Приспособления для металлорежущих станков

Технологическая оснастка для металлорежущих станков

Технологическая оснастка для металлорежущих станков

Технологической оснасткой называются устройства, которые необходимы для дополнения, упрощения и оптимизированной работы технологического оборудования. Данная оснастка используется для того, чтобы выполнять тот или иной технологический процесс производства более качественно и быстро.

К технологической оснастке, как правило, относятся режущие инструменты, измерительные приборы, устройства для оптимизации, формы для различной отливки, изделия для крепления, штампы, а также другие, подобные к ним приспособления.

При помощи оснастки, можно выполнять следующие процессы:

Оснастка для металлорежущих станков помогает осуществить специальную доработку изделий, а иногда и их полную обработку от начала и до получения готового товара.

Какие бывают основные принадлежности для токарных станков?

Хотите переоборудовать Ваш токарный станок под деревообработку (Jet BD-7) или планируете обрабатывать заготовки не только цилиндрической, но и призматической формы? Для этого Вам понадобятся дополнительные принадлежности. А именно упор и цанговый патрон. Но они не поставляются в комплекте к оборудованию, что же делать? Ответ прост – их всегда можно подобрать отдельно. Встречаются и другие случаи, когда требуются приспособления такого рода. Какие они бывают, когда нужны и как правильно выбрать наиболее подходящие? Это мы расскажем в данной статье.

Оснастка для станков

Оснастка для металлорежущих станков расширяет их технологические возможности и экономит деньги. Вместо покупки нового оборудования можно использовать имеющееся. Из этой статьи вы узнаете, какие бывают станочные приспособления для ЧПУ-станков и для чего они нужны.

Дополнительное оборудование и приспособления для токарного станка

Как оказывается для изготовления различных деталей не достаточного только токарного станка, а необходимы всевозможные приспособы и дополнительное оборудование.

Приспособления для токарных станков предназначены для закрепления инструмента на станке или заготовки.

tok-prisposob

Что такое оправка?

Оправки для станков предназначены для того, чтобы передавать вращательный момент от шпинделя к обрабатывающему инструменту. Шпинделя, как правило, имеют идентичную конструкцию (при различающихся размерах), а вот режущий инструмент может сильно отличаться. Для того, чтобы совместить их и нужны оправки. Они состоят из следующих конструкционных частей:

  1. Хвостовик или конус (эта часть оправки, с которой она крепится к шпинделю).
  2. Крепление для инструмента (данная часть приспособлена для крепления конкретного типа инструмента).

Классификация оборудования

Прежде всего, необходимо выделить основные виды приспособлений по их целевому предназначению. Они бывают следующими:

4. Предназначенные для захвата, перемещения, перевертывания обрабатываемых изделий, и отдельных узлов и материалов при сборке;

5. Для крепления инструментов осуществляющих резку изделия.

Наиболее популярной среди данной классификации является оснастка станочного типа.

Она включает в себя установку таких видов оборудования:

  • фиксационного;
  • контрольного;
  • транспортного;
  • обрабатывающего;
  • измерительного.

Основные требования

Станочная оснастка – это приспособления, с помощью которых инструмент и заготовки закрепляются на станке. А еще благодаря оснастке станки могут выполнять несвойственные им операции. Например, благодаря делительной готовке на обычном вертикально-фрезерном станке можно нарезать зубчатые колеса. А фрезерная головка на токарном оборудовании прорезает шпоночные пазы.

Оснастка не идет в комплекте к оборудованию, ее нужно докупать отдельно. Чтобы получить хороший результат, она должна соответствовать ряду требований.

