Настройка инструмента вне станка с чпу

Настройку режущего инструмента в условиях АП можно произво­дить вне станка по методу полной и неполной взаимозаменяемости и на станке с использованием станочных средств контроля. Для настрой­ки режущего инструмента вне станка применяют специальные много­координатные оптические приспособления, и хотя время настройки является совмещенным, затем, как правило, требуется дополнитель­ная настройка по результатам пробного прохода (метод неполной вза­имозаменяемости). Кроме того, настройка вне станка не может устранить погрешности, возникшие в результате многократного ис­пользования одного и того же инструмента, она требует специально­го оборудования и производственных площадей для его установки.

Более предпочтителен в условиях АП метод настройки по резуль­татам измерения деталей на станке, что характерно для обработки корпусных деталей, и режущих кромок самого инструмента. Эффек­тивным решением является оснащение станков автоматическими сис­темами комбинированной настройки по результатам измерения детали и инструмента (рис. 2.16.), разработанными в Уральском политехни­ческом университете.

При обработке заготовок на автоматизированном оборудовании необходимо обеспечить стабильность размеров обрабатываемых по­верхностей. Это можно сделать за счет компенсации влияния размер­ного износа путем автоматического введения подналадочных импуль­сов при обработке для перемещения инструмента к детали, т. е. в «плюс», или от детали, т. е. в «минус». Величина перемещений и их частота зависят от износа инструмента, определяемого условиями об­работки, материалом инструмента и детали, геометрией и стойкостью инструмента. Для осуществления поднастройки используют результа­ты измерения как детали, так и инструмента на станке. Текущее значе­ние вылета инструмента сравнивают с заданным по программе. Вели­чину рассогласования используют для коррекции управляющей программы. Аналогично используют результаты измерения текущих размеров деталей.

Дата добавления: 2015-02-23 ; просмотров: 1270 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Настройка на размер выполняется на специальных приборах. Набор из вспомогательного и режущего инструмента устанавливают и закрепляют на приборе в подставке, имитирующей присоединительные под инструмент поверхности шпинделя или суппорта станка. Приборы имеют подвижную каретку, которая может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях; одновременно по линейкам можно отсчитывать величину перемещений каретки. Начало отсчета каждой из линеек совмещено с положением отсчетной точки. На верхней каретке находится устройство (микроскоп, проектор, индикатор, шаблон или другое измерительное средство), с помощью которого можно фиксировать момент совмещения заданного и фактического положения вершины режущего инструмента.

Рис. 2. Прибор для настройки инструментов БВ-2015

Оптический прибор БВ-2015

Оптический прибор БВ-2015 (рис. 2) предназначен для настройки инструментов к сверлильным, фрезерным, расточным и многооперационным станкам. Стойка 4 прибора имеет вертикальные направляющие для продольного перемещения каретки 5, на каретке в горизонтальных направляющих в поперечном направлении перемещается траверса 7, несущая на конце визирный микроскоп 6. Шпиндель 3 смонтирован в подшипниках, и его можно поворачивать рукой. В верхней части шпинделя имеется коническое отверстие для установки переходной оправки, несущей режущий инструмент, закрепляемый рукояткой 6. Координатные расстояния вершины режущей кромки устанавливают по отчетным микроскопам 8 и 9, за инструментом наладчик наблюдает в микроскоп 6, Маховички 1 и 10 необходимы для продольного и поперечного перемещений.

Основные данные прибора БВ-2015

Диаметр настраиваемого инструмента, мм . 2-300

Вылет настраиваемого инструмента по оси Z, мм . 100-500

Увеличение визирного микроскопа . 30х

Цена деления отсчетных устройств, мм . 0,001

Оптический прибор БВ-2010 может быть приспособлен для настройки инструментов станков токарной и фрезерно-свер-лильно-расточной групп. В первом случае на поверхность А основания прибора устанавливают подставку, имитирующую суппортную часть токарного станка, во втором случае подставка выполнена в виде бабки с горизонтальной осью вращения шпинделя. Подставка имеет поверхности для базирования и устройства для закрепления резцовых блоков или других инструментальных державок.

