Способы закрепления ри на станках
Способы закрепления ри на станках
Несмотря на разнообразие РИ, применяемых на практике, основных способов крепления сравнительно немного и это объясняется надежностью их работы и простотой конструкции.
К каждому типу крепления предъявляются следующие требования: надежность и жесткость крепления, концентричность соединения, простота, удобство и быстрота постановки и снятия ин-та со станка.
Основные методы крепления делятся на две группы: для насадных и концевых ин-тов. Насадные РИ закрепляются на оправках, а концевые уст-ся и закр-ся в шпинделе станка при помощи конуса или цилиндрического хвостовика.
У резцов крепежную часть выполняют в виде стержня круглого, квадратного или прямоугольного сечения с размерами Н = 4 - 80 мм и отношением высоты к ширине Н:В = 1,0; 1,2; 1,6; 2,0, круглого Æ 4- 80 мм.
Крепление РИ на оправке. Насадные РИ закрепляются на цилиндрическую или коническую оправку. Соответственно снабжены базовым отверстием цилиндрической или конической формы.
К РИ с цилиндрическим отверстием относятся насадные фрезы, дисковые шеверы, дисковые зуборезные долбяки, круглые фасонные резцы, зуборезные гребенки.
С коническим отверстием - насадные зенкеры и развертки, резцовые головки для конических колес.
Рекомендуемые материалы
ГОСТ 9472-90 устанавливает три типа крепления РИ на оправках:
- на цилиндр. оправке и осевой шпонке;
- на цилиндр. оправке и торц. шпонке;
- на конич. оправке и торцевой шпонке.
Согласно этого ГОСТ для насадных ин-тов принимается ряд Æ 8, 10,13,16, 19, 22, 27, 32, 40, 50, 60, 70, 80, 100 мм, с квалитетом H7, H6.
Диаметр оправки оказывает большое влияние на работу ин-та, например фрезы, т.к. она находится под действием крутящего и изгибающего моментов, поэтому необходимо выполнять проверочный расчет на прочность. 
На зуб прямозубой фрезы действует окружная сила Р, касательная к траектории движения точки ее приложения, и радиальная сила РR направленная по радиусу. Равнодействующая этих сил R вызывает Мизг.
Сила Р зависит от удельной силы резания р и сечения снимаемой стружки Р = рf.
f = Baxsinyx;
p = Cakx = CSkz sinkyx;
P = CBSzk+1sink+1yx ,
где: В - ширина фрезерования, мм; ax - толщина среза, мм; Skz - подача на зуб, мм/зуб; yx - угол повороиа от начального до мгновенного положения зуба( с z = 1, yx = j , угол контакта); С - коэф. учит. св-ва обрабат. материала и g; k - показатель степени, учит. св-ва мат-ла, износ фрезы и влияние СОЖ (-).
Если в процессе резания участвует несколько зубьев
Рсум= СBSzk+1Szi1[sink+1y1+ sink+1y2 +...+ sink+1 yi],
где y1 ,y2 , ..., yi - углы поворота соответствующих зубьев от начала фрезерования. Зная Рсум можно определить суммарный крутящий момент.
Md = PсумD/2
Оправка находится под действием изгибающего момента, равного сумме двух моментов: MbR - лт равнодействующей силы Rсум, сил Рсум и Рrсум, действующих в плоскости xz, причем
Rсум = ÖР2сум + Р2R сум;
МbРо от осевой силы Ро сум, действующей в плоскости ху, где Ро сум = Rсумtgw, где w - угол наклона винтовых зубьев.
Следовательно, Mb = MbR ± MbPo, знак (+) - если осевая сила направлена к шпинделю, (-) - от шпинделя.
Изгибающий момент от силы R
M = Rl = (3/16 - 1/4) RL,
где l - расстояние между точками приложения силы R и максимального изгибающего момента, L - расстояние между опорами, мм
Изгибающий момент от силы Росум:
MbPo = Pосум D/2 = PсумtgwD/2.
Ориетировочно считается
Росум = (0,4¸0,6) Рсум
Расчетный момент по IV теории прочности Мрасч = Ö М2b +M2d.
По расчетному моменту и определяется диаметр оправки
do = ÖMрасч/sв×0,1
Полученный диаметр оправки округляется в большую сторону.
Крепление РИ при помощи конуса.
Большинство концевых инструментов закрепляется в шпинделе станка при помощи хвостовика с наружным конусом и лапкой или резьбовым отверстием.
Копуса Морзе №0 имеет D = 9,045 мм,
конусность 1: 19,212 = 0,05205;
№1 = 12,065; 1: 20,047 = 0,04988;
№2 = 17,79; 1: 20,020 = 0,049995;
№3 = 23,825; 1: 19,922 = 0,0502;
№4 = 31,267; 1: 19,254 = 0,055194;
№5 = 44,399; 1: 19,002 = 0,05263;
№6 = 63,348; 1: 19,180 = 0,05214
Метрические конуса D = 4,6,80,100, 120, 160, 200 мм, конусность 1:20 = 0,05.
Конус служит для передачи крутящего момента от шпинделя станка к РИ. Передача осуществляется в результате трения контактирующих поверхностей, возникающего в процессе резания под действием осевой силы. Крутящий момент должен передаваться только конусом без участия лапки, которая служит только для выталкивания клином.
Осевую силу можно разложить на две составляющие: Р - перпендикулярную к поверхности конуса и F - ^ к оси сверла.
Р = Q/sina.
Крутящий момент определяется по формуле
М = mРdo/2 = m(Q/sina)(D+d)/4,
где D и d - max и min диаметры рабочей части конуса, мм; m - коэф. трения (0,096); Q - осевая сила, Н; mР - сила трения, Н.
Эта формула справедлива при условии, угол a - точно выдержан в обеих сопрягаемых поверхностях шпинделя и сверла. На практике погрешность D (суммарная) в угле a не превышает 10’.
Тогда крутящий момент выразится
М = (mQ/sina)(D+d)/2(1-0,04Da),
где Da = 0-10’.
Для спирального сверла существует зависимость между М и Q. Так для стали с sв = 300¸1100 МПа М/Q = (0,038¸0,025)d; для чугуна средней твердости М/Q = 0,034d; где d - диаметр сверла. При расчете необходимо брать М/Q = max.
РИ с цилиндрическим хвостовиком.
Цилиндрические хвостовики применяются без дополнительных крепежных элементов, или в сочетании с ними.
а) - для ин-в малых диаметров; б) - поводком в виде двух лысок; в) - цилиндрический с наружным центром 75о; г,д) - с лысками; е) - с квадратом; ж - с квадратом и кольцевой выточкой.
Все концевые инст-ты с цилиндрическими и коническими хвостовиками снабжаются с обеих торцов центровыми отверстиями. Они являются базами при изготовлении, контроле и переточках в процессе эксплуатации.
Существует 9 форм центровых отверстий.
Форма А - применяется в тех случаях, когда после обработки необходимость в центровых отверстиях отпадает и когда гарантируется их сохранность в процессе эксплуатации соответствующей обработкой.
"43 Село" - тут тоже много полезного для Вас.
Форма В - прим., когда центровые отверстия являются базой для многократного использования или сохраняются в готовых изделиях.
Форма Т - оправках и калибрах пробках.
Форма С - в крупных валах a = 75о.
Форма Е - тоже, что и С.
Форма Р - прим. при необходимости повышенной точности обработки.
Формы F и Н - для монтажных работ, транспортирования, хранения и термообработки деталей в вертикальном положении ( тоже что и А и В с резьбой).
