Габаритные размеры инструмента

Наружный диаметр многих инструментов определяется размерами обрабатываемой ими поверхности. К таким инструментам относятся: сверла, зенкеры, развертки, фрезы шпоночные, фрезы для станочных Т-образных пазов, всевозможные расточные инструменты типа пластинчатых, плавающих резцов, расточных блоков, головок, метчики, круглые плашки, круглые протяжки и др.

У рассматриваемых инструментов, предназначенных для обработки отверстий, их наружный диаметр зависит от допуска на изготовление отверстия и величины разбивания р отверстия при обработке. Схема расположения полей допусков на диаметр такого инструмента приведена на рис. 13.1.

Рассмотрен случай, когда в процессе обработки происходит увеличение диаметра отверстия по сравнению с фактическим размером диаметра инструмента. Поэтому для того чтобы получить отверстие в пределах поля допуска, максимальный диаметр инструмента принимается равным максимальному диаметру отверстия минус величина максимального разбивания отверстия при его обработке. Диаметр предельно изношенного инструмента равен минимальному диаметру отверстия

 

 

Габаритные размеры инструмента

 

минус величина минимального разбивания отверстия. Величина разбивания отверстия определяется опытным путем и зависит от режимов обработки, размеров заготовки, точности изготовления инструмента и соответствующего станка и т. п. В некоторых случаях, особенно при обработке изношенными инструментами тонкостенных деталей, изготовленных из материалов с повышенной пластичностью и вязкостью, может наблюдаться отрицательное разбивание отверстия. На основании производственного опыта и исследовательских работ величина разбивания отверстия ориентировочно колеблется при обработке развертками от 0,004 до 0,02 мм, протяжками от 0,005 до 0,015 мм, метчиками от 0,07 до 0,1 мм. При точном изготовлении метчиков и тщательном соблюдении правил резьбонарезания разбивание может быть уменьшено до 0,04...0,05 мм. При конструировании инструментов, если нет уточненных опытных данных, ориентировочно максимальную величину разбивания отверстия выбирают равной 1/3 допуска на отверстие. Допуск на изготовление диаметра инструмента должен быть соразмерен с технологическими возможностями инструментального производства, т. е, он должен быть выбран такой величины, при которой изготовление инструмента не представляло бы особых затруднений. Ориентировочно поле допуска на изготовление инструмента составляет 1/3__ 1/4 от поля допуска на соответствующий размер изделия.

У многих инструментов наружный диаметр не определяется однозначно в зависимости от размеров обрабатываемой поверхности детали. К таким инструментам относятся круглые фасонные резцы, фрезы, круглые плашки и др. Наружный диаметр круглых фасонных резцов

 

 

Габаритные размеры инструмента

 

 

Дополнительная величина 6... 12 мм необходима для того, чтобы обеспечить свободный выход стружки при точении фасонным резцом. Диаметр посадочного отверстия определяется из условия достаточной прочности и жесткости оправки в зависимости от главной составляющей силы резания Pz. При консольном креплении резца d

« 1,24 I0.33рz0.38, при двустороннем креплении d = 1,36 l0,33Pz0.25, где l — длина проекции режущей кромки на ось резца.

Диаметр отверстия d округляют до ближайшего большего значения из нормального ряда посадочных отверстий. Наружный диаметр фрез является важным конструктивным элементом:

 

 

Габаритные размеры инструмента

 

 

Габаритные размеры инструмента

 

 

Диаметр отверстия d под оправку выбирают таким, чтобы обеспечить достаточную прочность и жесткость ее. Практика показывает, что устойчивая работа фрез обеспечивается при прогибе оправки, не превышающем 0,2...0,4 мм. Из этих соображений размеры отверстий для фрез с мелкими зубьями, предназначенных для чистовой обработки, могут быть приняты меньшими, чем для фрез с крупными зубьями. По сравнению с быстрорежущими фрезы твердосплавные для увеличения жесткости оправок должны иметь увеличенные размеры диаметров посадочных отверстий.

Диаметр посадочного отверстия d зависит от конструкции и диаметра фрезы, ширины и глубины снимаемого слоя, свойств обрабатываемого материала и материала инструмента и выбирается из стандартного ряда значений. В среднем можно принять, что диаметр оправки в 2,5...3,0 раза меньше диаметра фрезы. Диаметр ступицы D1 фрезы D1 =  d + 2т = (1,5...2,5) d.

