Author: Лурье Г.Б.
Tags: технология обработки без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства инженерия машиностроение режущие инструменты инженерное дело учебное пособие технология машиностроения
Year: 1981
Г. Б. Лурье
НАЛАДКА
И ПОДНАЛАДКА
РЕЖУЩЕГО
ИНСТРУМЕНТА
НА РАЗМЕР
НАЛАДКА
И ПОДНАЛАДКА
РЕЖУЩЕГО
ИНСТРУМЕНТА
НА РАЗМЕР
Одобрено
Ученым советом
Г осударственного
комитета СССР
по профессионально-
техническому образованию
в качестве
учебного пособия
для средних
профессионально-
технических училищ
МОСКВА
< ВЫСШАЯ ШКОЛА> 198!
ББК 34.63
Л86
УДК 621.791.94
Отзывы и замечания просим направлять по адресу: 101430,
Москва, К-51, Неглинная ул., 29114, издательство «Высшая школа».
Рецензент
канд. техн, наук В. Я. Любарский
Лурье Г. Б.
Л86 Наладка и подналадка режущего инструмента
на размер: Учеб, пособие для средн, проф.-техн.
уч-щ.— М.: Высш, школа, 1981.— 80 с., ил.—
(Профтехобразование. Обработка резанием).
10 к.
В книге привёдены сведения о подналадке проходных резцов
(в том числе резцов с механическим креплением многогранных не-
перетачиваемых пластин), тонкой регулировке подрезных резцов, на-
стройке разверток и метчиков на длину, торцовой фрезы по высоте,
многолезвийного инструмента на размер. Описаны устройства для
ручного и автоматического регулирования положения режущей кром-
ки, полуавтоматические и автоматические системы подналадки на
размер резца при растачивании отверстий.
31207—263
Л ------------78—81 2704040000
052(01)—81
ББК 34.63
6П4.6
(g) Издательство «Высшая школа», 1981
ВВЕДЕНИЕ
Сокращение простоев оборудования, связанных со
сменой и подналадкой инструмента, достигается приме-
нением: 1) мерных неперетачиваемых пластин и предва-
рительно налаживаемого инструмента, не требующего
подналадки его на рабочем месте, а где это не удается,
то использованием механизмов тонкой наладки инстру-
мента и приспособлений, позволяющих уменьшить время
наладки на станке; 2) быстросменного инструмента;
3) механизмов для автоматической подналадки; 4) ме-
ханизмов для принудительной и автоматической замены
инструмента.
Использование бесподналадочного инструмента и его
замены и автоматизация регулировки положения кромки
позволяет сократить простои оборудования, увеличить
режимы резания, упростить обслуживание станков и по-
высить количество станков, обслуживаемых одним на-
ладчиком, сократить размерный брак, возникающий в
результате замены инструмента.
Если соотношение между общей и размерной стойко-
стью инструмента незначительно и не выгодно применять
бесподналадочный инструмент данной конструкции, ко-
торый не позволяет сократить время на смену инструмен-
та, то сокращение времени на смену и наладку инстру-
мента на размер достигается автоматической подналад-
кой, автоматической заменой инструмента без останова
станка и использованием устройств, ускоряющих налад-
ку станка. * '
Быстросменный и бесподналадочный инструмент в
сочетании с автоматической подналадкой и заменой ин-
струмента должен стать основным видом оснастки, при-
меняемой для оснащения новых автоматизированных
станков и автоматических линий.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О НАЛАДКЕ
РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР
Наиболее распространенным видом механической об-
работки деталей на металлорежущих станках является
обработка на размер. Наладить инструмент на размер —
3
это значит установить его режущую кромку в заданное
положение относительно базы (начала отсчета разме-
ров). Форма обрабатываемой поверхности определяется
характером рабочих движений станка и положением ре-
жущей кромки инструмента, установленного на станке.
Одним из резервов повышения выпускной способно-
сти станков является сокращение их простоев, связанных
с наладкой и подналадкой инструмента на заданный раз-
мер. При механической обработке необходимо не только
установить режущую кромку на заданный размер, но и
поддерживать ее в пределах установленного поля допус-
ка. Положение режущей кромки не сохраняется постоян-
ным. Причинами возникновения отклонений являются:
размерный износ режущего инструмента, затупление ре-
жущей кромки, тепловые и силовые деформации, возни-
кающие при резании, и т. д.
По мере затупления инструмента изменяются разме-
ры обработанной заготовки. Если они начинают распо-
лагаться у границы установленного поля допуска, то это
служит сигналом на подналадку инструмента для ком-
пенсации его износа. Подналадку осуществляют несколь-
ко раз до полного износа инструмента, соответствующе-
го его критерию затупления. В качестве критерия затуп-
ления обычно принимается износ инструмента по задней
поверхности, измеренный в радиальном направлении к
обрабатываемой поверхности.
Под размерной стойкостью инструмента по-
нимается продолжительность его работы, обеспечиваю-
щая сохранение обработанных размеров деталей. Раз-
мерная стойкость обычно меньше общей стойкости ре-
жущего инструмента и ее наибольшее значение может
быть достигнуто при компенсации систематической по-
грешности размеров и повышением точности наладки
инструмента на размер.
Потери времени работы на станке, связанные с изно-
сом инструмента и необходимостью его замены, склады-
ваются из затрат времени на начальную наладку на
заданный размер, подналадку (размерное регулирова-
ние), смену изношенного инструмента. Они составляют
от 8 до 20% времени работы станка, в течение этого вре-
мени станок простаивает и не участвует в выпуске про-
дукции.
Наладка — подготовка технологического оборудо-
вания и оснастки к выполнению определенной техноло-
4
гической операции, а подналадка — дополнительная
регулировка технологического оборудования и (или) ос-
настки в процессе работы для восстановления достигну-
тых при наладке значений параметров.
Существуют следующие пути сокращения простоев
оборудования', связанных с размерной наладкой, подна-
ладкой и сменой режущего инструмента:
применение взаимозаменяемого предварительно на-
лаживаемого инструмента вне станка, не требующего
подналадки его на рабочем месте, а где это не удается,
введение механизмов тонкой регулировки и применение
приспособлений, позволяющих уменьшить время налад-
ки на размер непосредственно на станке;
применение быстросменного инструмента;
повышение режущих свойств инструмента и удлине-
ние периода размерной стойкости;
принудительная замена инструмента;
применение устройств для автоматического регули-
рования положения режущей кромки.
МЕТОДЫ НАЛАДКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
.Основные методы размерной наладки и подна-
ладки:
обработка пробными проходами по промерам;
обработка пробных партий деталей;
наладка инструмента на размер на станке с исполь-
зованием шаблонов, эталонов, наладочных приспособле-
ний;
предварительная наладка инструмента на размер
вне станка;
регулировка и подналадка положения режущей кром-
ки инструмента с помощью специальных устройств.
Обработка пробными проходами по п р^о-
мерам применяется в мелкосерийном производстве и
состоит в том, что в начале каждого прохода устанавлива-
ют инструмент, производят замер детали и затем коррек-
тируют установку режущей кромки. Припуск с обраба-
тываемой поверхности снимают в несколько проходов,
чтобы, измеряя размер после каждого из проходов, вно-
сить поправки в положение резца. В каждом последую-
щем проходе надо обязательно захватывать свежий уча-
сток поверхности, чтобы измерение производить от той
части участка, которая обрабатывается с полным при-
5
пуском. Такую наладку на размер осуществляют при об- f
работке каждой отдельной детали. Основными недостат- «
ками такой наладки являются повышенные потери вре- !
мени, снижение коэффициента использования оборудо- jj
вания и повышенный брак. И
Наладка на размер инструмента при обработке;
пробных партий деталей применяется в серий-
ном производстве и заключается в начальной обработке
небольшой партии пробных деталей, по которым уточня-
ют положение режущей кромки. Причинами погрешности j
наладки являются неточность оценки положения центра |
рассеяния по замерам нескольких деталей и погрешно-1
сти измерения при наладке. Достоинство этого метода
состоит в том, что наладку производят не по замерам
отдельной детали, а для партии деталей. *
Наладку на размер методом пробных партий деталей
можно осуществлять при замерах предельным рабочим
калибром, универсальным измерительным инструмен-
том, нормальным и предельным наладочным калибром.
Недостатком первого способа наладки является сравни-^
тельно большое число пробных деталей при наладке!
станка, для степени надежности 0,95 оно составляет при
наладке станков предельными рабочими калибрами от;
5 до 8 шт. в зависимости от соотношения полей общего
допуска и рассеяния размеров. При выявлении непра-
вильной наладки станка неясно, в каком направлении
необходимо производить регулировку положения режу-
щей кромки инструмента.
Способ наладки инструмента на размер по замерам
обработанных деталей одной партии с помощью уни-
версального измерительного инструмент
т а состоит в замере пробной партии и установлении их
центра группирования. Достоинство такого способа за-
ключается в выявлении направления регулировки поло-
жения режущей кромки, а недостатки — в громоздкости
и повышенной затрате времени на замеры партии дета<
лей и выявление центра группирования, что трудно осу-
ществить в цеховых условиях, так как при этом требует-
ся подсчитать средние арифметические значения для
размеров.
Лучшие результаты достигаются при размерной на?
ладке инструмента с использованием нормального нала-
дочного калибра. При этом способе контроль пробных
деталей производят по знакам отклонений, при этом
6
можно ограничиться пробной партией в пять деталей.
Проверив при наладке калибром пробную партию и по-
лучив какую-то комбинацию знаков отклонений, можно
судить о положении центра рассеяния относительно на-
ладочного размера. Наладка считается законченной при
наличии не менее двух отклонений каждого знака, При-
чем соотношение количества разнозначных отклонений
должно быть меньше 3:1. Оценка по знакам отклонений
дает указание направления регулировки положения про-
изводящей режущей кромки. По данным Горьковского
автомобильного завода, наибольший разброс центров
рассеяния при наладке токарных автоматов равен
~ 16 мкм.
Примеры наладки инструмента на размер на станке
с использованием шаблонов, эталонов и наладочных
приспособлений и предварительной наладки инструмента
вне станка приведены ниже.
Наладка инструмента вне станка рациональна при
обеспечении требуемой точности обработки без наладки
инструмента на станке, наличии экономической выгоды
от применения бесподналадочного инструмента, необхо-
димости ликвидировать узкие места в автоматической
линии или на каком-то отдельном станке, применении
бесподналадочной оснастки одновременно с автоматиче-
ской заменой инструмента или с автоподналадкой. По
данным Автозавода им. Лихачева, наладка инструмента
вне станка целесообразна при обработке с допусками не
менее 0,07 мм.
Общие мероприятия по сокращению потерь времени
наладки за счет применения взаимозаменяемого инстру-
мента, быстросменности, использования сил резания для
закрепления инструмента и примеры регулировки поло-
жения режущей кромки с помощью специальных уст-
ройств приведены ниже.
РАСЧЕТ НАЛАДОЧНОГО РАЗМЕРА
Неточность при обработке на металлорежущих стан-
ках вызывается рассеянием размеров обрабатываемых
деталей, неточностью наладки и износом инструмента.
Рассеяние размеров и неточность наладки вызывают-
ся причинами случайного характера, а износ инструмен-
та — причинами систематического характера.
7
При наладке в условиях серийного и массового про-
изводства центр рассеяния размеров должен быть рас-
положен в той части установленного поля допуска, что-
бы иметь возможность использовать все поле допуска
для компенсации размерного износа инструмента и для
сокращения количества подналадок за период стойкости
режущего инструмента. Для этой цели производится рас-
чет наладочного размера, при котором учитываются:
6 — общее поле допуска на размер обрабатываемой
поверхности;
Нс — поле рассеяния размеров, вызываемое состоя-
нием оборудования, оснастки и особенностями техноло-
гической операции;
Нн — ожидаемая суммарная погрешность размеров в
результате неточности наладки инструмента;
А — размерный износ инструмента за определенный
промежуток времени.
Ожидаемое поле рассеяния размеров Нс может быть
определено по формуле Hc = ka, где о — среднее квадра-
тичное отклонение размеров, связанное с неточностью
станка, величиной припуска и другими случайными при-
чинами, k — коэффициент, определяющий величину учи-
тываемой части поля рассеяния размеров, обычно fe==6
или 4.
По данным НИИТАвтопром станки, на которых сг=
= 0,024-0,03 мм применяют для черновых, <т=0,014-
4-0,02 мм — для получистовых и неответственных чисто-
вых и о^0,01 мм — для чистовых операций. Сокраще-
ние поля рассеяния размеров, вызываемого состоянием
оборудования и оснастки, может быть достигнуто за
счет повышения точности станка, повышения качества и
точности предварительной обработки, увеличения жест-
кости технологической системы станок — приспособле-
ние— инструмент — деталь (СПИД). В первом прибли-;
жении рассеяние размеров можно считать подчиняющим-
ся закону нормального распределения.
Размерный износ инструмента может быть определен
по формуле А = Д7?И4-Ду, где Д7?и — изменение положе-
ния режущей кромки в результате износа, Ду— измене-,
ние положения режущей кромки, вызванное отжимом в
результате увеличения сил резания при износе. По дан-,
ным НИИТАвтопром, Ду при чистовой обработке не пре-
вышает 10% от Д/?и, а при черновой обработке может
возрасти до 20% и более.
Q
Погрешности Ян, вызываемые неточностью наладки
инструмента, зависят от применяемых средств наладки.
Их можно подразделить на погрешности, связанные с
применением инструмента общего назначения, предва-
рительно налаживаемого инструмента, инструмента с ав-
томатической подналадкой для компенсации его износа
Инструмент общего назначения характеризуется не-
обходимостью наладки его на станке при каждой смене
вследствие того, что устанавливаемый заточенный инст-
румент по размерам отличается от снимаемого затуплен-
ного. В этом случае величина //н целиком зависит от не-
точности наладки и подналадки на станке, т. е. //Н=АЯ,
где Ан—погрешность размера обрабатываемой детали,
вносимая рабочим при наладке инструмента на станке
(поле рассеяния).
В табл. 1 приводятся средние погрешности установ-
ки резцов при каждой смене. При наличии дополнитель-
ных средств тонкой наладки может быть получена по-
грешность в более узком интервале размеров.
1. Средние погрешности установки резьз
Способ установки Погрешности, мкм
По эталону Закрепление резца винтами в резцедержателе после касания его эталоном 100—130
Подвод к эталону закрепленного в резцедержа- теле резца винтом поперечной подачи 20—30
Подвод к эталону закрепленного в резцедержа- теле резца винтом поперечной подачи и определе- ние его положения с помощью бумажного щупа 7—10
По жесткому упору 20—50 (может
По индикаторному упору быть в преде- лах 10—130) 10—20
Установка взаимозаменяемого режущего инструмента со сменой мерной режущей пластины в резцах с механи- ческим креплением 25
мерного чашечного резца 35—50
резца, установленного на размер вне станка с помощью индикатора или миниметра 20-30
9
Применение предварительно налаживаемого на раз-
мер инструмента является более прогрессивным видом
наладки и способствует сокращению вспомогательного
времени на смену инструмента. Предварительно нала-
живаемый инструмент используется как без предвари-
тельной подналадки его на станке (бесподналадочное
использование), так и с предварительной подналадкой в
процессе эксплуатации (имеется в виду дополнительная
подналадка, связанная с необходимостью компенсации
размерного износа, осуществляемая без нарушения пред-
варительной наладки самого инструмента).
