Проектирование инструментальной системы
Анализ напрвления развития инструментальных систем станков аналогичных проектируемому
Инструментальная система состоит из двух основных частей (деталей):
- держащая инструмент система
- непосредственно инструмент
Инструментальный системы подразделяются на два основных типа: системы обычной точности и повышенной – прецизионные инмтрументальные системы.
Инмтрументальные системы обычной точности применяются при не очень больших скоростях и мощностях обработки. Прецизионные инмтрументальные системы используются в условиях повышенной производительности при больших объемах снимаемого материала, вызывающих увеличение силы резания. Вышеуказанные инструментальные системы обладают большей жёсткостью, более высоким классом балансировки и способны передавать крутящий момент в 3-4 раза выше, чем инмтрументальные системы обычной точности. Например, мощный обрабатывающий центр способен обрабатыватьповерхность детали за один проход на высокой подаче. Если крутящий момент инмтрументальной системы ограничен, то для обработки данной поверхности необходимо выполнить 2-3 прохода при подаче в 2-4 раза ниже. Таким образом, при неправильном подборе инмтрументальной системы производительность мощного станка будет снижена в 4-12 раз.
Затраты на приобретение более точной (и дорогой в пересчёте на один инструмент) инмтрументальной системы могут быть не всегда больше, чем затраты на систему обычной точности. Если, например, поверхность детали обрабатываются не за один, а за три прохода инструмента, то в целом необходимо приобрести в 3 раза больше инструментов. Каждый из этих инструментов удаляет часть материала заготовки и только с третьего захода поверхность обрабатывается полностью. Комплект, состоящий из в 3 раза большего количества инструментов, может стоить в 1,5-2 и более раза дороже аналогичного, но в котором инструментов меньше. Таким образом, инмтрументальная система должна быть подобрана исходя из технических возможностей станка, чтобы в конечном итоге не переплачивать за ненужные инструменты и получить от станка необходимую производительность.
Минимизация количества инструментов, необходимых для обработки деталей изделия предпочтительна по следующим причинам:
- увеличивается производительность за счёт снижения количества рабочих проходов, холостых ходов и переустановок инструментов
- увеличиваются технологические возможности станка; на имеющиеся в станке инструментальные магазины можно за один раз установить большее количество инструментов. В этом случае отпадает необходимость выгрузки вручную из магазина станка комплекта или части комплекта инструментов и загрузки недостающих инструментов. Производительность в этом случае увеличивается за счёт отсутствия простоя машины.
- стоимость комплекта, состоящего из меньшего количества инструментов, будет меньше.
Так же целесообразно использовать инструменты со сменными твёрдосплавными пластинами с прецизионным креплением. После выработки ресурса пластина меняется, то есть инструмент не требует заточки и его диаметр всегда остаётся неизменным. В случае переточки инструментов каждый раз необходимо перенастраивать станок, поскольку изменяется диаметр инструмента.
Особое внимание необходимо уделять при выборе инмтрументальной системы для алмазных инструментов. Алмазные инструменты имеют высокую стойкость, но при этом крайне чувствительны к ударам и вибрациям. По этой причине инмтрументальная система с алмазными инструментами должна отвечать требованиям балансировки на очень высоком уровне. Помимо балансировки у алмазных инструментов должно быть сведено к минимуму торцевое и радиальное биение. Необходимо, чтобы инструмент входил в обрабатываемый материал максимально равномерно. Система, удерживающая инструмент, должна исключать какие-либо перекосы. Например: инструмент устанавливается в цангу, цанга – в зажимной патрон, зажимной патрон – в шпиндель станка. Все эти детали должны находится строго на одной оси.