Сменные твердосплавные пластины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального обучения.

МГТУ «МАМИ»

Б.Е. Пини, П.А. Лебедев, М.М. Шандов

Методическое указание

к лабораторным работам по курсу

"Технологические основы автоматизации процессов и производств" для студентов, обучающихся по специальности на кафедре «АССИ»: 220201.65 "Управление и информатика в технических системах", 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)

по направлению 220200.65 "Автоматизация и управление".

Одобрено методической комиссией по укрупненной группе направлений и специальностей 220000 «Автоматика и управление».

Москва 2012 г.

Разработано в соответствии с планом издания учебно-методических материалов по кафедре «АССИ».

Рецензенты: проф. каф. ТКМ к.т.н. А.А. Черепахин.

доц. каф. ТМ к.т.н. В.Н. Поседко.

Работа подготовлена на кафедре «Автоматизированные станочные системы и инструменты».

Методическое указание к лабораторным работам по курсу "Технологические основы автоматизации процессов и производств" для студентов, обучающихся по специальности на кафедре «АССИ»: 220201.65 "Управление и информатика в технических системах", 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении), по направлению 220200.65 "Автоматизация и управление".

/Б.Е. Пини, П.А. Лебедев, М.М. Шандов – МГМУ «МАМИ», 2012г., 38 стр./

Содержание.

1. Содержание__________________________________________________3.

2. Лабораторная работа №1

Формирование РТК для токарной обработки деталей. _______________4.

3. Лабораторная работа №2

Формированеи РТК на базе фрезерно-сверлильно-расточных станков с ЧПУ._______________________________________________________13.

3. Лабораторная работа №3

Изучение конструкций и технологических возможностей инструментов с неперетачиваемыми пластинками, используемых на токарных станках с ЧПУ._______________________________________________________23.

4. Лабораторная работа №4

Изучение технологических возможностей и конструктивных особенностей фрезерных инструментов, используемых на ФСР станках с ЧПУ________________________________________________________30.

5. Литература_________________________________________________38.

Лабораторная работа №1

Формирование РТК для токарной обработки деталей.

1 Общие положения.

1. Токарный станок с ЧПУ мод.16К20Ф3,

2. Встроенный робот мод,

3. Тактовый стол мод. СТ150

4. УЧПУ станка (NC201, NC 210, Fanuc и т.п.)

Рисунок 1

Токарные роботизированные комплексы, создаваемые на базе токарных станков с ЧПУ для работы в автономном режиме, кроме станка включают промышленные роботы различных конструкций и накопительные системы для накопления и подачи в ориентированном положении под захват руки робота, заготовок и полуфабрикатов различных конструкций, для обработки которых разрабатывается программа обработки на станке. Все устройства РТК объединены единой системой управления.

Токарные роботизированные технологические комплексы на базе станков с ЧПУ предназначены для изготовления в автоматическом режиме разнообразных деталей, таких как «валы», «втулки», «диски» по максимально возможному количеству поверхностей без переустановки детали. Примеры деталей показаны на рисунке 2

Рисунок 2

При необходимости обработки деталей типа «вал» или «втулка» с двух сторон в программу работы комплекса может быть заложена переустановка детали с помощью промышленного робота. Обработка детали со второй стороны осуществляется с использованием соответствующего инструмента, размещенного в револьверной головке.

2 Конструктивные особенности токарных станков с ЧПУ типа 16К20Ф3.

Станки с ЧПУ имеют повышенную точность по сравнения с обычными станками. Это обеспечивается повышенными требованиями к изготовлению и сборке станков, а также использованием специальных узлов типа ШВП, прецизионных подшипников для шпинделей, высокой износостойкости направляющих и др.

Шпиндель станка установлен на сдвоенных радиально-упорном подшипниках, установленных в шпиндельной бабки станка. Деталь в 3-х кулачковом патроне закрепляется автоматически за счет тяги размещенной внутри шпинделя станка, приводимой в движение специальным электродвигателем, расположенным с левой стороны шпиндельной бабки. Привод вращения шпинделя осуществляется от ассинхронного двигателя с частотным регулированием с помощью поликлиновой ременной передачи.

Суппорт, с размещенной на ней револьверной головкой, имеет продольное и поперечное перемещение от отдельных ассинхронных электродвигателей с частотным регулированием, что позволяет обеспечить широкий диапазон возможных подач. Перемещения осуществляются с использованием ШВП, в которых за счет предварительного натяга устраняется зазор между шариками и канавками гаек. В результате повышается точность перемещений и фиксации суппорта в конечных положениях.

Для повышения жесткости закрепления деталей, особенно удлиненных, используется задняя бабка. Для облегчения установочных перемещений задней бабки, осуществляемых вручную, под нижнюю поверхность бабки подается воздух, создающий воздушную подушку. После установки задней бабки в определенное положение, она фиксируется с помощью специальной рукоятки. Дальнейшее осевое перемещение центра, установленного в пиноли задней бабки, осуществляется автоматически от отдельного электродвигателя.

