Проектирование инструментальной наладки

• длина участка шейки lш = 0,5D1;
• диаметр участка шейки Dш = 0,9D1;
• расстояние от торца хвостовика до места соединения рабочей части и 
  хвостовика Lc = 0,5Lш.

Принимаем: конус Морзе №3;

D= 23,825 мм;

D1 = 24,1мм;

а = 5 мм;

13 = 94 мм;

lд = 0,3D1 = 0,3*24,1 = 7,2 мм;

lш = 0,5D1 = 0,5*24,1 = 12 мм;

Dm = 0,9D1 = 0,9*24,1 = 14,2 мм.

Длина рабочей части определяется минимально необходимой длиной

стружечной канавки lk(см. рисунок 3), которую расчитать по формуле

lk= L +lз+lн+lп,

где L- длина обрабатываемого отверстия (L= 70+8+4,5+5=87,5 мм.); lз - дополнительная длина рабочей части сверла с учетом переточек:

Lз = l,5Do- для сверл точного исполнения классов А и А1 (см. ниже);

lh- величина недобега максимального сточенного сверла для обеспечения

выхода стружки из стружечной канавки;

Ln- величина перебега сверла при обработке сквозного отверстия;

Lз = l,5Do = 1,5*30 = 45 мм;

lh = 0,5Do = 0,5*30 = 15 мм;

Lп при обработке глухого отверстия равна 0;

lk = L+Lз+LH+Lп = 87,5+45+15+0=147,5 mm.

Принимаем стандартную длину стружечной канавки сверла lk= 175 мм.

Общая длина сверла определяется по формуле:

Lo= Lk+ Lд + Lш + а + l3 = 175 + 7,2 + 12 + 5 + 94 = 295 мм.

Рисунок 3 - Втулка переходная с внутренним конусом Морзе.

 

Длина вылета сверла совпадает с расстоянием от вершины сверла до базового диаметра конического хвостовика, который лежит в основной плоскости конуса и номинально равен диаметру конического отверстия на переднем торце втулки переходной. На рисунке 4 выполнена проверка возможности работы инструментального блока. Как видно из рисунка, от обрабатываемой детали до элементов инструментального блока расстояния 107 и 22 мм, что больше минимально допустимого расстояния (>5 мм., соответственно) следовательно, обработка возможна.

Рисунок 4. Проверка возможности работы инструментального блока

Переход 2. Рассверлить отверстие диаметром D3 предварительно

Для рассверливания отверстия диаметром применяется следующий инструмент:

• режущий инструмент - сверло спиральное с коническим хвостовиком 
  .
• вспомогательный инструмент — втулка переходная с хвостовиком 
  конусностью 7:24 и внутренним конусом Морзе к станкам с ЧПУ, 
  D=63 мм, 1=105 мм, L=231,8 мм, конус Морзе №5 (см. рисунок 6). 
  Рассчитаем длину сверла.

Принимаем: конус Морзе №5;

D - 44,399 мм;

Dl = 44,7мм;

а = 6,5 мм;

13 = 149,5 мм;

Lд = 0,3D1 = 0,3*44,7 = 13,4 мм;

Lш = 0,5D1 = 0,5*44,7 = 22,4 мм;

Dш = 0,9D1 = 0,9*44,7 = 40,2 мм.

L3=l,5Do = 1,5*56 = 84 мм;

lh = 0,5Do = 0,5*56 = 28 мм;

Lп при обработке  глухого отверстия равна 0;

lk = L+Lз+Lн+Lп = 70+84+28+0=182 mm.

Принимаем стандартную длину стружечной канавки сверла lk= 230 мм.

Общая длина сверла определяется по формуле:

Lo = lk+ Lд + Lш + а + 13 = 230 + 13,4 + 22,4 + 6,5 + 149,5 =421,8 мм.

Длина вылета сверла совпадает с расстоянием от вершины сверла до базового диаметра конического хвостовика, который лежит в основной плоскости конуса и номинально равен диаметру конического отверстия на переднем торце втулки переходной. На рисунке 5 выполнена проверка возможности работы инструментального блока. Как видно из рисунка, от обрабатываемой детали до элементов инструментального блока расстояния 266 и 15,5 мм, что больше минимально допустимого расстояния (>5 мм., соответственно) следовательно, обработка возможна.

 

 

Рисунок 5. Проверка возможности работы инструментального блока

 

Переход 3. Зенкеровать отверстие диаметром D2 предварительно

Для зенкерования отверстия диаметром применяется следующий инструмент:

- режущий инструмент - зенкер насадной Æ62h8(-0,046), оснащенный пластинами твердого сплава, D=62 мм, L=60 мм, 1=16 мм, d=27 мм, (см. рисунок 6).

