всех переходов операции, выполняемых с револьверного суппорта, целесообразно принять одну и ту же. По условиям безопасной работы её следует расположить:

- для поперечного перемещения - на оси шпинделя;

- для продольного перемещения - так, чтобы наименьшее расстояние между заготовкой и инструментом при повороте револьверной головки составляло 100...150 мм.

2. В одном кадре программы задаётся только одна из команд: М, S, Т, F, G, Х, Z. Кроме этих команд в состав кадра могут быть включены следующие признаки и символы:

*, , , +45°, -45°.

Символ * (звёздочка) указывает на то, что данный кадр входит в состав группы. Отработка его осуществляется совместно с последующим кадром. В группу должны входить кадры с адресами Х и Z. Включение признака в последний кадр недопустимо.

Признак (быстрый ход) рекомендуется задавать для перемещений свыше 2 мм.

3. Привод главного движения имеет два диапазона скоростей с бесступенчатым регулированием: первый диапазон 10-1000 об/мин (код М 41), второй - 800-2500 об/мин (код М 42). Первый диапазон задаётся командой М 41 в начале программы.

4. Номер кадра может принимать значения от 0 до 249.

5. Для обработки криволинейных поверхностей, у которых образующий контур представляет собой дугу окружности с произвольным углом, используют команды: G2 - при обходе контура по часовой стрелке и G3 - против часовой стрелки. Если дуга окружности выходит за пределы одного квадранта (центр окружности квадрантов совпадает с центром дуги. а оси деления - параллельны осям координат), то она не может быть запрограммирована одной командой. В этих случаях поверхность обработки разделяют на примыкающие друг к другу участки, каждый из которых не выходит за пределы одного квадранта (см. расчётные схемы в табл. 8). Траектория перемещения инструмента на участке задаётся группой кадров.

Таблица 7.

Вспомогательные инструменты, входящие в комплект поставки станка

Наименование	Эскиз
Державка резцовая с перпендикулярным открытым пазом
Державка резцовая с перпендикулярным открытым пазом(удлинённая)
Державка резцовая с осевым открытым пазом (расточная)
Державка резцовая с перпендикулярным открытым пазом
Державка цилиндрическая
1	2
Державка цилиндрическая (удлинённая)
Державка двухгнёздная
Втулка переходная с цилиндрическим отв. диаметром 20 мм
Втулка переходная с цилиндрическим отв. диаметром 30 мм
1	2
Втулка переходная с конусом Морзе №2 и №3
Втулка переходная с конусом Морзе №2 и №3
Втулка переходная с конусом Морзе №1 и №2
Втулка переходная разжимная
Упор

Рис. 11. Схема установки инструментов в револьверной головке

Формат команд имеет следующий вид:

G2(G3) , F...., где

- величина приращения по оси Х до конечной точки дуги (на радиус);

- величина приращения по оси Z до конечной точки дуги;

F - подача на участке обработки (команду можно опустить, если подача та же, что и на предыдущем участке обработки);

- координаты соответственно Х и Z исходной точки участка дуги относительно центра дуги. Последовательность задания адресов Р в группе должна строго соблюдаться.

В табл. 6 приведены примеры программирования обработки криволинейных поверхностей из состава заданий курсовой работы. Рассмотрим численный пример применительно к детали на рис. 5. Расчётная схема в табл. 8 принята для случая обхода контура против часовой стрелки.

Дано: мм; мм; мм.

Расчет величин перемещений и параметров:

Участок 1-2:

мм;

мм;

мм;

мм;

Участок 2-3:

мм;

мм;

мм.

Программа:

участок 1-2 участок 2-3

G3*	G3*
X -400*	X 400*
Z -529*	Z -529*
P -600*	P -800*
P 529*	P 0

В табл. 9 и 10 приведены примеры составления управлявших программ на типовые переходы по координатным чертежам рис. 8.