Револьверная головка Рисунок 3 может иметь конструкцию с закреплением резцов в пазах диска или в специальных оправках, закрепляемых в диске, обеспечивающих возможность установки и настройки резцов на размер вне станка. Револьверная головка имеет отдельный электродвигатель для поворота на определенный угол в зависимости от количества резцов (позиций). Количество резцов(позиций) в головке, как правило, составляет 6-8 ед.

а) б)

Рисунок 3

Рабочая зона станка автоматически закрывается защитным щитком, перемещающимся по специальным направляющим. Он предохраняет оператора станка от разлетания стружки и СОЖ. СОЖ подается в зону резания по подводящим трубкам из емкости, расположенной в станине с помощью специального насоса. Для отвода стружки, падающей в проем станины станка используется пластинчатый транспортер, имеющий свой двигатель привода пластинчатой ленты.

В токарных РТК могут использоваться промышленные роботы разных конструкций. Это могут быть встроенные или напольные роботы. В РТК, имеющемся в лаборатории используется встроенный ПР рисунок 4, т.е. закрепленный на станине станка. Он имеет электрические привода перемещений рабочих органов. Движения робота обеспечивают подвод руки со схватом к заготовке расположенной в строго определенном месте, перемещение ее в ориентированном положении к зажимному патрону и введение части детали в патрон осевым смещением.

Рисунок 4

В настоящее время для загрузки и разгрузки деталей в РТК широко используются шарнирные роботы с электроприводами для рабочих органов.

3 Технологические возможности станка 16К20Ф3.

Станки 16К20Ф3 имеют достаточно широкие возможности за счет размещения в револьверной голове различных инструментов и за счет независимых движений продольного и поперечного столов.

Совместное движение суппортов обеспечивает возможность получения сложноконтурных поверхностей, как наружных так и внутренних. Размещенные в револьверной головке резцы, позволяют выполнить разнообразные технологические переходы в соответствии с конструкциями резцов. Наиболее целесообразным является использование резцов с механическим креплением пластинок. Могут использоваться резцы как для наружной, так и для внутренней обработки поверхностей детали. В револьверной головке могут также устанавливаться недлинные осевые инструменты для обработки отверстий на оси детали.

Рисунок 5

Для выполнения обработки детали в соответствии с запланированным маршрутом, режущие инструменты в револьверной головке должны размещаться в последовательности, предусмотренной маршрутом обработки.

Для настройки инструмента вне станка используются специальные оправки рисунок 3 б), закрепленные в гнездах револьверной головки.

В соответствии с конструкциями резцов, на станке могут обрабатываться ступенчатые и сложно профильные наружные и внутренние поверхности валов и втулок со снятием фасок, осуществляться проточка разнообразных канавок, нарезание метрических и дюймовых резьб, протачивание винтовых поверхностей, отрезка деталей, обработка отверстий не длинными осевыми инструментам, устанавливаемыми в оправках.

При обработке деталей может использоваться смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) на водной основе. Включение подачи СОЖ осуществляется автоматически по команде системы управления.

Так как выполнение различных технологических переходов осуществляется на разных режимах резания, то по командам от системы управления осуществляется автоматическое переключение чисел оборотов шпинделя для выполнения соответствующего технологического перехода на оптимальном режиме. Перемещение резцов осуществляется от нулевой точки, т.е. из положения заложенного в программу обработки, по запрограммированной траектории, в том числе сложной конфигурации. Перемещение резцов по заданной траектории может быть многократным для снятия соответствующего припуска, т.е. может быть выполнена например черновая, получистовая и чистовая обработка на соответствующих режимах.

При расчёте режимов обработки необходимо выбирать стойкость инструмента достаточную для обработки деталей в течение не менее полусмены, чтобы не прерывать работу комплекса в автоматическом режиме на замену инструмента. Во время перерыва замена инструмента будет осуществлена наладчиком без нарушения ритма работы комплекса. Для определения необходимой стойкости инструмента нужно суммировать время, затрачиваемое конкретным инструментом на выполнение одного технологического перехода с последующим умножением на количество повторных переходов, выполняемых в течение рассматриваемого времени. Увеличению стойкости способствуют снижение скорости резания и подачи.

4 Накопительные системы для размещения заготовок и готовых деталей.

Для обеспечения работы РТК в автоматическом режиме в течение определенного периода времени (полусмены, смены и т.д.) необходимо иметь накопительные системы, которые могут быть различными для деталей различной конфигурации например, для деталей типа «вал» могут быть использованы так называемые «шиберные бункеры», в которых шибер из бункера перемещает заготовки в позицию захвата руки робота. Для размещения обработанных деталей должна предусматриваться дополнительная тара. Для деталей типа «втулка» могут быть использованы например, «змейковые накопители», гравитационные накопители, дисковые, штыревые для деталей типа «диск» — «трубчатые накопители» с шиберами и др.