Ориентировочно высота зуба фрезы Н равна глубине профиля обрабатываемой детали плюс 5...10 мм. Практика показывает, что диаметр насадных фрез приблизительно в 10 раз превышает глубину профиля детали.

Диаметры D торцевых фрез зависят от ширины В фрезеруемой поверхности. Чтобы обработать всю заданную поверхность заготовки, диаметр торцевой фрезы D должен быть больше ширины В. Для торцевых фрез из быстрорежущей стали ориентировочно D = 1,1 В, а для твердосплавных фрез D = (1,2...1,6) В. Величина наружного диаметра у концевых фрез определяется в зависимости от размеров обрабатываемых деталей и равна ширине обрабатываемой канавки с учетом наблюдаемого при фрезеровании разбивания.

Диаметры фрез должны соответствовать ряду их стандартных значений, составленному по геометрической прогрессии со знаменателем, равным 1,26. Поскольку ряд чисел оборотов шпинделей фрезерных станков составляет также геометрическую прогрессию, выбор диаметров фрез из геометрического ряда обеспечивает рациональное их использование при наименьшем количестве. Длина инструмента представляет собой сумму длин отдельных его частей. У многих инструментов она определяется размерами обрабатываемой ими поверхности детали. К таким инструментам относятся фрезы, круглые фасонные резцы и др.

У таких инструментов, как сверла, зенкера, развертки и другие, длина не определяется однозначно в зависимости от размеров обрабатываемой детали. Предельные максимальные длины инструментов обусловливаются рядом факторов: инструмент по длине должен быть таким, чтобы его можно было установить на станок, на котором ведется обработка заданной детали. Длина инструмента должна быть согласована с производственными возможностями инструментального производства, т. е. она должна быть такой, чтобы инструмент можно было изготовить на имеющемся оборудовании. Максимальная длина инструмента ограничивается также прочностью и жесткостью инструмента.

Например, предельные длины внутренних протяжек диаметром от 12 мм и выше колеблятся от 700 до 1500 мм. Если при проектировании длина протяжек получается больше предельных значений, приходится проектировать комплект протяжек и вести обработку в несколько проходов.

Минимально допустимая длина рабочей части инструмента определяется эксплуатационными требованиями, принятой схемой срезания припуска и распределением загрузки на режущей части инструмента, что предопределяет характер протекания процесса резания и в конечном счете точность и качество обработки заданных деталей. Например, длина сверл определяется исходя из глубины обрабатываемого отверстия, из необходимости сверления отверстий в труднодоступных местах и т. п.( т. е. минимально допустимая длина рабочей части сверла определяется эксплуатационными требованиями, а номинальная длина устанавливается путем добавления к минимальной запаса на переточку. При увеличении длины рабочей части сверла возможное число переточек возрастает, но одновременно возрастает опасность поломок инструмента, снижается его жесткость, что приводит к необходимости занижения режимов резания. Кроме того, при переточках значительно изменяется стойкость сверл. Поэтому увеличение длины рабочей части сверла для увеличения числа переточек не всегда оправдывается ни с точки зрения производительности сверления, ни с точки зрения повышения общего ресурса работы сверла.

При обработке всевозможных зубчатых деталей червячными фрезами длина инструмента должна обеспечить правильное формирование профилей зубьев и предварительное вырезание металла из впадины без перегрузки крайних зубьев. Первое условие определяет минимальную длину фрезы, которая равна длине проекции линии зацепления на начальную прямую. Если длина фрезы меньше длины проекции линии зацепления, то требуемый профиль изделия не получен при обработке.

У червячных фрез, кроме профилирующих зубьев, работают зубья, которые вырезают материал заготовки, но не соприкасаются с профилем изделия. Поэтому выбирать длину червячной фрезы целесообразно так, чтобы она включала все работающие зубья. Кроме того, при выборе длины червячной фрезы создают запас на перестановки фрезы на оправке вдоль ее оси, равный двум-трем шагам. Перестановки в процессе эксплуатации фрез делаются от 3 до 5 раз, после чего они перетачиваются, что значительно увеличивает их срок службы.

 

 

Смотрите также