Что такое вспомогательный инструмент и для чего он необходим
Для чего нужны вспомогательные инструменты для станков с ЧПУ
Вспомогательный инструмент для станков с ЧПУ – оборудование, обеспечивающее высокую производительность и качество исполнения работы аппаратурой.
Вспомогательный инструмент для станков с ЧПУ – оборудование, позволяющее осуществить точную и качественную обработку материала. Наличие подобных аппаратов позволяет повысить производительность и скорость производства. ЧПУ делится на два типа: полуавтоматический и автоматический. При работе с различными станками задействуются элементы с определенной комплектацией. Но без вспомогательных инструментов спектр выполняемых функций ограничен.
Комплекс деталей, составляющих собой наиболее важную часть комплектации станка с ЧПУ, представлен:
Функции
Вспомогательный инструмент представляет собой группу систем, главной функцией которых является компоновка блоков с запчастями, отвечающими за работоспособность агрегата. Блок представляет собой сочетание оборудования для режущих и дополнительных задач.
Наиболее распространенным прибором такого типа является вспомогательный инструмент для токарных станков с ЧПУ. Благодаря им крепятся:
Качественному вспомогательному инструменту характерен высокий показатель жесткости. Он должен уметь обеспечить точность и стабильность применения орудия для резки. Аппарат предназначен для поддержки всех типов работ, которые способен выполнять станок. Достоинством устройства является легкая и быстрая установка. Универсальный станок должен обладать аналогичной комплектацией для разных модификаций. Настройку прибора можно произвести, не устанавливая его на станок.
Конструкция
Закрепление оборудования на станке производится благодаря унифицированной хвостовой части. Крепление усиливают элементы для соединения с режущим механизмом. Крепление осуществляется ручным методом. Хвостовик устройства имеет цилиндрическую форму и лыску рифленого типа. Такая конструкция обеспечивает более высокий показатель надежности крепления.
Системы инструментов изменяются в зависимости от того, для каких задач используется станок. Быстрая смена системы требуется, если производятся работы по сверлению и фрезеровке. Станок переналаживается путем замены носителя программы. Чем выше жесткость дополнительного механизма, тем более интенсивной будет его работа. От интенсивности работы зависит, насколько быстро она будет выполнена.
Жесткость обеспечивается за счет прочного крепления. Для достижения высокой прочности крепления используются детали, изготовленные из твердых сплавов. Добавочный механизм рекомендуется настраивать до установки на станок. Это поможет сократить время работы. Многошпиндельные головки упрощают установку технологии на прибор с ЧПУ. Такое оборудование особо эффективно при мелкосерийных задачах.
Достоинства
Вспомогательный инструмент обеспечивает станок с ЧПУ целым рядом преимуществ:
Наладка
Приведение устройства в рабочее состояние делится на две части: наладки и подналадка. Процесс наладки представляет собой подготовку оборудования к выполнению рабочей цели. Подналадка – дополнительная подготовка механизмов агрегата. Первая часть связана с основной частью станка, выполняющей поставленную задачу. Вторая часть представляет собой взаимодействие с технологической оснасткой. Именно во второй части производится наладка вспомогательного инструмента.
На первом этапе наладки производится сборка и установка режущего приспособления и его элементов. На втором этапе устанавливается заранее настроенный добавочный механизм. На третьем этапе выбирается режим работы аппарата.
Установка на станках производится тремя вариантами:
Приспособление может быть установлено на координатной плите.
Особенности настройки
Настройку оборудования рекомендуется проводить перед установкой на станок. Это не только упрощает процесс настройки, но и позволяет сэкономить время. Режущая часть прибора имеет два направления: радиальное и осевое. Установка производится в выбранном направлении на определенном расстоянии от основной части прибора. Оптимальное расстояние зависит от используемого агрегата.
Для элементов имеются посадочные места. Каждый элемент имеет свой размер, который соответствует указанному месту. Правильное распределение элементов обеспечит точность работы агрегата. Для сверл, расточных оправок, зенкеров, и еще ряда элементов имеется только одна координата настройки. Для настройки используется вставка в виде ножа или индикатор. Точную настройку практически невозможно произвести без окулярного микроскопа.