Некоторые виды накопителей показаны на рисунке 6.

Рисунок 6

В этих случаях, также необходимо дополнительное устройство для размещения готовых деталей. Для деталей разных типов может использоваться стандартный тактовый стол мод. СТ150 с габаритами:2200х810 и 24-мя платформами. На этих платформах, перемещающихся периодически на шаг по командам от системы управления, могут размещаться как заготовки, так и обработанные детали. При использовании тактового стола необходимо обеспечить его рациональное размещение относительно станка с тем, чтобы использовать минимальную площадь и возможности робота по достижению заготовки, размещенной на платформе, в позиции, удобной для загрузки-разгрузки станка. Учитывая то, что заготовки должны быть ориентированы определённым образом под захват руки робота, каждая платформа имеет центральное отверстие, по которому может быть сориентирована специальная оснастка для установки заготовок и обработанных деталей. Наибольшее количество платформ тактового стола, как правило не обеспечивает возможность работы РТК в автоматическом режиме, хотя бы в течение полусмены, поэтому необходимо разработка оснастки для увеличения количества деталей типа «вал», «диск» и «втулка» на каждой платформе тактового стола.

Детали типа «втулка», могут размещаться друг на друге при центрировании по отверстию на центральном штыре, детали типа «диск» могут быть сориентированы относительно центра платформы тремя штырями, размещенными по периметру детали. Детали типа «вал» можно размешать на стойке друг над другом с укладкой их на призматические опоры , при этом не следует забывать о необходимости осевой ориентации т.е. ограничения от продольного перемещения и учитывать возможности ПР по величине вертикального перемещения.

5 Задание по лабораторной работе.

1. Кратко описать узлы и механизмы станка, обеспечивающие высокую точность обработки.

2. Описать технологические возможности станка и устройства их обеспечивающие.

3. Привести перечень технологических операций, которые могут быть выполнены на станке.

4. Дать рисунки оснастки, позволяющей увеличить количество заготовок на каждой платформе тактового стола.

6 Вопросы для проверки знаний изучаемого материала.

1. Как устанавливается шпиндель в коробке станка, сколько используется опор и какие они? Какие используются посадки для подшипников шпинделя?

2. Что такое ШВП и их виды?

3. Виды ПР используемые для токарных РТК?

Лабораторная работа №2

Формирование РТК на базе фрезерно-сверлильно-расточных станков с ЧПУ.

1 Общие положения.

Фрезерно-сверлильно-расточные станки с ЧПУ имеют шпиндель, в котором закрепляются оправки с инструментами, расположенный горизонтально или вертикально. Это связанно с конструкциями обрабатываемых деталей. Для расширения технологических возможностей станков, используются специальные устройства, типа поворотных столов и др., подключаемых к системе управления станка. Эти устройства позволяют осуществлять дополнительное изменение ориентации деталей относительно шпинделей станков с инструментами.

ФСР станки с любым расположением шпинделей, оснащаются магазинами режущих инструментов дискового типа и устройствами различного рода для выведения оправки с инструментом в положение соосное с осью шпинделя.

Варианты конструктивного исполнения ФСР станков можно рассмотреть по МУ№2082, где представлен ФСР станок модели 6305Ф4 с горизонтальным расположением шпинделя и по книге Е.А. Локтевой «Станки с программным управлением», где рассмотрен станок модели 243ВМФ4 с вертикальным расположением шпинделя или на примере станка модели FineTech SMV 450 имеющегося в лаборатории кафедры « АССИ». Общие виды этих станков приведены на рисунке 1.

6305Ф4 243ВМФ4 SMV450

Рисунок 1

Станки имеют некоторые различия по приводам вращения шпинделей и рабочим перемещением узлов, но одинаковым в них являются наличие отдельного привода на каждый исполнительный механизм, использование ШВП для перемещений рабочих узлов, наличие магазинов режущих инструментов и устройств затягивания оправок с инструментами в шпиндель станка. На станках используются оправки для закрепления инструментов, имеющие базирующий конус 7:24 и штревелем на конце оправки, служащим для захвата оправки механизмом затягивания, расположенном в шпинделе станка. Конструктивное исполнение механизмов затягивания инструментальных оправок практически во всех ФСР подобно.

Виды оправок для закрепления инструмента и штревели показаны на рисунке 2.

Рисунок 2

Дисковые магазины инструментов, от которых в значительной мере зависят технологические возможности станков могут иметь от 12 до 30 инструментальных позиций. Конструкции устройств перегрузки инструментов в шпиндели станков различны, могут использоваться специальные манипуляторы, как на станках 243ВМФ4 и 6305Ф4 или специальные механизмы перемещения магазина с инструментами к шпинделю с последующим перемещением шпиндельного узла с захватом инструментальной оправки, как это имеет место на станке SMV450, размещенного в лаборатории кафедры.

