Проектирование металлорежущих и вспомогательных инструментов

В состав конструкторской части входит также проектирование металлорежущего или вспомогательного инструмента. В качестве металлорежущих инструментов могут быть: фасонные резцы, фасонные дисковые или червячные фрезы, зуборезные инструменты (червячная модульная, шлицевая фрезы, долбяки или сборные резцовые головки для протягивания шлицев), протяжки для обработки отверстий или наружного протягивания, резцовые головки для нарезания резьбы вихревым методом, раскатки или накатники для обработки поверхности методом пластического деформирования, инструменты для абразивной обработки, например, хоны.

В качестве примеров вспомогательных инструментов можно привести патроны для метчиков, протяжек, инструментальные сборки для растачивания отверстий, фрезерования, резцовые блоки для токарных станков с ЧПУ для резцов и осевых инструментов. Кроме этого, могут проектироваться инструментальные наладки для автоматических линий, гибких производственных модулей или систем, устройства для настройки инструментов на размер вне станка или контроля размеров инструментов на станке.

В процессе проектирования инструментов, проводимого по принятым методикам, выполняются: анализ исходных данных (форма и размеры, параметры точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, материал обрабатываемой детали, оборудование, схема установки заготовки, условия выполнения операции), выбор типа инструмента, материала режущей части, расчет конструктивных элементов инструмента, геометрический расчет (например, расчет профиля инструмента, формы и размеров зубьев), выбор, расчет элементов крепежно-присоединительной части, расчет жесткости, устойчивости инструмента, усилий закрепления. Специальные вопросы, решаемые в этой части, оговариваются в задании на дипломное проектирование.

В графической части приводятся сборочные и рабочие чертежи режущих и вспомогательных инструментов.

В случаях, когда для обработки поверхности нельзя использовать стандартный режущий инструмент, необходимо проектировать специальный режущий инструмент. Для этого формулируются исходные данные для проектирования инструмента, выполняется его расчет и конструирование. Расчет можно выполнить по учебникам [5], [9], [10] или по методическим разработкам кафедры [7]. В результате расчета определяются размеры конструктивных элементов режущих инструментов, координаты точек профиля фасонного инструмента, углы заточки, размеры присоединительных поверхностей, выбирается материал режущей и хвостовой части, его термообработка.

Затем оформляется рабочий чертеж инструмента с указанием всех необходимых размеров (линейных и угловых) с допусками, шероховатости поверхностей, технических требований на изготовление инструмента. Для фасонных инструментов разрабатывается чертеж шаблона и контршаблона. Примеры оформления рабочих чертежей инструментов приводятся в [8].

Для токарных станков с ЧПУ это могут быть резцовые блоки, конструкция которых может изменяться в соответствии с положением резца, сверла или другого инструмента при обработке, но неизменными остаются базирующие и крепежные элементы блоков. Конструкция резцовых блоков приводится в руководстве к данному станку.

К вспомогательным инструментам для револьверных, расточных и токарных станков относятся также оправки - жесткие и разжимные - для установки заготовок, кулачковые, поводковые и другие патроны, державки для одновременной установки нескольких инструментов (например, резцов и сверл, нескольких резцов), расточные блоки и резцовые головки, борштанги, план-суппортные головки и т. д.

На фрезерно-сверлильных-расточных станках вспомогательные инструменты представляют собой переходные конусные втулки, цанговые патроны, расточные оправки и головки, оправки с микрометрической регулировкой вылета резцов, патроны для растачивания канавок, резьбонарезные патроны и т. д.

Предметом разработки при выполнении дипломного проекта может быть приспособление для контроля размеров инструментов при сборке инструментальных наладок: вылета фрезы, сверла, метчика (по длине), резца (по длине и диаметру) в расточной оправке или в резцедержателе.

Задача по выбору вспомогательного инструмента сводится к тому, чтобы используя набор стандартных или специальных переходных элементов (втулок, оправок и т.д.), обеспечить сборку режущего инструмента со шпинделем станка (резцедержателем, револьверной головкой). Данные о комплекте необходимого вспомогательного инструмента вписываются в операционную карту (наименование, тип, ГОСТ, количество).

При необходимости разрабатывается чертеж вспомогательного инструмента.

При разработке комплекта инструментальной наладки для станка с ЧПУ в расчетно-пояснительной записке следует изложить порядок настройки инструмента на размер на станке или вне его.