Таблица 8

Примеры определения перемещений и параметров группы кадров при обработке контура дуги окружности менее 900

Расчётная схема	Определение перемещений и параметров	Программа
	Формула	Знак
1. Обработка контура против часовой стрелки R, х 1,3, х 2 - заданы на операционном эскизе	Участок 1-2
	Дх = (х 1-х 2)/2	минус	G3* X<- Дх>* Z<- Дz>* P<- px>* P<pz>
	px = R-Дх	минус
	pz = (R2-p2x)Ѕ	плюс
	Дz = pz	минус
	Участок 2-3
	Дх = (х 3-х 2)/2	плюс	G3* X< Дх>* Z<- Дz>* P<- px>* P0
	px = R	минус
	pz = 0
	Дz = (R2-(R-Дx)2)Ѕ	минус
1. Обработка контура по часовой стрелке R, х 1,3, х 2 - заданы на операционном эскизе	Участок 1-2
	Дх = (х 2-х 1)/2	плюс	G2* X< Дх>* Z<- Дz>* P< px>* P<pz>
	px = R-Дх	плюс
	pz = (R2-p2x) Ѕ	плюс
	Дz = pz	минус
	Участок 2-3
	Дх = (х 2-х 3)/2	минус	G2* X<- Дх>* Z<- Дz >* P<px>* P<pz>
	px = R	плюс
	pz = 0
	Дz = (R2-(R-x)2) Ѕ	минус

Пример составления управлявшей программы на 2-й переход (рис.8а) Таблица 9.

Координаты опорных точек траектории	Программа	Содержание программы
	№ кадра	Кодовая запись кадра
№ точ.	Х	Z
1	2	3	4	5	6
			1	Т 2	Вызвать на рабочую позицию инструмент, закреплённый в гнезде 2 (рис.11)
и.т.	Хи.т	Zи.т.	2	Х<хи.т>*	Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям
			3	Z<zи.т.>
			4	М 4	Задать левое вращение шпинделя
			5	S700	Установить частоту вращения шппинделя 700 об/мин
			6	F20	Установить рабочую подачу 0,2 мм/об
			7	M08	Включить охлаждение
1	Х 1	0	8	Х<х 1>*	Переместить инструмент в т. 1 на быстром ходу одновременно по двум осям
			9	Z0
2	0	0	10	X0	Переместить инструмент в т. 2 по оси Х на рабочей подаче
3	0	Z3	11	Z<z3>	Переместить инструмент в т. 3 по оси Z на рабочей подаче
4	Х 4	Z4	12	X<x4>	Переместить инструмент в т. 4 по оси Х на рабочей подаче
			13	G77 *	Многопроходный цикл продольного точения с удвоенной глубиной резания на проходе 1,5 мм. После выполнения цикла инструмент вернётся в т. 4
5	X5	Z5	14	Х<х 5>
			15	Z<z5>
			16	Р 150
6	X6	Z6	17	Х<х 6>*	Переместить инструмент в т. 6 на быстром ходу одновременно по двум осям
			18	Z<z6>
7	X7	Z7	19	Z<z7>	Переместить инструмент в т. 7 по оси Z на рабочей подаче
1	2	3	4	5	6
8	X8	Z8	20	Х<х 8>	Переместить инструмент в т. 8 по оси Х на рабочей подаче
и.т.	Хи.т	Zи.т.	21	Х<хи.т.>*	Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям.
			22	Z<zи.т.>
с.и.	0	zс.и.	23	Х 0*	Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу одновременно по двум осям
			24	Z<zс.и.>

Примечание. Цикл G77 обеспечивает многопроходный съём чернового припуска в продольном направлении (может быть выполнен с кинематическим дроблением стружки). Цикл имеет формат:

G77, Х(x)..., Z(z)…, F..., Р 1..., Р 2…,

где - признак, указывающий, что установка резца на глубину резания будет происходить на ускоренном ходу, при отсутствии признака - на рабочей подаче: х - конечный диаметр обработки, z - координата конечной точки прохода; F - рабочая подача на черновых проходах (зачистной проход осуществляется без стружкодробления на подаче, заданной в программе до выполнения цикла); Р 1 - припуск на проход (задаётся на диаметр); Р 2 - величина скоса по оси Z, (разность между длинами первого и последнего проходов) - всегда положительная или равна нулю (если торец ступени перпендикулярен оси детали).