Для расширения технологических возможностей станка модели 6305Ф4 используется поворотный стол встроенный в стол продольного перемещения. На станках типа 243ВМФ4 и SMV450 могут быть использованы дополнительные поворотные столы (см. Рис. 3) или устройства с патроном на горизонтальном поворотном шпинделе. Таким устройством оснащен станок модели SMV450.

Рис.3

Станок SMV450, как и все современные станки с ЧПУ, имеет герметизированную рабочую зону со сдвижными дверцами, открывание которых во время цикла обработки детали невозможно. Все ФСР станки оснащаются индивидуальными системами подачи СОЖ и устройствами сбора отходов обработки, а так же системами защиты направляющих от попадания стружки и СОЖ.

2 Шпиндели станков.

Конструктивное исполнение шпинделей ФСР станков различается видами подшипников, используемых для установки шпинделей в шпиндельных головках, механизмами передачи вращения шпинделям, системами захвата штревелей инструментальных оправок и т.п. Принцип действие всех механизмов захвата штревелей инструментальных оправок практически одинаков. В нем используются тарельчатые пружины для создания постоянного затягивающего усилия в процессе обработки деталей. Захват штревелем осуществляется, как правело, либо спиральными лапками, либо с использованием шариков. Шпиндели станков имеют торцевые шпонки обеспечивающие исключение проворота оправки с инструментом при приложении к ней больших крутящих моментов. Загрузка инструментов в магазины станков осуществляется после ручного введения инструментальной оправки в шпиндель станка с ориентацией по торцевым шпонкам.

Натяг подшипников шпинделей, исключающих зазоры в подшипниках осуществляется, за счет дистанционных размерных колец и пары гайка-контрогайка.

3 Инструментальные системы ФСР станков.

На ФСР станках используются, в основном, дисковые магазины инструментов с горизонтальной осью вращения (ст-к 243ВМФ4), вертикальной осью вращения (ст-к SMV450) и с расположением магазина на верхней части вертикальной стойки станка, в которой размещается горизонтальный шпиндель с механизмом вертикального движения. Инструментальный магазин при этом вращается вокруг вертикальной оси (ст-ки типа ИР500Ф4 Ивановского станкозавода).

На рис. 4 показаны дисковые магазины инструментов с вертикальной и горизонтальной осями вращения.

а) Вертикальная б) Горизонтальная

ось вращения ось вращения

Рис.4

В магазинах могут размещаться осевые инструменты различного рода – центровые и спиральные сверла, сверла с механическим креплением пластинок, зенкеры, развертки, метчики, различного рода фрезы – концевые, торцевые, шпоночные, дисковые и т.д., расточные головки различного вида и т.д. Для закрепления инструментов в оправках используются патроны различных видов: кулачковые, цанговые, гидропластовые, с масляными рубашками и др. Для обработки с высокой точностью и высокими требованиями по жесткости установки инструментов используются термоусадочные оправки, которые нагреваются ТВЧ перед установкой в них инструментов и при остывании жестко закрепляют хвостовики инструментов.

4 Формирование РТК при использовании ФСР станков

На ФСР станках, как правило, обрабатываются корпусные детали различного вида. При формировании РТК для таких деталей необходимо решить следующие задачи:

1. Выбрать накопительную систему для размещения заготовок в количестве достаточном для работы в автоматическом режиме не менее 1/2 смены.

2. Решить вопрос о размещении обработанных деталей.

3. Обеспечить автоматическое перемещение заготовок из накопительного устройства на позицию обработки и выгрузку обработанных деталей. При использовании ПР необходимо иметь соответствующие схваты руки ПР.

4. Обеспечить автоматическое базирование и закрепление детали на позиции обработки с последующим автоматическим раскреплением для выгрузки обработанной детали.

Цикл обработки деталей осуществляется автоматически от системы ЧПУ станка по программе, разработанной для каждого вида деталей.

В качестве накопительных устройств могут использоваться:

· Неподвижные накопители с двухпозиционными перегружателями

· Накопители карусельного типа

· Тактовые столы

· Специальные накопительные системы

Выбор накопительной системы должен осуществляться с учетом конструкции обрабатываемой детали и с расчетом количества заготовок, необходимых для работы в течение ½ смены или более. Это количество рассчитывается исходя из времени такта изготовления детали, включающего суммарное время выполнения всех необходимых технологических переходов и вспомогательного времени, затрачиваемого на движение шпинделя с инструментом и движение руки промышленного робота. При определении вспомогательного времени можно использовать экспертные оценки затрат времени на каждое вспомогательное перемещение.