Перед использованием микроскопа, для его оптических элементов требуется задать координаты, которые обеспечат точность настройки.
Самые популярные станки с вспомогательным инструментом
Вспомогательный инструмент может использоваться с любыми моделями станков современного типа, оснащенных ЧПУ. Их популярность зависит от востребованности. Наиболее часто используемыми типами аппаратов являются:
Сборка устройства производится по ГОСТу 23597-79. Он предполагает оптимальные настройки для оборудования, обеспечивающие точность производства. Показатель точности является частично регулируемым. Уровень искажения может меняться в зависимости от того, насколько профессионально была установлена программа. Программа должна учитывать функции, которые дает дополнительная аппаратура. Вместе они могут:
Конструкция вспомогательного инструмента может изменяться в зависимости от того, для какого типа станков он используется. Но основная задача остается неизменной – закрепление рабочих элементов прибора. Без подобного оборудования производительность и период бесперебойной эксплуатации аппарата будет значительно ниже. Режущее устройств будет хуже закреплено, по причине чего снизится качество изготовляемых изделий, и многообразие возможных форм.
Вспомогательный инструмент и приспособления
Кроме основного набора инструментов, без которых выполнение работ просто невозможно, существует широкая гамма вспомогательных инструментов и приспособлений. Их применение может способствовать повышению производительности труда, как и рассмотренные ранее органайзеры, снижению производственных расходов или обеспечению качественного выполнения операций. Их настолько много, что ниже мы рассмотрим лишь наиболее часто используемые.
ХРАНЕНИЕ КОМПЛЕКТУЮЩИХ
Номенклатура различных мелких комплектующих, хранящихся на складе стабильно работающих организаций, достигает десятков тысяч единиц. Одни имеются в огромных количествах и постоянно расходуются. Другие представляют собой аварийный резерв ответственных и редко используемых запасных частей к действующему оборудованию, причем, как правило, они находятся на складе только тогда, когда не нужны.
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГРУЗОВ
Тележки-долли очень удобны, когда груз приходится подбирать с пола. Они обеспечивают высокую грузоподъемность, но достаточно тяжелы и громоздки, поэтому непригодны для перевозки на легковой машине. А вот складная тележка вполне сможет уместиться в багажнике любого автомобиля.
При проведении различных регламентных работ или испытаний используемое для этого оборудование приходится перемещать в рабочем состоянии. Для данной цели лучше всего подойдет транспортный стол. Он снабжен одной или несколькими плоскостями, а также выдвижными ящиками для инструмента и принадлежностей. Такой стол окажется незаменимым и при обслуживании оргтехники. Иногда монтажнику требуется организовать мобильное рабочее место со всеми необходимыми ему инструментами, приборами и комплектующими. Эту проблему отлично решают передвижные верстаки.
Во время монтажа кабельных линий различного назначения приходится решать несколько проблем: транспортировку кабеля, его отмотку без образования узлов и петель, подачу нескольких кабелей с формированием аккуратного пучка. Все эти функции реализуются приспособлениями, конструкция которых зависит от варианта поставки кабеля (катушка, коробка, бухта без сердечника).
ЛЕСТНИЦЫ
Зачастую при монтаже невозможно обойтись без лестницы-стремянки. Иногда удобнее пользоваться многофункциональной складной лестницей с несколькими точками перегиба. Такая лестница может быть использована и как стремянка, и как козлы, и как походный верстак (достаточно лишь иметь с собой деревянный щит).
ОСВЕЩЕНИЕ
Экономичные варианты фонарей предлагаются в пластмассовых корпусах с ксеноновыми лампами. Отличным примером такого фонаря может служить универсальный ручной/головной фонарь. Если вы пользуетесь электроинструментом со сменными аккумуляторами, то приобретение фонаря с питанием от аккумулятора позволит добиться существенной экономии средств и веса.
ОПТИКА
В случае отсутствия прямой видимости осмотр можно производить с помощью зеркал. В зависимости от решаемых задач это может быть и простое зеркало на телескопической ручке, и сложное приспособление с дистанционным управлением углом наклона зеркала в нескольких плоскостях и с подсветкой места осмотра.