Параметры стружкодробления задаются оперативными параметрами станка.

Признак перед функцией G77 указывает на необходимость возврата инструмента в конце цикла на обработанный контур (т. X5, Z4 на рис. 8); при отсутствии признака инструмент по окончании цикла возвращается в исходную точку цикла (т. 4, рис. 8).

Пример составления управлявшей программы на 3-й и 4-й переходы (рис.8б) Таблица 10.

Координаты опорных точек траектории	Программа	Содержание программы
	№ кадра	Кодовая запись кадра
№ точ.	Х	Z
1	2	3	4	5	6
3-й переход
			1	Т 3	Вызвать на рабочую позицию инструмент, закреплённый в гнезде 3 (рис.11)
и.т.	0	Zи.т.	2	Z<zи.т>*	Переместить инструмент в исходную точку перехода по оси Z на быстром ходу
			3	S900	Установить частоту вращения шпинделя 900 об/мин
			4	F10	Установить рабочую подачу 0,1 мм/об
1	0	Z1	5	Z<z1>*	Переместить инструмент в т. 1 по оси Z на быстром ходу
2	0	Z2	6	Z<z2>	Переместить инструмент в т. 2 по оси Z на рабочей подаче
и.т.	0	Zи.т.	7	Z<zи.т>	Переместить инструмент в и.т. по оси Z на быстром ходу
4-й переход
3	X3	Z3	8	X<x3>	Переместить инструмент (центровочное сверло) в т. 3 по оси X на быстром ходу
4	X4	Z4	9	Z<Дz4>	Переместить инструмент в т. 4 на быстром ходу. Величина перемещения Дz4 задана в относительной системе отсчёта (т.е. ставится знак минус)
5	X5	Z5	10	G73 *	Цикл глубокого сверления с периодическим быстрым выводом сверла из заготовки через каждые 10 мм пути рабочего хода
			11	Z<z5>*
			12	P1000
с.и.	0	zс.и.	13	Х 0	Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу одновременно по двум осям
			14	Z<zс.и.>

4. Проектирование режущих инструментов из наладки

В состав задания входит разработка рабочих чертежей на: резец с механическим креплением многогранной пластины, быстрорежущее сверло и два других инструмента из наладки по выбору. На чертежах инструментов с помощью необходимых проекций, видов, сечений и разрезов должно быть дано полное представление о конструкции инструмента. Чертежи выполняют в соответствии с требованиями ЕСКД.

В качестве общих требований к разрабатываемым конструкциям, подлежащим выполнению в первую очередь, относятся:

1. Режущий инструмент должен входить в состав инструментальной наладки.

2. Рабочая часть инструмента должна обеспечить обработку поверхностей заготовки согласно операционному эскизу.

3. Размеры державки или хвостовика должны соответствовать размерам гнёзд вспомогательного инструмента.

Остальные требования рассмотрены в лекционном курсе и приведены в учебнике [1], [2] и др.

Проектирование инструментов рекомендуется выполнять по принципу доработки базовой конструкции (аналога). В качестве базовой целесообразно принять конструкцию, рекомендованную в табл. 4. Несколько примеров исполнения базовых конструкций приведены в методических указаниях [4] и [6]. Конструкторской доработке подлежат: узел крепления режущей пластины сборного резца с использованием унифицированных элементов, геометрия рабочей части, размеры рабочей части, габаритные размеры и др. Определение линейных размеров выполняют расчётом по составленной схеме или прочерчиванием в масштабе.

При назначении технических требований к резецу с механическим креплением многогранной пластины можно воспользоваться ГОСТ 26613-85 или методическими указаниями [6]. Состав типовых требований на другие виды и типы инструментов приведен ниже.