Рисунок 6 - Зенкер насадной

- вспомогательный инструмент - оправка для насадных зенкеров и разверток                        (см. рисунок 7), 191411140 1=58 мм, 11=200мм, L=355 mm, d1=27 mm, d =36 мм, конус Морзе №5, (см. рисунок 3), втулка переходная с хвостовиком конусностью 7:24 и внутренним конусом Морзе к станкам с ЧПУ, D=63 мм, 1=105 мм, L=231,8 мм, конус Морзе №5 (см. рисунок 3).

Рисунок 7 — Оправка для насадных зенкеров и разверток

На рисунке 8 выполнена проверка возможности работы инструментального блока. Как видно из рисунка, от обрабатываемой детали до элементов инструментального блока расстояния 131,5 и 16 мм, что больше минимально допустимого расстояния (>5 мм.) следовательно, обработка возможна.

 

 

Рисунок 8. Проверка возможности работы инструментального блока

 

 

Переход 4. Фрезеровать кольцевую канавку с фасками размерами согласно эскиза

Фрезерование на этом переходе производится методом круговой интерполяции. Обработка производится с использованием фрезы трехсторонней с хвостовиком, рабочая часть фрезы из стали Р6М5.

Определяем наружный диаметр фрезы по рекомендациям

Dф≤0,8*D2 = 0,8*62 = 49,6 мм.,

где D2=62 – диаметр отверстия после перехода.

Принимаем диаметр фрезы Dф = 50 мм.

Определяем диаметр хвостовика.

Dхв≈0,4 D2 = 0,4*62 = 24,8  Принимаем диаметр хвостовика 25 мм.

 

а) Определяем размеры профиля зуба фрезы.

а-1) Перед определением размеров профиля фрезы необходимо найти размер «а»- расстояние между осями детали и фрезы, во время обработки кольцевой канавки. Расчет проводим, когда фреза находится в наименьшем удалении от выступа детали по рисунку 9. 

Рисунок 9. Схема к расчету не касания торца детали патроном.    Имеем диаметр канавки- Æ65 мм, диаметр фрезы- Æ50 мм, откуда определяем размер «а»:а= (Æ65-Æ50)/2= 7,5 мм. 

Согласно рисунка 9 видно, что при обработке канавки патрон  не имеется зазора с выступом детали. Определяем размер «b». Определяем расстояние от оси патрона до выступа детали: 47-7,5= 38,5 мм,

 где 47 мм- размер между  осью Æ64Н8 и выступом детали (Æ64/2+15= 47 мм- по исходным данным).Следовательно расстояние между выступом детали и осью патрона- 39 мм  больше, чем диаметр патрона:          Æ63/2= 31,5 мм,

где  Æ63 мм- диаметр цангового патрона.

Откуда: b= 31,5-38,5= -7 мм- зазора между выступом детали и патроном нет.   

а-2) Определяем размеры профиля зуба фрезы, согласно рисунка 8.

Длина рабочей части фрезы определяется конструктивно, исходя из особенностей конструкции детали и с учетом перекрытия 2 мм с каждого края кольцевой канавки [1, с.5].

  Длина левой режущей кромки:

   LРК1=(65–56)/2+2= 6,5 мм.

Длина правой режущей кромки:

   LРК2=(65–62)/2+2=3,5 мм.

Длина рабочей части фрезы по Æ50 мм:

LРЧ= L1+ L2+8= 6,5+3,5+8= 18 мм, где 8 мм- размер по исходным данным (рис. 1).

Рисунок 8. Схема обработки кольцевой канавки.       

    а-3) Размеры ВИ для установки фрезы.     

Применяем специальный цанговый патрон с вылетом из шпинделя станка  lви= 160 мм  и диаметром зажимной гайки 50 мм. Конструкция патрона согласно рекомендаций [2. c.336] и ГОСТ 26539-85 «Патроны цанговые с конусом 7:24 для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком». Для установки и крепления фрезы в патроне применяем цангу. Цанга для установки фрезы 191113025.005-17/ Ф12 [2. c.336].         

Вылет фрезы из патрона, рисунок 8:

LФ= 82,5+2+9,5= 94 мм,  где 9,5 мм-зазор между деталью и патроном.    Общий вылет инструмента из шпинделя станка:

L= LФ+ l ви.= 94+160= 254 мм. 

 

 

Переход 5. Фрезеровать фаску на наружном торце отверстия с размерами 1х45 ° относительно диаметра D=64мм

Фрезеровать фаску 2х45° на внутреннем торце цилиндрического отверстия с учетом последующей обработки отверстия с Æ64 мм до Æ66 мм.

   Фрезерование на  этом переходе производится методом  круговой интерполяции. Обработка  производится с использованием  фрезы угловой с хвостовиком, рабочая часть фрезы из стали Р6М5.

а-1) Определяем наружный диаметр фрезы по рекомендациям [1].

   Dф£0,8·D2= 0,8·62= 49,6 мм; где

   D2= 62 мм, диаметр отверстия после перехода 4.

Принимаем диаметр фрезы Dф= 50,0 мм.

а-2) Определяем диаметр хвостовика.

Принимаем диаметр хвостовика- Æ25 мм.