Размещение обработанных деталей может быть выполнено путем возврата готовых деталей на позиции, где размещались заготовки или в отдельную тару, но с учетом исключения повреждений обработанных деталей. Размещение накопительного устройства относительно станка должно быть таким, что бы рационально использовалась производственная площадь. Для манипуляции с заготовками и обработанными деталями необходимо выбирать конструкцию промышленного робота, обеспечивающего достижение исходного положения заготовки и рабочего положения детали на станке. Т.е. что бы вылет руки робота был достаточным, а усилие схвата позволяло бы удерживать заготовку, масса которой должна быть рассчитана. В настоящее время нашли широкое применение шарнирные роботы с системами электрических приводов каждого шарнира.

Схваты руки робота должны обеспечивать надежное удерживание заготовки и перемещение в ориентированном виде для правильной установки в зажимное приспособление станка. Зажимные станочные приспособления для закрепления детали на станке могут иметь пневматическую систему закрепления с подводом воздуха к приспособлению гибкими шлангами, или системами закрепления с передачей воздействия на элементы закрепления заготовок от шпинделя станка при соответствующем программировании перемещений и этого воздействия. При этом, могут использоваться зажимные приспособления с винтовыми механизмами, пружинными системами, в том числе тарельчатыми пружинами, эксцентриковые устройства, клиновые и др. Пример приспособления для закрепления заготовок с винтовым приводом (самоцентрирующие тиски) и с заворачивающим устройством, имеющим механизм регулирования крутящего момента, показан в МУ №2082. Самоцентрирующие тиски в этом случае обеспечивают зажим и необходимую ориентацию детали для последующей обработки. Однако для каждой конструкции детали, вопрос базирования и закрепления детали должен решаться индивидуально и с соответствующим обоснованием.

В Приложении №1 даны образцы конструкций деталей для использования при выполнении данной работы.

5 Задание к лабораторной работе

1. Рассмотреть конструкцию детали, назначенную преподавателем, с выбором системы базирования и закрепления.

2. Выбрать режущий инструмент для обработки указанных на чертеже поверхностей.

3. Дать маршрут обработки детали для одного из отмеченных в работе станков.

4. Предложить вариант приспособления для базирования и закрепления детали.

5. Предложить вариант накопительной системы.

6. Предложить конструкцию ПР.

6 Вопросы для проверки знаний изучаемого материала.

1. Чем определяются технологические возможности станков?

2. Какие могут быть конструкции систем перегрузки из магазина в шпиндель станка?

3. Какие используются механизмы закрепление оправок в шпинделе станков и принципы их действия?

4. Какие используются приводы вращения шпинделей в конструкциях станков, рассматриваемых в данной работе?

Приложение 1

Деталь №1

Деталь №2

Деталь №3

Деталь №4

Деталь №5

Деталь №6

Лабораторная работа №3

Изучение конструкций и технологических возможностей инструментов с неперетачиваемыми пластинками, используемых на токарных станках с ЧПУ.

1 Цель работы

Точность и производительность обработки деталей на станках с ЧПУ во многом связана с использованием резцов с механическим креплением неперетачиваемых твердосплавных и других пластинок. Поэтому, для решения вопросов по разработке высокопроизводительных процессов обработки деталей необходимо иметь информацию о комплексе вопросов, связанных с видами пластинок, методами их закрепления на державках, свойствах режущих материалов, из которых они изготавливаются и т.д. В данной работе предусматривается формирование подобного комплекса знаний за счет представления определенной информации и активной работы студента в направлениях, формируемых в заданиях по лабораторной работе.

При выполнении работы должна использоваться справочная литература и проспекты фирм, например, фирмы «Sandvik Coromant», «Искар» и т.п. В отчетах необходимо делать ссылки на использованную литературу.

2 Содержание работы

2.1 Виды пластинок и методы их крепления.


Прижим повышенной жесткости	Прижим рычагом за отверстие	Прижим клин-прихватом сверху	Крепление винтом и прихватом сверху	Крепление винтом	Крепление пластин винтом, Т-образные направляющие	Крепление прихватом сверху

Конфигурация пластинок, виды державок и методы крепления пластинок на державках, в основном, определяют их выбор для выполнения конкретных технологических операций. Некоторые примеры резцов с пластинками даны в Таблице 1.

Таблица 1

Например, квадратная пластинка может быть успешно использована для проходной обработки, т.е. для наружной и внутренней обработки деталей, не имеющих ступенек, так как резцы с такими пластинками не пригодны для формирования торцевых поверхностей ступенчатых деталей. При обработке ступенчатых деталей необходимо использовать пластинки других конфигураций в так, называемых, подрезных резцах.

Рисунок 1

Виды конфигураций таких пластинок должны быть выбраны студентом по каталогам и представлены в отчете.