4.1 Свёрла спиральные для обработки труднообрабатываемых материалов

Технические требования. ГОСТ 20698-75

1. Свёрла должны быть изготовлены из быстрорежущей стали по ГОСТ 19265-73 в соответствии с материалом и твёрдостью обрабатываемой заготовки [3].

2. Свёрла с коническим хвостовиком диаметром свыше 5,9 мм должны быть изготовлены сварными. В месте сварки раковины, непровар, пережог металла, трещины и другие дефекты, уменьшающие прочность конструкции, не допускаются.

3. Хвостовики сварных свёрл должны быть изготовлены из стали марки 45 по ГОСТ 1050-74 или марки 40Х по ГОСТ 4543-71.

4. Твёрдость свёрл должна быть: рабочей части - 63...66 НRСэ; хвостовика - 35...40 НRСэ.

5. Шероховатость поверхностей свёрл по ГОСТ 2789-73 не должна превышать, мкм:

- задних поверхностей, поверхностей направляющих ленточек - Rа 0,63:

- поверхностей канавок: на участке подточки перемычки - Rа 0,63.

на остальной поверхности - Rа 1,25;

- поверхности хвостовика - Rа 1,25.

6. Свёрла должны быть заточены: завалы, заусенцы, выкрашивания и прижоги на режущих кромках не допускаются.

7. На поверхностях свёрл не должно быть забоин, трещин, черновин и следов коррозии.

8. Предельные нижние отклонения диаметров свёрл, измеренные в начале рабочей части, должны быть:

при диаметре сверла св. 6 до 10 мм - минус 0,036 мм;

при диаметре сверла св. 10 до 18 мм - минус 0,043 мм;

при диаметре сверла св. 18 до 20 мм - минус 0,052 мм.

Предельное верхнее отклонение для всех диаметров свёрл равно нулю.

9. Предельные отклонения общей длины свёрл должны соответствовать удвоенному js9, длины рабочей части - утроенному js9, а длины до сварного шва - удвоенному h9.

10. Свёрла должны иметь на рабочей части обратную конусность при диаметре свёрл св. 6 до 12 мм - 0,10...0,12 мм на 100 мм длины; при диаметре свёрл св. 12 до 20 мм - 0,12...0,15мм.

11. Сердцевина рабочей части сверла должна равномерно утолщаться к хвостовику на 1,0...1,4 мм на 100 мм длины.

12. Несимметричность сердцевины относительно оси сверла не должна превышать:

при диаметре свёрл св. 6 до 10 мм - 0,15 мм;

при диаметре свёрл св. 10 до 20 мм - 0.20 мм.

13. Радиальное биение по ленточкам на всей длине рабочей части сверла относительно хвостовика не должно превышать:

при диаметре свёрл св. 6 до 10 мм - 0,08 мм;

при диаметре свёрл св. 10 до 20 мм - 0,10 мм.

14. Режущие кромки должны быть симметрично расположены относительно оси рабочей части сверла. Осевое биение, проверяемое у ленточек, не должно превышать:

при диаметре свёрл св. 6 до 10 мм - 0,04 мм;

при диаметре свёрл св. 10 до 20 мм - 0,05 мм.

15. Неуказанные предельные отклонения размеров:

валов - по h14, остальных - по ±t/2.

16. Предельные отклонения угла при вершине и заднего угла не должны быть более ±3°.

17. Размеры профиля канавочного инструмента принять по ГОСТ 20694-75.

18. Центровые отверстия - по ГОСТ 14034-74.

19. Испытания свёрл на стойкость и работоспособность должны проводиться на заготовках из стали марки Х 18Н 9Т по ГОСТ 5632-72 с временным сопротивлением разрыву МПа при скорости резания 19 м/мин, подаче 0,10 мм/об (охлаждением 5-6% раствора эмульсола по ГОСТ 1975-53 в воде. При испытании на работоспособность сверлом додано быть просверлено 5 отверстий глубиной, равной трём диаметрам.

