Элементы для направления инструментов

К ним относятся:

- кондукторные втулки;

- установы.

Кондукторные втулки

При обработке отверстий сверлением, зенкерованием, развертыванием и растачиванием – жесткость инструмента бывает недостаточной (упругая деформация инструмента), вследствие чего возможен увод инструмента в сторону от требуемой оси. Для исключения этого используют постоянные (рис. 2.13, а)или сменные кондукторные втулки (рис. 2.14, б). Они обеспечивают направление инструмента. Основное требование: высокая износостойкость.

Рис 2.13 Кондукторные втулки

1 – заготовка; 2 – инструмент; 3 – кондукторная втулка; 4 – корпус приспособления; 5 – винт.

Материал втулки:

- для d<27мм. – У10А HRC 60…62;

- для d>27мм. – сталь 20, 20Х с цементацией поверхности, HRC 60…62;

Все втулки изготавливаются по ГОСТу – 18.4.3.2-73.

Установы

Служат для контроля положения инструмента относительно заготовки при наладке, настройке станков.

Рис 2.14 Установы

Высотные установы (рис. 2.14, а).

1 – заготовка; 2 – инструмент; 3 – установочный штырь; 4 – корпус приспособления; 5 – установ; 6 - щуп.

Высота поверхности установа немного ниже (на величину D) уровня поверхности заготовки.

Угловые установы (рис. 2.14, б).

1 – заготовка; 2 – инструмент; 3 – угловой установ; 4 – щупы.

Устанавливается на поверхности изделия, к нему подводится инструмент, при помощи шупов проверяется равномерность зазоров между установом и инструментом.

Материал установ: Сталь 20Х, HRC 55…60.

Приспособления для металлорежущих станков

Выполняют различные функции, поэтому отнести их к строго одному из рассмотренных элементов некорректно.

Поводковое устройство

Назначение: передавать вращение на заготовку от шпинделя станка при установке заготовок в центрах.

Виды поводковых устройств:

1. рифленый центр;

2. хомутик.

Наиболее простым является рифленый центр (см. выше).

Недостаток хомутика:

- незначительное смещение центра заготовки от первоначального положения при зажатии винтом (3);

- перекрывает часть заготовки.

Рис 2.15 Хомутик

1 – заготовка; 2 – корпус хомутика; 3 – винт; 4 – палец; 5 – центр-планшайба.

Мембранный патрон

Используется для точного позиционирования до 0,01-0,03 мм. Применяют для окончательной точной доводки деталей.

Рис 2.16 Мембранный патрон

1 – деталь; 2 – зажимные кулачки; 3 – мембрана; 4 – корпус; 5 – толкатель;

Основа патрона – упругая стальная мембрана (сталь: 65Г (пружинная сталь), У7А, 30ХГС; HRC 45…50).

Мембрана закреплена в патрон при помощи винтов, при давлении на неё толкателя (5), мембрана прогибается (рис. 2.16), жестко закрепленные на ней кулачки расходятся и заготовка освобождается.

Планшайбы

Используют для установки на токарных, карусельных станках при обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, деталей сложной конфигурации со смещенным центром масс относительно оси вращения. Пример: различные корпуса редукторов, и.т.д.

При вращении таких деталей возникает динамическая неуравновешенность.

Рис 2.17 Планшайбы

1 – заготовка; 2 – инструмент; 3 – планшайба; 4 – хвостовик планшайбы;

5 – губки патрона; 6 – противовес.

Планшайба (рис. 2.17) – это плита с хвостовиком при помощи которой она устанавливается в патроне станка, на поверхности плиты выполнены Т-образные пазы (как на столе пресса), которые используются для установки крепежных элементов.

Тисочные приспособления

Они широко применяются для закрепления заготовок на разных станках. Переналадка тисков сводится к замене губок. Губки подвергают закалке до твердости HRC 40…45. Для закрепления чисто обработанных деталей применяют сырые губки или применяют прокладки из цветных мягких металлов.

Самоцентрирующие тиски

Рис 2.18 Самоцентрирующие тиски

1 – заготовка; 2 – губки зажимные; 3 – подвижные корпуса;

4 – винт с правой и левой резьбой; 5,6 – гайки с правой и левой резьбой;

 7 – опора; 8 – хвостовик винта.

