1. Способы крепления РИ на станках.
Нормальная работа металлорежущего инструмента предопределяется конструкцией не только режущей части, но и соединительной или зажимной части.
Конструкция соединительной или зажимной части должна обеспечить быструю установку и снятие инструмента, надежное закрепление на станке. Она должна быть достаточно прочной и жесткой, простой и технологичной.
Наиболее часто соединительная или зажимная часть выполняется в форме отверстия в корпусе инструмента либо в виде соответствующего хвостовика.
Базовое отверстие имеют насадные инструменты, которые устанавливаются и закрепляются на оправках. Базовое отверстие инструмента и сопряженные поверхности оправок могут быть цилиндрическими либо коническими.
Номинальные диаметры цилиндрических отверстий у насадных инструментов выбираются из следующего ряда: 8, 10, 13, 16, 22, 27, 32, 40, 50, 60, 70, 80 и 100 мм. При выборе диаметра базового отверстия насадного инструмента необходимо обеспечить достаточную прочность, жесткость и виброустойчивость оправки. Оправки повышенных диаметров как более жесткие и виброустойчивые позволяют вести обработку на повышенных режимах, обеспечивая большую точность и чистоту. Крутящий момент наиболее часто передается продольной шпонкой. Во избежание концентрации напряжений шпоночный паз снабжается соответствующими закруглениями. Для уменьшения поверхности соприкосновения оправки и отверстия инструмента (при длине более 20 мм) в середине отверстия выполняется выточка. Это облегчает шлифование, так как уменьшается зона обработки и обеспечивается лучшая посадка инструмента на оправку. Длина выточки принимается в пределах 0,2—0,6 длины фрезы. Закрепление на цилиндрической оправке производится гайками или винтами и промежуточными кольцами, С целью уменьшения биения зубьев торцы насадного инструмента должны быть параллельны и перпендикулярны оси отверстия. Такие насадные инструменты, как зенкеры и развертки, закрепляются на конической оправке с конусностью 1:30. Передача крутящего момента осуществляется торцевыми шпонками, так как толщина ступицы рассматриваемых инструментов невелика и продольная шпонка может сильно ослабить конструкцию.
Крепежная часть режущего инструмента предназначена для его
установки и крепления в оборудовании. В процессе работы на нее действуют:
- крутящий и изгибающий моменты;
- растягивающие и сжимающие напряжения;
- вибрации.
Крепежные части инструментов:
а) резцы: круглое сечение – d = 4…50 мм; квадратное или
прямоугольное сечение –
h = 4…80 мм; h:b = 1,0; 1,2; 1,6; 2,0. ГОСТ 26475-85;
б, в) для инструментов, где главное движение вращательное:
- насадные, цилиндрические дисковые инструменты;
г) инструменты с цилиндрическими / d = 8, 10, 13, 16…….70, 80, 100
мм /, коническими хвостовиками и квадратом / сторона квадрата – 0,9…80
мм, его длина – 4…75 мм; выемки по длине посадочных отверстий
изготавливаются для уменьшения длины отверстий с точной обработкой.
Цилиндрические хвостовики применяются для осевого инструмента:
сверла; зенкеры; развертки, фрезы и др. Цилиндрические хвостовики могут
иметь диаметры больше, меньше или равными диаметру самого инструмента:
d = 1,12…160 мм. ГОСТ 9523-84.
Цилиндрические хвостовики более технологичны - их проще
изготовить с высокой степенью точности. Кроме того, они позволяют
изменять вылет инструмента за счет смещения места крепления.
Крутящий момент в этом случае передается за счет сил трения между
цилиндрической частью и зажимным устройством. Одно из важнейших
требований при этом – обеспечить соосность крепежной и рабочей частями.
Конический хвостовик выполняется в виде конуса Морзе с
конусностью 7:24. Конец хвостовика выполняется с лапкой или без нее. Во
втором случае возможно резьбовое отверстие для затяжки инструмента
болтом через отверстие в шпинделе. Лапка используется для выбивания
конуса. Сам конус служит для закрепления, передачи осевой силы и
крутящего момента, базирования и центрирования инструмента.
Для базирования, измерения, переточек инструменты имеют центровые отверстия различной формы.
Обратный конус используется для инструментов диаметром d < 6 мм.
Таким образом, в качестве базы крепления можно выделить следующие поверхности и элементы:
1. Плоскость; цилиндрический и конический хвостовики.
2. Комбинированное крепление - конический хвостовик с затяжкой
винтом.
3. Цилиндрический, конический хвостовик с отверстием и шпонкой.
Формы крепления инструментов:
- жесткие: проворачивание исключается, усилия и крутящие моменты
передаются штифтами, шпонками, термооправки и др.;
- фрикционные: усилия и крутящие моменты передаются за счет сил
трения между гнездом и корпусом инструмента;
- комбинированные: жесткое плюс фрикционное (коническое
соединение со шпонкой),
Для современных инструментов автоматизированного производства
для установки, крепления и замены инструментов применяются специальные
фланцы, головки, адаптеры и другие устройства.
При тяжелых работах применяются хвостовики с конусностью 7: 24. Для передачи крутящего момента они снабжаются горновыми шпонками (рис. 13) либо поводком, ширина которого немного превосходит больший диаметр конуса.
Преимуществом этих хвостовиков является легкая сменность.
Наряду с насадными инструментами, закрепляемыми на оправках, а также инструментами с коническими либо цилиндрическими хвостовиками, большое распространение получили инструменты, у которых зажимная часть выполняется в виде призматического тела, квадратного или прямоугольного сечения. К таким инструментам относятся всевозможные резцы: токарные, строгальные, долбежные и другие.
Время, затрачиваемое на смену и настройку инструмента, оказывает заметное влияние на производительность труда, особенно при использовании агрегатных станков и автоматических линий. Поэтому при проектировании инструментов, предназначенных для работы на автоматических линиях, приходится предусматривать удобную настройку их на размер вне станка и быструю замену после затупления.
