Механизация удаления стружки

1 Производительность автоматической линии или автоматического станка зависит от применяемого режущего инструмента. Последний должен удовлетворять не только обычным условиям, предъявляе­мым к режущему инструменту, как-то: обеспечению определенного класса шероховатости и точности обрабатываемых заготовок, иеобходнмой стойкости и прочности, экономичности,—но также и специфическим условиям, обусловленным автоматическим обору­дованием. К таким условиям относится обеспечение размерной стойкости инструмента, стабильность его работы, быстроемпиюсть и взаимозаменяемость. Указанные условия, обеспечивающие не­прерывность процесса обработки и влияющие на производитель­ность и эффективность работы автоматизированного производства (в том числе автоматических линий, станков-автоматов, станков с программным управлением, многооперациониых станков), за­висят от конструкции режущего инструмента.

Учитывая специфику работы в условиях автоматизированного производства и стремясь сократить потери времени, конструкторы разработали большое количество разнообразных конструкций, в которых нашли отражение следующие идеи:

а) применение взаимозаменяемого инструмента, настраиваемого на размер, что исключает потери времени на первоначальную наладку;

б) исполь­зование сил резания для частичного или полного крепления инстру­мента, что упрощает конструкции механизма крепления ин­струмента, обеспечивая более высокую точность установки и, главное, сокращение времени на установку, закрепление, откреп­ление и снятие режущей части или самого инструмента;

в) встрой­ка узлов автоматической подналадки и регулирования инструмента для компенсации систематических погрешностей размеров заготов­ки, что обеспечивает повышение размерной стойкости инструмента и сокращает указанные выше потери времени;

г) использование принципа обновления режущих участков одной и той же кромки (прерывное или непрерывное), обновления резцов (зубьев) самих режущих инструментов.

Наряду с указанными проблемами большое значение имеет формирование и отвод стружки в условиях работы автоматического станка. В этом направлении также найдены решения, обеспечи­вающие нормальный стружкоотвод. Ниже приводится описание отдельных конструкций инструментов для автоматизированных производств с указанием их особенностей.

В автоматизированном производстве используется обычный стандартный инструмент (резцы, сверла, зенкеры, развертки, цековки, фрезы, метчики и др.)- Однако технические требования к инструментальным материалам и к точности изготовления — повышенные.

2 Для обеспечения повышенной стойкости и надежности инстру­мента его:

1. изготовляют из наиболее совершенных и целесообразных для конкретных условий обработки инструментальных материалов.

2. Изготовление (и переточка) инструмента осуществляется по спе­циальным техническим условиям, в которых предусмотрено су­щественное повышение точности размеров и положения режущих кромок относительно оси вращения инструмента.

Однако, кроме указанных изменений, ряд стандартных инструментов имеет отличие и в конструктивном оформлении, вызванные необходи­мостью осуществления быстросменности и взаимозаменяемости (режущей пластинки или самого инструмента). Например, взаимо­заменяемые резцы с твердосплавными многогранными и круглыми (цилиндрическими) пластинками (рис. 1, а), применяемые в автоматизированном производстве, несколько отличаются от аналогичных резцов, используемых на универсальных станках.

Державка / (короче по длине) имеет скос под углом 15°, предна­значенный для крепления резца на станке. Опорные поверхности державки должны быть взаимно перпендикулярны. В державку ввертывается регулировочный винт 8 (резьба по 2-му классу точ­ности), который фиксируется в определенном положении контр-гайкой б. Крепление режущей твердосплавной пластинки 4 осу­ществляется так же, как у стандартных резцов, предназначенных для универсальных станков, т. е. с помощью винта 5, клина 7 и штифта 2. Шероховатость поверхностей режущей пластинки не грубее 9-го, а подкладки 3 — 8-го класса.

Рисунок 1 Резцы для автоматизированного производства

Несколько иное 1 6. Здесь резец-вставка с ром­бической твердосплавной пластинкой 4 крепится с помощью тяги, планки 9 и пружины 10.

Чтобы простои оборудования автоматических линий, связанные с заточкой затупившегося режущего инструмента, были минималь­ными, линии должны быть оснащены быстросменной инструментальной оснасткой. При этом быстросменным элементом может быть режущая пластинка (рис. 2,а) (многогранная неперетачиваемая твердосплавная пластинка); режущая вставка (рис. 2,6); осевой режуший инструмент с цилиндрическим хвостовиком (рис. 2, в); удлинитель с цилиндрическим хвостовиком (рис.2, г), в котором закреплен режуший инструмент, и т. д. Для замены режущего инструмента с помощью этих способов крепления затрачивается от 20 до 30 с на каждый инструмент. В связи с этим сверла, зенкеры, развертки, цековки и другой осевой инструмент, применяемый в автоматизированном производстве, отличаются от обычного инструмента конструкцией хвостовика.

Рисунок 2 Схемы быстросменных патронов

Рисунок 3 Типы хвостовиков

а— конический с лыской для зажима; 6 — цилиндрический с регулировочным винтом; в — цилиндрический с регули­ровочной гайкой и контргайкой

Рисунок 4 Схема приспособления для предварительной

настройки на размер резцовых вставок

На рис. 3 показаны различные типы хвостовиков. Конический хвостовик имеет лыску для дополнительного зажима с помощью винта (рис. 3,а). Часто применяемые конструкции цилиндри­ческих хвостовиков служат для быстрого закрепления инструмента (рис. 3,6). Регулировочный винт позволяет обеспечить настрой­ку на длину L вне стайка. Для регулирования длины инструментов в рабочем положении переднюю резьбовую часть делают с регули­ровочной гайкой и контргайкой (рис. 3, в).