Эти тиски позволяют автоматизировать установку заготовки в плоскости симметрии. Используются при обработке детали на револьверных, фрезерных, сверлильных, расточных станках. Они позволяют поворачиваться с закрепленной заготовкой на строго определенный угол относительно инструмента, обеспечивают самоцентрирование заготовки, с использованием комплекта сменных губок расширяются технологические возможности. При вращении винта (4) губки сходятся или расходятся.

Копирные приспособления

Служат для обработки фасонных поверхностей, используя универсальное оборудование с оснащением приспособлений, обеспечивающих дополнительное движение инструмента.

Копирные приспособления используют и на специализированных станках (копировально-фрезерных), на которых в основном обрабатываются сложные детали штампов, имеющие 3-х мерную кривизну (прижимы, пуансоны и т.п.).

Они состоят из корпуса, установочных и зажимных устройств для копира и заготовки, а также устройства для изменения или дополнения основного движения инструмента.

Копиры выполняют в виде фасонных линеек, шайб, дисков, барабанов и объемных моделей.

Рис 2.19 Копирные приспособления

Обработка фасонной поверхности на токарном станке (рис. 2.19, а).

1 – заготовка; 2 – инструмент; 3 – передний суппорт; 4 – продольные направляющие; 5 – щуп; 6 – копир; 7 – система дополнения движения; 8 – груз-противовес; 9 – поперечные направляющие.

Необходимое условие обработки: постоянный контакт щупа с поверхностью копира. Контакт обеспечивается силой тяжести груза, давлением пружины и т.п.

Обработка торцевой поверхности на токарных или карусельных станках (рис. 2.19, б).

1 – заготовка; 2 – инструмент; 3 – передний суппорт; 4 – продольные направляющие; 5 – поперечные направляющие; 6 – щуп; 7 – копир; 8 – пружина.

При обработке на копировально-фрезерных станках необходимо выполнять 2 обязательных условия:

- постоянный контакт щупа с копиром;

- одинаковый диаметр щупа и концевой фрезы.

В последнее время широко внедряются станки с ЧПУ, работающие по математическим моделям без копиров (шаблонов).

Делительные устройства

Служат для придания требуемого относительного положения детали и инструмента при неизменной их установке и закреплении. Широко используются при обработке значительного количества одинаковых элементов на детали. Например: поочередная обработка зубьев зубчатого колеса, закрепленного на оправке. Поворот заготовки на требуемый угол после обработки каждого зуба.

Для любого делительного устройства обязательно наличие 2-х узлов: делителя и фиксатора, связывающего неподвижную часть приспособлений с подвижной. Число пазов (углублений) делительных дисков или реек равно числу требуемых позиций для заготовки, а форма паза соответствует форме фиксатора.

Механизмы привода

В приспособлениях широко используют для зажима, перемещения заготовок или инструмента, следующие виды приводов:

1. пневматический;

2. гидравлический;

3. вакуумный (эжекторный);

4. механический (электромеханический);

5. пневмогидравлический;

6. магнитный.

Они позволяют сократить вспомогательное время на установку и закрепление заготовки, облегчить труд рабочего, стабилизировать усилие зажима что повышает точность обработки.

Пневмопривод

Преимущества:

- быстродействие;

- не требует высокой точности изготовления сопрягаемых деталей;

- безопасность в работе.

Основные механизмы: пневмоцилиндры (поршневые, мембранные, лопастные), двойного или одинарного действия.

Недостатки:

- незначительные усилия перемещения;

- значительные габариты устройств.

Гидравлический привод

Механизмы здесь те же что и в пневмоприводе.

Преимущества:

- значительные зажимные усилия;

- небольшие размеры и масса.

Недостатки:

- дороговизна т.к. требуется высокая точность изготовления;

- опасны в работе.

Вакуумный привод

Рис 2.20 Вакуумный привод

1 – изделие; 2 – установочное кольцо; 3 – корпус; 4 – полость.

Применяется при обработке нежестких деталей, когда концентрированное приложение зажимных усилий недопустимо из-за возможных значительных упругих деформаций изделия.

Необходимое условие: контактная поверхность (установочная база) должна быть чисто обработана (см. рис. 2.20).

Преимущества: простота конструкции.

Недостатки: незначительные прижимные усилия.