При использовании предварительно налаживаемого
инструмента без дополнительной подналадки величина
Нп, по данным НИИТАвтопром (табл. 2), определяется
по формуле
Л/н==]/д2и+ Ду+ Дк,
где Ди — допуск на неточность наладки инструмента вне
станка, Ду — возможная погрешность от неточности ус-
тановки и закрепления инструмента при каждой смене
его на станке, Дн — погрешность при первичной наладке
оснастки на станке, так как в дальнейшем при смене ин-
струмента подналадка не производится.
2. Ориентировочные данные по наладке инструмента*
Виды подналадки Повышенная точность наладки, мм Нормальная точность налалки, мм
Бесподналадочный инструмент Допуск на размер инструмента, выдер- живаемый при наладке его вне станка Ди 0,010 0,020
Допустимое отклонение от номинала ±0,005 ±0,010
Погрешность размера обрабатываемой детали из-за неточности установки ин- струмента на станке Ду 0,010 0,020
Погрешность размера обрабатываемой детали, вносимая наладчиком при на- ладке инструмента на станке (при пер- вичной наладке станка) Дн 0,01 0,020
Ожидаемая суммарная погрешность наладки Ян==]/"Д|±- Ду + Д« 0,0173 0,0347
10
Продолжение табл. 2
Виды подналадки Повышенная точность наладки, мм Нормальная точность наладки, мм
Ручная наладка
Величина ручной подналадки за один
импульс Ар: наибольшая 0,020 0,05
наименьшая 0,010 0,02
Погрешность осуществления ручной подналадки ЛР 0,005** 0,010**
Погрешность размера обрабатываемой
детали, вносимая наладчиком при на- ладке инструмента на станке Лн 0,010 0,020
Ожидаемая суммарная погрешность
наладки Нн — ]/'Ар + Ад 0,0112 0,0225
Автоматическая
подналадка
Величина автоматической подналадки за один импульс Аа: 0,010 0,025
наибольшая
наименьшая 0,004 0,010
Погрешность осуществления автомати- ческой подналадки Аа 0,002** 0,005**
Погрешность размера обрабатываемой
детали, вносимая наладчиком при на- ладке инструмента на станке Лн 0,005 0,010
Ожидаемая суммарная погрешность
наладки Нп = д| + Д^ 0,0054 0,0112
* При обработке поверхностей с диаметральными размерами значения
точности наладки относятся к радиусу.
** Погрешность осуществления подналадки не должна превышать поло-
вины величины подналадки за один импульс.
Погрешность от неточности установки инструмента
при каждой смене Ду зависит от способа базирования и
закрепления его на станке. Для ориентировки в величи-
нах Ду можно пользоваться табл. 1.
При использовании предварительно налаживаемого
инструмента с дополнительной (ручной) подналадкой
его на станке величина Нв, так же как и при использо-
вании обычного инструмента, целиком зависит от неточ-
ности наладки и подналадки его на станке.
11
3. Совокупная погрешность обработки Н~ V +
наладки инструмента в зависимости от рассеяния размера
надежности операции, соответствующей 6о (без запаса
Среднее квадратичное отклонение раз- меров (У 0,00075 0,0015 0,0025 0,005
Ожидаемое поле рассеива- ния размеров Яс = бег 0,00450 0,0090 0,0150 0,030
Группа точ- ности наладки инструмента (см. табл. 2) I II I II I II I II г
Я для бес- подналадоч- ного инстру- мента 0,018 0,035 0,019 0,036 0,023 0,038 0,035 0,046
Я при ручной подналадке ин- струмента 0,012 0,023 0,014 0,024; 0,019 0,027 0,032 0,037 *
Я при авто- матической подналадке ин- струмента 0,007 0,012 0,01 0,014 0,016 0,019 0,03 0,032 i' *
Характер опе- рации (по типу оборудования) Прецизионные операции V >вые
Чистс
* При обработке поверхностей с диаметральными размерами приведенные
быть удвоены.
12
обеспечиваемая различными методами
обрабатываемой детали на станке для степени
на размерный износ инструмента), * мм
0,010 0,015 0,020 0,025 0,030
0,060 0,090 0,120 0,150 0,180
I II I II I II I II I II
0,062 0,069 0,091 0,096 0,121 0,125 0,151 0,154 0,180 0,183
0,061 0,064 0,091 0,093 0,121 0,122 — —
0,060 0,061 — — — —
операции Получи» стовые операции
Черновые операции
в таблице значения следует относить к радиусу, и для диаметра они должны
13
4. Совокупная погрешность обработки п — V +
инструмента в зависимости от рассеяния размера
для степени надежности операции, соответствующей 4а
Среднее квадратичное отклонение раз- меров а 0,00075 0,0015 0,0025 0,005
Ожидаемое поле рассеива- ния размеров Нс~4а 0,003 0,006 0,01 0,02
Группа точ- ности наладки инструмента (см. табл. 2) I И I II I II I II
Н для бес- подналадоч- ного инстру- мента 0,018 0,035 0,018 0,035 0,02 0,036 0,026 0,04
// при ручной подналадке ин- струмента 0,012 0,023 0,013 0,023 0,015 0,024 0,023 0,03
Н при авто- матической подналадке инструмента 0,006 0,012 0,008 0,013 0,011 0,015 0,021 0,023
Характер операции (по типу оборудо- вания) Прецизионные операции ые
.. - - .... — Чистов]
* При обработке поверхностей с диаметральными размерами приведенные
быть удвоены.
14
обеспечиваемая различными методами наладки
обрабатываемой детали на станке
(без запаса на размерный износ инструмента) *, мм
0,010 0,015 0,020 0,025 0,030
0,040 0,060 0,080 0,100 0,120
I II I II I II I II I II
0,044 0,053 0,062 0,069 0,082 0,087 0,101 0,106 0,122 0,125
0,042 0,046 0,061 0,064 0,081 0,083 — —
0,040 0,040 — — — —
операции [стовые операции Черновые операции
—?- Получи
в таблице значения следует относить к радиусу, и для диаметра они должны
15
При наличии специальных средств для тонкой налад-
ки и подналадки инструмента на станке значение Дн мо-
жет быть уменьшено. При автоматической подналадке
инструмента на станке Дн представляет собой сумму по-
грешностей наладки инструмента на станке и осущест-
вления автоматической подналадки. В этом случае Нн=
= 1//~Да-рАн, где Да равна погрешности автоматической
подналадки, отнесенной к радиусу или к одной обраба-
тываемой поверхности, характеризуемой линейным раз-
мером.
Совокупная погрешность обработки Н (табл. 3 и 4)
на данной технологической операции, отнесенная к ра-
диусу или к одной обрабатываемой поверхности, будет
Наладка инструмента должна осуществляться с уче-
том допуска на размер 6, поля рассеяния размеров при
обработке, а также размерного износа инструмента. В
зависимости от соотношения этих составляющих воз-
можны два случая: если 6^Я+Дтах, то в этом случае
возможно использование инструмента без дополнитель-
ной подналадки его за период стойкости. Если д<Н+
+Дтах, то в этих случаях необходимо предусматривать
устройства для подналадки инструмента на станке с
целью компенсации размерного износа за период стой-
кости, где Дшах — максимальный размерный износ инст-
румента, соответствующий полному использованию ре-
жущих возможностей его на данной операции.
В первом случае можно полностью использовать ре-
жущие возможности инструмента за одну установку при
условии отладки станка по оптимальному наладочному
размеру. В этих условиях целесообразным является ис-
пользование предварительно налаживаемого вне станка
инструмента.
Во втором случае применение инструмента без допол-
нительной подналадки его за период стойкости нерацио-
нально, так как размерный износ не обеспечивает пол-
ное использование инструмента по его режущей воз-
можности за одну установку.
Допустимый размерный износ инструмента опреде-
ляется как разность между допуском на размер обраба-
тываемой поверхности и совокупной погрешностью об-
работки Дд=б—Н, где Дд — допустимый размерный из-
16
нос инструмента, обеспечивающий сохранение размера
обрабатываемой детали в пределах поля допуска. Це-
лесообразность применения ручной или автоматической
подналадки зависит от соотношения максимального раз-
мерного износа Лтах и допустимого размерного износа
Ад инструмента на данной операции, т. е. п =—. Это
соотношение показывает, какое количество подналадок
необходимо сделать для полного использования режущих
возможностей инструмента между двумя переточками.
Во многих случаях, чем больше величина п, тем более
целесообразным становится применение автоматической
подналадки инструмента на станке.
При расчете наладочного размера надо расположить
центр группирования размеров при обработке (середину
поля рассеяния Я) в поле допуска на обработку детали
в такой точке, чтобы получить максимальное значение
на размерный износ инструмента. При этом будет обес-
печено максимальное значение для размерной стойкости
режущего инструмента. За начало отсчета размеров при
обработке охватываемой поверхности (вала) необходи-
мо принять нижнее предельное значение обрабатывае-
мой поверхности с учетом того, что в процессе обработ-
ки размеры обрабатываемой детали будут возрастать
за счет износа режущей кромки. За начало отсчета раз-
меров при обработке охватывающей поверхности (от-
верстия) необходимо принять верхнее предельное значе-
ние обрабатываемой поверхности с учетом того, что в
процессе обработки размеры обрабатываемой детали бу-
дут уменьшаться за счет износа режущей кромки.
При обработке точных деталей надо учитывать удли-
нение резца при начальном нагреве режущего инстру-
мента Дт.
Основным видом наладки инструмента на станке в
условиях массового производства должно стать приме-
нение предварительно налаживаемого инструмента или
наладка инструмента на станке с применением дополни-
тельных средств, облегчающих и ускоряющих наладку
станка. Применение предварительно налаживаемого ин-
струмента является целесообразным в автоматизирован-
ном производстве и при использовании многоинструмен-
тальных станков, так как при применении такого инст-
румента существенно увеличивается съем продукции с
единицы оборудования.
17
Для полного использования инструмента с малым
допустимым размерным износом необходимо предусма-
тривать возможность для компенсации этого износа.
В расчетных схемах не учитываются такие факторы,
как изменение размера в результате силовых и тепловых
деформаций детали. При наличии существенного изме-
нения эти величины должны быть также учтены.
Для оценки целесообразности применения ручной
или автоматической подналадки следует учитывать час-
тоту подналадки по времени, характер оборудования,
возможность осуществления автоматического контроля
размера и ряд других факторов. При небольшом коли-
честве подналадок для неавтоматизированного обору-
дования используют ручную подналадку с применением
для этих целей специальных регулировочных устройств.
Для оборудования автоматической линии даже при не-
большом количестве подналадок может оказаться целе-
сообразным использование автоматической подналадки.
Чем больше число подналадок, тем целесообразнее ста-
новится применение автоматической подналадки инстру-
мента.
Зависимости, позволяющие ориентировочно опреде-
лить частоту подналадок инструмента по причине раз-
мерного износа, следующие:
L — длина пути, проходимого резцом за один проход
по обрабатываемой поверхности (км), л D 106
^1
(при обработке поверхностей с диаметральными разме-
рами), где I — длина обработки за один проход, мм,
$1— осевая подача резца за один оборот, мм/об, D — ди-
аметр обрабатываемой поверхности, мм;
— размерный износ резца за один проход по об-
рабатываемой поверхности (в мм) ЛПр={ЛЛ, где С70 —
удельный размерный износ резца на 1000 м пути реза-
ния, мкм;
т — число проходов, которое может сделать резец за
период между подналадками (при однопроходной обра-
ботке и число деталей, которое может обрабатывать ре-
зец между подналадками) т = где Лд — допусти-
Дтр
мый размерный износ резца, обеспечивающий в процес-
се резания сохранение размера обрабатываемых деталей
в пределах допуска на размер, мм;
18
tn— промежуток времени, через который необходимо
производить подналадку инструмента (мин). тп=тгп,
где т — время обработки детали на данной операции,
мин (включая машинное время обработки, время, необ-
ходимое для снятия и установки деталей и для замеров).
РАЗМЕРНЫЙ ИЗНОС РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Размерная стойкость инструмента во многих случаях
ниже общей стойкости инструмента по его режущей спо-
собности. Анализ опытных данных показывает, что наи-
большее значение размерной стойкости инструмента мо-
жет быть достигнуто при компенсации систематической
погрешности размеров и путем повышения точности на-
ладки инструмента.
Погрешности, вызываемые размерным износом ин-
струмента, характеризуются изменением положения вер-
шины режущей кромки относительно обрабатываемой
поверхности в результате износа кромки в процессе ре-
зания. Размерный износ инструмента является система-
тической погрешностью и непосредственно сказывается
на размере обрабатываемой детали.
В начальный момент износ инструмента происходит
быстро вследствие приработки режущей кромки. Так,
например, начальный износ резцов (т. е. период прира-
ботки) обычно происходит на первых 300—1000 м пути
резания. Затем износ протекает относительно медлен-
нее, пропорционально пути резания. Нормальный износ
до притупления твердосплавного инструмента составля-
ет 8000—30 000 м пути резания.
В конце периода стойкости инструмента его износ
резко возрастает и поэтому инструмент, как правило, не
доводится до такой степени затупления. Размерный из-
нос, связанный с величиной износа задней грани инст-
румента, измеряется по нормали к обрабатываемой по-
верхности.
Размерный износ А за определенный промежуток
времени может быть определен по формуле А=Д/?и+Ау,
где Д/?и— изменение положения режущей кромки в ре-
зультате изменения размеров инструмента, вызванного
износом, Ду — изменение положения режущей кромки,
вызванное отжимом инструмента в результате увеличе-
ния сил резания при износе. Значение Ду принимается
19
в пределах (0,14-0,2) ДЛ?И (0,1—для чистового обтачи-
вания и 0,2 — для чернового обтачивания).
Интенсивность размерного износа на участке устано-
вившегося процесса характеризуется относительным
(удельным) износом и определяется по формуле
1Т 1000^2
где Uа — удельный размерный износ на 1000 м пути ре-
зания, мкм; U2 — размерный износ на участке устано-
вившегося процесса износа, мкм, 12— длина пути реза-
ния на участке установившегося процесса износа, м.
Ориентировочные величины относительного (удель-
ного) износа при обработке инструментом из быстроре-
жущей стали на 1000 м пути резания равны для резцов
3—15 мкм, для фрез—15—25 мкм, для шлифовальных
кругов— 1—3 мкм.
Ориентировочные величины относительного износа
твердосплавных резцов при чистовой обработке приве-
дены в табл. 5.
5. Ориентировочные величины относительного (удельного) износа
твердосплавных резцов при чистовой обработке
(по данным НИИТАвтопром)
Материал режущей части инструмента Удельный износ инструмента Uo для обрабатываемого материала, мкм/км пути резания
углеродистая сталь легированная сталь серый чугун с твердостью НВ 187—200 чугун с твердостью НВ 375-400
Т60К6 2-4 2-4
Т30К4 3—4 4—6 .
Т15К6 5—7 9—10
Т5КЮ 8 12—13 —
ВК9 — 65 —
ВК8 — 17-25 13-14
ВК6 .— 14 —.
ВК4 — 23—30 —— —
вкз — 9—10 6 16
ВК2 — — 4-6 12
ЦМ-332 0,5-1 1-6 — 9
Примечания. Табличные данные получены при следующих усло-
виях: сталь углеродистая 0^=50-4-60 кг/мм2 при и = 100-^ 400 м/мин, сталь
легированная =92 4-110 кг/мм2 при и=1004-200 м/мин, серый чугун
НВ 187—207 при 0=50 4-150 м/мин. Данные по закаленному чугуну
НВ 375—400 относятся к тонкому растачиванию.