  • Жесткость и демпфирующие качества. Благодаря жесткому приспособлению деталь «не гуляет» из стороны в сторону. Это хорошо. Но при черновой обработке жесткая оснастка не сгладит неизбежные вибрации, и это даст погрешности. Поэтому для точных станков оснастка должна быть сделана из твердых закаленных сталей, а для черновых нужна мягкая сырая сталь.
  • По возможности иметь механизированный привод. Важно, чтобы привод не зажимал заготовку, а наоборот, отпускал крепления. Тогда при обрыве шланга или коротком замыкании привода при работе заготовка не вылетит из станка, а останется в приспособлении. Так безопаснее. Надежно закрепить заготовку можно, например, пакетом тарельчатых пружин.
  • Время на переустановку заготовки должно составлять 2-10% от времени ее обработки на станке. И нужно, чтобы элементы крепления не пересекались с траекторией движения инструмента.
  • Класс точности оснастки должен быть таким же, как и у станка.
  • И стандартное – надежность, долговечность, низкая цена.

Требования к станочной оснастке везде одинаковые. А вот ее модели для разных станков отличаются.

Дополнительная оснастка

Например, для фрезерного станка оснастка имеет предназначение в придании рабочему оборудованию больших возможностей технологического процесса. Количество всех существующих приспособлений перечислить практически невозможно, именно поэтому есть так называемая «фрезерная группа», которая включает в себя:

Специализированные приспособления. Данный тип необходим специально для какой-либо определенной модели. Главная цель – выполнение заранее определенной операции технологического типа.

Универсальные – это такие модели, которые могут быть установлены на значительную часть станков без дополнительных подгонов размеров и других показателей. По следующей ссылке представлена детальная информация.

Виды фрез, их элементы и геометрия

Фреза – многолезвийный инструмент, у которого по окружности или на торце расположены режущие зубья, представляющие собой простейшие резцы. На рис. 28 показаны основные типы фрез, применяемых в машиностроении.

Фрезы подразделяют по типам: цилиндрические (рис. 28, а, б) и торцевые (рис. 28, е), предназначенные для обработки плоских поверхностей; дисковые (рис. 28, в–д), концевые (рис. 28, ж) и угловые – для обработки пазов, канавок и шлицов; фасонные – для обработки фасонных поверхностей; модульные (рис. 28, з) – для нарезания зубьев; червячные (рис. 28, и) – для нарезания зубьев цилиндрических и червячных колес.

Зуб 4 цилиндрической фрезы (рис. 28, а) имеет режущую кромку 2; переднюю 1, заднюю 3 и затылочную 5 поверхности. Между зубьями фрезы находится канавка 6. В сечении фрезы рассматриваются следующие углы: передний γ, задний α, заострения β и резания δ.

Передний угол γ служит для облегчения схода срезаемых элементов стружки и уменьшения их усадки.

При обработке стали γ = 10–20°, чугуна – γ = 10–15°. Для твердых материалов угол γ принимают меньшим, чем для мягких.

Задний угол α выбирают с таким расчетом, чтобы снизить трение между затылочной поверхностью зуба и поверхностью резания. Для различных фрез угол α = 12–25°.

Зубья цилиндрических фрез могут быть прямыми и винтовыми под углом наклона ω к оси фрезы (см. рис. 28, б). У цилиндрических фрез угол ω = 30–40°, у дисковых и торцевых ω = 10–25°.

Фреза изготавливают цельными из инструментальных сталей и сборными, у которых зубья выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы пайкой или механически (ГОСТ Р 53413–2009).

Основные типы фрез

Рис. 28. Основные типы фрез: а – цилиндрическая прямозубая, где 1, 3, 5 – соответственно передняя, задняя и затылочная поверхности; 2 – режущая кромка; 4 – зуб; 6 – канавка; α – задний угол; β – угол заострения; γ – передний угол; δ – угол резания; ω – угол наклона зубьев к оси фрезы; б – цилиндрическая с винтовыми зубьями; в – дисковая пазовая; г – дисковая двухсторонняя; д – дисковая трехсторонняя; е – торцевая; ж – концевая; з – пальцевая модульная; и – червячная

Фреза с прямыми зубьями врезается в обрабатываемую поверхность сразу по всей длине зуба, что приводит к переменной (толчковой) нагрузке на станок и некоторому ухудшению качества обработанной поверхности. Фрезы с винтовыми зубьями работают более плавно, так как зубья фрезы врезаются в деталь постепенно, при этом станок нагружен равномернее.