Для осмотра мелких деталей используются лупы. Они могут иметь лампу для подсветки, быть ручными или крепиться на столе. Кроме того, осмотр может проводиться с помощью микроскопа без приборного стола. Осмотр труднодоступных внутренних полостей оборудования выполняется с помощью интраскопа.
КАРМАННЫЕ НАБОРЫ ИНСТРУМЕНТОВ
Карманные наборы инструментов тоже можно считать вспомогательными. Многофункциональные (плоскогубцы, отвертки, напильник, ножи, пила, держатель насадок 1/4», линейка и т. п.), удобные благодаря своим малым габаритам и весу, инструменты из таких наборов становятся основными, когда под рукой ничего другого нет. Именно поэтому на качество этой своеобразной палочки-выручалочки стоит обратить особое внимание.
Список разновидностей представленных в данном разделе и других подобных им вспомогательных инструментов и приспособлений можно продолжать до бесконечности. Профессионал, желающий усовершенствовать свое мастерство, всегда сможет найти, чем дополнить свой инструментарий. Как говорится, было бы желание.
Выбор вспомогательных инструментов
5.4 Выбор вспомогательных инструментов
Вспомогательные инструменты – это приспособления для установки и закрепления режущего инструмента, осуществляющие связь между инструментом и станком.
Требования, предъявляемые к вспомогательным инструментам:
— обеспечение надёжной и точной установки режущих инструментов;
— быстрая смена режущего инструмента после затупления и при переналадках.
Инструменты к токарным станкам: резцедержатели с цилиндрическим хвостовиком и цилиндрическим отверстием, державки, а также резцедержатели с базирующей призмой с открытой перпендикулярным пазом к станкам с ЧПУ.
Вспомогательные инструменты к сверлильным станкам: инструменты с цилиндрическими хвостовиками закрепляются в патронах (например, трёхкулачковых).
В серийном производстве при необходимости быстрой смены инструмента без остановки станка, при последовательной обработке отверстия сверлом, зенкером и развёрткой (в частности – операция 14) используют быстросменные патроны. Их составными частями являются кольцо, которое поднимается вверх для смены инструмента, шарика, расходящиеся при этом под действием центробежных сил, и втулка, с которой инструмент свободно выходит из патрона. После установки очередного инструмента кольцо опускается и своими скосами принудительно заводит шарики в углубление, имеющееся во втулке. Шарики удерживают инструмент от выпадения и одновременно передают ему крутящий момент от шпинделя.
Вспомогательные инструменты к круглошлифовальным станкам: крепление шлифовальных кругов на шпинделе винтом или гайкой, крепление шлифовальных кругов на шпинделе фланцами (прижимную поверхность фланцев выполняют с поднутрением 0,1 – 0,3 мм; между фланцами и инструментом устанавливают прокладки).
Вспомогательные инструменты к фрезерным станкам: фрезы закрепляются непосредственно в шпинделе станка, или с помощью оправок с продольной шпонкой и коническим хвостовиком с лапкой (для торцовых фрез).
Выбранные вспомогательные инструменты обеспечивают точность обработки заготовки, что позволяет снижать трудоёмкость изготовления детали, а следовательно, и себестоимость детали.
5.5 Выбор контрольно-измерительных средств
Для отладки и контроля стабильности и точности технологических процессов механической обработки проводиться измерение. Показателями процесса контроля являются точность и достоверность измерений, трудоёмкость контроля и его стоимость, полнота, периодичность, продолжительность.
Ориентируясь на тип производства, вид заготовки, программу выпуска, параметры и показатели подлежащие контролю, производим выбор средств измерения:
— для контроля размеров валов и отверстий – калибры (скобы – при линейном измерительном контакте калибра; пробки – при поверхностном контакте);
— углы и конусы измеряю с помощью угловых мер (поверочных плит), конусных калибров, синусных и тангенсных линеек;
— для контроля линейных размеров – штангенциркули, концевые меры, линейки;
— для контроля диаметральных размеров – микрометр;
— для контроля соосности отверстий – контрольные (ступенчатые) скалки (валики);
В частности, для рассматриваемой (фрезерной) операции 04 применяют калибр для контроля точности линейного размера обработанной поверхности.