20
Отношение общей стойкости инструмента по его ре-
жущей способности Т к размерной стойкости Тр показы-
вает, сколько подналадок п надо произвести за период
стойкости:
Удельный износ инструмента зависит от следующих
факторов:
марки и характеристики твердого сплава. По мере
снижения содержания карбида титана и возрастания
карбида вольфрама износ снижается;
характеристики обрабатываемого металла;
скорости резания. Удельный износ описывается
кривой с перегибом, вначале с увеличением скоро-
сти резания удельный износ снижается, далее — воз-
растает;
подачи. С увеличением подачи относительный износ
возрастает в зоне повышенных подач;
глубины резания. Изменение глубины резания срав-
нительно мало влияет на износ;
геометрии режущего инструмента. С увеличением зад-
него угла износ несколько возрастает. Величина перед-
него угла мало влияет на удельный износ;
вида обработки. При чистовом фрезеровании удель-
ный износ выше, чем при обтачивании, а стойкость ин-
струмента — ниже.
Исследования точностей обработки при разных спо-
собах измерения износа показали, что непосредственное
измерение износа резца по задней грани на направлении,
нормальном к обработанной поверхности, дает более
точные результаты; измерение высоты площадки износа
по задней грани (с пересчетом) дает менее надежные ре-
зультаты, ошибка измерений составляет до 40%. Изме-
рение конусности на обрабатываемой детали дает наи-
менее точные результаты, так как при этом кроме сум-
марного износа учитывается и сжатие системы.
В табл. 6 приводятся рекомендации по назначению
марок твердого сплава для инструмента.
21
6. Рекомендации по назначению марок твердого сплава
для инструмента
Применение
Марка черновая обработка чистовая обработка
Обработка чугунных деталей с твердостью НВ 130—250
вкзм Применять не реко- Тонкая расточка и
ВК2 мендуется из-за повы- шенной хрупкости обточка, при малых при- пусках, жесткой систе- ме станок — приспособ- ление — инструмент — деталь (СПИД)
ВК6М Применять не реко- мендуется из-за недо- статочной эксплуатаци- онной прочности При работе с относи- тельно невысокими ско- ростями резания (до 40—60 м/мин)
ВК4 При точении и фрезе- Для чистовой обработ-
В Кб ровании за исключением неблагоприятных усло- вий работы: нежесткой СПИД, ударная нагруз- ка на режущие кромки, при значительных при- пусках и т. п. ки чугунных деталей
ВК8 Грубая обработка с неравномерным при- пуском, ударами, не- достаточно жесткая СПИД, когда более из- носостойкий сплав ВК4 нельзя применять из-за недостаточной прочно- сти Применять не рекомен- дуется из-за невысокой стойкости инструмента и точности обработки по сравнению со сплавами, рекомендуемыми для чи- стовой обработки
Обработка стальных деталей с твердостью НВ 150—320
Т30К4 Применять не рекомен- дуется из-за повышен- ной хрупкости Основное назначе- ние — тонкая расточка и обточка
Т15К6 На операциях точения, фрезерования при рав- номерном припуске, же- сткой СПИД Для чистовой обработ- ки, за исключением тон- кой обточки и расточки
22
П родолжение табл 6
Марка Применение
черновая обработка чистовая обработка
Т14К8 При точении, торцовом фрезеровании, при от- сутствии ударной нагруз- ки. Пригоден для токар- но-копировальных рез- цов Когда использовать сплав Т15К6 нецелесооб- разно из-за его недо- статочной прочности
Т5К10 Грубая обработка с неравномерным припус- ком, при прерывистом резании или при невысо- кой жесткости СПИД Применять нецелесо- образно из-за невысо- кой стойкости инструмен- та и точности обработки со сплавами, рекоменду- емыми для чистовой об- работки
Т5К12В Тяжелая черновая об- работка с большими се- чениями среза, по ли- тейной корке, сварным швам, с ударами. Приго- ден для строгания. При- менять, когда твердый сплав Т5К10 не обеспе- чивает надежной рабо- ты Непригоден для рабо- ты с небольшими сече- ниями среза. Показыва- ет худшие результаты, чем другие инструмен- тальные материалы
Т5К12В ТТ7К12 Допускает повышен- ные подачи по сравне- нию с Т5КЮ в 1,5—2,5 раза и требует пониже- ния скорости резания на 40—50% . —
ВК6М Непригоден из-за низ- кой износостойкости и недостаточной прочно- сти Точение, развертыва- ние при небольших се- чениях среза п относи- тельно невысоких скоро- стях резания
Примечание. При обработке цветных сплавов и металлокерамиче-
иы\Х матеРиалов применяют сплавы группы ВК (как и при обработке чугун-
пп?мАе«аЛеи * При обРаботке металлокерамических железографитовых ком-
лостиг пеРЛИТН0Й и перлитно-ферритной структуры лучшие результаты
ВКЗмаЮТСЯ П₽и Работе мелкозернистыми твердыми сплавами ВК6М и
23
НАЛАДКА ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР НА СТАНКЕ
При наладке на размер инструмента на станке могут
быть использованы шаблоны и эталоны, индикаторные
устройства и специальные микрометрические устройст-
ва. Шаблоны и эталоны являются наиболее простыми
средствами наладки инструмента на станке. Они приме-
няются при использовании обычного инструмента, но
обеспечивают сравнительно невысокую точность наладки
и пригодны для первичной установки инструмента на
станке.
Наладка инструмента на револьверных станках по
эталону позволяет исключать необходимость обработки
пробных деталей. Повышение точности и сокращение
времени наладки по эталону относительно оси вращения
шпинделя достигается как выверкой эталона по индика-
тору, расположенному на месте резца, так и выверкой
многоступенчатого эталона со сферическим хвостовиком
по индикатору.
Цель выверки эталона по индикатору, установленно-
му на месте резца, — отыскание такого положения эта-
лона, при котором расстояние от его поверхности до оси
вращения шпинделя равно радиусу эталона. Для этого
сначала необходимо поворачивать шпиндель с эталоном
на полный оборот, в течение которого стрелка индика-
тора колеблется от минимума до максимума. Затем сле-
дует повернуть шпиндель с эталоном так, чтобы стрелка
индикатора заняла среднее положение. В этом случае
расстояние от головки штифта до оси вращения в дан-
ном сечении будет равно радиусу эталона.
С увеличением числа ступеней эталона увеличива-
ются затраты времени на его выверку, так как возникает
необходимость выверить каждую ступень отдельно из-за
возможного скрещивания оси эталона с осью вращения
шпинделя. Для детали рекомендуется применять метод
выверки при числе ступеней эталона, не превышающих
трех. Если необходимо установить эталон с числом сту-
пеней больше трех, то эталон должен быть изготовлен
со сферическим хвостовиком вместо цилиндрического.
После зажима эталона со сферическим хвостовиком
в патроне сначала следует устранить радиальное биение
правой крайней ступени путем выверки ее по индикатору,
затем выверяется левая крайняя ступень по тому же
индикатору путем поворота и установки эталона в «по-
24
ложение среднего биения». Промежуточные ступени нет
необходимости выверять. Такой метод может обеспечить
точность статической наладки до ±4 мкм с наименьши-
ми затратами времени (45 с).
Лучшие результаты достигаются при закреплении
резцов в державках. Наладка по эталону может обес-
печить точность до 12—13-го квалитета при обработке
Рис. 1. Устройство для наладки червячной фрезы на глубину реза-
ния на станке:
1 — корпус, 2, 10 — втулки, 3 — стойка индикатора, 4 — винт зажимной, 5 —
штифт, 6, 8 — винты, 7 — палец, 9 — шайба, 11 — пружина
за один проход и до 11-го квалитета точности при обра-
ботке за два прохода или за один проход, если применять
калиброванные прутки. Наладка по эталону применя-
ется в мелкосерийном и серийном производстве, когда
ожидается многократное периодическое повторение на-
ладки станка на обработку одного и того же изделия.
В отдельных случаях приходится прибегать к при-
менению более сложных приспособлений. В качестве
примера можно привести приспособление для наладки
червячной фрезы на глубину (рис. 1) при черновом на-
резании зубьев, обрабатываемая деталь — обод махови-
25
ка. Наладку фрезы осуществляют непосредственно на
станке. Приспособление, заранее налаженное на опреде-
ленный размер, насаживают на вертикальную оправку,
имеющуюся на приспособлении для закрепления детали,
и устанавливают на уровне фрезы. Затем стол совместно
с приспособлением подают на фрезу до упора в палец 7
вершинами зубьев. Для легкости корпус 1 выполнен из
алюминия.
Рис. 2. Прибор для наладки резца на станке:
1, 4, 9, 10 — втулки, 2, 11 — призмы, 3 — ось, 5 — ролик, 6, 7, 15 — винты,
8 — гайка, 12 — крышка, 13 — державка, 14 — ползун, 16 — наконечник
Палец через штифт 5 упирается в индикатор, по по-
казанию которого производят наладку приспособления
по шаблону. После наладки приспособление снимают.
Такое приспособление дает возможность сократить вре-
мя наладки станка после замены фрезы, а также исклю-
чить необходимость пробных проходов.
Применение устройств с использованием индикато-
ров позволяет осуществить более точную наладку инст-
румента на размер. В качестве примера такого устройст-
ва можно назвать призму с индикатором (наездник),
применяемую при наладке резцов на расточных станках.
Призма с индикатором предварительно налаживается по
специальному эталону, представляющему собой имита-
26
цию резцовой оправки с резцом, установленным на опре-
деленный размер — диаметр растачиваемого отверстия.
Призма переносится на расточную оправку для наладки
резца, который устанавливают по показанию стрелки
индикатора.
При использовании индикаторов в наладочных при-
борах следует избегать непосредственного контакта на-
конечника индикатора с налаживаемым инструментом.
Рис. 3. Узел крепления и ручной подналадки резца:
1 — резец, 2 — клин, 3, 5 — винты, 4 — пружина, 6 — регу-
лировочный винт, 7, 3 — гайки, 9, 10 — штифты, 11 — пру-
жинный фиксатор
Это приводит к быстрому износу наконечников. Для уве-
личения срока службы наконечников рекомендуется
производить измерение через вращающийся на оси ро-
лик, имеющий возможность перемещаться в направле-
нии измеряемого размера (рис. 2). В этом случае нако-
нечник касается гладкой поверхности ролика, который
перекатывается по режущей кромке инструмента. При-
бор предназначен для наладки резца на диаметральный
размер непосредственно на станке. Наладку осуществ-
ляют с помощью индикатора, предварительно установ-
ленного по эталону. Касание режущей кромки резца осу-
ществляется через ролик 5, вращающийся в пазу ползу-
на 14, наконечник 16 ввертывается в ножку индикатора.
27
Минимальные затраты времени при наладке дости-
гаются при применении специальных микрометрических
устройств, обеспечивающих малые, точно отсчитываемые
перемещения. Достоинством таких устройств является
отсутствие промежуточных элементов и приемов налад-
ки инструмента, отпадает необходимость пробных про-
ходов. При этом метод наладки является бесконтакт-
ным, при котором режущая кромка не получает повреж-
Рис. 4. Прибор для наладки расточных резцов на станке:
- 1 — корпус, 2,7 — оси, 3, 6 — подшипники, 4, 9 — шайбы, 5, 8, 15, 18 —
винты, 10 — ползун, 11 — болт, 12 — штифт, 13 — наконечник, 14, 17, 19 —
втулки, 16 — пружина
дений в процессе наладки. Такие устройства могут воз-
действовать как непосредственно на режущий элемент,
так и на подвижную часть конструкции, в которой за-
креплен режущий инструмент.
На рис. 3 приведен узел крепления и регулирования
резца при ручной подналадке. Резец 1 вставляют в паз
и клином 2 прижимают его к опорным плоскостям. На
клин через винт 5 действует пружина 4. Винт 3 служит
для более удобного отжима с помощью специальной
вилки при замене резца. Подналадка осуществляется
28
поворотом регулировочного винта 6 с навернутыми на
него гайками 7 и 8. На торце гайки 7 нанесены рифле-
ния, в которые входит пружинный фиксатор И. Так как
рифления нанесены через каждые 15°, а шаг винта 6 ра-
вен 1 мм, то при повороте на одно рифление резец пере-
мещается на 0,04 мм. Для возврата винта 6 в исходное
положение необходимо повернуть его до соприкоснове-
ния штифта 9, запрессованного в гайку 7, со штифтом 10.
Для предотвращения повреждений корпуса резцедер-
жавки при поломках резцов под резцы с малым вылетом
(характерные для крепления режущих элементов сила-
ми резания) поставлены подкладки, закрепленные вин-
тами.
На рис. 4 показан прибор для наладки расточных
резцов в оправке на два диаметральных размера непо-
средственно на станке. Такая наладка осуществляется
благодаря наличию двух индикаторов, размещенных в
одном корпусе 1. Прибор может быть закреплен на оп-
равке, освобождая тем самым обе руки наладчика для
других действий. Наличие упорных подшипников 3 и 6
дает возможность поворачивать прибор вокруг оси дер-
жавки. Наладка прибора осуществляется по эталону.
НАЛАДКА ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР ВНЕ СТАНКА
Инструмент для оснащения станков токарной группы
В автоматизированном производстве с целью сокра-
щения потерь времени, связанных со сменой затупивше-
гося инструмента, получает применение бесподнала-
дочный инструмент. Наладка такого инструмента
на размер производится вне станка с помощью спе-
циальных приспособлений. При наладке такого инстру-
мента его режущая кромка устанавливается в требуе-
мое положение относительно базовых поверхностей. На-
ладка инструмента вне станка целесообразна при обес-
печении обработки требуемой точности без подналадки
инструмента на станке, необходимости ликвидировать
узкие места на участке эксплуатации станков или в ли-
нии, а также в случае применения бесподналадочного
инструмента при его одновременной автоматической за-
мене.
Простейший пример предварительной наладки инстру-
мента на размер вне станка приведен на рис. 5. Чтобы
29
8 3 10 11 12
Рис. 5. Приспособление для наладки резцов на длину вне станка:
1 — корпус, 2 — упор, 3, 6, 15, 17 — винты, 4, 13, 16 — штифты, 5 — ко-
лодка, 7, /2 —втулки, 8 — рычаг, 9 — наконечник, 10 — стойка, // — пру-
жина, /-/—планка
обеспечить взаимозаменяемость резцов, в торец резц
ввертывается компенсационный винт со сферическое
головкой, закрепляемый контргайкой. За счет компенса
ционного винта достигается постоянная длина инстр}
мента. Наладка инструмента на размер производится ц
специальном приспособлении индикаторного типа. |
На рис. 5 показан проходной резец и приспособлени
для его наладки на длину вне станка. Резец вставляете
30
0 паз колодки 5 и вершиной упирается в упор 2, диаметр
которого равен диаметру обрабатываемой детали. На-
личие такого упора позволяет уменьшить погрешности
наладки, возникающие от неточности положения верши-
ны по высоте и от изменения положения вершины при
переточке резца по передней грани. Кроме того, упор
расположен относительно оси резца под тем углом, при
котором производится обработка на станке. Это также
способствует снижению погрешности наладки, возника-
ющей от смещения вершины резца по его ширине.