Конфигурации пластинок определяют количество их переустановок и, следовательно, срок их использования для выполнения процесса обработки. Однако, например, при обработке вогнутых радиусных или криволинейных поверхностей необходимо использовать ромбическую пластинку, всего лишь с двумя рабочими вершинами и при небольшой величине угла в плане.

Рисунок 2

При этом необходимо избежать контакт пластинки по задней поверхности, с обработанной поверхностью детали.

При обработке ступенчатых поверхностей деталей необходимо обеспечивать передний угол пластинки по отношению к торцевой поверхности детали не меньше 7-8-ми градусов.

Пластинки могут иметь плоские или рельефные верхние плоскости.

Рисунок 3

Это играет роль по их выбору для различных вариантов обработки. Пластинки с плоскими верхними поверхностями используются при установке накладных стружколомов для снятия больших припусков и как подкладные (опорные) для повышения жесткости установки режущих пластинок.

Рисунок 4

Большое количество пластинок имеют рельефную верхнюю поверхность с режущей ленточкой и стужкозавивающей канавкой, обеспчивающей формирование элементной стружки при рациональных режимах обработки. Формирование дробленой стружки является необходимым условием работы в автоматизированном производстве, так как сливная стружка может вызвать поломку резца, ухудшить шероховатость обработанной поверхности и требует ручного труда для её удаления.

Вид рельефа на верхней плоскости пластинок разными фирмами изготовителями предлагается различный. Практически все пластинки имеют износостойкие покрытия разных видов. Широкое применение находят пластинки и инструменты с покрытием нитридом титана, , карбонитридом титана и другие, т.е. используются многослойные покрытия. В зависимости от качества изготовления, вида и качества покрытия находится стойкость пластинок, которая может колебаться в достаточно широких пределах (в 1,5 – 5-ть раз). Как правило предприятия выбирают конкретного поставщика на основе производственных испытаний обработки изделий применительно к заводским условиям и используемому оборудованию.

Образцы различных видов пластинок рассматриваются в лаборатории, но они не исчерпывают номенклатуру пластинок, предлагаемых специализированными фирмами.

Сменные твердосплавные пластины

Пластина ромбическая Покрытие из нитрида титана	l = 6,35 d = 6,35 s = 2,60 d1 = 2,70 r = 0,40 α = 55°

Пластина треугольная с угловыми боковыми поверхностями Многослойное покрытие	l = 5,20 d = 6,50 s = 3,35 d1 = 3,15 r = 0,80
Пластина ромбическая Многослойное покрытие	l = 7,30 d = 6,35 s = 2,53 d1 = 2,70 r = 0,40 α = 35°
Пластина квадратная Покрытие из нитрида титана	l = 9,52 d = 9,52 s = 4,10 d1 = 4,35 r = 0,40
Пластина треугольная с угловыми боковыми поверхностями и канавками стружколомами	l = 8,60 d = 13,35 s = 4,50 d1 = 5,16 r = 0,10
Пластина квадратная с канавками стружколомами	l = 13,10 d = 13,10 s = 4,50 d1 = 5,16 r = 0,10
Пластина квадратная с ленточкой и канавкой	l = 13,10 d = 13,10 s = 4,50 d1 = 5,16 r = 0,10

В отчете по работе необходимо показать возможно больше количество видов пластинок для различных операций обработки.

В производстве используются различные методы крепления пластинок на державках, так как пластинки могут быть с отверстиями и без них. Для отрезных резцов могу использоваться пластинки в виде прямоугольников, что связано с одним из методов крепления таких пластинок за счет упругости прижимного элемента.

В отчете необходимо показать все основные методы крепления пластинок с указанием особенностей того или иного метода.

2.2 Державки резцов и их особенности.

Как правило, державки резцов имеют призматическую форму удобную для закрепления крепежными болтами. Габаритные размеры связаны с размерами пластинок и условиями применения резцов.

Рисунок 5

Имеются державки с элементами для настройки инструментов на размер, а также специальные оправки для установки резцов в револьверные головки после настройки на размер на специальных приборах. Необходимо рассмотреть принцип настройки на размер на имеющемся в лаборатории приборе с последующим описанием его в отчете по работе.

Необходимо помнить, что проходные и подрезные резцы могут быть «правыми» и «левыми». В настоящее время это особенно актуально для станков с ЧПУ, имеющих оппозитный шпиндель, перехватывающий заготовку, обработанную с одной стороны для последующей её обработки с другой стороны.

Для операции расточки отверстий необходимо правильно выбрать не только конфигурацию режущей пластинки, но и соответствующую длину державки и метод закрепления пластинки на державке. Это связано с тем, что необходимо учитывать диаметр, обрабатываемой заготовки и глубину растачиваемого отверстия, с тем, чтобы державка имела достаточную жёсткость, позволяющую использовать режущие свойства пластинки, но чтобы она не контактировала с обработанной поверхностью отверстия и позволяла бы осуществить отвод пластинки от обрабатываемой поверхности отверстия перед возвратом резца в исходное положение. Крепление пластинки не должно создавать препятствия для выхода стружки.