Оснастка для крепления инструмента

По способу крепления на шпиндель станка вся оснастка подразделяется на концевую и насадную. В первом случае инструмент зажимают с помощью цанги и патрона, во втором надевают на шпиндель с помощью оправки.

Оправки бывают двух видов. Центровые имеют конический хвостовик, размеры которого должны соответствовать типу отверстия шпинделя, которое у вертикально фрезерных станков может быть двух типов 7:24 и конус Морзе. Последний в характеристиках обозначается буквами Мк или Мт и номером. Так для машины с конусом Морзе Мк3 подойдет фреза торцевая со сменными пластинами (30 мм, Мк3).

На такие оправки можно закреплять несколько режущих инструментов, например, цилиндрических или фасонных, фиксируя их установочными кольцами.

Насадные фрезы, которым не требуется большой вылет (торцовые, дисковые) закрепляют в концевых оправках. Их надевают на буртик (3) со шпонкой (2) и удерживают винтом (4). Конический хвостовик (1) помещают в отверстие шпинделя станка.

Конические концевые фрезы закрепляют непосредственно в шпинделе и затягивают винтом.

Если размер хвостовика режущего инструмента не соответствует размерам гнезда шпинделя, используют переходные втулки.

Чтобы пользоваться цилиндрической концевой фрезой потребуется патрон с цангой. В продаже есть наборы, в которые вместе с патроном входит 7-11 цанг для работы с оснасткой разных размеров.

Что необходимо для токарных станков?

В токарных, как и в любых других, станках оснастку применяют, чтобы:

  • удержать заготовку и инструмент;
  • измерить размеры;
  • дать дополнительную опору заготовке.

Для таких станков есть разные типы популярных оснасток.

Патроны нужны для закрепления заготовки. Они бывают нескольких видов:

  • цанговые удерживают короткие и хрупкие заготовки;
  • поводковые служат для крепежа длинных валов;
  • клиновые обеспечивают высокую точность установки;
  • рычажные способны закрепить заготовки самых разных размеров;
  • мембранные точно центрируют деталь на чистовых операциях;
  • для деревообрабатывающих станков нужен трезубец – простейшее приспособление, чтобы закрепить мягкую деревянную заготовку;
  • 3- и 4-кулачковые имеют хорошую точность и удобны в использовании.

Патроны позволяют закрепить короткие детали консольно и обрабатывать торцы.

  • План-шайбы закрепляют несимметричные заготовки.
  • Центры нужны для закрепления валов, у которых подготовлены центровые отверстия. В отличие от патронов, в центрах базирование идет по оси вращения заготовки, а не по наружной поверхности. Поэтому круглые заготовки получаются высокоточными.

Центры бывают 2-х видов.

  • Невращающиеся (упорные) неподвижны при работе, а заготовка вращается по масляной пленке. Такие центры имеют повышенную точность, но склонны к перегреву из-за трения. Зубчатые центры, закрепленные в шпинделе, могут передавать вращение на заготовку.
  • Вращающиеся центры не допускают нагрева, но из-за неизбежного люфта в подшипниках у них ниже точность.

Конусные центры подходят только для валов. А чтобы установить заготовку с внутренним отверстием, применяют грибковые центры.

  • Люнеты применяют тогда, когда заготовка очень длинная. Это – дополнительная опора, которая не дает прогибаться заготовке.
  • Различные светильники.

Кроме того, на токарный станок устанавливаются и фрезерные головки. Получается универсальный многоцелевой станок. Но сложные заготовки лучше точить на специализированном оборудовании.

Как подобрать нужное оборудование?

Сначала необходимо разобраться, для каких целей нужно оборудование. Подбор оборудования должен происходить только после изучения всех плюсов и минусов оборудования.

В паспорте к оборудованию всегда есть указания на характеристики, а также особые требования по эксплуатации. Несоблюдение требований может привести к травмам персонала или порче заготовок.

Типы оснастки

Выделяют следующие разновидности фрезерных оправок:

  • Оправки для крепления торцевых фрез.