Прижим заготовки осуществляется за счет разряжения в полости и прижатием атмосферным давлением.

Эжекторный привод

Эффект эжекции – создание разряжения в определенной зоне, при прохождении через нее струи жидкости или газа с увеличенной скоростью. Пример: насадка пульверизатора для пылесоса. Эжекторный привод используется в пневмоприсосках для подачи заготовок при штамповке. Во всех питателях автоматических линий для подъема заготовок используются пневмоприсоски эжекционные, бесприводные и приводные (насос).

Преимущества: дешевый энергоноситель.

Недостатки: ограничено усилие прижима.

Механический привод

Это различного рода редукторы: (зубчатые, червячные, планетарные; вариаторы различных типов и.т.д.)

Преимущества: увеличение мощности на выходном валу.

Недостатки: сложность конструкции, невысокий КПД.

Электрический привод

Этот привод используется, как правило, в качестве вспомогательных приводов для передачи сигнала включения и отключения основных приводов.

Преимущества: быстродействие.

Недостатки:малые усилия на рабочем органе.

Магнитные приводы

Широко используются в различных приспособлениях для закрепления заготовок при выполнении получистовых и чистовых операций.

В магнитных приспособлениях магнитный поток проходит по установленной заготовке, которая является частью магнитопровода и притягивает её к установочной плите. В зависимости от вида магнитного поля они делятся на:

- электромагнитные;

- с постоянными магнитами.

В электромагнитных основа – катушки электромагнита в которых при прохождении электрического тока возникает магнитный поток. В приспособлениях с постоянными магнитами магнитный поток обеспечивается подвижным и неподвижными магнитами (см. рис. 2.21).

Рис 2.21 Магнитный привод

1 – изделие; 2 – корпус; 3 – магниты неподвижные;

4 – подвижная плита; 5 – магниты подвижной плиты;

6 – механизм перемещения (кулачковый механизм).

Преимущества:

- рассредоточенное приложение прижимных усилий по всей площади заготовки;

- возможность обработки всех поверхностей, т.к. отсутствуют зажимы (прихваты) закрывающие часть заготовки;

- быстродействие (1 с.-0,25 с.);

- простота подвода энергии.

Недостатки:

- так как прижатие осуществляется по всей плоскости, установочная поверхность должна быть чисто обработанной;

- относительная сложность конструкции.

Используется при тонком фрезеровании, шлифовании, широко используется в плоскошлифовальных станках.

Промышленностью выпускаются различные типы этих приспособлений: электромагнитные плиты, патроны, планшайбы, кубики, призмы, разметочные стойки, синусные столы и т.д.

Корпуса приспособлений

Они являются базовыми деталями, на которые устанавливаются все элементы и механизмы приспособлений. По конструкции они весьма разнообразны, т.к. различны обрабатываемые детали. Они должны обладать рядом свойств:

- обеспечивать достаточную жесткость и прочность;

- иметь незначительную массу;

- быстро и удобно устанавливаться и закрепляться на станке.

В корпусах предусмотрены установочные элементы – пазы, шпонки, бурты для точной установки на станке. Корпуса крепят на столах станков при помощи болтов, входящих в Т-образные пазы на столе станка.

Рис 2.22 Корпуса приспособлений

Литой корпус с полостями (карманами) (рис. 2.22, а).

Для удаления стружки в корпусах предусмотрены уклоны поверхностей 30°-35° - для чугунной стружки, 25° - для стальной.

Сварной корпус (рис. 2.22, б).

Эти корпусы на 30-40% легче литых и в 2-4 раза дешевле.

                       2.5. Контрольные вопросы

1. Основные группы элементов приспособлений.

2. Какие установочные элементы установки по плоскостям.

3. Для установки каких деталей используются оправки.

4. Назначение и конструкция установочных пальцев.

5. Какие зажимные устройства используются в приспособлениях.

6. Положительное свойство и конструкции призм.

7. Условие самозаклинивания эксцентриков.

8. Назначение планшайб и угольников.

9. Типы станочных патронов.

10.  Назначение кондукторных втулок.

11.  Типы инструментальных центров.

12.  Корпуса приспособлений.

13.  Назначение люнетов.

14.  Преимущества магнитных приспособлений.

15.  Необходимые условия для использования копирных приспособлений.