Рис. 6. Приспособление для наладки резцов, работающее по прин-
ципу плавающей измерительной скобы:
1 — микрометрический винт, 2, 9 — кронштейны, 3 — регулировочный винт,
4 — резец, 5 — индикатор, 6 — пружинный прихват, 7 — ползун, 8 — шток,
10 — пружина, 11 корпус
Другой конец упора через регулировочный винт на
резце касается ножки индикатора, по которому и настра-
ивается резец. Наладка приспособления производится
по эталону. Для возможности свободного съема резца
служит рычаг 8, который отводит наконечник 9. Колод-
ка 5 крепится к корпусу 1 винтом би штифтом 4. Упор
крепится винтом 3. Наконечник 9 перемещается во втул-
ке 7. Индикатор размещается в стойке 10 и втулке 12,
ножка которого поджимается пружиной 11. Стойка 10 и
индикатор закрепляются штифтами 13 и 16 и винтами
15 и 17.
Наладку резцов-вставок по длине производят вне
станка в приспособлениях, работающих по принципу пла-
вающей измерительной скобы (рис. 6). Резец 4 устанав-
ливают в пазу корпуса 11 и крепят пружинным прихва-
том 6. По направляющим корпуса перемещается ползун
7 с закрепленными на нем кронштейнами 2 и 9 для ус-
тановки индикатора 5 и микрометрического винта 1.
31
Вершина резца упирается в подпружиненный шток 8,
связанный с индикатором, а регулировочный винт 3— в
торец микрометрического винта. При наладке поворачи-
вают регулировочный винт и следят за показаниями ин-
дикатора, предварительно выставленного по эталону.
Благодаря тому, что измерительная скоба постоянно
поджимается пружиной 10 к регулировочному винту 3,
смещение резца вдоль оси паза не оказывает влияния на
Рис. 7. Державка для бесподналадочного крепления отрезно-
го резца:
1 — упор, 2—гайка, 3— штифт, 4—планка, 5 — корпус, 6 — шпилька,
7 — винт, 8 — опорная плоскость резца
показания индикатора. Это исключает погрешности ус-
тановки и позволяет производить наладку в двух направ-
лениях. Точность наладки резцов равна ~2 мкм.
На рис. 7 приведена державка для бесподналадоч-’
ного крепления отрезного резца на заднем суппорте то-
карного шестишпиндельного автомата 1240-6. Определен-
ное положение резца обеспечивается посадкой его в пазу
и наличием на державке упора 1. Кроме того, на резце
необходимо выдерживать положение боковой режущей,
кромки относительно опорной плоскости резца 8. Kpen-i
ление резца осуществляется при помощи планки 4 и гай-«
ки 2. Штифт 3 служит для ограничения поворота планки^
при съеме резца. i
32
На рис. 8 показана блочная многоместная державка
с резцами для обработки шестерен. Державку устанав-
ливают на автоматической линии, предназначенной для
обработки нескольких типоразмеров шестерен. С целью
ускорения переналадки линии державка разделена на
плиту 1, постоянно установленную на суппорте станка,
п сменный резцовый блок 2. Для смены блока достаточ-
Рис. 8. Многоместная державка с резцами для обработки ше-
стерен:
1 — плита, 2 — сменный резцовый блок, 3 — винт, 4 — крючок, 5 — пру-
жина, 6 — винты, 7 — шайба
но освободить винты 6 и откинуть крюкообразные шай-
бы 7. Резцы настраиваются по длине вне станка, крепят-
ся в блоке силами резания. Предварительный прижим
резца к опорной поверхности и винту 3 обеспечивается
крючком 4 и пружиной 5.
В блочной державке размещаются чашечный и фа-
сочный резцы (рис. 9). Для обеспечения требуемой точ-
ности чашечные резцы должны отвечать следующим
техническим требованиям: режущая пластина не долж-
2-1161 зз
на иметь выкрашиваний и сколов; опорная плоскость ББ
режущей пластины должна плотно прилегать к опорной
плоскости корпуса резца; пружина в рабочем состоянии
должна прижимать режущую пластину к втулке и иметь
возможность дополнительно сжиматься на 1,5—2 мм.
Применяемые фасочные резцы должны отвечать следу-
ющим техническим требованиям:
базовые поверхности резцов В и Г должны быть пло-
скими. Резец, поставленный на поверочную плиту, дол-
жен лежать без качаний;
Рис. 9. Чашечный быстросменный взаимозаменяемый резец:
1 — корпус, 2 — гайка, 3 — винт регулировочный, 4 — режущая пласти-
на, 5 — шток, 6 — пружина, 7 — шайба, 8 — винт упорный, 9 — втулка
параллельность оси резьбы Мб относительно базовых
поверхностей В и Г резца должна быть в пределах
0,5 мм на длине 50 мм.
Как показали производственные испытания много-
шпиндельных токарных полуавтоматов, время их про-
стоев, связанных со сменой затупившегося инструмента,
примерно на 15—20% ниже при использовании быстро-
сменного режущего инструмента, настроенного вне
станка.
. Инструмент для оснащения станков расточной
и сверлильной групп
Потери времени, связанные с закреплением, сменой
и наладкой инструмента на размер, значительно снижа-
ют выпускную способность оборудования, особенно мно-
гоинструментальных агрегатных станков и автоматиче-
ских линий. Поэтому в наладках станков необходимо
использовать быстросменный инструмент, настраивае-
34
мый вне станка на различных приборах или приспособ-
посадочным диаметром а и при-
12 3 4
Рис. 10. Схема прибора для наладки
вне станка расточной головки:
1 — индикатор, 2 — державка, 3 — винт, 4 —
стойка, 5 —' диск, 6 — основание
лениях.
На рис. 10 показана схема прибора для наладки
съемной оправки с расточным резцом. На борштанге
оправка центрируется
жимается к торцу Т
винтами. Те же базы
d и Т приняты и на
приборе. К основа-
нию 6 привернуты
стойки 4 и центриру-
ющий диск 5. Диск
выполнен из цемен-
тируемой стали с
высокой поверхно-
стной твердостью,
чтобы избежать за-
боин и быстрого из-
носа при эксплуата-
ции. Индикатор /
закреплен в стандартной державке 2, которая закрепле-
на на стойке 4 винтом 3. Предварительно прибор настра-
ивают по эталону, представляющему собой расточную
оправку с цилиндрическим пояском вместо резца. Диа-
метр пояска равен номинальному диаметру растачивае-
мого отверстия.
Рис. 11. Борштанга расточная с предварительной наладкой на раз-
мер резца вне станка:
1 — борштанга, 2, 4, 6, 7 ~ винты, 3 — сухарь, 5 — вставка
На рис. 11 показана борштанга расточная с предвари-
тельной наладкой резца. Борштанга предназначена для
использования на координатно-расточном станке и по-
9*
2 35
зволяет осуществлять наладку на размер резца вне
станка. При наличии комплекта таких борштанг обеспе-
чивается быстрая переналадка станка на различные
диаметры обработки. Крепление резца осуществляется
во вставке 5, которая устанавливается относительно кор-
пуса борштанги 1, Тонкая регулировка резца произво-
дится винтом 7. Винт 6 служит для ограничения край-
них положений вставки, а также удерживает ее от вы-
падения. Зажим вставки осуществляется винтом 2 и су-
харем 3.
На рис. 12 показана оправка со вставками для на-
ладки резцов. Оправка предназначена для расточки двух
диаметров на проход в блоке цилиндров. Наладка каж-
дого резца осуществляется вне станка с помощью эта-
лона и призмы с индикатором. Смену и наладку резцов
производят вместе со вставками 7. Крепление вставки в
оправке осуществляется двумя винтами 5. Наличие ско-
сов на вставках обеспечивает прижим их к базовой пло-
скости. Оправка работает на автоматической линии по
обработке блока цилиндров.
Эталонное приспособление (рис. 13) предназначено
для настройки резцов на диаметральный размер с по-
мощью призмы с индикатором. Эталон 1 представляет
собой имитацию расточной державки, которая работает
на станке. На эталоне имеется буртик, равный диаметру
обрабатываемого отверстия. По этому буртику произво-
дят наладку индикатора. Затем эта наладка перено-
сится на резец. По приспособлению налаживают оба
резца рабочей державки. Разница в диаметрах обработ-
ки при одинаковой наладке резцов достигается соответ-
ствующим положением опорных поверхностей на рабо-
чей державке. Винт 3 служит для закрепления вставки
в пазу эталона.
На рис. 14 приведены схема прибора для наладки
державки с двумя резцами для подрезания торцов и од-
новременного растачивания двух отверстий. Обработку
осуществляют на специальном агрегатном станке, встро-
енном в автоматическую линию. Блоки И с резцами,
каждый из которых можно независимо регулировать я
двух взаимно перпендикулярных направлениях, после
настройки на приборе закрепляют в борштанге с копир-
ным устройством, преобразующим осевое перемещена
шпинделя в радиальное движение блока. В результат
этого производится подрезание торцов до размера
36
Рис. 12. Оправка расточная для наладки резцов вне
станка:
1, 2, 5, 6 — винты, 3 — оправка, 4 — платик, 7 вставка
Рис. 13. Эталонное приспособление для наладки резца на
диаметр вне станка:
1 — эталон, 2, 3 — винты, 4 — стойка
37
и растачивание двух диаметров D+°>24 при соблюдении
размера /±0,1 от базового торца детали (рис. 14, а).
Размер I обеспечивается наладкой станка при условии
сохранения размера £и на инструменте.
Прибор (рис. 14, б) состоит из плиты, на которой
смонтированы основные узлы: свободно перемещающая-
ся на шариковых направляющих каретка 1, стойка 9, в
Рис. 14. Схемы размеров (а) и прибора для наладки вне станка
державки с двумя резцами (б):
1 — каретка, 2 —упор, 3— рычажно-индикаторный механизм, 4, 11, 12 —
эксцентрики, 5, 10, 13 — индикаторы, 6 — пружина, 7 — пружинная пластина,
8 — шпиндель, 9 — стойка, 14, 15 — резцы
которой на точно пригнанной конической поверхности
вращается шпиндель 8 и два рычажных механизма с ин-
дикаторами 10 и 13, которые с помощью эксцентриков
11 и 12 могут самостоятельно подводиться к режущим
кромкам резцов при установке их на диаметр D. Блоки
с резцами закреплены на шпинделе 8 до упора в торец
Т и точно так же, как и в борштанге, двумя винтами че-
рез пружинную пластину 7, которая предохраняет блок
от сдвига в осевом направлении при затяжке винтов.
Каретка 1 несет жесткий упор 2, рычажно-индикатор-
ный механизм 3 и индикатор 5.
38
С помощью эксцентрика 4 каретка освобождается и
под действием пружины 6 подводится к резцу 14. Нала*
дочный размер L фиксируется индикатором 5, после че-
го с помощью индикаторного механизма 3 производится
установка резца 15 на размер В. Шпиндель 8 поворачи-
вается на 180° и с помощью рычажно-индикаторных ме-
Рис. 15. Скоба для наладки осевого инструмента по
длине
ханизмов 10 и 13 производится раздельная установка
резцов 14 и 15 по диаметру D.
На рис. 15 показана скоба для наладки осевого ин-
струмента по длине. Скоба прикреплена к призме, кото-
рая центрируется на хвостовике инструмента. Налажен-
ный по прибору инструмент вставляют в шпиндель стан-
ка до упора головки регулировочного болта в торец по-
садочного отверстия.
Рис. 16. Длиномер для наладки вылета осевого инстру-
мента на станке:
1,2 — центрирующие призмы, 3 — стержень, 4 — упор
На рис. 16 показан длиномер для наладки вылета
осевого инструмента на станке. Установка вылета инст-
румента производится от торца многошпиндельной го-
ловки Ьи, На стержне 3 монтируют две центрирующие
призмы 1, 2 и упор 4. Стержень может снабжаться шка-
лой с делениями. Такая наладка вылета инструмента не
39
обеспечивает высокой точности и применяется для на-
ладки инструмента, работающего напроход.
На рис. 17 представлено типовое приспособление,
применяемое на Волжском автомобильном заводе
(ВАЗ), для наладки на размер осевого инструмента.
Рис. 17. Типовое приспособле-
ние для наладки на размер
осевого инструмента
Регулировка инструмента
на наладочный размер А
осуществляется обычно
гайкой, перемещаемой по
трапецеидальной резьбе
хвостовика.
На рис. 18 приведено
приспособление, применя-
емое на ВАЗ, для налад-
ки многолезвийного ин-
струмента на размер. Ин-
струмент применяется
для одновременной обра-
ботки отверстия, подрезки
торца и снятия фаски на
деталях типа коленчатый
и распределительный ва-
лы. Резцы и комбиниро-
ванное сверло предвари-
тельно устанавливают в
корпус державки, кото-
рую затем помещают в
приспособление. По эта-
лонам и с помощью инди-
катора налаживают инст-
рументы на размеры А,
Ai, А2 с последующей их
фиксацией.
На рис. 19 представлен патрон, служащий для креп-
ления центровочного сверла и позволяющий произво-
дить наладку вылета сверла вне станка. Наладку сверла
осуществляют на специальном приспособлении, которое
обеспечивает постоянство наладочного размера всей
партии инструментов. Сверло перемещают упором 7 и
винтом 8. Для предотвращения проворачивания как упо*
ра, так и самого сверла служат винт 5 и штифт И. Пос-
ле наладки сверло зажимается цангой 3 и затягивается
гайкой 1, Базовой поверхностью для наладки вне станка
40
Рис. 18. Приспособление для наладки многолез-
вийного инструмента на размер
Рис. 19. Патрон для крепления центровочного сверла:
1 — гайка, 2 — прокладка, 3 — цанга, 4 — втулка, 5, 8 — винты,
6 — шпонка, 7 — упор, 9 — прокладка, 10— пружина, // — штифт
является торец, налаживают станок перемещением
шпинделя.
На рис. 20 показана втулка, которая служит для на-
ладки метчика на длину. Наладку осуществляют при
помощи штангенциркуля регулировочным винтом 4 и
контргайкой 3. Метчик крепят винтом 1, который входит
в канавку на метчике. По периферии посадочного диамет-
41
ра (см. сеч. ЛЛ) сделаны отверстия для подачи СОЖ,
которая через центральное отверстие в корпусе 2 и
сквозное отверстие в метчике попадает в зону резания.
Втулку с метчиком крепят в быстросменном патроне;
Рис. 20. Втулка для наладки метчика на длину вне станка:
1 — винт, 2 — корпус, 3 — контргайка, 4 — регулировочный винт
Инструмент для оснащения станков фрезерной группы
Наладку фрез вне станка осуществляют реже, чем
наладку других инструментов. При наладке комплектов
дисковых фрез необходимо выдерживать расстояние
между режущими кромками фрез и расстояние от боко-
вых кромок до боковых поверхностей оправки. Для на-
ладки этих фрез применяют мерные кольца, для более
тонкой наладки — регулировочные кольца.
Если при наладке цельных торцовых фрез требуется
выдержать толщину фрезы, то можно применять кольца
различной толщины, причем в некоторых случаях эти
кольца крепятся к фрезе. Торцовые фрезы можно нала-
живать на станке по шаблону от какой-либо станочной
базы.
В качестве базовых поверхностей служат централь-
ное цилиндрическое отверстие и опорный торен. Креп-
ление инструмента к шпинделю осуществляют винтами с
торца. Практика заводов показывает, что регулировку
инструмента таким методом обычно производят в заточ-
ном отделении. Объясняется это тем, что не исключена
необходимость дополнительной обработки в сборе (на-
пример, с обеспечением требуемого размера, уменьшение
торцового биения режущих кромок и т. п.).
В результате переточки фрезы ее высота уменьшает-
ся. Поэтому после каждой переточки вставка подбира-
ется на плите с помощью индикатора. Непременным ус-
42
ловием, обеспечивающим успешное внедрение в практи-
ку наладки фрез по приспособлениям, является заранее
предусмотренная возможность установки их на станке,
доступность обозрения и удобство регулировки шпин-
деля.
