Диплом технология машиностроения. Ўяс­ЈтЅЋь­ я ‡ ЏЈсЊ . 1Обзор и анализ способов получения заготовки и обоснование выбранного способа 7

• Название: 1Обзор и анализ способов получения заготовки и обоснование выбранного способа 7
• Анкор: Диплом технология машиностроения
• Дата: 04.04.2022
• Размер: 0.94 Mb.
• Имя файла: Ўяс­ЈтЅЋь­ я ‡ ЏЈсЊ .docx
• Тип: Документы; #441538
• страница: 3 из 20

Обзор и анализ научно-технической информации

1. Особенности приспособлений на станках с ЧПУ

К приспособлениям для станков с ЧПУ предъявляется ряд специфических требований, обусловленных особенностью данных станков, несоблюдение которых значительно снижает эффективность их применения.

Приспособления должны иметь повышенную размерную точность. Погрешности базирования и закрепления, возникающие при установке заготовок в приспособлениях, должны быть сведены к минимуму. Для возможности использования полной мощности станка на черновых операциях приспособления должны обладать повышенной жесткостью, а так же конструкция должны обеспечивать высокую точность обработки при чистовых операциях.

Относительное перемещение заготовки и инструмента происходит в определенно заданной системе координат станка. Поэтому заготовка должна иметь полное базирование в приспособлениях, а из базы иметь определенное положение относительно начала координат станка (нулевой точки).

Современные станки с ЧПУ имеют возможность обрабатывать большое количество поверхностей за один установ, в связи с этим приспособления должны обеспечивать возможность подхода инструмента к максимальному количеству поверхностей.

Максимальное и наиболее существенное сокращение времени простоя станков обеспечивается путём уменьшения времени зажима и разжима заготовки. Возможность обрабатывать большое количество поверхностей за один установ увеличивает цикл обработки детали, что требует от приспособления возможности смены заготовки внерабочей зоны станка или вне станка, во время обработки другой заготовки.

В отличие от станков автоматов, станки в ЧПУ обладают большей гибкостью, так как их переналадка заключается в смене программы обработки. Большая часть подготовительно-заключительного времени тратится не на переналадку станка, а на смену оснастки, наладку приспособлений и инструмента. Поэтому приспособления должны обеспечивать быстросменность и быструю переналадку. На станках с ЧПУ наиболее эффективно использовать переналаживаемые системы приспособлений, которые обеспечивают возможность обработки широкой номенклатуры деталей за счет смены и регулировки составляющих.

2. Виды патронов для закрепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком на станках с ЧПУ

   1. Патроны цанговые

Цанговый патрон – это зажимное устройство для фиксации заготовок и деталей, хвостовик которых имеет гладкую поверхность. Данные вид патронов применяется для станков всех типов. Основным элементом детали является втулка с продольными надрезами, между которыми расположены фиксирующие лепестки, надежно удерживающие заготовку при сжимании.

Цанговый патрон состоит из корпуса патрона 1, набора цанг 3 и самозажимной гайки 2 (рисунок 2.2) При вращении гайки 2, ею создается давление на торец цанги 3. Из-за усилия давления цанга смещается в конусный проем, одновременно уменьшаясь в диаметре и обеспечивая усилие сжатия детали или хвостовика инструмента. Для съёма детали гайка свинчивается, увеличивая диаметр цанги.



Рисунок 2.2 – Конструкция зажимного цангового патрона
Основными элементами конструкции любого цангового патрона являются зажимная гайка и цанговый зажимной механизм, который может быть выдвижным (рисунок 2.3б), втягиваемым (рисунок 2.3а), или неподвижным (рисунок 2.3в). В зависимости от своего назначения цанговые механизмы могут быть зажимными и подающими. Механизмы цангового типа используются и для фиксации обрабатываемых деталей по поверхности их внутреннего отверстия. Обеспечивает такую фиксацию специальное приспособление – цанговая оправка. Кроме фиксации деталей в процессе их обработки, цанговая оправка может использоваться для закрепления на ней фрез насадного типа.



а) б) в)

Рисунок 2.3 – Виды цанг

2. Термоусадочные патроны

В механической обработки термоусадочные патроны применяются для надежного закрепления инструмента. Для этого в них применяется горячая посадка.

Главное достоинство данных патронов – высокое усилие зажима. Благодаря термоусадочной технике достигаются усилия зажима, значительно более высокие, чем при использовании традиционных методов крепления. Например, при диаметре инструмента в 20 мм усилие зажима может достигать 800 Nm. К достоинствам так же относятся снижение вибраций при обработке и существенное повышение стойкости инструмента. Минимальное биение достигается в результате изготовления симметричного корпуса, без дополнительных пазов и болтов крепления. Усилие зажима передается через охватывающую цилиндрическую поверхность, которая после процесса термоусадки обжимает хвостовик инструмента.

Недостатки:

- для инструмента разных диаметров требуютcя разные патроны;

- циклы нагрева и охлаждения приводят к износу патрона;

- необходимо специализированное оборудование для смены инструмента.

3. Холодноусадочные патроны

Холодноусадочные патроны обеспечивают точное центрирование и надежный зажим инструментов с цилиндрическими хвостовиками, вращающихся с частотой до 40 000 об/мин. Зажим хвостовика в патроне происходит за счет холодно-упругой усадки стали. Такие патроны гарантируют высокую точность вращения и минимальный дисбаланс, в том числе после многократных установок сменяемого инструмента. Конструктивно усадочный патрон представляет собой легкое тело вращения, в котором нет ни одной подвижной детали. Поэтому его собственная несбалансированность чрезвычайно мала. У холодноусадочных патронов зажимное отверстие в свободном состоянии представляет собой многодуговой профиль, так называемый «сферический треугольник». Для закрепления хвостовика инструмента в трех точках патрона специальной системой гидрозажима создается направленное усилие определенной величины, под воздействием которого посадочное отверстие расширяется и становится круглым. В это отверстие вставляется цилиндрический хвостовик инструмента. После снятия нагрузки отверстие держателя восстанавливает свою первоначальную форму и прочно охватывает хвостовик.

4. Гидропластовые патроны

В гидропластовом патроне зажим инструмента происходит за счет давления жидкости. При вращении нажимного винта в напорной камере возникает повышенное давление, которое ведет к деформации зажимной втулки, тем самым, инструмент зажимается. Это обеспечивает надежную и силовую посадку. Если используются переходные втулки, которые могут принимать инструмент различного диаметра, то диапазон использования значительно расширяется.

Гидропатрон стоит существенно дороже цангового, но не требует специального устройства, как термопатрон, и более универсален.

Основные преимущества:

- Точное крепление инструмента;

- Передача высоких крутящих моментов, благодаря высокому усилию зажима;

- Возможно применение на высоких скоростях резания;

- Быстрая смена инструмента;

- Виброгасящий эффект благодаря гидропластовой среде;

К недостаткам (по сравнению с термопатронами) можно отнести относительно не большое усилие зажима, невозможность использования инструмента с нецилиндрическим хвостовиком.