Отсчет размеров выполняют в двух горизонтальных координатных направлениях. Для проверки положения режущей кромки по высоте можно использовать индикатор часового типа ИЧ-5.

Настройка инструмента на размер вне станка используется в автоматизированном производстве при применении быстросменных и взаимозаменяемых однотипных режущих и вспомогательных инструментов. Реальная точность настройки зависит от целого ряда факторов [18]:

• ? конструкции применяемых приспособлений;
• ? способа базирования инструмента в приспособлении;
• ? способа поджима инструмента к базовым поверхностям приспособлений;
• ? погрешности перебазирования при переустановке инструмента;
• ? формы поверхности, контактирующей с режущими кромками (вершинами) инструмента при настройке;
• ? формы обработанной поверхности;
• ? используемых средств контроля;
• ? места настройки;
• ? квалификации наладчика.

Для настройки инструмента на размер вне станка применяются специальные приспособления: жесткие измерительные устройства типа скоб обеспечивают точность настройки не выше 0,3 мм; приспособления флажкового типа с жесткой фиксацией длины инструмента — 0,15. 0,20 мм, индикаторные приспособления позволяют настраивать инструмент с точностью 0,015. 0,030 мм. Точность компьютеризированных приспособлений — 0,001. 0,002 мм.

Все приспособления с подвижными упорами (индикаторные и бесшкальные универсальные приборы) должны иметь эталоны для юстировки. В приспособлениях с возможностью компенсации износа упоры целесообразно изготовлять регулируемыми. Для свободного извлечения настроенного инструмента из приспособления без перемещения режущих кромок по упору следует использовать отводные, откидные или поворотные упоры, обеспечивающие строго определенное положение инструмента во время настройки.

При небольшом количестве инструментов их настройка на размер может производиться в одноместных приспособлениях. На рис. 5.54 показано приспособление для настройки проходных

Рис. 5.54. Настройка токарного резца на размер в индикаторном приспособлении

резцов на длину L вне станка. Настройка размера L может выполняться с использованием универсальных измерительных приборов индикаторного типа и скоб. Отрегулированный инструмент при установке в суппорте или револьверной головке станка прижимается к упору, что обеспечивает требуемое рабочее положение вершины резца или другого инструмента.

Для настройки резцовых вставок по длине можно использовать приспособления, работающие по принципу плавающей измерительной скобы (рис. 5.55). При настройке резец 4 устанавливают в пазу корпуса 11 и крепят пружинным прихватом 6. По направляющим корпуса перемещается ползун 7 с закрепленными на нем кронштейнами 2 и 9 для установки индикатора 5 и микрометрического винта 1. Вершина резца упирается в подпружиненный шток 8, связанный с индикатором, а регулировочный винт 3 — в торец микрометрического винта. При наладке поворачивают регулировочный винт и следят за показаниями индикатора, предварительно выставленного по эталону. Благодаря тому что измерительная скоба постоянно поджимается пружиной 10 к регулировочному винту 3, смещение резца вдоль оси паза не оказывает влияния на показания индикатора. Это исключает погрешности установки и позволяет производить наладку в двух направлениях.

Рис. 5.55. Приспособление для настройки резцов, работающее по принципу плавающей измерительной скобы

Для настройки расточных резцов на диаметр в расточных оправках и борштангах применяют приспособления типа «наездник» — призмы с предельными шаблонами или индикаторами. Резцы для растачивания на проход обычно настраивают по диаметру, а инструмент, предназначенный для растачивания в упор, регулируют также по главной режущей кромке вдоль оси отверстия обрабатываемой детали.

Приспособление с предельным шаблоном (рис. 5.56, а) имеет пластину 1 с рабочими гранями по проходному и непроходному размерам (ПР и НЕ), установленную на призме 2. Предельный шаблон используют при настройке инструмента для чернового растачивания.