После испытаний на режущих кромках не должно быть следов выкрашиваний и свёрла должны быть пригодны для дальнейшей работы.

20. Маркировать: обозначение чертежа. Место маркировки - шейка сверла.

4.2 Резцы с твёрдосплавными напаянными пластинами

Технические требования. ГОСТ 5688-61

1. Режущая часть резцов должна изготавливаться из твёрдосплавных пластин по ГОСТ 3882-74 в соответствии с материалом и твёрдостью обрабатываемой заготовки.

2. Державки резцов должны изготавливаться из стали марок 45 и 50 по ГОСТ 1050-74 или марки 40Х по ГОСТ 4543-71; твёрдость 40...45 HRСэ.

3. Режущая пластина не должна выступать за габариты державки более, чем на 0,5 мм у отрезных, прорезных, револьверных резцов и на 1,0 мм - у остальных.

4. Глубина паза под режущую пластину на державках резцов должна составлять 0,5...0,75 толщины пластины. Глубина паза у отрезных резцов должна быть равна толщине пластины.

5. Паять припоем марки ПрМНМц 68-4-2 или латунью Л 63 по ГОСТ 15527-74. Слой припоя должен быть толщиной до 0,2 мм. Разрывы паянного шва между опорными поверхностями режущей пластины и державки не должны превышать 20% видимой длины паянного два на проходных и подрезных резцах и 10% на прорезных и отрезных резцах.

6. Передняя и задняя поверхности, образующие главную режущую кромку, включая криволинейный участок при вершине резца, должны быть подвергнуты операции доводки.

7. Параметры шероховатости резцов по ГОСТ 2789-73 должны быть не более, мкм:

- передней, главной задней и криволинейной поверхности при вершине, подвергаемых доводке - Rа 0,32, не подвергаемых доводке - Ra 1,25;

- вспомогательной задней поверхности - Rа 1,25;

- опорной поверхности державки - Rа 1,25:

- остальных обработанных поверхностей - Rz 20.

8. Сопряжение главной и вспомогательной режущих кромок должно быть плавным и соответствовать кривой, описанной радиусом. Резкие переходы не допускаются.

9. Предельные отклонения высоты и ширины державки - по h13; длины резца - по k16. Предельные отклонения на длину оттянутой части прорезных, отрезных и расточных резцов не должны превышать:

верхнее +2 мм, нижнее -1 мм.

10. У резцов с симметричной режущей частью (напр., резьбовых) предельные отклонения от симметричности вершины резца относительно ширины режущей пластины не должна превышать половины допуска IТ 15.

11. Предельные отклонения ширины рабочей части отрезных резцов не должны превышать: верхнее +0,2 мм, нижнее -0,35 мм.

12. Неуказанные предельные отклонения: валов - по h14, остальных - it/2.

13. Предельные отклонения от плоскостности опорной поверхности державки резца не должны превышать 0,2 мм в сторону вогнутости.

14. Предельные отклонения углов режущей части резцов не должны превышать:

- переднего угла ±1°;

- заднего угла ±1°;

- главного и вспомогательного углов в плане ±2°;

~ главного и вспомогательных углов в плане, задних вспомогательных углов для отрезных и прорезных резцов ±0°30?

15. Предельные отклонения от перпендикулярности боковых поверхностей относительно опорной поверхности резца не должны превышать ±1°.

16. Маркировать: обозначение чертежа. Место маркировки - одна из боковых поверхностей резца.

4.3 Резцы расточные цельные твёрдосплавные со стальным хвостовиком

Технические требования. ОСТ 035-14-68

1. Рабочая часть резцов должна изготавливаться из твёрдого сплава по ГОСТ 4872-71 и ГОСТ 3882-74 в соответствии с материалом и твёрдостью обрабатываемой заготовки.

2. Державки резцов должны изготавливаться из стали марки 45 по ГОСТ 1050-74 и марки 40Х по ГОСТ 4543-71; твёрдость 40...45 HRCэ.