Рисунок 6

В ряде случаев используются сменные блоки с пластинками рисунок 1, имеющие специальные поверхности для установки блоков в гнезда крепления. Так, например, фирма «Sandvik Coromant» использует оправки с хвостовиками, имеющими не цилиндрическую поверхность, а, так называемый равноосный, похожий на равносторонний треугольник, профиль. Такой профиль обеспечивает точное положение пластинки в пространстве относительно обрабатываемой поверхности.

3. Задание к лабораторной работе.

а) Рассмотреть номенклатуру пластинок по конфигурации.

б) Рассмотреть методы крепления пластинок на державки резцов.

в) Изучить конструкцию оправок для установки резцов в револьверные

головки и прибора для настройки резцов на размер.

г) Рассмотреть виды резцов с неперетачиваемыми пластинками для

выполнения токарных операций.

д) Рассмотреть виды пластинок и конструкции державок для резьбонарезных операций и операций точения канавок.

4. Вопросы для проверки знаний изучаемого материала.

4.1 Какие используются марки твердых сплавов для обработки различных

конструкционных материалов?

4.2 Какую конфигурацию имеют проходные, подрезные, расточные,

отрезные и канавочные резцы?

4.3 Что обеспечивает повышение стойкости резцов?

4.4 Какие имеются виды пластинок для нарезания резьб?

Лабораторная работа №4

Технологические возможности и конструктивные

особенности фрезерных инструментов.

1 Цель работы

Целью работы является изучение технологических возможностей обработки машиностроительных деталей фрезерным инструментом с учётом их конструктивных особенностей. Прежде всего, целесообразно рассмотреть инструменты с механическим закреплением режущих пластинок, как наиболее широко применяемых в настоящее время для выполнения широкого круга операций. Различное конструктивное исполнение таких инструментов вызвано не только разнообразием поверхностей, которые могут быть обработаны фрезами, но и методами закрепления пластинок, а также использованием их как для снятия больших припусков, так и для чистовых операций. Поэтому, важно чтобы при выборе инструмента учитывались силовые факторы, а также обеспечивалось достижение высокой производительности, что связано с габаритными размерами фрез и числом режущих элементов инструмента.

Широкое распространение станков с ЧПУ в машиностроении привело к появлению новых видов технологических операций, выполняемых фрезами, что вызывает необходимость, в ряде случаев, по-новому строить технологические процессы обработки деталей. К таким операциям относятся: обработка наружных цилиндрических поверхностей валов фрезами при вращении детали, растачивание цилиндрических отверстий и не цилиндрических выемок при круговой интерполяции фрезы, в том числе глухих, формирование резьб метчиками-фрезами.

Современные каталоги инструментов ряда фирм содержат рекомендации по режимам резания применительно к разным условиям обработки и классификации марок обрабатываемых материалов, что облегчает задачу правильно выбора инструмента для его использования в конкретных условиях.

В данной работе предусматривается не только изучение фрезерных инструментов, но и демонстрация возможностей отдельных их видов на фрезерно-сверлильно-расточном станке с ЧПУ мод. FineTech SMV450» , имеющегося в лаборатории кафедры «АССИ». В качестве иллюстрации обработки фрезерованием, рассматриваются несколько видов фрез с оправками для установки в шпиндель станка с ЧПУ мод. FineTech SMV450. Например, рассматриваются: концевая пазовая фреза, концевая фреза с радиусным окончанием, концевая фреза для обработки уступов.

При выполнении работы должна использоваться справочная литература и проспекты фирм, например, фирмы «Sandvik coromant» (Швеция), «Iscar» (Израиль), DIJET (Япония), WALTER (Германия), SECO (Швеция) и т.п. В отчетах по работе необходимо делать ссылки на использованную литературу.

2 Содержание работы

2.1 Рассмотрение торцевых насадных фрез для фрезерования плоскостей.

Такими фрезами обрабатываются торцевые поверхности корпусных деталей, свободные плоские поверхности (лыски) без уступов у валов, дисков и т.п.

Рисунок 1

При обработке плоскостей необходимо выбирать фрезы, наружный диаметр которых, либо превышает ширину обрабатываемой поверхности, либо обеспечивает обработку плоскости при минимальном количестве проходов.

На основании изучения проспектных материалов студент должен проиллюстрировать примерами следующие конструктивные отличия торцевых насадных фрез:

а) виды используемых пластинок в конструкциях торцевых насадных фрез;

б) варианты крепления пластинок, в том числе тангенциальное;

в) конструкции для черновой и чистовой обработки поверхностей;

г) закрепление фрез на оправках.

2.2 Рассмотрение концевых фрез для фрезерования уступов.