Часто при обработке корпусных деталей в линии требуется совместить в одну операцию сверление отверстия и снятие фаски или сверление ступенчатых отверстий под головку болта. Для этой цели применяют ступенчатые сверла двух видов: переточенные из стандартных и специальные четырехленточные. Ружейными сверлами сверлят глубокие отверстия. Для обработ­ки ступенчатых отверстий и канавок на торцовых поверхностях используют комбинированные инструменты. Целесообразность применения сложного комбинированного инструмента в каждом отдельном случае должна быть проверена экономическим расчетом.

Для нарезания резьбы на автоматических линиях применяют метчики, резьбонарезные и резьбонакатные головки; для фрезер­ных операций — различные фрезы (торцовые, цилиндрические, концевые, дисковые и т. д.). Наибольшее применение на автомати­ческих линиях обработки корпусных деталей получили торцовые фрезы сборных конструкций с ножами, оснащенными твердым сплавом. Рекомендуется снабжать торцовые фрезы одним широким зачистлым ножом, выступающим на небольшую величину (0,02—0,04 мм) относительно других ножей, что позволяет при больших минутных подачах получить высокий класс шерохова­тости поверхности.

Концевые фрезы для удобства смены и настройки изготовляют с цилиндрическим хвостовиком, показанным на рис. 3,6, и настраивают вне станка на нужный размер.

Настройка инструмента на нужный размер осуществляется вне станка на специальных приспособлениях. В зависимости от вида инструмента и выполняемой им операции применяют различные конструкции приспособлений для предварительной настройки. На рис. 4 приведена схема приспособления конструкции ВНИИ, предназначенного для предварительной настройки на размер регулируемых быстросменных резцовых вставок. Приспособление 8 виде стального кубика, на боковых сторонах которого имеются точные пазы 2 для установки в них резцовых вставок 3, устанавли­вают на стандартный индикаторный столик. Резцовая вставка располагается относительно измерительного наконечника индика­тора 4 так же, как она устанавливается в рабочем положении на станке. Настройку индикатора на нулевой отсчет осуществляют по эталонному резцу либо по сферической головке / регулировоч­ного эталонного винта. Длина резцовой вставки регулируется с помощью регулировочного винта. Точность настройки 0,02—0,03 мм.

3 Механизация удаления стружки, образующейся при изготовлении деталей на металлорежущих станках, может обеспечиваться установкой шнековых (винтовых) транспортеров, встроенных в станок, вибротранспортеров, ленточных, скребковых и пневматических отсасывающих и воздуходувных устройств.
Для транспортировки стружки от станков к местам ее сбора и переработки применяют ленточные, скребковые, скребково-штанговые и другие транспортеры, которые располагаются под полом цеха, а для мелкой сыпучей стружки — вакуумные, располагаемые над станками.

Винтовой конвейер для транспортирования стружки. В неподвижной трубе на подшипниках вращается винт-шнек от привода. Стружка загружается через люк и при вращении шнека захватывается им и транспортируется к разгрузочному люку. Вибролотки для уборки стружки действуют так же, как и рассмотренные ранее вибробункеры. Вибролоток помещается в корыто станка на самостоятельной раме или крепится к корыту на виброгасящих опорах. Под влиянием вибраций лотка стружка получает импульсы движения и перемещается к стружкосборнику, находящемуся вне станка.

Пневматические отсасывающие устройствапредставляют собою сопло с гибким шлангом, связанным с мощным пневмоприводом. Сопло располагается в рабочей зоне станка вблизи режущего инструмента. Струя воздуха, всасываемая через сопло, увлекает за собою большую элементную стружку или мелкую сливную. В трубопроводе, по которому движется стружка, имеется ответвление для подачи стружки в резервуар типа циклон. В резервуаре стружка получает вращательное движение. Центробежные силы отбрасывают стружку к стенам резервуара, выполненным конусообразно. От стен стружка, потеряв кинетическую энергию, ссыпается через отверстие в дне резервуара в стружкоприемник.
В большинстве случаев стружка отводится в стружкоприемник вместе со смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ). Поэтому стружку перед брикетированием следует очистить в отстойниках, магнитных сепараторах, фильтровальных установках или в других подобных устройствах.

Для улучшения транспортабельности и удобства переплавки стружку брикетируют. На специальных брикетировочных прессах в горячем или холодном состоянии стружку сжимают и превращают в монолитный брикет, уменьшая ее объем в 10 — 15 раз. Для брикетирования применяются брикет-прессы, обеспечивающие высокую плотность брикетов.

Вопросы для самоконтроля

2 Какие отличия от универсального имеет инструмент для автоматизированной обработки?

3 Назовите механизированные способы удаления стружки .

Литература

1 Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Учебник для машиностроительных техникумов, М. «Машиностроение»,1976

2 Терган , Основы автоматизации производства

3 http://www.tera-trans.ru/avtomatizacia/operacii26.html

4 http://instrumentalchik.ru/mexanizaciya/74-polnaya-kompleksnaya-avtomatizaciya-osnovnyx-i.html