3. Паять латунью марки Л 63 по ГОСТ 15527-70. Рекомендуемая толщина слоя припоя 0,05...0,1мм. Разрыв слоя припоя не допускается.

4. Несоосность оси хвостовика с осью рабочей части не более 0,2 мм.

5. Передняя и задняя поверхности, образующие главную режущую кромку, включая криволинейный участок при вершине резца, должны быть подвергнуты операции доводки.

6. На рабочей части резца не должно быть трещин и выкрошенных мест.

7. Параметры шероховатости по ГОСТ 2789-73 должны быть не более, мкм: - передней, главной задней и криволинейной поверхностей при вершине, подвергаемых доводке - Rа 0,32, не подвергаемых доводке - Rа 1,25;

- вспомогательной задней поверхности - Rа 1,25;

- цилиндрической поверхности хвостовика - Rа 1,6;

- остальных поверхностей - Rz 20.

8. Предельные отклонения диаметра державки - по h8;

сопрягаемых поверхностей паянного соединения - по Н 8/f9.

9. Неуказанные предельные отклонения: валов - по h14, остальных - ±t/2.

10. Предельные отклонения углов заточки ±10

11. Маркировать: обозначение чертежа. Место маркировки - цилиндрическая поверхность державки.

Технические требования следует рассматривать как руководство к исполнению при разработке конструкций инструментов, составлению их рабочих чертежей. Общая форма типовых требований должна быть приведена к конкретной, например, указаны конкретные марки материалов рабочей части и хвостовика, материал припоя, величины предельных отклонений размеров, формы, расположения поверхностей и др. Требования приводят на чертеже инструмента в графической части, т.е. на проекциях, видах, разрезах, сечениях, или в текстовой части, размещаемой над основной надписью чертежа. В текстовую часть следует вынести лишь те требования, которые не представляется возможным или нерационально приводить на конструкции, например, материал: режущей части, хвостовика, припоя; твёрдость рабочих поверхностей; неуказанные предельные отклонения размеров, содержание маркировки и др.

Все инструменты, входящие в инструментальную наладку, представляют собой сборные конструкции, на которые согласно ГОСТ 2.108-68 составляются спецификации. Состав разделов спецификации определяется конструкцией инструмента. Общими для всех инструментов являются разделы "Документация" и "Детали", дополнительными - "Стандартные изделия" и "Материалы". Порядок расположения разделов и примеры записи типовых позиций приведены в методических указаниях [4]. В раздел "Документация" следует включить позиции "Сборочный чертёж" и "Пояснительная записка".

Весь графический материал раздела проекта размещают на двух листах в формате А 1 по международному стандарту ISO 216. На первом листе приводят инструментальную наладку.

Лист выполняется без разделения на более мелкие форматы, т.е. в форме технического плаката. В основной надписи следует записать:

"Инструментальная наладка на токарный станок с ЧПУ". На втором листе размещают чертежи инструментов из наладки.

Содержание пояснительной записки, некоторые дополнительные материалы и рекомендации к её оформлению приведены в методических указаниях [7].

Библиографический список

1. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

2. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1963. - 952 с.

3. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов и др.: Под общ. ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987 г. - 846 с.

4. Проектирование инструментальной наладки на револьверный станок: Метод. указания / Сост. Ю.В. Попов и др. - Омск: ОмПИ, 1982. - 32 с.

5. Технология изготовления металлорежущих инструментов с применением станков с ЧПУ: Метод. указания / Сост. Ю.В. Попов и др. - Омск: ОмПИ, 1988. - 32 с.

6. Разработка технологического процесса изготовления державки резца с механическим креплением многогранной пластины с применением станков с ЧПУ: Метод. Указания / Сост. Ю.В. Попов и др. - Омск: ОмПИ, 1989. - 40 с.

7. Методические указания к выполнению курсового проекта по проектированию и производству металлорежущих инструментов: Метод. указания / Сост. Ю.В. Попов и др. - Омск: ОмПИ, 1981. - 26 с.

Размещено на Allbest.ru