На рис. 21 показана торцовая фреза, налаживаемая
на размер вне станка и
используемая для чисто-
вого фрезерования торцов
ушек вилок карданного
вала. Фреза состоит из
корпуса /, на котором
крепятся неподвижные
опоры 2 с выступами, кон-
тактирующими с резцо-
выми вставками 4, Встав-
ка снабжена двумя регу-
лируемыми опорами 3 и 8
для наладки соответству-
ющего осевого и радиаль-
ного положения. Вставки
крепятся клином 5, рас-
положенным под углом к
оси фрезы с целью посто-
янного поджима осевой
опоры к базовой поверх-
ности корпуса. Клин пред-
варительно поджимается
пружиной 6 и фиксирует-
ся винтом 7 после уста-
новки вставки на размер
Н и проверки на биение
в радиальном направле-
нии. Оснащение вставок
Рис. 21. Торцовая фреза, налажи-
ваемая на размер вне станка:
1 — корпус, 2 — неподвижные опоры,
5, S — регулируемые опоры, 4 — резцо-
вые вставки, 5 — клин, 6 — пружина,
7 — винт, 9 — неперетачиваемые пласти-
ны
многогранными неперетачиваемыми пластинами 9 повы-
шает размерную стойкость фрезы.
На рис. 22 показан прибор флажкового типа для ус-
тановки торцовой фрезы на наладочный размер Ли. При-
бор состоит из плиты 4 с укрепленным на нем пальцем
3 и флажка 2. Флажковые измерительные устройства
при их поворачивании позволяют производить наладку
инструмента на ощупь, а если они снабжены индикато-
ром, то по делениям на циферблате.
43
На рис. 23 показана торцовая фреза с быстросмен-
ным креплением. Крепление фрезы осуществляют бол-
тами 4 и поворотной шайбой 3. В корпусе фрезы име-
ются отверстия для прохождения болтов, таким образом
Рис. 22. Флажковый прибор для наладки вне станка торцовой
фрезы:
1 *— установочное кольцо, 2 — флажок, 3 — палец, 4 — опорная плита
Рис. 23. Фреза торцовая с быстросменным креплением:
/ — корпус, 2 — штифты, 3 — шайба, 4—болт, 5 — нож, 6 — сухарь, 7 — винт
нет необходимости полностью их вывертывать. Штифт
служит для ограничения поворота шайбы. Наладку фре-
зы на размер производят по шаблону путем выдвиже-
ния шпинделя с помощью нониусного устройства.
На рис. 24 показан комплект дисковых двусторонних
фрез, предназначенный для обработки коленчатого вала
44
на специальном вертикальном двухшпиндельном фрезер-
ном станке. При наладке фрез на размер выдерживают-
ся размеры от опорного торца фрезерной оправки до
торцовой режущей кромки первой фрезы и между тор-
цовыми режущими кромками обеих фрез. Наладку этих
размеров осуществляют при помощи регулируемых ко-
лец на специальном приспособлении по эталонам.
Рис. 24. Комплект дисковых фрез, налаженных на размер вне станка
На рис. 25 показано приспособление для наладки
комплекта дисковых фрез на оправке. Наладку произ-
водят по двум параметрам: расстоянию от опорной пло-
скости оправки до режущей кромки фрез и расстоянию
между режущими кромками обеих фрез с помощью ре-
гулируемых колец на оправке. Для установки на штырь
2 и съема оправки с фрезами измерительные пальцы вы-
полнены подвижными. При наладке оставляется зазор
0,1 мм. Наладочные размеры обеспечиваются при изго-
товлении приспособления.
45
Рис. 25. Приспособление для наладки комплекта дисковых фрез на
оправке вне станка:
1, 7, 10, 15 — винты, 2 — штырь, 3 — рым-болт, 4 — палец, 5, 11 — стойки»
6, 13 — ручки, 8, 14, 16 — штифты, 9 — планка, 12 — плита
СОКРАЩЕНИЕ ПОТЕРЬ ВРЕМЕНИ ПРИ НАЛАДКЕ
ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР
Сокращение потерь времени при наладке инструмен-
та на размер достигается также за счет: взаимозаменя-
емого инструмента, быстросменного инструмента, креп-
ления силами резания и регулировочных устройств на
основе упругой компенсации.
Наличие большого количества взаимозаменяемого,
быстросменного и бесподналадочного инструмента суще-
ственным образом стабилизирует процесс обработки на
металлорежущих станках, повышает загрузку оборудо-
вания и уменьшает простои при смене инструмента.
Применение в наладках станков быстросменной вза-
имозаменяемой инструментальной оснастки дает значи-
тельный экономический эффект. Она способствует со-
кращению вспомогательного времени и позволяет рабо-
тать на более высоких скоростях резания. Быстросмен-
46
ность инструмента является особенно важным свойст-
вом для бесподналадочного инструмента, для которого-
несоответствие между размерной и общей стойкостью
приводит к необходимости увеличенного количества
съемов инструмента для регулировки размеров. Взаимо-
заменяемость режущего инструмента достигается приме-
нением инструмента с механическим креплением много-
гранных неперетачиваемых пластин. Точные многогран-
ные пластины шлифуются по всем граням. Поворот этих
пластин обеспечивает точность в пределах +0,025 мм.
Этот вид пластин используется наиболее широко.
Сверхточные пластины при их повороте обеспечива-
ют точность в пределах ±0,0127 мм и рекомендуются для
обработки деталей с жесткими допусками.
Наиболее распространенным методом крепления рез-
цов является крепление при помощи винтов. В тех слу-
чаях, когда для освобождения инструмента достаточно
только ослабить винты, смена инструмента, закрепляе-
мого винтами, происходит достаточно быстро. Однако
при применении инструмента, налаживаемого вне стан-
ка, такое крепление не гарантирует правильного поло-
жения его в державке, так как при затягивании винтов
инструмент может сместиться и заданный размер при
обработке не будет обеспечен. Поэтому бесподналадоч-
ный инструмент следует крепить винтами через проме-
жуточную деталь, препятствующую отрыву базовой по-
верхности инструмента от опорной поверхности держав-
ки в результате вращательного движения винта. Такой
промежуточной деталью могут служить планка или кли-
новой сухарь. Клиновой сухарь может проворачиваться,
например, если он имеет форму диска со срезом (рис. 26),
поэтому направление вращения при затяжке следует вы-
бирать таким образом, чтобы оно способствовало ' при-
жиму инструмента к упору державки (на рис. 26 пока-
зано стрелкой). Если для зажима резца применяется
клин, перемещаемый вдоль резца, то зажимное движе-
ние его также должно быть направленно на упор.
На крепежных деталях следует избегать малых раз-
меров многогранников под ключ, так как они легко изна-
шиваются и не обеспечивают надежного крепления.
На токарных станках может быть использована бы-
стросменная державка по типу, показанному на рис. 27.
Инструмент крепится в резцедержавке 2 и налаживается
вне станка относительно углового выреза державки Б и
47
опорной плоскости А. Затем резцедержавка надевается
на угловой выступ корпуса 4 и планкой 1 и эксцентри-
ком, поворачиваемым накидным ключом 3, крепится к
корпусу 4. Имея серию резцедержавок, можно заранее
настроить необходимый инструмент, затем по мере надоб-
ности быстро менять его. Погрешность установки таких
державок не превышает
0,02—0,03 мм.
Существуют р аз лич-
ные конструкции быстро-
сменного крепления осе-
вого инструмента. Боль-
шинство нормализован-
ных патронов непригодно
для крепления бесподна-
ладочного инструмента,
так как они не позволяют
налаживать осевой инст-
Рис. 26 Схема крепления рез- Рис. 27. Схема крепления бы-
ца, которое обеспечивает повы- стросменных державок, которое
шенную прочность обеспечивает повышенную
прочность:
1 — планка, 2 — резцедержавка, 3 —
ключ, 4 — корпус
румент вне станка. Для бесподналадочного инструмента
вставки к быстросменным патронам должны иметь в се-
бе регулировочный узел, изменяющий расстояние от
опорной поверхности вставки до режущей кромки свер-
ла, зенкера, развертки и др.
На рис. 28 приведена конструкция быстросменного
патрона для крепления осевого инструмента, налажен-
ного на длину вне станка (конструкция СКБ1), который
применяется на автоматических линиях и предназначен
48
для крепления осевого инструмента, налаженного на
длину вне станка. Инструмент крепится жестко в спе-
циальном удлинителе, а сам удлинитель с цилиндриче-
ским хвостовиком (или непосредственно сам инструмент),
снабженный упорным винтом и контргайкой, вставляет-
ся в быстросменный патрон до упора 4 в пробку и удер-
живается от выпадения шариком 3,
Когда кольцо 2 сдвигается вправо, шарик попадает в
выточку во втулке и удлинитель свободно вынимается.
Крутящий момент передает шпонка. Гайка 7 служит для
настройки вылета инструмента из шпинделя станка.
Рис. 28. Патрон быстросменный для крепления осевого инструмен-
та, налаженного на длину вне станка:
I — втулка, 2 — кольцо, <3 — шарик, 4 — упор, 5 — винт, 6 — шпонка, 7 — гайка
Патрон крепят винтами. Такие патроны не только по-
зволяют налаживать инструмент вне станка, но благода-
ря малым диаметрам применять их на многошпиндель-
ных станках с близко расположенными шпинделями.
Расточные и подрезные головки с незначительным
вылетом, но с большим диаметром, а также торцовые
фрезы больших размеров могут закрепляться, как по-
казано на рис. 28. Единая шайба под все крепежные
болты и отверстия увеличенного диаметра в корпусе ин-
струмента, свободно пропускающие эти болты, позволя-
ют при смене инструмента ограничиваться лишь ослаб-
лением болтов.
Сокращение времени на смену инструмента может
быть достигнуто также с помощью применения блочной
смены инструментов. В этом случае в одной державке
размещаются несколько инструментов, а смена и налад-
ка осуществляются блоком. Это является особенно важ-
ным при частой переналадке станка или автоматической
линии с одной детали на другую. Блочная замена инст-
3—1161
49
румента может оказаться целесообразной для задних
суппортов многорезцовых станков, т. е. для тех случаев,
когда резцы передней гранью обращены к суппорту
станка.
Быстросменная и бесподналадочная оснастка при
этом обычно получается по конструкции и эксплуатации
более простой и удобной. Сокращение времени на смену
Рис. 29. Создание опоры под ре-
жущей частью резца:
а — опрокидывание резца будет, б —
опрокидывание резца не будет
инструмента в данном
случае достигается
благодаря одновремен-
ной смене нескольких
инструментов. Приме-
няется режущий инст-
румент, для крепления
которого используются
силы резания. Смена
резца при такой конст-
рукции производится в
результате небольшого ослабления винтов при возмож-
ности создания достаточного пространства для полного
выдвижения его из паза державки или полного отвора-
чивания винта, что увеличивает время замены инстру-
мента. При небольшом количестве резцов в наладке кре-
пление винтом занимает немного времени. Однако для
многорезцовых наладок такое крепление может сущест-
венно сказаться на продолжительности смены инстру-
мента. Для таких случаев можно использовать крепле-
ние резцов силами резания, предложенное Г. М. Рывки-
ным. Основным принципом крепления резцов силами
резания является устранение опрокидывающего момен-
та, вызываемого силой резания, т. е. создание опоры под
режущей частью резца (рис. 29). Практические наблю-
дения показали, что при нормальных условиях обработ-
ки угол, образованный касательной к обрабатываемой
поверхности в точке резания и линией, проведенной из
вершины резца до края опоры под ним, не должен пре-
вышать 15°. Посадка резца в паз должна осуществлять-
ся с минимальными зазорами.
От выпадения в момент отсутствия нагрузки резец
удерживается подпружиненным крючком (рис. 30). Он
же прижимает резец к заднему упору. Паз под натяжку
крючка на резце делается или перпендикулярно стержню
резца, или наклонно. В последнем случае крючком ре-
зец прижимается к двум базам: к заднему упору и к бо-
бо
новой стороне паза. Для освобождения резца достаточно
надавить на крючок и вынуть резец в направлении, пер-
пендикулярном основанию паза. Крепление позволяет
наладить резец на длину вне станка. Время замены та-
кого резца составляет 15—20 с.
На рис. 31 показано крепление резца тангенциально-
го типа силами резания. Резец 1 свободно устанавлива-
ют в закрытый паз державки 2 и поджимают к опорной
Рис. 30. Крепление рез-
ца силами резания
Рис. 31. Крепление резца танген-
циального типа:
/ — резец, 2 — державка, 3 — подпру-
жиненная тяга, 4 — гайка
плоскости подпружиненной тягой 3, входящей в Т-образ-
ный паз резца. Для освобождения резца нажимают на
гайку 4, перемещая тягу 3. У резцов из быстрорежущей
стали с положительными передними углами точка кон-
такта опорного винта должна лежать на линии, каса-
тельной АЛ, а при больших величинах переднего угла
даже выходить за ее пределы. Такое положение опорно-
го винта предотвращает возможность опрокидывания
резца в процессе резания.
Регулирование размеров осуществляют на основе
упругой компенсации размерного износа. Систематиче-
ские погрешности обработки складываются из 'размер-
ного износа и дополнительных упругих деформаций си-
стемы, вызываемых приростом силы резания при износе
режущих кромок. Уменьшение систематической погреш-
ности является основной задачей регулирования разме-
ров деталей при обработке резанием.
Для компенсации могут быть использованы силы ре-
зания и связанные с ними деформации упругой системы.
Изменение упругих деформаций системы зависит от уве-
3* 51
личения действующих сил по мере износа режущих кро-
мок инструмента и от жесткости технологической си-
стемы. Решающее влияние на изменение размера оказы-
вает приращение составляющей Pr силы резания, распо-
ложенной в основной плоскости, которое пропорциональ-
но износу режущих кромок.
Метод повышения размерной стойкости путем упру-
гой компенсации основан на таком изменении жесткости
системы, когда текущие средние размеры обрабатывае-
Рис. 32. Принципиальная схема вариантов упругой
компенсации погрешностей обработки:
а — при обточке, б — при расточке; 1 — державка, 2 — вер-
тикальная ось, 3 — резец, 4 — обработанная поверхность,
5 — пружина
мого изделия сохраняются постоянными, т. е. влияние
динамических погрешностей на изменение размера будет
сведено к нулю. Применение метода упругой компенса-
ции на токарных операциях дает возможность повысить
размерную стойкость инструмента путем компенсации
систематической погрешности размеров или компенсации
рассеяния размеров обрабатываемых деталей. Для ком-
пенсации систематической погрешности в технологиче-
скую систему вводится упругий элемент, при регулиро-
вании которого меняется значение жесткости и в связи
с этим величина общей жесткости.
Принципиальная схема вариантов упругой компенса-
ции погрешностей обработки показана на рис. 32.
В державках 1 вершина резца 3 смещается относительно
вертикальной оси 2 поворота на величину А так, чтобы
сила резания P'N в плоскости резания создавала отри-
цательный момент P'Na при обточке или положительный
момент Р дг&прй расточке. В процессе работы упругий
элемент (пружина) 5 деформируется, державка повора-
чивается и вершина резца по мере износа все более при-
ближается к обработанной поверхности 4. Жесткость
упругого элемента 5 определяется в зависимости от же-
сткости исходной системы СПИД. Державки переменной
жесткости, поворачивающиеся вокруг оси, применимы
при обработке резцами с большими углами в плане. До-
стоинством метода упругих компенсаций размерного из-
носа является его простота и возможность обеспечения
значительного повышения размерной стойкости.
