Маслов А.Р. Инструментальные системы машиностроительных производств
Подождите немного. Документ загружается.
СИСТЕМЫ СМЕННЫХ НАЛАДОК
163
I 2§]
^WUJ/t
4
Рис.
4.14.
Размерная цепь компоновки инструмента,
установленного на станке:
1
-
шпиндель;
2
- базисный агрегат;
3 - сменная наладка;
4
~ цанга;
5
- оправка
Звенья в], е
4
,
е$,
ej, e
9
являются векторами биений, не завися-
щими от вылета, а звенья е
2
,
е-$,
ев,
е%
- векторами перекосов, кото-
рые необходимо учитывать при изменении вылета инструмента.
Передаточные отношения при составляющих звеньях размер-
ных цепей характеризуют степень и направленность влияния каж-
дого составляющего звена на замыкающее. Для определения пере-
даточных отношений в размерной цепи для векторов перекосов
следует учитывать размеры вылетов агрегатов компоновки.
Так как передаточные отношения векторов перекосов в плос-
кости замыкающего звена могут быть интерпретированы как бие-
ния, а биения являются величиной сугубо положительной, то все
передаточные отношения в рассматриваемой размерной цепи
имеют положительные значения..
В рассматриваемом примере уравнение размерной цепи имеет
,|Ющий вид:
Где
е
х
=е
х
+
А
г
е
2
+
А
ъ
е
ъ
+
е
А
+ е
5
+
А
6
е
6
+
е
1
+
А
%
е
%
+
е
9
,
А =
lj+l
2
+l
3
+l
4
1
А =
l
l
+l
2
+l
3
+
l
4
,
н2
/,
А=-
нЗ
/,
нб
Ъ=!1±к
'н8
164 Глава 4. СИСТЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
/
н
- величина вылета, на котором нормируется величина соот-
ветствующих перекосов.
Уравнение размерной цепи:
е
ъ
=-L7(4^i)
2
+
(А
2
К
2
е
2
)
2
+(А
г
К
ъ
е
ъ
)
2
+
{А
А
К
л
е
л
)
2
+ ...
...
+
(А
5
К
5
е
5
)
2
+(А
6
К
6
е
6
)
2
+(Л
7
К
7
е
7
)
2
+
(Л
8
К
8
е
8
)
2
+(А
9
К
9
е
9
)\
где Къ - коэффициент относительного рассеивания величины за-
мыкающего звена e
z
; K
t
- коэффициент относительного рассеива-
ния z'-го звена (табл. 4.7). Если принять, что е
ъ
=
е$
= es =
в(,
=
ет
=
= е
8
= е
9
= е
ср
(где е
ср
- среднее значение допуска), то с учетом то-
го,
что А\ = А
А
= А
5
=
А
7
=
А
д
= I, получим:
е
г
=^(К
1
е
1
)
2
+
(А
2
К
2
е
2
)
2
+
е
2
р
\(А
Ъ
К
Ъ
)
2
+
К
2
+
К
2
+
К
* • (4.26)
+ (A
6
K
6
)
2
+
K
2
(A
S
K,)
2
+
K
2
].
Номинальные размеры и допускаемые отклонения состав-
ляющих звеньев е\ и е
2
определяют по техническим нормам на ме-
таллорежущие станки. Размеры вылета режущих инструментов
определяют по техническим условиям. Сведения для расчета раз-
мерной цепи компоновки инструменты по рис. 4.14 приведены в
табл. 4.8.
Вычисленное среднее значение допуска е
ср
корректируют, ис-
ходя из равной сложности обеспечения допусков в условиях круп-
носерийного производства. Характер сложности определяют экс-
пертным путем.
Пример корректировки допусков для установления их рацио-
нальных значений приведен в табл. 4.9.
СИСТЕМЫ СМЕННЫХ НАЛАДОК 165
4.8. Сведения для расчета размерной
цепи компоновки (см. рис. 4.14)
Звено
размер-
ной
цепи
ет.
е\
е
2
e-s
е
А
е
5
е
6
е
7
е%
е
9
Переда-
точное
отноше-
ние
-
Л,
= 1,0
^
2
= 1,67
Аз = 2,5
^
4
= 1,0
^5= 1,0
А
6
=1,5
^7=1,0
A
s
=
0,5
А
9
=
1,0
Заданные
размеры,
мм
-
-
Z=250
1=250
-
-
I2 +
I3
+
+
U
= 50
-
h +
U
=
= 50
-
Норми-
рованная
величина
вылета,
мм
-
-
150
100
-
-
100
-
100
-
Заданное
допус-
каемое
отклоне-
ние,
мм
0,055
0,006
0,001
-
-
-
-
-
-
-
Техно-
логи-
ческая
опера-
ция
Сбор-
ка
Шли-
фова-
ние
Коэффи-
циент
рассеи-
вания
К
{
1,0
1,1
1,17
1,57
1,09
1,09
1,09
1,17
1,37
1,09
Соотношения между значениями допусков (зазоров А, и Да,) и
е, определяют по эмпирическим зависимостям (см. табл. 4.3). Про-
верочный расчет величины замыкающего звена
еъ
при откорректи-
рованных допусках должен показать, что она не превышает задан-
ных значений.
