ВОСЬМАЯ Проектирование технологической оснастки для координирования и направления режущего инструмента

Выбор устройств для координирования и направления инструмента

Выбор вида таких устройств зависит от решаемых задач, метода изготовления деталей и вида режущего инструмента, используемого на данной операции.

Для координирования режущего инструмента при обработке отверстий применяют кондукторные втулки (см. рис. 41,42). Кондукторные втулки предназначены для обеспечения направления режущего инструмента и снижения его прогиба с целью достижения требуемой точности обрабатываемых отверстий: их диаметральных размеров, формы и положения осей.

Различают следующие виды втулок: сменные (ГОСТ 18431-73), быстросменные (ГОСТ 18432-73), промежуточные (постоянные) без буртика (ГОСТ 18433-73) и с буртиком (ГОСТ 18434-73), ко- пирные втулки для нарезания резьбы и др.

Сменные втулки 1 (рис. 161, а—в) применяют при обработке отверстия одним осевым инструментом: сверлом, зенкером, разверткой, зенковкой или иным режущим инструментом, которые легко заменить при их износе.

Быстросменные втулки (рис. 161, г) применяют, когда используют при обработке одного отверстия последовательно несколько режущих инструментов.

Сменные и быстросменные втулки вставляют в постоянные, запрессовываемые в корпус приспособления, или кондукторную плиту (рис. 161, д). Эти втулки 2 способствуют увеличению срока

Рис. 161. Кондукторные втулки и методы их крепления: 1 — сменная втулка; 2 — промежуточная втулка;

3 — планка; 4 — винт; 5 — быстросменная втулка [11]

службы кондукторных плит и приспособлений ввиду уменьшения их износа.

Материалом для изготовления втулок при диаметре отверстий до 26 мм служит сталь марок У10 или 9ХС (закалка до твердости 62...65 HRC); при диаметрах 27 мм и выше — сталь марок 20Х с цементацией на глубину 0,6...1 мм и закалкой не ниже 61 HRC. Средняя интенсивность износа отверстий кондукторных втулок около 1...2 мкм при сверлении отверстий диаметром 10...20 мм и длиной 10 мм при изготовлении деталей из алюминиевых сплавов, 3...5 мкм — из серого чугуна, и 4...6 мкм — из стали 40. Срок службы кондукторных втулок 10000...15000 сверлений. Износостойкость кондукторных втулок со вставками из твердого сплава на порядок выше.

Кондукторные втулки размещают либо непосредственно в стенках приспособления (см. рис. 162), либо в кондукторных плитах (см. рис. 113, 115, 117 и 118), которые могут быть стационарными или подвижными. Стационарные кондукторные плиты устанавли-

Рис. 162. Приспособление сверлильное для агрегатного станка автоматической линии

вают непосредственно на станине или колонне агрегатного станка.

На рис. 162 показано сверлильное стационарное приспособление автоматической линии для блока цилиндров тракторного двигателя внутреннего сгорания. Приспособление состоит из стойки

10 с кондукторными втулками 9, размещенной на основании 1 с опорными планками 2 для базирования изготавливаемой детали, двух колонок 4 для кондукторной плиты 6 с кондукторными втулками 7. На кондукторной плите 6 размещены также гидроцилиндры 8 с плунжерно-рычажными механизмами 5 для поджима изготавливаемой детали к опорным пластинам 2 после фиксации ее двумя установочными пальцами механизма 11. При транспортировании изготавливаемая деталь направляется ступенчатыми планками 3 по ее полуотверстию под коренные подшипники коленчатого вала.

Расстояние между осями кондукторных втулок может оказаться недостаточным для их свободного размещения, и, возможно, потребуется частично срезать фланцы втулок (рис. 163, а) или даже изготовить специальную втулку (рис. 163, б). Специальные кондукторные втулки потребуются и тогда, когда приходится сверлить на наклонных поверхностях изготавливаемых деталей либо в углублениях (рис. 163, в, г).