ТОНКОЕ И АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ РАЗМЕРОВ
ПРИ ПОДНАЛАДКЕ ИНСТРУМЕНТА
Возможны два варианта применения инструмента на
станке:
если размерная стойкость обеспечивает полное ис-
пользование режущих возможностей инструмента за од-
ну установку, тогда целесообразным является примене-
ние предварительно налаживаемого и быстросменного
инструмента без дополнительной подналадки его на
станке;
если размерная стойкость не обеспечивает полное
использование режущих возможностей инструмента за
одну установку. В этом случае необходимо предусмат-
ривать средства для осуществления дополнительной
подналадки инструмента на станке.
Необходимость применения средств тонкой регули-
ровки может возникнуть при окончательной наладке на
размер, компенсации размерного износа инструмента,
компенсации изменений размеров обработки, вызывае-
мых нагревом отдельных узлов станка в процессе обра-
ботки и при подналадке во время замены предваритель-
но налаживаемого инструмента в том случае, когда точ-
ность наладки инструмента вне станка не обеспечивает
попадания в заданный интервал наладочных размеров.
При осуществлении наладки встречаются два вида
регулирования: обеспечивающее относительно грубые
перемещения инструмента и обеспечивающее малые пе-
ремещения инструмента.
Устройства с относительно грубыми перемещениями
используются при наладке инструмента в основном для
компенсации изменений размеров* связанных с переточ-
53
кой, а также для компенсации погрешностей изготовле-
ния.
Устройства, обеспечивающие малые перемещения,
необходимы при окончательной наладке для компенса-
ции размерного износа инструмента. При повышенной
точности обработки могут иметь место оба вида регули-
рования. В качестве средств относительно грубой регу-
лировки используются передвижки вручную, при помо-
щи винта с более крупным шагом, клина. Для тонкой
регулировки используются дифференциальная резьба,
клин с малым углом наклона, индикаторы, нониусные
устройства и др.
К регулирующим устройствам предъявляются требо-
вания, обеспечивающие минимальное время регулиро-
вания и наладки инструмента на размер, точность и на-
дежность установки (устранение возможности разрегу-
лировки в процессе работы) инструмента.
Особенно важным является правильное назначение
цены деления устройства, предназначаемого для ком-
пенсации размерного износа, так как при осуществлении
такой компенсации важно использовать наибольшую ве-
личину подналадки, определяемую допустимым размер-
ным износом Лд. Значение Лд надо рассматривать как
наибольшую возможную величину регулирования, про-
изводимую во время компенсации размерного износа за
один прием.
Для удобства пользования устройством для компен-
сации износа необходимо, чтобы цена деления была бы
в несколько раз меньше величины Лд, так как практи-
чески возможны отклонения от расчетной величины в ту
и другую сторону. Особенно это важно учитывать при
использовании в качестве делительного устройства хра-
повых и зубчатых механизмов, дающих ступенчатую по-
дачу. За суммарную величину регулировки принимается
значение максимального размерного износа Лтах. Прак-
тически величина Лтах обычно не превышает 0,2—0,3 мм.
Дальнейшим развитием тонкой регулировки инстру-
мента является его автоматизация. Устройства для ав-
томатической подналадки находят применение при по-
вышении требований к точности, стабильности и произ-
водительности обработки. Кроме того, применение уст-
ройств для автоматической подналадки позволяет повы-
сить продолжительность работы инструмента между
подналадками. Автоматическая подналадка инструмента
54
представляет собой автоматизацию основных приемов
ручной подналадки на станке, основанной на примене-
нии средств тонкой регулировки.
Для осуществления автоматической подналадки ин-
струмента в наладках станков предусматриваются уст-
ройства, осуществляющие размерную подналадку по
командам от измерительного устройства; устройства,
которые осуществляют контроль размера обработки и
подачу команды на осуществление подналадки по мере
приближения размеров к границе поля допуска, а также
блок преобразования и усиления первичного измери-
тельного импульса и формирования силового воздейст-
вия на подналадочное устройство.
Метод автоматического регулирования малыми им-
пульсами основан на том, что уменьшение величины ре-
гулировочного импульса при соответствующем увеличе-
нии частоты регулировок уменьшает пределы изменения
текущей средней размера обрабатываемой поверхности.
Такая система обеспечивает непрерывное восстановле-
ние размера обработки импульсами, равными или не-
сколько большими, чем среднее изменение размера на
участках наибольшей интенсивности износа. Эта система
позволяет автоматически управлять текущей средней
размера обрабатываемой поверхности и длительно со-
хранять его в узком диапазоне нужной части поля до-
пуска.
Приведем несколько примеров устройств для регули-
рования размеров. Широко применяются устройства с
дифференциальной резьбой. Выбор шага резьбы регули-
ровочного болта или гайки определяют два фактора:
точность и прочность. Чем меньше шаг резьбы, тем мень-
ше величина перемещения при одном и том же угле по-
ворота винтом. Но с уменьшением шага резьбы умень-
шается рабочая высота витка и снижается прочность
резьбы на смятие, что следует учитывать, если резьба
воспринимает большую осевую нагрузку.
Мелкая резьба установочного винта не должна иметь
осевого зазора. Необходимо иметь установочные эле-
менты двух типов: один — трубчатый—для боковых
граней и торца тела резца и второй — стержнеобраз-
ный — для вмонтирования в тело таких резцов, держав-
ку которых невозможно снабдить упором с торца. Фик-
сация винта осуществляется гайкой, что снижает точ-
ность регулирования. Для устранения этого недостатка
55
применяют сборный винт (рис. 33), состоящий из трёз£
частей: регулировочного винта 2, сухаря 1 и упорного
винта 3. Положение винта 2 фиксируется затяжкой вин-
та 3, расклинивающего в резьбе сухарь /.
Для регулирования резцов в расточных скалках при-
меняют упорный винт. Если резец квадратный, то диа-
метр резьбы d выбирают так, чтобы отверстие под резь-
Рис. 33. Сборный регулировочный винт:
1 — сухарь, 2 — регулировочный винт, 3 — упорный винт
бу d0 было немного больше стороны квадрата, т. е.
d= 1,075 a + s, где а — сторона квадрата, s — шаг резь-
бы. Для резцов круглого сечения диаметр отверстия
под резьбу выбирают равным диаметру резца dp
d0^d — s~dp.
Однако применение дифференциальных резьб требу-
ет повышения точности изготовления и соосности резьб.
Кроме того, недостатком дифференциальных резьб явля-
ется большая затрата времени на сборку с регулируе-
мым элементом.
На рис. 34 показан расточной резец-вставка. На ци-
линдрической поверхности резца 5 образована точная
резьба с шагом s = 0,5 мм. Градуированная гайка 4 на-
вернута на резец и базируется своей конусной поверх-
ностью в оправке 1. На торце резца имеется заплечико с
двумя шпоночными выступами, которые входят в пазы
отверстия под резец. В отверстии центрируется только
заплечико, а резьбовая часть входит с зазором. В нуж-
ном положении резец закрепляется винтом 3 с шайбой
2. На гайке нанесено 40 делений, что позволяет, повер-
нув ее на одно деление, переместить резец в осевом на-
правлении на 12,5 мкм, а в радиальном направлении
56
(учитывая угол наклона резца) — на 10 мкм. Для того
чтобы пользоваться регулировкой резца только по деле-
ниям, необходимо прецизионно выполнить все элементы
конструкции. Резцы-вставки предназначены для обра-
ботки отверстий, соответствующих 6—7 квалитетам точ-
ности и 6-му классу шероховатости. Преимущества дан-
ных резцов — снижение
вспомогательного времени
на наладку на размер на
30—50%, повышение точ-
ности и производительно-
сти чистовой расточки,
исключение брака по при-
чине, связанной с инстру-
ментом.
На рис. 35 показана
державка с устройством
для автоматического ре-
гулирования фасонного
резца, при этом резец 3,
свободно установленный
в паз 4 державки, переме-
щается в тангенциальном
направлении. Резец за-
Рис. 34. Резец-вставка с микро-
метрическим регулированием:
1 — оправка, 2 — шайба, 3 — винт, 4 —
градуированная гайка, 5 — резец-
вставка
креплен двумя планками
5, на которые действуют подпружиненные клинья 9. Ре-
гулировочные перемещения резца производятся штоком
гидроцилиндра через тягу 11. Храповой механизм 12, за-
крепленный на оси, поворачивает кулачок /, действую-
щий на подвижную опору 2. При каждом регулировоч-
ном движении вершины резца, установленные выше цен-
тровой линии, приближаются к оси вращения, компен-
сируя тем самым систематические изменения размера,
связанные с износом режущей кромки.
В корпусе, изготовленном из изоляционного матери-
ала, перемещается закрепленная на оси контактная
пружина, замыкающая цепь сигнального реле. Послед-
нее срабатывает при положении эксцентрика, соответст-
вующем заданной суммарной величине компенсационных
перемещений резца. Автомат останавливается, и зажи-
гается сигнальная лампочка 10, указывающая на необ-
ходимость замены резца. Для смены резца поворачива-
ют рукоятку 6 эксцентрика 7, перемещающего планку 8
и через нее подпружиненные клинья 9. Изношенный ре-
57
6
Рис. 35. Державка с устройством для автоматического ре-
гулирования фасонного резца:
1 — кулачок, 2 — подвижная опора, 3 — резец, 4 — паз державки,
5 — планки, 6 — рукоятка, 7 — эксцентрик, 8 — планка, 9 — подпру-
жиненные клинья, 10— сигнальная лампочка, 11— тяга, 12 —
храповой механизм
зец освобождают, свободно вынимают из мерного паза
державки и заменяют новым, заранее настроенным на
размер.
На Одесском заводе радиально-сверлильных станков
по проекту Специального конструкторского бюро изго-
товлено устройство для автоматического регулирования
размерной наладки алмазно-расточного станка, обеспе-
58
чивающее получение отверстий по 6-му квалитету точ-
ности. Действие устройства заключается в следующем.
Подача масла в левую полость 6 цилиндра (рис. 36)
вызывает перемещение вправо находящегося в нем пор-
шня 9, который передвигает штангу 1 до упора в винт 2.
Нагрузочный плунжер 7 также перемещается при этом
вправо, сжимает заключенный в эксцентричной полости
пластины 8 гидропласт, в результате чего пластина де-
формируется, а резец на оправке получает некоторое
радиальное перемещение. При подаче масла в правую
полость цилиндра штанга передвигается влево до упора
в винт 2, нагрузочный плунжер освобождается и резец
возвращается в исходное положение. При включений
электродвигателя 5 диск 3 через цилиндрическую и чер-
вячную пары получают вращательное движение, в ре-
зультате чего винт 2 перемещается в осевом направле-
нии до тех пор, пока электродвигатель не будет останов-
лен нажимом одного из кулачков, расположенных на
периферии диска 3, на кнопку конечного выключателя 4.
Величина осевого перемещения винта зависит от рассто-
яния между кулачками, и при выбранных конструктив-
ных параметрах борштанги определяют величину под-
наладочного импульса.
Устройство может обеспечивать как полуавтомати-
ческий, так и автоматический цикл работы при расточке
отверстий. При полуавтоматическом цикле деталь после
обработки замеряют вручную, после чего по результатам
замера кнопками, включающими электродвигатель, да-
ют необходимое количество наладочных импульсов,
уменьшающих или увеличивающих смещение резца от-
носительно оси штанги. Для работы в автоматическом
цикле устройство снабжено специальным измерительным
приспособлением с датчиком. В этом случае деталь пос-
ле обработки отводится на измерительную позицию и
по результатам замера от датчика на электродвигатель
поступает сигнал о необходимости подналадочного им-
пульса. Если на оправке установить диаметрально про-
тивоположно два резца, то при левом положении порш-
ня 9 будет производиться черновая расточка отверстия,
а при правом положении — чистовая, что позволит вести
обработку при прямом и обратном ходе стола станка.
При проверке точности наладки инструмента было
установлено, что применение данного устройства позво-
ляет попасть в середину поля допуска после расточки
59
Рис. 36. Устройство для автоматического регулирования размерной наладки алмазно-расточного станка:
/ — штанга, 2 — винт, 3 — диск, 4 — конечный выключатель, 5 — электродвигатель, 6 — левая полость цилиндра, 7 — нагрузочный
плунжер, 8 — пластина, 9 — поршень
Рис. 37. Устройство для ав-
томатической подналадки
резца при обработке вала:
1, 2 — штоки, 3 — ось, 4 — со-
бачка, 5 — поводок, 6 — храпо-
вое колесо, 7 — кулачок, 8, 10 —
тяги, 9 — опорная поверхность,
И — корпус
пробной детали. Поэтому можно рекомендовать такую
последовательность наладки размера обрабатываемых
деталей при смене инструмента: вначале производят
грубую наладку по индикаторному приспособлению на
размер, меньший номинального примерно на 0,1 мм, за-
тем выполняют пробную
расточку, точный замер по-
лученного отверстия и под-
наладку с подачей соответ-
ствующего количества им-
пульсов. Применение уст-
ройства обеспечивает уста-
новку резца с точностью 2—
3 мкм, что сокращает вспо-
могательное время и снижа-
ет вероятность появления
брака.
В результате испытания
устройства в автоматиче-
ском цикле при обработке
партий из 30 стальных (HRC
28—30) и латунных деталей
с подналадкой после обра-
ботки каждой детали (вели-
чина подналадочного им-
пульса 1 мкм) было уста-
новлено, что величина мак-
симального разброса разме-
ров в партии стальных де-
талей составляет 7 мкм (при
допуске на отверстие по
6-му квалитету), а в партии
латунных деталей — 6 мкм.
На рис. 37 показано устройство для автоматической
подналадки резца при обработке вала, позволяющее по-
высить размерную стойкость фасонного резца. Автома-
тическое регулирование размера в процессе обработки
производится штоком 2 и осью 3, действующими на по-
водок 5 с собачкой 4, последняя поворачивает на опреде-
ленный угол храповое колесо б. На одной оси с храпо-
вым колесом сидит кулачок 7, профиль которого выпол-
нен по архимедовой спирали с общей величиной падения
0,35 мм. Кулачок толкает тягу 8, которая давит на опор-
61
ную поверхность 9 резца в направлении оси обрабаты-
ваемой детали.
Движение тяги сообщается от штока 1 гидроцилин-
дра, который получает команду по результатам измере-
ния обрабатываемой детали. За каждый ход штока резец
перемещается на 0,015 мм. При креплении резца в кор-
пусе 11 применен принцип быстросменное™. С помощью
подпружиненной тяги 10, заведенной в Т-образный паз
резца, и усилий резания резец прижимается к опорной
базе.
На рис. 38 показана державка с устройством для
автоматической подналадки проходного резца, предназ-
наченного для обточки наружной поверхности на токар-
ном многорезцовом станке 1А730. Державка рассчитана
на использование «отскока» резца при обратном ходе
суппорта. Державка состоит из основания 15, при помо-
щи которого она закрепляется на переднем суппорте, и
поворотной резцедержавки 16, сидящей на оси 8 с роли-
ками 7, запрессованной одним концом в основание. По-
ворот резцедержавки осуществляется следующим обра-
зом. По команде от контрольно-измерительного устрой-
ства (на чертеже не показано) через штуцер 9 воздух
поступает в цилиндр 5 и давит на поршень со штоком 4
до упора во вставку 13, преодолевая усилие пружины 6.
