- •Классификация инструментальных режущих материалов (ирм). Требования к ирм. Сравнительный анализ различных ирм. – Карева Кристина
- •Методы формирования сложных, объемных, криволинейных поверхностей. Назначение, конструкция и кинематическая схема многофункциональных обрабатывающих центров. – Осинников Максим
- •Назначение обрабатывающих центров с чпу
- •1. Классификация инструментальных режущих материалов ирм для лезвийной обработки
- •Требования к ирм. Сравнительный анализ различных групп ирм
- •Группа твердых сплавов и их сравнение. Принципиальные особенности производства твердосплавного режущего инструмента
- •Инструментальные стали и область их применения
- •Быстрорежущие инструментальные стали. Марки, химсостав, свойства, область применения
- •Углеродистые и легированные инструментальные стали. Марки, химсостав, свойства, область применения
- •2. Классификация режущих инструментов для омр
- •Классификация абразивных инструментов
- •Методы повышения стойкости режущего инструмента
- •Режущий инструмент для токарной обработки.
- •Режущий инструмент для фрезерной обработки.
- •3.Методы крепления режущего инструмента на метоллообрабатывющих станках
- •4 Классификация мерительных инструментов
- •Методы формирования сложных, объемных, криволинейных поверхностей. Назначение, конструкция и кинематическая схема многофункциональных обрабатывающих центров
- •5.1. Методы формирования сложных, объемных, криволинейных поверхностей
- •5.1.1. Геометрическое и математическое моделирование
- •5.1.2. Сложные поверхности и основы планирования управления роботом-станком для их воспроизведения
- •5.1.2.1. Сложные поверхности
- •5.1.2.2. Поверхности реальных машиностроительных деталей
- •5.1.2.3. Метод сопровождающего трехгранника
- •5.1.2.4. Аппроксимация сложных пространственных поверхностей, задаваемых координатами опорных точек
- •Задача 1
- •Задача 3
- •5.2. Назначение, конструкция и кинематическая схема многофункциональных обрабатывающих центров
- •5.2.1 Токарный станок. Кинематическая схема токарно-винторезного станка
- •5.2.2. Назначение обрабатывающих центров с чпу
- •5.2.3. Основные виды обрабатывающих центров с чпу
- •5.2.4. Система числового программного управления (чпу)
- •5.2.5. Особенности портальных обрабатывающих центров с чпу
- •5.2.6. Понятие о многоосевой обработке
- •5.2.7. Технологические особенности обрабатывающих центров с чпу
- •5.2.8. Обрабатывающие центры, требования к обрабатывающим центрам
- •5.2. 8.1. Новые или старые?
- •5.2.8.2. Побольше или поменьше?
- •5.2.8.3. Мощности, скорости и жесткость
- •5.2.8.4. Точность и гибкость
- •5.2.8.5. Системы чпу
3.Методы крепления режущего инструмента на метоллообрабатывющих станках
Несмотря на разнообразие режущего инструмента, применяемых на практике, основных способов крепления сравнительно немного и это объясняется надежностью их работы и простотой конструкции.
К каждому типу крепления предъявляются следующие требования: надежность и жесткость крепления, концентричность соединения, простота, удобство и быстрота постановки и снятия инструмента со станка.
Основные методы крепления делятся на две группы: для насадных и концевых инструментов. Насадные режущие инструменты закрепляются на оправках, а концевые устанавливаются и закрепляются в шпинделе станка при помощи конуса или цилиндрического хвостовика.
У резцов крепежную часть выполняют в виде стержня круглого, квадратного или прямоугольного сечения с размерами Н = 4 – 80 мм и отношением высоты к ширине Н:В = 1,0; 1,2; 1,6; 2,0, круглого 4 – 80 мм.
Крепление режущего инструмента на оправке. Насадные режущие инструменты закрепляются на цилиндрическую или коническую оправку. Соответственно снабжены базовым отверстием цилиндрической или конической формы.
К режущим инструментам с цилиндрическим отверстием относятся насадные фрезы, дисковые шеверы, дисковые зуборезные долбяки, круглые фасонные резцы, зуборезные гребенки.
С коническим отверстием – насадные зенкеры и развертки, резцовые головки для конических колес.
ГОСТ 9472–90 устанавливает три типа крепления режущего инструмента на оправках:
— на цилиндрической оправке и осевой шпонке;
— на цилиндрической оправке и торцевой шпонке;
— на конической оправке и торцевой шпонке.
Согласно этого ГОСТ для насадных инструментов принимается ряд 8, 10,13,16, 19, 22, 27, 32, 40, 50, 60, 70, 80, 100 мм, с квалитетом H7, H6.