С учетом того, что в пределах полей допусков на угловые от-
клонения принимают максимальные значения биений в плоскости
Замыкающего звена, процент выхода за пределы поля допуска не
Превышает 0,27 %. Такой риск вполне допустим с учетом практи-
ческих требований к обработке.
166 Глава
4.
СИСТЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
4.9. Корректировка допусков
на элементы компоновки (см. рис. 4.14)
Звено
ной цепи
ез
е
4
е$
е
6
ei
е%
е
9
Среднее
значение
допуска,
мкм
13,39
Значение
допусков
мкм
13,39
13,39
13,39
13,39
13,39
13,39
13,39
степень
точности
АТ8
Н5
h4
-
Н9
h9
-
АТ9
-
1-я попытка
мкм
2,6
32
20
6,4
15
10
15
степень
точности
АТ6
Н6
g5
-
Н6
g5
-
АТ7
-
2-я попытка
мкм
2,6
38
15
6,8
15
10
15
степень
точности
АТ6
Н7
g6
-
Н7
g6
-
АТ7
-
Анализ требований к биению режущих кромок (табл. 4.10) по-
зволяет определить рекомендуемые значения замыкающего звена
2ez, а требования к радиальной податливости (табл. 4.11) могут
служить основой для расчетов длин вылетов и размеров сечений
сменных наладок.
4.10. Требования к биению режущих кромок
Закрепляемый инструмент
Сверла с цилиндрическим хвостовиком
диаметром 6...
18
мм
Сверла с коническим хвостовиком диаметром
18...30 мм
Зенкеры и развертки диаметром до 50 мм
Биение 2ел, мм
0,055
0,060
0,060
СИСТЕМЫ СМЕННЫХ НАЛАДОК 167
Окончание табл. 4.10
Закрепляемый инструмент
Зенкеры и развертки диаметром до 120 мм
Фрезы концевые диаметром 5.. .40 мм
Фрезы дисковые и торцовые
Расточные резцы для получистовой обработки
Расточные резцы для чистовой обработки отверстий
Биение
2ех,
мм
0,070
0,010
0,020
0,030
0,005
4.11.
Требования к радиальной податливости
закрепления инструмента
Закрепляемый инструмент
Сверла с цилиндрическим хвостовиком диамет-
ром 6..Л 8 мм
Сверла с коническим хвостовиком диаметром
18...30 мм
Развертки диаметром до 50 мм
Двузубые головки и развертки диаметром свы-
ше 50 мм
Фрезы концевые диаметром
6...20
мм
Фрезы концевые диаметром 20...40 мм
Фрезы дисковые
и
торцовые диаметром
80...
160
мм
Расточные оправки для черновой обработки
диаметром свыше 50 мм
Расточные оправки для получистовой обработки
отверстий диаметром 20...40 мм
Податливость
5
В
,
мм/кН
0,28
0,18
0,5
0,7
0,2
0,1
0,1
0,28
0,25
168 Глава
4.
СИСТЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
Окончание табл. 4.11
Закрепляемый инструмент
Расточные оправки для получистовой обработки
отверстий диаметром 40...90 мм
Расточные оправки для получистовой обработки
отверстий диаметром 90..Л
80
мм
Расточные оправки для чистовой обработки от-
верстий диаметром
40..
.90 мм
Расточные оправки для чистовой обработки от-
верстий диаметром
90... 180
мм
Податливость
8
В
, мм/кН
0,17
0,11
0,12
0,07
Компоновки со сменными наладками рассчитывают на пре-
дельные значения вылета при установленных допусках
(см.
табл. 4.9)
по заданной податливости (см. табл. 4.11):
8.^,Z
i=i
V
i=l >
3EJ,
•вЩ
. >'=i )
(4.27)
Пример расчета предельного вылета
1
2
компоновки для бази-
рования и закрепления спирального сверла (см. рис. 4.14) приве-
ден ниже:
8 <
(/,+/
2
+/
3
+/
4
)
3
j
(i
2
+ i
3
+
i
A
y
{
(/
3
+
/
4
)
3
|
/
4
3
[
ЗЕ/,
ЪЕЗ,
J
I-i%J -> L^xJ
Л
...+ед+/
2
+
/
3
+/
4
)
2
+ е
2
(/
2
+ 1
Ъ
+/
4
)
2
+
е
3
(/
3
+/
4
)
2
+е
4
/
4
2
.
