Рекомендации к выполнению работы

Если в конструкции инструмента есть операция запрессовки, например, штифта в державку, то следует рассчитать усилие запрессовки, как для продольно-прессовой посадки, т.е. без подогрева державки [3].

На следующем этапе рассматривается размерный анализ резца с учетом метода достижения точности при сборке, при его установлении и замене на станке (рис. 1.4) для случая автоматического получения размера d обрабатываемой детали.

В размерных цепях l и точность достигается методом регулирования с помощью компенсаторов, а в размерной цепи с – методом полной взаимозаменяемости.

Звенья размерной цепи оказывают влияние на точность размера заготовки, а звенья размерных цепей l и – на точность диаметра заготовки.

Если на станке заменяется резец, то точность замыкающих звеньев и регулируются компенсаторами 3, 4 (рис. 1.4).

 

Рисунок 1.4 – Размерные цепи l, и , влияющие на точность обработки размеров заготовки и при автоматическом методе получения точности этих размеров при смене режущего инструмента
(1-державка, 2-режущая пластина, 3, 4-компенсаторы).

В случае замены или поворота режущей пластины точность обработки достигается методом полной взаимозаменяемости и зависит от точности составляющих звеньев размерных цепей и погрешностей сборки резца.

В лабораторной работе необходимо установить погрешность замыкающего звена при сборке резца из-за неточности изготовления СМП. Погрешность размера выявляется после каждого поворота пластины на приборе БВ-2010 с точностью до 1 мкм. Работа выполняется в следующей последовательности:

Резцы после сборки устанавливают в инструментальном блоке и измеряют координату вершины резца после каждого поворота СМП. Разность между каждым положением режущих кромок представляет собой погрешность базирования установки СМП при сборке. Разность показаний для всех режущих кромок – погрешность сборки для рассматриваемой СМП.

Установленная погрешность сборки является результатом действия погрешностей размеров СМП, базирования СМП в гнезде державки и ее закрепления.

Неточности изготовления СМП можно сгруппировать по геометрическим параметрам:

- погрешности размеров и (рис. 1.5 а, б);

- погрешности угла при вершине пластины (рис. 1.5 в, г, д);

-погрешности расположения ;

- отклонения осей симметрии центрального отверстия и лезвий пластины (рис. 1.5 е).

а) б) в) г) д) е)
Рисунок 1.5 – Виды погрешностей изготовления СМП

Погрешности базирования СМП при сборке резца зависит от главных конструктивных параметров и погрешностей формы поверхностей, а следовательно, от погрешностей изготовления пластин.

Виды погрешностей базирования при сборке резцов с трехгранными пластинами приведены на рис. 1.6.

а) б) в)
Рисунок 1.6 – Смещение вершины резца при сборке, связанное с базированием пластины в гнезде державки резца из-за погрешностей изготовления по размерам , и режущей пластины

Учитывая то, что смещения , и проявляются одновременно при базировании СМП в гнезде державки, то при сборке резца имеет место их взаимовлияние на точность замыкающего звена .

Величину погрешностей базирования можно прогнозировать на стадии проектирования резцов и технологического процесса их сборки:

;

,

где - погрешность изготовления диаметра вписанной окружности, мм. Она зависит от класса точности СМП;

– расстояние от диаметра вписанной окружности до вершины пластины, ;

– расстояние от опорной поверхности (базы) до направляющей поверхности пластины, .

Одним из основных требований к узлам крепления СМП является высокая точность расположения вершины режущего лезвия инструмента при многократном зажиме пластины в любом ее положении после сборки.

Погрешность закрепления зависит от принятой схемы базирования, формы базовых поверхностей и от направления силы зажима пластины по отношению к базовой поверхности гнезда державки. Наилучшим вариантом следует считать конструкцию, когда сила зажима прижимает пластину к трем базовым поверхностям.

Устойчивость или неустойчивость пластины при ее закреплении во многом зависит от формы базовых поверхностей гнезда державки (рис. 1.7).

 

а) б) в) г) д)
Рисунок 1.7 – Погрешности формы базовых поверхностей гнезда державки и взаимные виды погрешностей закрепления СМП

В случае (рис. 1.7 а), когда угол державки больше угла пластины при вершине при ее закреплении будет два устойчивых положения со смещением вершины и лезвий инструмента. Вид устойчивого положения пластины после ее закрепления будет зависеть от направления действия силы закрепления.