Размещение винтов 4 (см. рис. 161) крепления кондукторных втулок в корпусе приспособления следует выполнять по прямой линии или по окружности, подобно тому, как располагаются обрабатываемые отверстия в изготавливаемой детали с тем, чтобы облегчить обработку крепежных отверстий в корпусе приспособления.

На рис. 164 показано приспособление-спутник для обработки отверстий с таким размещением кондукторных втулок и крепежных деталей внутри его.

Стационарные кондукторные плиты обычно устанавливают с использованием кронштейнов (рис. 165). Их достаточно жесткая конструкция позволяет обеспечить высокую точность отверстий изготавливаемых деталей. Если требуется последовательная

Рис. 163. Специальные втулки обработка этих отверстий несколькими режущими инструментами, то вынуждены использовать менее жесткие подвижные кондукторные плиты. Повысить точность обработки отверстий при их использовании можно, если базирование кондукторных плит 7 (рис. 166, а) осуществлять по тем поверхностям изготавливаемых деталей, от которых заданы технические требования на их положение. Базирование кондукторной плиты 7 с помощью трех опор 2 по торцу изготавливаемой детали 1 обеспечит перпендикулярность осей отверстий к ее торцу, а цилиндрический палец 8 способствует получению необходимой точности расстояний от оси отверстия изготавливаемой детали до осей обрабатываемых отверстий.

Подвешивают кондукторные плиты 7 с кондукторными втулками 5 и 6 на штангах 4 с пружинами сжатия, обеспечивающими закрепление кондукторной плиты 7 на изготавливаемой детали 1 и свободное перемещение многошпиндельной головки 3 с режущим инструментом. Если использовать для базирования изготавливаемую деталь 1 невозможно, то на кондукторной плите 7 предусматривают два установочных пальца 9 (рис. 166, б), а на основании станочного приспособления стойки 11с двумя втулками 10 для их фиксации. Однако в этом случае точность получаемых параметров деталей будет ниже из-за смены баз при их обработке. Такое исполнение кондукторных плит получило наибольшее распространение на агрегатных станках автоматических линий.

На рис. 167 показана унифицированная подвижная кондукторная плита, используемая на малом агрегатном станке. Фланец 1 устанавливается на пиноли силовой головки и перемещается вместе с ней и кондукторной плитой 3, снабженной планкой 4 с кондукторной втулкой 12. Для этого в отверстия кондукторной плиты 3 запрессованы цилиндрические втулки 5, обеспечивающие ее перемещение по направляющим штангам (скалкам) 6 до тех пор, пока две втулки, установленные также в кондукторной плите со стороны изготавливаемой детали не зафиксируют ее положение относительно двух установочных пальцев основания приспособления. Во время рабочего хода кондукторная плита будет неподвижной, а режущий инструмент вместе с пинолью 10 и фланцем 1, сжимая пружины 2, обеспечивает обработку отверстий изготавливаемой детали. По окончании обработки осуществляется ускоренный отвод в исходное положение фланца 1 посредством тяг 7, соединенных

Рис. 164. Кондукторные плиты приспособления-спутника

Рис. 165. Стационарная кондукторная плита:

1 — изготавливаемая деталь; 2 — кондукторная плита; 3 — режущий инструмент

[11]

Рис. 166. Подвижные подвесные кондукторные плиты

Рис. 167. Унифицированная подвижная кондукторная плита [2]

с кондукторной плитой 3 шарнирами 8. Регулировка величины хода кондукторной плиты 3 осуществляется гайками 9, причем нельзя допускать перекоса тяг 7 из-за разной величины их натяжения. Направляющие штанги 6 закрепляют в державке 10, установленной на силовой головке. При работе до упора в кондукторной плите 3 следует предусмотреть резьбовое отверстие 11 под упорный винт.