При выборе фрез для фрезерования уступов необходимо ориентироваться на глубину уступа, так как при значительной величине уступа возникают значительные усилия, действующие на инструмент, вызывающие необходимость учёта прочностных свойств инструмента. Глубина уступа оказывает существенное влияние на выбор конструкции фрезы. Особенно это относится к уступам с большой глубиной.

Рисунок 2

В отчёте необходимо показать конструкции фрез для фрезерования уступов с кратким описанием особенностей инструментов, в том числе для глубоких уступов.

2.3 Рассмотрение фрез для обработки отверстий с круговой интерполяцией и фрезы для обработки карманов различной конфигурации.

Рисунок 3

В отчёте необходимо показать конструкции фрез, пригодных для указанных работ с кратким описанием особенностей инструментов.

Наиболее часто для обработки карманов сложной конфигурации используются фрезы с круглыми пластинами. Так же фрезы с круглыми пластинами могут использоваться для большого количества различных операций как черновой, так и чистовой обработки, таких как: торцевое фрезерование, обработка канавок и др.

2.4 Рассмотрение фрез для фрезерования пазов.

Для фрезерования пазов, особенно глубоких, наиболее эффективны дисковые фрезы. Для узких и не глубоких пазов находят применение цельные концевые фрезы из быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Рисунок 4

В отчёте необходимо показать и дать краткое описание конструктивных отличий следующих видов фрез:

а) дисковые универсальные фрезы;

б) дисковые двухсторонние фрезы;

в) дисковые прорезные фрезы

г) пазовые цельные концевые фрезы.

2.5 Рассмотрение канавочных фрез для обработки канавок и пазов в отверстиях.

Рисунок 5

В отчёте необходимо показать и дать краткое описание следующих видов фрез:

а) фрезы с различным количеством режущих элементов;

б) различия по методам крепления режущих элементов.

2.6 Рассмотрение фрез для фрезерования резьб.

Главное отличие резьб, сформированных фрезами, заключается в том, что фреза нарезает резьбу по всей глубине имеющегося отверстия, в то время как заходная часть метчика не позволяет это сделать.

При обработке отверстий больших диаметров фреза обеспечивает более высокую производительность по сравнению с резьбовым резцом при обеспечении высокого качества резьбы по всем параметрам.

В отчёте необходимо показать виды концевых фрез для нарезания резьб.

Рисунок 6

2.7 Рассмотрение фрез со сменными головками.

Главное отличие фрез со сменными головками, заключается в том, что в один и тот же корпус могут быть установлены различные варианты головок, что сокращает номенклатуру используемого инструмента, а так же, дает возможность заменить режущую головку за короткий отрезок времени, при этом замена может осуществляться без снятия инструмента со станка и последующей его настройки.

фрезерование винтовая фрезерование профильное

пазов интерполяция стенок фрезерование

обработка с фрезерование

высокой подачей фаски

Область применения:


Фрезерование уступов	Фрезерование пазов	Торцевое фрезерование	Фрезерование с осевой подачей


Фрезерование карманов	Профильная обработка	Фрезерование с врезанием

Рисунок 7

Рисунок 8

3. Оформление отчёта.

3.1 Общие положения

На Рис 8 представлено многообразие видов фрез и обрабатываемых ими поверхностей.

Конструкции инструментов могут быть представлены в отчётах в виде копий с электронных носителей или как ксерокопии, наклеенные на листы отчёта.

В отчёте не должны приводиться таблицы с размерами инструментов, что может лишь увеличить объем отчета без влияния на его содержательную часть.

В содержании настоящего методического указания отмечены не все используемые виды фрез. Не рассмотренные виды фрез могут быть приведены в отчете в дополнительном разделе с соответствующими пояснениями.

3.2. Задание к лабораторной работе.

а) Показать виды пластинок, используемых в конструкциях фрез.

б) Показать виды фрез, в соответствии с приведенным перечнем, с кратким описанием конструктивных особенностей инструментов и примерами обрабатываемых поверхностей.

в) Дать описание всех инструментов и выполняемых ими операций указанных на рисунке 8.

г) Описать и показать методы закрепления режущих элементов на корпусах фрез.

4. Вопросы для проверки знаний изучаемого материала.

4.1 Как различаются фрезы по методу их установки на станки?

4.2 Какие новые технологические операции с использованием фрез стали применять на станках с ЧПУ?

4.3 В каких случаях целесообразно использование цельных твёрдосплавных фрез?

7 Используемая литература

1. Проников А.С. Справочник в 3-х томах.

2. МУ №2082 РТК на базе станка мод. 6305Ф4.

3. Брон Л.С. «Конструкция, наладка и эксплуатация агрегатных станков и автоматических линий».

4. Барановский «Справочник по режимам резания(приложение)».

5. Каталог инструментов фирмы «Sandvik coromant».

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 593; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!