Рис. 5.56. Приспособления типа «наездник» для настройки расточных резцов (а-в) и эталон для их юстировки (г)

Приспособление, показанное на рис. 5.56, б, предназначено для точной настройки чистовых расточных резцов, установленных в расточной оправке. Сначала приспособление настраивают по эталону на диаметр растачиваемого отверстия, устанавливают его призмой 3 на базовую шейку эталона ?>_оэ, регулируя положение ролика 2 по шейке П_р и фиксируя ноль по шкале индикатора 1. Затем приспособление устанавливают призмой 3 на оправку (борштангу) по базовому диаметру D. С помощью регулировочного винта резец перемещают до соприкосновения с роликом 2.

Перемещение резца позволяет выставить стрелку индикатора на ноль и установить резец на заданный размер D_p.

Конструкция приспособления, показанного на рис. 5.56, в, предусматривает закрепление его на оправке с помощью выключающихся постоянных магнитов 2. При настройке резец выдвигают до контакта с плоским измерительным стержнем индикаторной головки.

С учетом точности изготовления эталона погрешность настройки определяется по формуле

где Д_э — погрешность изготовления эталона; Д_р — погрешность регулирования, связанная с точностью установки инструмента и возможностью закрепления его без смещения (установлена по опытным данным), определяется по табл. 5.3; Д_уст._пр — погрешность установки приспособления для настройки на шейку диаметром D расточной оправки:

где D — действительный диаметр борштанги в зоне установки призмы (определяют измерением с точностью до 1 мкм); П_оэ — действительный диаметр базовой шейки эталона; а — угол призмы приспособления для настройки.

Погрешности регулирования резца при наладке по диаметру

Метод регулирования положения резца

По лимбу с ценой деления, мм:

По индикаторному упору с ценой деления, мм:

Окончание табл. 5.3

Метод регулирования положения резца

По жесткому упору

По эталонной детали (шаблону):

резец закрепляют винтами резцедержателя после его касания с шаблоном

резец, закрепленный в резцедержателе, подводят к шаблону винтом, контролируя его положение по щупу

Установка взаимозаменяемого режущего инструмента, настроенного на размер вне станка с помощью индикатора

Изменение положения или смена неперетачи- ваемой пластины:

трехгранной и квадратной

Для настройки осевых инструментов вне станка используются различные измерительные устройства, например приспособление типа скобы (рис. 5.57). В этом приспособлении измерительная скоба 2 крепится на призме 4, позволяющей устанавливать скобу на хвостовике инструмента. Режущая часть инструмента упирается в твердосплавную пяту 3 скобы. Регулировочным винтом 1, ввернутым в хвостовик инструмента, производится настройка на заданную длину L_H. При установке настроенного инструмента

Рис. 5.57. Предельная скоба в шпиндель агрегатной головки регулировочный винт 1 упирается в торец гнезда шпинделя.

На рис. 5.58 показан длинномер для настройки вылета осевого инструмента на станке. Установка вылета инструмента L_H производится от торца многошпиндельной головки. На стержне 3 монтируют две центрирующие призмы 1,2 и упор 4. Стержень может быть снабжен шкалой с делениями. Такая настройка не обеспечивает высокой точности и применяется для настройки инструмента, работающего на проход.

Рис. 5.58. Длинномер для настройки вылета осевого инструмента

Универсальное приспособление для настройки осевого инструмента (рис. 5.59) позволяет настраивать его в пределах 150. 550 мм. Само приспособление настраивают по эталону L_H, установленному между неподвижным 1 и подвижным 9 упорами. Подвижный упор размещен на откидной планке 7, которая перемещается вдоль вала 4. Откидная планка фиксируется упором 6, скользящим вдоль вала 8. Настраиваемый инструмент с удлинителем в сборе устанавливают между упорами 2 и 5, которые лежат в плоскостях расположения соответственно упоров 1 и 9. Сменная втулка 3 позволяет настраивать инструмент с различным диаметром хвостовиков.