У них, как правило, короткая цилиндрическая часть. В торце у такой оправке присутствует 2 сухаря (две направляющие), которые препятствуют проворачиванию фрезы. Ее крепление осуществляется с помощью винта, который вкручивается в торец оправки.

  • Оправки для крепления цилиндрических фрез.

Они используются для фрез следующих типов:

  • дисковых;
  • прорезных;
  • отрезных;
  • угловых;
  • фасонных.

Данные фрезы насаживаются на оправки, поэтому крепежные части у последних весьма длинные. От проворота фрезы на оправке предусмотрена шпонка в пазе фрезы. Зажим режущего инструмента осуществляется поджимной гайкой, которая навинчивается на оконцовку оправки. Для того, чтобы иметь возможность крепить разный по ширине инструмент, на оправку устанавливаются втулки различной ширины.

Если речь идет о горизонтально-фрезерных станках, то такие оправки характеризуются относительно большой длиной. Поэтому они вторым своим концом закрепляются в серьге хобота станка, что, во-первых, придает конструкции жесткость, а во-вторых, позволяет устанавливать на оправку сразу несколько фрез.

  • Оправки для концевых фрез.

Концевые фрезы укрепляются в отверстии оправки, так как диаметр последних больше диаметра инструмента. Поэтому для установки фрез с диаметром хвостовика до 20 мм используются цанговые патроны ER. Здесь есть вероятность, что при значительных нагрузках фреза будет вытянута из патрона, но зато данный тип крепления обеспечивает малое биение инструмента при обработке.

  • Оправки для сверла.

Для фиксации сверла используются универсальные патроны с винтовыми зажимами. Они используются только для крепления сверла потому, что не могут нести радиальную нагрузку. Кроме того, зажимное усилие у таких оправок меньше, чем у цанговых, из-за меньшей площади контакта крепления с хвостовиком сверла.

Поэтому у таких оправок вероятность проворота больше, как следствие, они применяются для обработки деталей, где требуется меньшее усилие. Если требуется большее усилие, то тогда используются прецизионные патроны для сверла.

  • Оправки для растачивания.

Здесь выделяется 2 типа оправок:

  1. Модульная система (данная оправка имеет фланец, на который крепятся разнообразные расточные головки).
  2. Оправки с револьверными головками (в такой оправке присутствует закрепленный на торце блок, на котором уже крепятся сами режущие головки, как правило, с регулируемым вылетом).

Основное приспособление

Оснащение для станков включает в себя достаточно большой и широкий ассортимент всевозможных приспособлений. Называть их всех нет особого смысла, однако, чтобы сориентироваться среди разнообразия, стоит назвать некоторые, самые популярные приобретаемые товары.

К ним относятся:

  • Держатели для резцов;
  • Цанговые патроны;
  • Круглые, а также координатные делительные столешницы и столы;
  • Долбежные головки;
  • Вертикальные головки;
  • Специальные аппараты, предназначенные для нарезок гребенок.

Стоимость того, чтобы купить ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ ОСНАСТКУ для фрезерных, токарных и других типов станков в определенных моментах может достигать затрат, которые измеряются как 10% от общей цены станка. Однако, она дает возможность расширить возможности оборудования, повысить его производительность и обеспечить более высокую скорость работы.

Обзор фрезерной оснастки

Перед ней стоят аналогичные задачи, но конструкции различаются.

Технологическая оснастка для крепления инструмента бывает нескольких видов.

  • Самозажимной патрон служит для захвата концевых, торцевых и пальцевых фрез. Но часто инструмент вставляется сразу в шпиндель.
  • Вспомогательная переходная втулка применяется, когда хвостовик инструмента не подходит к отверстию в шпинделе. С ее помощью, например, фрезу с цилиндрическим хвостовиком или инструментальным конусом 7: 24 можно закрепить в шпинделе с конусом Морзе.
  • Оправки нужны для закрепления дисковых и цилиндрических фрез на горизонтально-фрезерных станках.

Для фиксации заготовок используют специальные приспособления.