Со штоком 4 при помощи штифта соединен поводок 3 с
собачкой 1. При движении поршня влево собачка 1 по-
ворачивает храповое колесо 2, сидящее на кулачке 11.
На торце этого кулачка выполнена спираль, в которую
через закаленную пятку 18 упирается свободный конец
резцедержавки 16. Пружина 17 постоянно прижимает
резцедержавку к торцовой поверхности кулачка 11. По-
ворачиваясь, кулачок давит на резцедержавку 16, ко-
торая, в свою очередь, поворачиваясь вокруг оси 8, из-
меняет положение вершины резца относительно обраба-
тываемой поверхности.
После прекращения подачи воздуха в цилиндр его
поршень под действием пружины 6 возвращается в ис-
ходное положение. Одновременно в исходное положение
возвращается и собачка 1. Кулачок 11, удерживаемый
подпружиненным тормозом 10, остается на месте. Весь
диапазон подналадки укладывается в один оборот ку-
лачка.
Выбор величины импульса одной подналадки осу-
ществляется сменными вставками 13, комплект которых
62
Рис. 38. Державка с устройством для автоматической подналадки резца на размер на токарном многорезцовом
станке:
/ — собачка, 2 — храповое колесо, 3 — поводок, 4—шток, 5— цилиндр, 6 — пружина, 7 — ролики, 5 —ось, 9— штуцер, 10 — под-
пружиненный тормоз, // — кулачок, 12 — начальное положение кулачка, 13 — сменные вставки, 14 — винт, 15 — основание дер-
жавки, 15 — резцедержавка, 17 — пружина, 18— закаленная пятка
обеспечивает выбор подачи резца на один, два, три и че-
тыре зуба храпового колеса. В данном случае это соот-
ветствует 5, 10, 15 и 20 мкм на радиус обрабатываемой
поверхности.
В автоматическом цикле подналадка осуществляется
только в одном направлении, т. е. на уменьшение разме-
ра обрабатываемой детали. В наладочном (ручном) цик-
ле после разъединения храповика и храпового колеса
поворот кулачка может осуществляться в обоих направ-
лениях. Для этой цели на кулачке предусмотрен буртик
с насечкой. Для фиксации начального положения кулач-
ка 12 на крышке и на лыске кулачка нанесены соответ-
ствующие риски.
В данной конструкции используется предварительно
налаживаемый резец с креплением его силами резания.
Винт 14 служит для грубой настройки резца на размер
обрабатываемой детали. Для защиты механизма подна-
ладки от стружки предусмотрен легкосъемный кожух
(на нижней проекции он условно не показан).
Особенностью данной конструкции является то, что
перемещение вершины резца во время подналадки осу-
ществляется в горизонтальной плоскости по траектории,
касательная к которой расположена под малым углом к
образующей обрабатываемой поверхности, благодаря
чему может быть получена довольно тонкая регулировка.
Однако в этом случае вершина резца меняет свое поло-
жение вдоль оси обрабатываемой детали и поэтому дер-
жавка может быть использована лишь для обточки на-
проход, либо с выходом в широкую канавку.
Применение роликов 7 позволяет обеспечить безза-
зорное (и даже с небольшим натягом) соединение рез-
цедержавки 16 с осью 8 при сохранении их взаимного
перемещения. Однако повышенные требования должны
быть предъявлены к обеспечению перпендикулярности
оси 8 относительно плоскости, на которой происходит
перемещение резцедержавки 16.
На рис. 39 показано устройство для автоматической
подналадки резца при растачивании коротких отверстий
средних диаметров (40—100 мм). На хвостовике полого
шпинделя 23 с помощью радиально-упорных подшипни-
ков 16 смонтирован стакан 17. Подшипники 16 вместе со
шкивом стянуты гайкой 33. В передней части шпинделя
23 запрессована втулка 25, служащая для центрирова-
ния инструментальной оправки. Внутри шпинделя про-
64
1 — кнопка, 2 — упор, 3 — упорное кольцо, 4 — шток, 5, 12 — опоры скольжения, 6, 28 — винты,
7, 32 — кронштейны, 8 — конечный выключатель, Р — регулируемый упор, /Я — стопорное кольцо,
11 — шпонка, 13 — корпус, 14, 24, 33 — гайки, 15, 20, 25 — втулки, 16 — подшипники, 17 — стакан,
18 — опорный подшипник, 19 — опорная шайба, 2/— тяга, 22 — пружина, 23 — шпиндель, 26 —
борштанга, 27 — проставка, 29 — клин, 30 — резиновая прокладка, 31 — резцедержавка, 34 —
корпус гидроцилиндра
ходит тяга 21, левый конец которой имеет сферическую
поверхность, на которой самоустанавливается опорная
шайба 19. Тягу 21 охватывает пружина 22 квадратного
сечения, выполненная из двух частей. Пружина одним
концом упирается в гайку 24, служащую для регулиро-
вания усилия пружины, а другим — во втулку 20, соеди-
ненную с тягой 21 коническим штифтом. Втулка 20 обес-
печивает направление тяги 21 в шпинделе и через шайбу
и опорный подшипник 18 прижимает ее к винту 6 меха-
низма подналадки.
Механизм подналадки размещен в корпусе 13, за-
крепленном на стакане 17, который остается неподвиж-
ным во время вращения шпинделя. В корпусе 13 в опо-
рах скольжения 12 и 5 размещен винт с трапецеидальной
резьбой, на котором установлена гайка 14 храпового ме-
ханизма. Во время вращения гайки 14 поступательное
перемещение винта 6 обеспечивается шпонкой 11, вхо-
дящей в паз задней опоры 12. Приводом храпового ме-
ханизма служит гидроцилиндр, корпус 34 которого кре-
пится к кронштейну 32, жестко связанному с корпусом
станка. Шток 4 гидроцилиндра заканчивается пазом, в
который входит вилка, соединенная со штоком посред-
ством штыря. Упорное кольцо 3 служит для ограничения
хода поршня гидроцилиндра. Шток 4 через вилку при-
водит во вращение обойму, посаженную на гайку 14 по
скользящей посадке. В обойме размещен упор 2, входя-
щий под действием пружины в пазы храпового колеса
гайки 14. Для извлечения упора из паза служит кнопка
/, а для предотвращения его проворота — штифт. Второй
такой же упор, размещенный во втулке 15, запрессован-
ный в корпусе 13, служит для фиксации гайки во время
обратного хода поршня гидроцилиндра. К фланцу шпин-
деля 23 крепится борштанга 26 с резцедержавкой 31.
Выступ борштанги входит в паз резцедержавки по на-
пряженной посадке. Резцедержавка крепится к бор-
штанге тремя винтами и от смещения фиксируется шти-
фтом.
В передней части резцедержавки под углом 135° ус-
тановлены два получистовых резца, смещенные один от-
носительно другого вдоль оси борштанги на 3 мм. В уп-
ругой части резцедержавки размещен чистовой резец, на
который оставляется припуск 0,05—0,07 мм на сторону.
Внутри борштанги перемещается клин 29, задний конец
которого имеет поперечный паз, входящий в соединение
66
с выступом тяги 21. Специальная шпонка удерживает
клин от проворота. В упругую часть резцедержавки через
винт 28 с зачеканенным шариком упирается проставка
27. Для защиты попадания стружки под клин 29 уста-
навливается резиновая прокладка 30. Управление гид-
роцилиндром механизма подналадки осуществляется
электроуправляемым золотником типа Г73-21 от кнопки
на пульте управления станка либо автоматически от из-
мерительного устройства.
По команде на подналадку шток 4 гидроцилиндра
идет вверх, вилка поворачивает на один зуб обойму к
гайке 14, связанную с обоймой упором 2, входящим в
зацепление с пазом гайки. Второй упор проскакивает и
не препятствует вращению гайки. Винт 6 благодаря
шпонке 11 получает поступательное перемещение влево,
соответствующее повороту гайки 14 на один зуб. Под
действием пружины 22 тяга 21 также перемещается
влево, увлекая за собой клин 29, который через простав-
ку 27 и винт 28 сообщает перемещение упругой части
резцедержавки. После выключения управляющего зо-
лотника (либо от реле времени, либо после отключения
наладочной кнопки) шток гидроцилиндра идет вниз,
возвращая обойму с упором в исходное положение, а
гайка 14, удерживаемая другим упором, остается на
месте.
Величина перемещения резца за один импульс под-
наладки составляет 3 мкм. Увеличение диаметра обра-
ботанного отверстия после одного импульса подналад-
ки составляет 5—7 мкм. Общая величина подъема чис-
тового резца составляет 0,05—0,1 мм и ограничивается
конечным выключателем 8, укрепленным на кронштейне
7 и регулируемым упором 9. Для установки механизма
подналадки в первоначальное положение после исполь-
зования всего запаса подналадки необходимо повернуть
оба упора вокруг своих осей на 180° и многократным
нажатием подналадочной кнопки вернуть винт 6 в пра-
вое положение до упора его стопорного кольца 10 во
втулку (опору скольжения) 12. Устройством удобно
пользоваться также для точной установки резца на раз-
мер при его замене. Для этого резец предварительно
выставляют на размер ниже заданного, производят
пробную расточку и после замера несколькими нажати-
ями кнопки осуществляют подъем резца до заданного
размера.
67
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ НАЛАДКИ
РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР
При обслуживании станков с чистовым программным
управлением применяют универсальные приборы для на-
ладки режущего инструмента на размер вне станка.
Такие приборы выпускаются в двух исполнениях: гори-
зонтальном и вертикальном. Первые из них — моделей
БВ-2010, БВ-2011 и БВ-2012 — предназначены для на-
ладки токарных резцов в инструментальных блоках, вто-
рые-моделей БВ-2013, БВ-2014, БВ-2015 и БВ-2017 —
для наладки вращающегося инструмента. Приборы пер-
вого исполнения имеют базовую поверхность, на которой
устанавливается переходник для инструментальных бло-
ков и визирное устройство, перемещающееся относитель-
но базовой поверхности по двум взаимно перпендику-
лярным горизонтальным координатам. Роль такого уст-
ройства выполняет проекционный (БВ-2010) или оку-
лярный (БВ-2011 и БВ-2012) микроскопы.
Приборы второго исполнения имеют стойку с пере-
мещающейся по ней траверсой и вращающимся шпин-
делем со сменными патронами, в которые устанавлива-
ются концевые инструменты. Траверса относительно оси
шпинделя перемещается по двум взаимно перпендику-
лярным координатам — осевой и диаметральной. В ка-
честве визирного устройства используется окулярный
микроскоп (БВ-2015) или индикаторные головки
(БВ-2013, БВ-2014 и БВ-2017). Ось шпинделя у этих
приборов вертикальна. Такое расположение обеспечива-
ет наибольшее удобство установки инструмента. На при-
борах имеется механизм для затяжки оправки инстру-
мента.
Применение контактного метода визирования поло-
жения режущей кромки обеспечивает более высокую
точность наладки, а оптического — большее удобство.
В качестве систем отсчета координат используются мик-
роскопы отсчетные с ценой деления 1 мкм и стеклянные
шкалы (БВ-2010, БВ-2014 и БВ-2015), микроскопы с
ценой деления 10 мкм и металлические шкалы (БВ-2011,
БВ-2012, БВ-2014, БВ-2015 и БВ-2017), концевые меры
длины, микрометрическая головка и индикатор
(БВ-2013), металлические шкалы с нониусами с ценой
деления 0,05 мкм (БВ-2013).
68
Рис. 40. Универсальный при-
бор БВ-2013 для размерной
наладки вращающегося ре-
жущего инструмента:
/ — основание, 2 — маховик, 3 —
фиксатор, 4 — шпиндель, 5 —
стопор, 6 — насадка, 7 — приз-
ма, 8 — неподвижный упор, 9 —
микрометрическая головка, 10 —
горизонтальная каретка, 11 —
стойка, 12 — вертикальная ка-
ретка
Приборы для размерной наладки режущего инстру-
мента вне станка снабжаются экраном. Если требуется
более высокая точность, то дополнительно устанавлива-
ют микроскоп. Оптический прибор для наладки инстру-
мента на размер позволяет обеспечить точность его на-
ладки в пределах 2—5 мкм.
Прибор содержит устройства
для установки перекрытия ми-
кроскопа в заданные коорди-
наты и элементы для базиро-
вания сменных инструменталь-
ных блоков и борштанг, кото-
рые должны соответствовать
устройствам для базирования
этих блоков на станке.
Предварительная наладка
инструмента вне станка обес-
печивает значительное сокра-
щение времени простоев стан-
ков благодаря совмещению
подготовительно-заключитель-
ного времени, затрачиваемого
на замену и подналадку ин-
струмента с временем работы
станка.
На рис. 40 показан прибор
БВ-2013, предназначенный для
размерной наладки вращаю-
щегося режущего инструмента.
Настраиваемый инструмент с
конусным хвостовиком (конус-
ность 7 : 24) устанавливают и
закрепляют в патроне с кони-
ческим отверстием. Прибор со-
стоит из литого основания 1, в
котором установлен шпиндель
4 и механизмы грубого и точного перемещений с махо-
вичками вертикальной каретки 12. Фиксатор 3 исключа-
ет поворот шпинделя 4 во время затяжки инструмента
маховиком 2. На верхней плоскости основания закрепле-
на стойка И с вертикальной 12 и горизонтальной 10 ка-
ретками. Вертикальная каретка 12 перемещается по пря-
моугольным направляющим ходовым винтом с шагом
4 мм. Каретку в необходимом положении закрепляют
69
стопором 5. На ней имеются прямоугольные направляю-
щие для перемещения горизонтальной каретки 10, На
каретке 10 закреплены насадка 6 с индикаторами с це-
ной деления 2 и 10 мкм, предназначенными для фикса-
ции положения настраиваемого инструмента на задан-
ный размер по диаметру и вылету, призма 7 для разме-
щения установочных мер, кратных 25 мм, и микрометри-
ческая головка 9 с пределами измерения до 25 мм и це-
ной деления 0,01 мм. Каретка 10 перемещается ходовым
винтом с шагом 2 мм и гайкой, которая пружиной при-
жимает винт микрометрической головки к неподвижно-
му упору 8. При этом между торцами гайки и направля-
ющей должен образоваться осевой зазор. Наличие зазора
определяется по совмещению указателя, закрепленного
на гайке, и штриха, нанесенного на направляющей. Для
наладки прибора на заданные координаты по вылету ин-
струмента ослабляют стопор вертикальной каретки, за-
тем маховичком грубого перемещения предварительно
перемещают каретку на размер, пользуясь линейкой и
нониусом с ценой деления 0,05 мм, после чего махович-
ком точного перемещения окончательно устанавливают
требуемый размер. Для наладки прибора на заданные
координаты по диаметру инструмента маховичком отво-
дят горизонтальную каретку 10 вправо на величину,
превышающую заданную. Отсчет ведут по линейке. На
призму 7 устанавливают соответствующую вставку или
концевую меру длины. Затем винтом микрометрической
головки устанавливают дополнительную величину до
требуемого размера. После этого каретку перемещают
вправо до входа указателя в зону штриха. Погрешность
установки координат инструмента по диаметру состав-
ляет 0,02 мм, а по вылету — 0,05 мм.
Рязанским станкостроительным заводом разработано
приспособление 8580—4000 для размерной наладки ре-
жущего инструмента вне станка (рис. 41). При размер-
ной наладке резца величину радиуса отсчитывают по
горизонтальной шкале приспособления, а для точных ра-
бот— размер, набранный из концевых мер.