В случае (рис. 1.7 б), когда имеет место неопределенность положения СМП в гнезде державки вследствие неправильно выбранного направления силы зажима пластины.

Выпуклость базовых поверхностей гнезда державки (рис. 1.7 в) может вызвать контакт в двух опорных точках и, как следствие, погрешность закрепления, величина которой будет зависеть от направления силы прижима пластины по отношению к базовым поверхностям.

Неопределенности базирования и закрепления пластин можно уменьшить искусственным созданием на базовых поверхностях контактных точек (рис. 1.7 г, д), а также правильным выбором направления действия силы прижима, которая, по возможности, должна прижимать пластину одновременно к трем базовым поверхностям (опорной, направляющей и упорной).

В лабораторной работе студент устанавливает опытным путем погрешность закрепления пластины. Погрешность закрепления измеряется с точностью 0,001 на приборе БВ-2010. Резец закрепляется в инструментальном блоке. После первого закрепления пластины ее вершина (лезвие) перемещается до касания с визирной линией на экране проектора. После каждого закрепления измеряют на приборе погрешности закрепления. Разность наибольшего и наименьшего показаний на шкале прибора представляет собой погрешность закрепления пластины

,

где - наибольшее показание на шкале прибора, ;

- наименьшее показание на шкале прибора, ;

На следующем этапе студент производит анализ точности сборки резца на высоте h (рис. 1.1) (размерная цепь «C», рис. 1.4).

Точность расстояния от подошвы до вершины резца (замыкающее звено сборочной размерной цепи) зависит от точности размеров деталей, образующих размерную цепь С: толщина режущей пластины; толщина подкладной пластины; размер державки – звено размерной цепи; угол наклона установочной базы гнезда державки.

Отклонение замыкающего звена вызывает смещение (рис. 1.1) вершины резца, величина которого находится в геометрической взаимосвязи с погрешностью диаметра заготовки на рассматриваемом технологическом переходе.

Из можно записать:

,

где - погрешность диаметра d_н, ;

- смещение вершины резца (звено ) ;

- диаметр настройки станка на рассматриваемом переходе.

Рисунок 1.8 – Схема расчета погрешности обработки , вызванная смещением вершины режущей пластины на величину (замыкающее звено размерной цепи С – рис. 1.4): 1, 2-положение режущей пластины.

 

При замене СМП смещение зависит от класса точности пластины, типа ее крепления погрешности базирования в гнезде державки.

Студент определяет погрешность в зависимости от точности пластины и от погрешности ее закрепления и с помощью прибора БВ-2010, а затем рассчитывает погрешность для заданного преподавателем диаметра заготовки и устанавливает квалитет, в котором можно обработать деталь исследуемым резцом с механическим креплением СМП.

В заключение работы студент делает вывод о типах применяемых пластин P, S, M, и C, рекомендуемых с точки зрения точности при сборке резцов или резцовых вставок, оснащенных СМП, формирует технические требования на сборку режущего инструмента с механическим креплением СМП.

Контрольные вопросы

1. Какие исходные данные необходимы для разработки ТПС инструмента с механическим креплением режущей пластины?

2. Преимущества и недостатки технологических схем сборки инструмента с базовой деталью и веерного типа.

3. Назовите технологические методы сборки инструмента.

4. Какие методы достижения точности применяют при автоматическом получении размера заготовки на рассматриваемом технологическом переходе.

5. Покажите влияние составляющих звеньев размерных цепей резца на точность обработки.

6. Какие погрешности режущей пластины влияют на точность ее установки в гнезде державки?

7. От чего зависит смещение вершины резца с механическим креплением режущей пластины при ее закреплении?

8. Дайте оценку погрешности диаметра заготовки в связи со смещением вершины резца по высоте.

9. Какие технические требования предъявляются к державке и к подкладной пластине перед сборкой?

10. Технические требования на сборку резца с механическим креплением режущих пластин.

Лабораторная работа №2
Сборка задней бабки токарно-винторезного станка модели 16К20