  • Тиски применяют для небольших деталей. Тиски бывают самоцентрирующиеся, когда двигаются обе губки, и нет. Губки бывают из закаленной или мягкой стали, пластиковыми, резиновыми и другими. Не обязательно плоскими, в фасонных губках устанавливают детали сложных форм.
  • Делительные головки позволяют точно нарезать шлицы или зубья.
  • Столы бывают поворотными и стационарными. Некоторые модели могут откидываться, позволяя обработать заготовку сбоку.
  • Магнитные плиты на постоянных или электрических магнитах. Первые лучше, поскольку не греются из-за вихревых токов и индукции, как в случае с электромагнитами. Но у последних выше усилие зажима.
  • Вакуумные устройства, прихваты удерживают заготовку в нужном положении.
  • Призмы и зажимы, благодаря которым можно закрепить валы и обработать, например, шпоночный паз.
  • Штыри и пальцы. Нужны для установки плоских заготовок на столе. Для базирования детали используются 3 штыря. Это логично, ведь чтобы задать положение плоскости, необходимо 3 опорные точки. Поэтому установка на штырях имеет большую точность. А для фиксации заготовки применяются различные прихваты.

Функционал станка можно расширить, если применить сверлильную, шлифовальную или долбежную головки. Но какой бы точной ни была фрезерная оснастка, зеркально чистую поверхность дают шлифовальные станки, которым нужны соответствующие приспособления.

Схемы обработки поверхностей на станках фрезерной группы

Рассмотрим схемы обработки поверхностей на универсальных горизонтально-фрезерном (ГФС; имеет горизонтальную ось вращения фрезы) и вертикально-фрезерном (ВФС; имеет вертикальную ось вращения фрезы) станках.

Горизонтальные плоскости фрезеруют цилиндрическими фрезами на ГФС (рис. 24, а) или торцевыми фрезами на ВФС (рис. 25, а). Горизонтальные плоскости чаще обрабатывают торцевыми насадными фрезами, так как они имеют более жесткое закрепление и обеспечивают плавное, безвибрационное резание. При большой ширине обрабатываемой плоскости используют торцевые фрезы и обработку ведут в несколько последовательных рабочих ходов. Узкие горизонтальные плоскости удобно обрабатывать концевыми фрезами.

Вертикальные плоскости на ГФС обрабатывают торцевыми насадными фрезами (рис. 24, б) или фрезерными головками, а на ВФС – концевыми фрезами (рис. 25, б). Большие по высоте вертикальные плоскости удобнее обрабатывать на ГФС с использованием вертикальной подачи. Обработку небольших по высоте вертикальных плоскостей можно производить на ГФС с помощью концевых или дисковых фрез. Наклонные плоскости небольшой ширины обрабатывают на ГФС одноугловой фрезой.

Широкие наклонные плоскости обрабатывают на ВФС с поворотом шпиндельной головки (рис. 25, в) торцевой насадной или концевыми фрезами. Одновременную обработку нескольких поверхностей (вертикальных, горизонтальных и наклонных) ведут на ГФС (рис. 24, г), установив на оправку набор фрез.

Обработка плоскостей на ГФС

Рис. 24. Обработка плоскостей на ГФС: а – горизонтальных; б – вертикальных; в – наклонных; г – нескольких плоскостей одновременно; д – уступов; Dr – движение резания; Ds – движение подачи

Обработка на ВФС плоскостей

Рис. 25. Обработка на ВФС плоскостей: а – горизонтальных; б – вертикальных; в – наклонных; г – уступов

Фрезерование пазов

Рис. 26. Фрезерование пазов: а, б – прямоугольных; в – полукруглых; г – типа «ласточкин хвост»; д – Т-образных; е, ж – шпоночных

Горизонтальные уступы и пазы обрабатывают дисковыми односторонними (рис. 24, д) и трехсторонними (рис. 26, а) фрезами на ГФС или концевыми фрезами (рис. 25, г; 26, б) на ВФС.

Фасонные пазы с криволинейной образующей обрабатывают на ГФС фасонными дисковыми фрезами (рис. 26, в). Пазы типа «ласточкин хвост» или Т-образные обрабатывают на ВФС (рис. 26, г, д). Вначале концевой фрезой получают прямоугольный паз, затем используют концевую одноугловую фрезу или специальную концевую фрезу для Т-образных пазов.