Точность положения отверстий в изготавливаемых деталях обеспечивается за счет точности положения отверстий в кондукторной плите и точностных параметров кондукторных втулок. Кондукторная плита нередко применяется для координирования и направления различных режущих инструментов, поэтому к ней предъявляются повышенные требования по точности изготовления и жесткости. Кондукторные плиты обычно изготавливают из чугуна марки СЧ 20, толщиной 15...30 мм. Для установки высоких кондукторных втулок предусматривают бобышки. Точность межосевых расстояний под кондукторные втулки обычно ±0,01 мм; отклонение от перпендикулярности осей отверстий под кондукторные втулки к торцовой поверхности 0,02...0,03 мм на длине 1000 мм; отклонение от параллельности основных плоскостей кондукторной плиты — в пределах 0,02...0,03 мм на длине 1000 мм; отклонение от плоскостности основных базовых поверхностей кондукторной плиты 0,025...0,030 мм на длине 1000 мм [2].

Необходимая высокая точность растачиваемых отверстий для многих изготавливаемых деталей требует также повышенной точ-

Рис. 168. Вращающиеся и скользящие втулки расточных приспособлений:

1 — направляющая втулка; 2 — шпонка [11]

ности средств для координирования режущего инструмента. Для направления и координирования борштанг и расточных оправок в приспособлениях применяют вращающиеся втулки. Вращающиеся втулки (см. рис. 110, а) применяют для уменьшения износа при выполнении черновых операций с неравномерным припуском, при больших скоростях резания (свыше 0,4 м/с), небольших диаметрах растачиваемых отверстий со значительными межосевыми расстояниями, позволяющими разместить подшипники.

При растачивании отверстий большого диаметра с малым расстоянием между осями, когда нужно обеспечить свободный проход резца через втулку приспособления, целесообразно применять скользящие втулки 2 (рис. 168, б), внутри которых борштанга вращается на подшипниках. При выполнении черновых операций с использованием вращающихся и скользящих направляющих втулок нужно применять конические роликоподшипники, допускающие большую нагрузку и обеспечивающие наибольшую жесткость. Когда невозможно из-за малых межосевых расстояний применять конические роликоподшипники, вынуждены применять шарикоподшипники.

При чистовых операциях нужно применять радиально-упорные шарикоподшипники повышенной точности. Если это невозможно из-за близости расположения шпинделей, применяют подшипники скольжения. На рис.169 показано приспособление для сверлильно-расточного станка автоматической линии для обработки V-образного блока цилиндров двигателя. Приспособление имеет

Рис. 169. Приспособление сверлильно-расточного агрегатного станка автоматической линии

основание 1 и боковые стенки 3. Закрепление изготавливаемой детали осуществляется рычажными прихватами от гидроцрлин- дров 2. В боковых стенках 3 размещены неподвижные втулки 4 для направления борштанг со скользящими втулками. Сверху с помощью подвижной кондукторной плиты 5 с кондукторной втулкой производится сверление изготавливаемой детали.

Для свободного прохождения выступающих резцов борштанг и принудительного вращения направляющих втулок на их внутренней поверхности предусматривают пазы, одни из которых для шпонок, а другие под резцы (см. рис.168, в). Для облегчения попадания шпонок в паз направляющей втулки ее выполняют со скошенными краями или плавающей конструкции. При длинных борштангах предусматривают несколько опор для повышения точности обрабатываемых отверстий изготавливаемых деталей.

Назначение кондукторных плит, устанавливаемых на шпиндельные коробки агрегатных станков, — направление режущих инструментов с большим вылетом. Втулки фиксации кондукторных плит обеспечивают их базирование по двум установочным пальцам приспособления. Имеются также копирные и кондукторные втулки для направления инструментов, крепежные элементы, направляющие штанги (скалки), элементы подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), контрольные устройства и устройства смазки. Кроме нормализованных и стандартных деталей возможно применение оригинальных кондукторных втулок, накладных плит и кронштейнов, корпусов кондукторных плит.

Исходные данные для проектирования кондукторных плит: чертеж и технические требования изготавливаемой детали и заготовки, компоновка станка, инструментальная наладка, чертеж, технические требования на приспособление и технологические сведения.

Процедуры, выполняемые при автоматизированном проектировании, требуют работы конструктора в диалоговом режиме с использованием средств отображения графической и текстовой (алфавитно-цифровой) информации. Получение графической и текстовой документации намечается осуществлять в автоматическом режиме.