Данные для расчета приведены в табл. 4.12. Соотношения меж-
ду значениями зазоров Д„ Да, и 6, определяются по табл. 4.3.
СИСТЕМЫ СМЕННЫХ НАЛАДОК 169
4.12.
Определение вылета сменной наладки компоновки ВИ
со спиральным сверлом диаметром d
4
(см. рис. 4.14)
Параметр
Вариант
1 2
3
4
Исходные значения
d4, ММ
/4,
ММ
1
А
,
мм
0
4
,10~
5
(Н-мГ
1
dy,
мм
г
4
7з,
ММ
/з,
мм
0
4
, 10~
5
(Н-м)
-
'
uf
2
,MM
/2,
мм
4
d\,
мм
0
2
,
10~
5
(Н-мГ
1
D
b
MM
J\,
MM
0
Ь
10"
5
(Н-мГ
1
8
В
, мм/кН
6
6,4810
3
40
1,03
18
5,25-10
3
150
0,39
40
12,8-10
4
10
0,19
32
5,24-Ю
4
36
0,41
44
18,74-10"
48
0,14
32
5,24-Ю
4
36
0,41
44
18,74-10
4
48
0,14
69,85
119,02-10
4
0,02
0,28 0,18
Рассчитанные значения
/ь мм
75
105
160
200
]
120
120
ПО
90
Тредельно допускаемый вылет
/
2
245
205
190
170
ПО
по
105
85
205
170
155
140
170 Глава
4.
СИСТЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
Рис.
4.15. Сборная расточная оправка
Рис.
4.16. Сборная переходная втулка
Рис.
4.17. Сборная оправка для насадных фрез
СИСТЕМЫ СМЕННЫХ НАЛАДОК 171
Проверочный расчет величины податливости 5„ компоновки
ВИ
должен показать, что она не превышает заданных значений.
По критериям точности и податливости проанализированы
размеры и допуски всех вариантов сменных наладок компоновок
ВИ. Анализ полученных данных показывает, что с точки зрения
точности обработки сменные наладки возможно использовать для
всех случаев обработки за исключением крепления торцовых фрез
и расточных оправок для чистовой обработки. В результате может
быть реализована система ВИ из базисных агрегатов и системы
соответствующих сменных наладок.
На рис. 4.15-4.17 показаны конструкции агрегатного ВИ, со-
стоящего из базисного агрегата / с односторонним прижимом вин-
тами 2 цилиндрических хвостовиков сменных наладок расточной
оправки 3, переходной втулки 4 со сверлом 5 с конусом Морзе 3,
оправки
6 для
насадной дисковой фрезы 7.
Глава 5
СИСТЕМЫ СМЕННЫХ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН
Основной задачей систематизации сменных режущих пластин
(СРП) является максимальное использование их преимуществ при
оснащении режущего инструмента
(рис.
5.1).
5.1.
Конфигурация и размеры пластин
Для режущего инструмента используют большое количество
форм и размеров СРП, которые можно разделить на две группы:
сменные многогранные пластины неперетачиваемые (СМП) и пе-
ретачиваемые (СПП). Для СМП разработаны классификация и
обозначения по ГОСТ 19042-80 (в ред. 1991 г.) «Пластины смен-
ные многогранные. Классификация. Система обозначений. Фор-
мы» (рис. 5.2). Наиболее распространенные формы СМП в плане и
рациональные области их применения приведены в
табл.
5.1.
При увеличении числа граней, т.е. при переходе от трехгран-
ной к квадратной, далее к пятигранной пластине и т.д. вплоть до
круга, увеличивается угол при вершине и растет прочность пла-
стины. Пластину с большим числом граней чаще устанавливают
под меньшим главным углом в плане ф, что уменьшает толщину
среза и снижает вероятность разрушения и интенсивность изнаши-
вания инструмента. Поэтому с точки зрения прочности и износо-
стойкости (соответственно подачи и скорости резания) целесооб-
разно применять пластины с большим числом граней. При этом
увеличивается число переустановок и уменьшается удельный рас-
ход твердого сплава.
Уменьшение угла
ф,
а также вспомогательного угла в плане ф!
снижает виброустойчивость инструмента и, следовательно, мак-
симально допускаемую глубину резания
t
m3K
.