Шпоночные пазы для сегментных шпонок фрезеруют на ГФС дисковой трехсторонней фрезой (рис. 26, е), для прямоугольных шпонок – на ВФС концевой фрезой (рис. 26, ж).

Делительные головки

Короткие цилиндрические детали закрепляют с помощью трехкулачкового патрона, длинные – устанавливают в центрах. Эти два приспособления, а также хомутики и люнеты применяют вместе с делительными головками. Главная их задача – разделять окружность на части, равные и неравные. На практике это может выглядеть, как отверстия на заготовке, выполненные на определенном расстоянии друг от друга, или канавки, изготовленные под заданным углом друг к другу. Так устанавливают деталь под заданным углом, вращают заготовку во время работы.

Делительная головка состоит из корпуса, поворотной колодки и шпинделя. Колодка может поворачиваться под разными углами. На шпиндель закрепляют трехкулачковый патрон, в котором зажимают заготовку с одного конца. Другой ее конец поддерживает задняя бабка. Если обрабатываемая деталь длинная, для исключения ее прогиба используют люнеты.

Критерии выбора

В некоторых случаях для обработки одним и тем же режущим инструментом на фрезерных станках применяются различные оправки. Рассмотрим же критерии, влияющие на их выбор:

По дереву

Оправки здесь выбираются в зависимости от следующих факторов:

  • тип обработки (токарная; шлифовальная; контрольная);
  • максимально допустимого радиального биения заготовки;
  • соотношения длины к диаметру обрабатываемой детали.

По металлу

Металл – материал гораздо более твердый, чем дерево. Поэтому здесь действуют следующие критерии выбора:

  • минимально допустимая точность позиционирования режущего инструмента;
  • минимальная требуемая величина снятия материала за 1 проход;
  • максимальная частота вращения шпинделя.

Приспособления, расширяющие функциональность станка

Существуют специальные принадлежности, которые дают новые возможности для старого оборудования. Они либо совершенствуют основной процесс фрезерования, либо их используют для выполнения дополнительных операций.

Например, на машинах по металлу подачу выполняют вручную. Производители станков Jet, Proma выпускают для них устройства для автоматической подачи. Их использование гарантирует, что скорость подачи всегда будет оптимальной, что обеспечивает стабильно высокое качество обработки.

Некоторые агрегаты с нижним вертикальным шпинделем выпускаются с шипорезной кареткой, те же модели, на которых ее нет, можно дооснастить устройством для нарезания шипов. С его помощью можно выполнять соединение деталей, например, для сращивания щитов или при изготовлении мебели.

Разнообразная оснастка и приспособления позволяют изготавливать на фрезерных станках детали, отличающиеся по форме и размерам: втулки, корпуса, формы для литья, сувенирную и рекламную продукцию и многое другое. Покупая рабочую машину, стоит подумать заранее, какие принадлежности к ней могут понадобиться. Сразу вместе с агрегатом купите наборы фрез, прихваты, тиски, круглый стол. Благодаря этому вы будете готовы к выполнению любых производственных задач.

Приспособления

Приспособления расширяют стандартный функционал фрезерных станков. К ним относят:

  • Делительные головки.

Они применяются в тех случаях, когда требуется разворачивать обрабатываемую деталь на нужный угол или же вращать ее для формирования винтовых поверхностей.

  • Поворотные столы.

Поворотный стол может поднять производительность до двух раз. Пока одна деталь фрезеруется в автоматическом режиме, на другом конце поворотного стола позиционируется следующая заготовка. Когда процесс фрезеровки закончен, то стол поворачивается и сразу же начинается процесс фрезерования укрепленной заготовки, а уже обработанная убирается из зажима и вместо нее выставляется следующая. Таким образом, экономится время на снятие/установку заготовок.

  • Машинные тиски.

Они используются для ускорения укрепления заготовки на рабочем столе фрезерного станка.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

Adblock
detector