5.6 Назначение режимов резания
Полный расчет режимов резания проведем для операции 04. На вертикально-фрезерном станке 6P10 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной 13мм и длиной 23мм; припуск на обработку р=0.3 мм. Обрабатываемый материал – сталь 30ХРА с НВ241, σ=1570 МПа; заготовка – прокат. Параметр шероховатости RZ=40 мкм.
1) Выбираем торцевую фрезу с пластинами из твердого сплава Т5К10. Фрезы диаметр Z=40(мм) с числом зубьев Z=8.
Геометрические элементы фрезы: φ=65°; γ=+5; α=8°; α1=10°; φ1=5°;
2) назначаем режим резания (по нормативам [7]):
2.1) устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за 1 рабочий ход, следовательно: t=h=0.3(мм);
2.2) назначаем подачу на зуб фрезы (карта 108 с.209).
для стали, твердого сплава Т5К10, мощности станка Ng=3(кВт) при фрезеровании по схеме, «смещенного» фрезерного SZ=0.24..0.28(мм/зуб). Принимаем SZ=0.26(мм/зуб). При «смешенном» фрезеровании создаются наиболее благоприятные условия врезания зубьев фрезы в обрабатываемую заготовку, что позволяет увеличить Sz по сравнению с Sz при симметричном фрезеровании примерно в 2 раза.
Поправочный коэффициент на подачу (с. 213) =1.
2.3) назначаем период стойкости фрезы (таблица 2 с.203, 204).
Для торцевой фрезы (D=40 мм) период стойкости Т=120 (мин).
Допустимый износ зубьев фрезы по задней поверхности h3=1.2 (мм).
2.4) Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы (карта 110 с.212, 213): табличное значение
Учитываем поправочные коэффициенты на скорость: КMU =1.89. В зависимости от состояния поверхности: (без корки) Кnu =1.
2.5) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:
2.6)Действительная скорость главного движения резания:
2.7) Определяем скорость движения подачи:
Корректируем эту величину по данным станка и устанавливаем действительную скорость подачи US=550(мм/мин).
2.8) Определяем мощность, затрачиваемую на резание (карта 111с. 214, 215): Nтабл=1.6(кВт) – для US=SM=550(мм/мин).
Учитывая поправочные коэффициенты: КφN=1.02 b KφN=0.74, находим:
2.9) Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.
Необходимо выполнение условия: NрезNшп. Мощность на шпинделе станка Nшп =Ngη. У станка 6Р10 Ng = 3 (кВт), а η =0,8; Nшп = 3·0,8=2,4 (кВт). Следовательно, обработка возможна (1.21 850(Н/мм 2 ) Кσт=1,25;
— в зависимости от мощности электродвигателя станка Ng= 3(кВт) КNт=2;
Тогда штучное время операции: Тшт= 1,6·1,25·2=4(мин).
Подготовительно – заключительное время: Тп= 0,5(мин).
1. Гельфгат Ю.И. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах: Учебное пособие: М. Машиностроение,1992.
2. Данилевский В.В. Технология машиностроения М.: Высшая школа, 1984.
3. Коганов И.А., Станкеев А.А. Расчет припусков на механическую обработку. Тула, 1973.
4. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учебное пособие: М. Машиностроение, 1990.
5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках.Ч. 1.: С, М.: Машиностроение, 1974.
6. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Мелкосерийное и единичное производство. Ч.2.М.: Машиностроение,1967.
7. Останенко Н.Н., Кропивницкий Н.Н. Технология металлов. М., Высшая школа, 1970.
8. Поповенко Н.С. Технико-экономические расчеты в машиностроение: Учебное пособие. Киев – Одесса: Вища школа,1987.
9. Справочник технолога \ Под ред. А.А. Панова М.: Машиностроение,1988.
10. Справочник технолога- машиностроителя \ Под ред. А.Н. Малова т.2. М.: Машиностроение,1973.
11. И.М. Фейгин. Краткий справочник. Ростовское книжное издательство, 1961.
Вспомогательные инструменты
Слесарные работы немыслимы без тисков: мы применяем их для закрепления обрабатываемых заготовок при выполнении всевозможных операций над ними.