а-3) Определяем размеры профиля зуба фрезы, согласно рисунка 9.

Длина рабочей части фрезы определяется конструктивно, исходя из особенностей конструкции детали и с учетом перекрытия на 2 мм [1, с.5] ширины фаски с двух сторон.

Длина режущей кромки:

   LРК=2+2+2= 6,0 мм.

Длина рабочей части фрезы по Æ50 мм:

LРЧ= LРК+ 6= 6,0+6= 12 мм, где 6 мм- размер цилиндрического участка фрезы.

Рисунок 9. Схема обработки фаски 2х450.      

     Размеры ВИ для установки фрезы.        Применяем специальный цанговый патрон с вылетом из шпинделя станка         lви= 150 мм  и диаметром зажимной гайки 50 мм. Цанга для установки фрезы 191113025.005-17/ Ф12 [2. c.336]. Вылет фрезы из патрона, рисунок 8:LФ= 25 мм. Общий вылет инструмента из шпинделя станка:

L= LФ+ l ви.= 94,5+150= 160 мм. 

Переход 6. Расточить отверстие диаметром D1=63,6Н8

Расточить отверстие Æ63,6Н8(+0,046) мм.  

а-1) Для обработки отверстия выбираем резец расточной с механическим креплением твердосплавной пластины. Резец устанавливается во вставку с микрорегулировкой резца на диаметр. Расточка отверстия проводится резцом с сечением 10х10 мм. Согласно рекомендациям [2, c.194] принимаем для резца углы в плане: j=45° и j1=55°.

Вставка и резец устанавливаются в отверстии на оправке для чистового растачивания 191421344 [2, c.259] и крепятся винтом.

Оправка имеет вылет из шпинделя станка 250 мм и диапазон расточки отверстий от Ф45 мм до Ф65 мм.        

а-2) Определяем настроечный размер на оправке.    Наименьший размер отверстия: Æ63,6 мм.       Поле допуск на диаметр: +0,046 мм.

Для настройки принимаем ½ поля допуск на диаметр:

63,6+(1/2·0,046)= 63,6+0,023= 63,623 мм.

 Определяем поле допуска  на настроечный размер, как ¼  поля допуска на диаметр: 1/4·0,046=0,0115 мм. Окончательно принимаем 0,012мм

Настроечный размер на оправке: 63,6 -0,012 мм.

Переход 7. Развернуть отверстие диаметром D 64H7

Развернуть отверстие Æ64Н7(+0,030) мм.  

Для развертывания отверстия диаметром 64Н7 применяется следующий инструмент:

- режущий инструмент - развертка сборная насадная с привернутыми ножами, оснащенная пластинами из твердого сплава по ГОСТ 11176-80. D=62mm, d=27 mm, L=60 мм, 1=32 мм, число ножей — 6 (см. рисунок 10).

Рисунок -10 Развертка сборная насадная

-вспомогательный инструмент - оправка качающаяся для насадных разверток с коническим хвостовиком, 1=65 мм, Ь=8,3 мм, 11=282 мм, L=376 мм, d=27 mm, D=45 мм, конус Морзе №3, (см. рисунок 3), втулка переходная с хвостовиком конусностью 7:24 и внутренним конусом Морзе к станкам с ЧПУ, D=50 мм, 1=60 мм, L=186,8 мм, конус Морзе №3, (см. рисунок 3).

 

  Предельные отклонения назначаем согласно рекомендациям

[1, таблица 3]:  мм.

    Для установки развертки назначаем оправку 6230-0219 по ГОСТ 21232 – 75 с базовым посадочным диаметром 22 мм и конусностью 1:30. 

Вылет оправки из базовой втулки с разверткой l1=272 мм. Общая длина оправки L= 366 мм, конус Морзе 3. 

Оправка устанавливается во втулку переходную 191831063, [2, c.331]. Вылет втулки из шпинделя станка l2= 50 мм. Общая длина втулки L= 143,4 мм, с внутренним конусом  Морзе 3 и наружным конусом 7:24.

Откуда вылет развертки и оправки из втулки:  

L = l1+ l2= 272+50+5= 322 мм.          

4. По результатам проведенных  работ составляем таблицу 2 с технологическими переходами обработки круглого отверстия на многоцелевом станке.              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

1. Проектирование инструментальной наладки для обработки круглого отверстия. Методические указания. Ю.Ю. Немцов. 2006.  

2. Кузнецов, Маслов. Оснастка для станков с ЧПУ. 

3. Исследование  и проектирование спиральных  сверл. Методические указания. Ю.Ю. Немцов. 1978. 

4. Справочник конструктора-инструментальщика. Под общей редакцией В.И. Баранчикова, 1994.

5.Инструмент для станков  с ЧПУ, многоцелевых станков и  ГПС/И. Л. Фадюшин, Я.А. Музыкаит, А.И.Мещеряков  и др.- М.: Машиностроение, 1990 -282 с.: - (Б-ка  инструментальщика)