Диаметр оправки оказывает большое влияние на работу инструмента, например фрезы, т.к. она находится под действием крутящего и изгибающего моментов, поэтому необходимовыполнять выполнять проверочный расчет на прочность.
На зуб прямозубой фрезы действует окружная сила касательная к траектории движения точки ее приложения, и радиальная сила направленная по радиусу. Равнодействующая этих сил вызывает .
Сила зависит от удельной силы резания р и сечения снимаемой стружки .
где: В – ширина фрезерования, мм; – толщина среза, мм; – подача на зуб, мм/зуб; – угол поворота от начального до мгновенного положения зуба ( угол контакта); С – коэффициент учитывающий свойства обрабатываемого материала и ; k – показатель степени, учит. свойства материала, износ фрезы и влияние СОЖ (-).
Если в процессе резания участвует несколько зубьев
где – углы поворота соответствующих зубьев от начала фрезерования. Зная можно определить суммарный крутящий момент.
Оправка находится под действием изгибающего момента, равного сумме двух моментов: – равнодействующей силы , сил и , действующих в плоскости xz, причем
от осевой силы , действующей в плоскости ху, где , где – угол наклона винтовых зубьев.
Следовательно, знак (+) – если осевая сила направлена к шпинделю, (-) – от шпинделя.
Изгибающий момент от силы
где l – расстояние между точками приложения силы и максимального изгибающего момента, L – расстояние между опорами, мм
Изгибающий момент от силы :
Ориентировочно считается
Расчетный момент по IV теории прочности
По расчетному моменту и определяется диаметр оправки
Крепление режущего инструмента при помощи конуса.
Большинство концевых инструментов закрепляется в шпинделе станка при помощи хвостовика с наружным конусом и лапкой или резьбовым отверстием.
Конуса Морзе №0 имеет D = 9,045 мм,
конусность 1: 19,212 = 0,05205;
№1 = 12,065; 1: 20,047 = 0,04988;
№2 = 17,79; 1: 20,020 = 0,049995;
№3 = 23,825; 1: 19,922 = 0,0502;
№4 = 31,267; 1: 19,254 = 0,055194;
№5 = 44,399; 1: 19,002 = 0,05263;
№6 = 63,348; 1: 19,180 = 0,05214
Метрические конуса D = 4,6,80,100, 120, 160, 200 мм, конусность 1:20 = 0,05.
Конус служит для передачи крутящего момента от шпинделя станка к режущему инструменту. Передача осуществляется в результате трения контактирующих поверхностей, возникающего в процессе резания под действием осевой силы. Крутящий момент должен передаваться только конусом без участия лапки, которая служит только для выталкивания клином.
Осевую силу можно разложить на две составляющие: – перпендикулярную к поверхности конуса и – к оси сверла.
Крутящий момент определяется по формуле
где D и d – max и min диаметры рабочей части конуса, мм; – коэффициент трения (0,096); Q – осевая сила, Н; – сила трения, Н.
Эта формула справедлива при условии, угол – точно выдержан в обеих сопрягаемых поверхностях шпинделя и сверла. На практике погрешность (суммарная) в угле не превышает 10°.
Тогда крутящий момент выразится
где = 0–10°
Для спирального сверла существует зависимость между М и Q. Так для стали с = 3001100 МПа = (0,0380,025)d; для чугуна средней твердости = 0,034d; где d - диаметр сверла. При расчете необходимо брать = max.
Режущий инструмент с цилиндрическим хвостовиком.
Цилиндрические хвостовики применяются без дополнительных крепежных элементов, или в сочетании с ними.
а) – для инструментов малых диаметров;
б) – поводком в виде двух лысок;
в) – цилиндрический с наружным центром 75°;
г, д) – с лысками;
е) – с квадратом;
ж) – с квадратом и кольцевой выточкой.
Все концевые инструменты с цилиндрическими и коническими хвостовиками снабжаются с обоих торцов центровыми отверстиями. Они являются базами при изготовлении, контроле и переточках в процессе эксплуатации.
Существует 9 форм центровых отверстий.
Форма А – применяется в тех случаях, когда после обработки необходимость в центровых отверстиях отпадает и когда гарантируется их сохранность в процессе эксплуатации соответствующей обработкой.
Форма В – применяется, когда центровые отверстия являются базой для многократного использования или сохраняются в готовых изделиях.
Форма Т – оправках и калибрах пробках.
Форма С – в крупных валах = 75°.
Форма Е – тоже, что и С.
Форма Р – применяется при необходимости повышенной точности обработки.
Формы F и Н – для монтажных работ, транспортирования, хранения и термообработки деталей в вертикальном положении ( тоже что и А и В с резьбой).