При настройке по длине отсчитывают величину вы-
лета инструмента по нониусу 6, Приспособление имеет
конусные гнезда для инструментов с конусами 7:24 и
Морзе № 6. Инструменты с оправками с конусами Мор-
зе № 5, 4 и 3 настраивают, применяя переходные втул-
ки. Приспособление имеет плиту 12, в которой располо-
70
жены два конических гнезда втулок 11 с конусами Мор-
зе № 6 и конусностью 7:24. Между коническими гнез-
дами расположена вертикальная стойка 16 с поперечной
штангой 9, закрепленной в кронштейне 7, который пере-
мещается по вертикальной стойке с помощью зубчатой
передачи от рукоятки 8 и зажимается рукояткой 5. На
Рис. 41. Приспособление 8580-4000 для раз-
мерной наладки режущего инструмента:
1, 4, 5, 8, 13 — рукоятки, 2, /б' —оправки, 3, 7 —
кронштейны, 6 — нониус, 9 — штанга, 11 — втулки,
12 — плита, 14 — сварная подставка, 15 — фиксатор,
16 — вертикальная стойка, 17 — измерительные го-
ловки
поперечной штанге имеются кронштейны 3 с измеритель-
ными головками 17, зажимаемыми рукоятками 4. Оправ-
ки в гнезде с конусностью 7:24 закрепляют с помощью
специального устройства рукоятки 13. При зажиме и от-
жиме оправки 2 и 10 фиксируются фиксатором 15.
Оправку из гнезд с конусом Морзе № 6 выталкивают
специальным эксцентриковым устройством с рукояткой
/. Приспособление монтируют на специальной свароч-
ной подставке 14.
71
Исследования позволили установить, что наладка
инструмента вне станка приводит к значительному со-
кращению времени и уменьшению амортизационных от-
числений. При этом точность обработки ниже 8—9 ква-
литетов. Для достижения большей точности необходима
подналадка, либо наличие табло для ввода поправок в
программу. Для станков с цикловым управлением сокра-
щение времени не так значительно, так как нет возмож-
ности ввода коррекции с пульта. Применение отсчетных
устройств с высокой разрешающей способностью не
всегда экономически оправдывается в связи с увеличе-
нием амортизационных отчислений. Поэтому при опре-
делении экономической эффективности станков с ЧПУ
необходимо учитывать затраты на настройку инструмен-
тов вне станка, которые могут быть существенными.
АВТОМАТИЗАЦИЯ СМЕНЫ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Применительно к условиям автоматизированной об-
работки деталей сокращение простоев оборудования,
связанных со сменой инструмента, достигается за счет
использования механизмов автоматической его смены.
Механизмами автоматической смены инструмента сле-
дует оснащать в первую очередь лимитирующие опера-
ции в наладках станков, встроенных в автоматические
линии, когда остановка одного станка (при их синхрон-
ной работе) влечет за собой простой всей линии,
а также когда технико-экономический расчет показыва-
ет снижение переменной доли себестоимости операции,
зависящей от инструментальной оснастки.
При конструировании механизмов автоматической
смены режущего инструмента следует исходить из сле-
дующих положений:
автоматически сменяемый инструмент должен быть
предварительно налаживаемым;
желательно использование сил резания для частич-
ного или полного крепления инструмента;
смена инструмента должна выполняться в период
прекращения выполнения им своих рабочих функций,
например, во время холостых ходов инструмента;
для смены инструмента могут быть использованы
цикловые движения на станке, или специальные меха-
низмы;
заполнение или смена магазина инструментов долж-
ны производиться без остановки станка;
72
ДЛя станков, предназначенных для точной обработки
деталей, следует одновременно прорабатывать вопросы
автоматической подналадки и смены инструмента.
Приведем два примера механизмов автоматической
смены затупленного режущего инструмента.
На рис. 42 показана схема механизма для автомати-
ческой смены проходных резцов 3, предварительно по-
мещенных в магазин 2. При перемещении в гидроцилин-
Рис. 42. Схема механизма для автоматической замены проходных
резцов:
1 — упор, 2 — магазин, 3 — резец, 4 — толкатель, 5 — поршень, 6 — гидро-
цилиндр, 7 — ползун, 8 —- шток, 9 —рычаг
дре 6 вправо поршня 5 с толкателем 4 очередной резец
под действием силы тяжести попадает из магазина на
загрузочную площадку. В крайнем правом положении
шток 8 поворачивает рычаг Р, перемещая ползун 7 с
упором 1, продвигающим изношенный резец вперед.
Сферическая головка регулировочного винта разжима-
ет подпружиненные шарики, и резец освобождается. За-
тем поршень перемещается влево и толкатель 4 пере-
двигает резец с загрузочной площадки в мерный паз
державки. Новый резец, перемещаясь, выталкивает за-
тупленный резец в сборник изношенного инструмента.
Подпружиненные шарики прижимают регулировочный
винт резца к торцу толкателя, который воспринимает
радиальную составляющую усилия резания. Автомати-
ческая смена затупившегося инструмента осуществляется
во время холостых ходов станка-автомата без перерыва
в его работе, исключает потери времени, связанные с
его сменой.
73
На рис. 43 приведена принципиальная схема меха-
низма для автоматической смены пальцевых фрез на
зубозакругляющем станке. После обработки установлен-
ного количества деталей счетчик циклов подает команду
на замену инструмента. При этом включается соленоид
10 и откидной упор Р, поворачиваясь, занимает положе-
ние «замены». По окончании резания шпиндельная баб-
Рис. 43. Схема механизма для автоматической смены пальцевых
фрез:
/ — шпиндельная бабка, 2 —упор, 3 — цанга, 4 — зубозакругляющая фре-
за, 5 — пружина, 6 — кассета, 7 — рычаг, 8 — толкатель, 9 — откидной
упор, 10 — соленоид
ка 1 перемещается и рычаг 7 находит на скос откидного
упора Р, из-за чего цанга 3 разжимается. Шпиндельная
бабка с разжатой цангой, в которой находится зубоза-
кругляющая фреза 4, продолжает перемещаться в ис-
ходное положение, при этом толкатель 8 откидного упо-
ра продвигает фрезы, расположенные в трубе цанги, на
величину хода бабки. Изношенная фреза падает в сбор-
ник, а новая занимает ее место. В начале следующего
цикла, при перемещении шпиндельной бабки на рабочую
позицию, рычаг 7 сходит с копира и цанга сжимается
под действием пружины 5, а новая фреза из кассеты 6
поступает в приемник.
74
Необходимая точность осевого положения фрезы
обеспечивается откидным упором 2. Для наладки на
размер фрезы имеют регулировочный винт.
Механизм автоматической смены пальцевых фрез
предназначен для использования на станке 9106 автома-
тической линии обработки зубчатых колес и представляет
собой пример конструктивного решения, при котором ав-
томатическая замена осуществляется за счет перемеще-
ния шпиндельной бабки без остановки вращения шпин-
деля. Использование механизма автоматической смены
инструмента позволяет снизить переменную долю себе-
стоимости операции в 1,6 раза за счет сокращения за-
трат, связанных со сменой затупившегося инструмента.
Станки с программным управлением оснащаются ус-
тройствами для автоматической смены инструмента.
Наибольшее распространение автоматическая смена ин-
струментов получила на сверлильных и расточных стан-
ках. Компоновка устройств для автоматической смены
инструментов на этих станках выполняется в трех ис-
полнениях:
устройства, в которых в процессе смены инструмента
осуществляется замена всего шпиндельного узла;
устройства, в которых производится только смена
инструмента при одном рабочем шпинделе;
комбинированные устройства.
Устройства первой группы обычно выполняются либо
в виде револьверной головки с набором шпинделей, ли-
бо в виде магазина, в котором размещаются шпиндель-
ные узлы, в последнем случае магазин имеет механизмы
для подвода узлов к рабочей позиции и отвода от нее.
Устройства второй группы состоят из инструменталь-
ного магазина и механизма для установки и снятия ин-
струмента в шпинделе станка. Инструментальный мага-
зин может устанавливаться на шпиндельной бабке, на
столе станка или за его пределами. При расположении
магазина вне станка вводятся дополнительные транс-
портные устройства, которые переносят инструмент из
магазина в зону смены и обратно. Смена инструмента
с помощью комбинированного устройства производится
при наличии на станке двухшпиндельной револьверной
головки. Во время работы одного шпинделя одно- или
двухзахватная рука производит смену инструментов во
втором шпинделе, находящемся вне рабочей зоны. По
окончании обработки двухшпиндельная револьверная
75
головка поворачивается. Магазин с инструментами ус-
танавливается на станке или за его пределами.
Наибольшее распространение получили многорядный,
круглый поворотный, одно- или двухрядный и цепной
магазины.
Поиск необходимого инструмента в магазине осуще-
ствляется с помощью кодирования. При кодировании
инструмента на его державке (рис. 44, а) устанавливают
Рис. 44. Схемы поиска и выбора инструмента из
магазина:
а — схема поиска из магазина кодированного инстру-
мента; 1 •— считывающее устройство, 2 — кодовые коль-
ца; б — схема выбора инструмента из магазина по си-
стеме кодового ключа: / — считывающее устройство,
2 — кодовый ключ
кодовые кольца и команда подается через считывающее
устройство. Инструмент может располагаться в любом
гнезде магазина, его поиск возможен в любой последо-
вательности.
При поиске инструмента по системе кодового ключа
каждый инструмент имеет свой ключ (рис. 44, б), кото-
рый вставляется в соответствующее гнездо магазина ря-
дом с инструментом и превращает это гнездо в кодиро-
ванное. Ключ имеет кодовые зубцы и хранится вместе
с инструментом. В этом случае вылет инструмента не
увеличивается, но затрачивается время на дополнитель-
ный поворот магазина, чтобы поставить инструмент в то
же гнездо, откуда он был вынут.
Основное назначение загрузочных устройств — сня-
тие и установка инструмента в шпинделе станка. Загру-
зочные устройства выполняются в виде одно- и двухза-
хватных рук.
При использовании однозахватной руки все переме-
щения при смене инструмента выполняются последова-
тельно, что приводит к увеличению затраты времени.
При использовании однозахватной руки выполняются
следующие движения: подвод руки и захват инструмен-
та, установленного в шпинделе, отжим инструмента, вы-
вод его из шпинделя, подвод инструмента к магазину,
ввод его в гнездо магазина, отвод руки, поворот магази-
на, подвод руки к магазину, вывод инструмента из ма-
газина, перенос инструмента к шпинделю, ввод инстру-
мента в шпиндель, зажим в шпинделе, отвод руки в ис-
ходное положение. Подвод инструмента к магазину и
перенос его к шпинделю могут выполняться перемеще-
нием руки или транспортными устройствами.
Рис. 45. Схема работы двухзахватной руки:
а — поворот руки, б — вывод инструмента из шпинделя и
магазина, в — поворот руки на 180°, а — ввод нового инст-
оумента, д ** поворот руки в исходное положение; 1 —
шпиндель станка, 2 — гнездо магазина, <? —двухзахватная
рука
Двухзахватная рука позволяет значительно сокра-
тить время смены инструмента, так как в этом случае
инструмент, находящийся в шпинделе и в магазине (ли-
бо транспортном устройстве), захватывается и перено-
сится одновременно. При этом (рис. 45) выполняются
следующие движения: поворот руки (рис. 45, а) из ис-
ходного положения в рабочее и одновременный захват
инструментов в шпинделе и магазине с последующим
отжимом инструмента в шпинделе, одновременный вы-
вод (рис. 45, б) инструментов из шпинделя и из магази-
на (либо из транспортного устройства), поворот руки
(рис. 45, в) на 180° (при этом старый и новый инстру-
мент меняются местами), ввод (рис. 45, а) нового инст-
румента в шпиндель, а старого в гнездо магазина (либо
транспортного устройства) с последующим зажимом ин-
77
струмента в шпинделе, поворот руки (рис. 45, д) в ис-
ходное положение.
Транспортные устройства предназначены для переда-
чи инструмента из магазина к загрузочному устройству
и обратно. Применение транспортных устройств позво-
ляет разместить магазин в удобном месте. На рис. 46, а
Рис. 46. Схема смены инструмента без примене-
ния загрузочных и транспортных устройств:
а — перемещения для смены инструмента выполняются
магазином, б — движения выполняются столом станка
и шпиндельной бабкой; 1 — позиция загрузки инстру-
мента, 2 — позиция разгрузки
все перемещения, необходимые для смены инструментов,
выполняются магазином последовательно, на что затра-
чивается время. На рис. 46, б часть движений выполня-
ется столом станка, а часть ~ шпиндельной бабкой. Ма-
газин имеет только вращательное движение относитель-
но вертикальной оси.
ЛИТЕРАТУРА
Автоматическая и тонкая подналадка инструмента. РТМ. — М.:
НИИТАвтопром, 1973.
Быстросменный и бесподналадочный инструмент. РТМ. — М.:
НИИТАвтопром, 1965.
Р и в к и н Г. М. Инструментальная оснастка для механической
обработки деталей в автоматизированном производстве. — М.: Ма-
шиностроение, 1972.
Кузнецов Ю. И., Монахов Г. А. Оснастка для стан-
ков с числовым программным управлением.'—М.: НИИмаш, 1975.
Локтев А. Д. и др. Инструментальная оснастка для авто-
матических линий из вертикальных токарных станков. — Станки и
инструмент, 1974, № 3.
Острейко Г. П. Инструментальная оснастка для автомати-
ческих линий обработки деталей шасси. — Станки и инструмент,
1974, № 3.
Фирсов Г. Ф. и др. Эффективность контрольно-поднала-
дочных систем, применяемых при тонком растачивании. — Станки
и инструмент, 1978, № 2.
Ф р у м и н Ю. Л. Вспомогательный инструмент к агрегатным
станкам и автоматическим линиям. — М.: Машиностроение, 1970.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Введение ................................................
Общие понятия о наладке режущего инструмента на размер
Методы наладки режущего инструмента......................
Расчет наладочного размера...............................
Размерный износ режущего инструмента.....................
Наладка инструмента на размер на станке .................
Наладка инструмента на размер вне станка ................
Инструмент для оснащения станков токарной группы . .
Инструмент для оснащения станков расточной и сверлиль-
ной групп ...........................................
Инструмент для оснащения станков фрезерной группы
Сокращение потерь времени при наладке инструмента на
размер...................................................
Тонкое и автоматическое регулирование размеров при подна-
ладке инструмента ..... .................................
Универсальные приборы для наладки режущего инструмента
на размер................................................
Автоматизация смены режущего инструмента.................
Литература...........................................
3
3
5
7
19
24
29
29
34
42
46
53
68
Герц Борисович Лурье
НАЛАДКА И ПОДНАЛАДКА
РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР
Рецензент канд техн, наук В. Я. Любарский
Редактор Н. В. Родина.
Художественный редактор В. П. Спирова.
Технический редактор Э. М. Чижевский.
Корректор Г. А. Чечеткина.
ИВ № 2807
Изд. № М—135 Сдано в набор 14 10 80. Подп. в печать 26 06 81
Т-09774. Формат 84ХIO8V32 Бум тип № 2 Гарнитура литератур-
ная Печать высокая Объем 4,2 усл. печ л. Усл кр.-отг 4,41
4,06 уч-изд. л. Тираж 25 000 экз Заказ № 1161. Цена 10 коп
Издательство «Высшая школа»,
Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14.
Московская типография № 8 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжно!*! торговли,
Хохловский пер , 7.
10 коп,