Приспособление флажкового типа, обеспечивающее точность настройки по размеру L_H, показано на рис. 5.60. В корпусе 1 приспособления закреплены втулка 2 и стойка 3. На стойке крепится многофлажковый упор 4 для настройки нескольких инструментов на различную длину. При использовании специальных втулок 5 на отдельных позициях можно производить настройку комбинированного инструмента. Для повышения точности настройки инструмента вместо жесткого флажкового упора используется индикатор. Регулировка при настройке на требуемую длину производится гайками 6.

Рис. 5.59. Универсальное приспособление для настройки осевого инструмента

Рис. 5.60. Схема приспособления флажкового типа

Для настройки осевых инструментов можно использовать приспособления с индикатором. При этом щуп индикатора касается регулировочного винта, которым и производится настройка на размер L_H. Индикатор предварительно настраивают по эталону длины.

Настройку торцовых фрез на черновую обработку осуществляют на приспособлениях, где в качестве звена, компенсирующего износ инструмента, используются мерные промежуточные шайбы, прилегающие к заднему торцу фрезы. После переточки фрезы, подбирая шайбу из набора, устанавливают требуемый размер, который проверяют поворотной скобой. Для повышения точности настройки вместо скобы с предельным шаблоном используют стойку с индикатором.

Более совершенной является настройка фрез на заданный вылет с помощью регулируемой вставки. Вставку настраивают на размер вне станка с помощью индикатора с ценой деления 0,01 мм.

Настройку наборов фрез производят по осевым размерам: по расстояниям от торцовых кромок режущих зубьев каждой фрезы до базового торца (фланца) оправки, по размерам между торцовыми кромками двух фрез и расстоянию от торцового зуба одной из фрез до базового торца оправки. Схема приспособления для настройки комплекта из двух двухсторонних дисковых фрез вне станка показана на рис. 5.61. Осевое положение фрез выдерживают по двум размерам: расстоянию от базового опорного торца оправки до режущей кромки нижней фрезы и расстоянию между режущими кромками обеих фрез. Оправка 3 с фрезами базируется на приспособлении по плоскости плиты 1 и пальцу 2. На плите установлена стойка 7 с настроечными уста- новами 6. Для облегчения установки и снятия оправки с фрезами настроечные установы выполнены подвижными. Фрезы настраивают с помощью регулируемых промежуточных колец 4 и 5 на. оправке, при этом допускается зазор А между режущими кромками фрез и плоскостями настроечных установов для ввода щупа.

Погрешность настройки фрез на заданные размеры с применением эталонов определяют по формуле

где Д_э — погрешность изготовления эталона; А_р — погрешность регулирования зуба фрезы по предельному шаблону или индика-

Рис. 5.61. Схема приспособления для настройки комплекта дисковых фрез

торному упору (ориентировочные значения приведены в табл. 5.3); Д_т — торцовое биение режущих кромок зубьев фрезы в соответствии с чертежом.

Для настройки инструментов на размер вне станка используются специальные приборы. В оптических приборах (рис. 5.62) при настройке инструмента резцовый блок (державка) закрепляется на подставке, перекрестие проектора устанавливается на требуемые координаты вершины инструмента в поперечном и продольном направлениях. Режущий инструмент устанавливают в державке или в оправке и с помощью регулировочных элементов смещают его вершину так, чтобы ее проекция попала в перекрестие, а проекции режущих кромок совпадали с соответствующими линиями перекрестия экрана (рис. 5.62, в). Приборы имеют пульт с устройством цифровой индикации, с помощью которого ведется отсчет по двум координатам.

Рис. 5.62. Оптические приборы для настройки инструментов на размер: а — внешний вид прибора НИИК-2026М для предварительной настройки режущего инструмента в инструментальных блоках станков с ЧПУ токарной группы; б — внешний вид прибора НИИК-2027М для предварительной настройки режущего инструмента в инструментальных блоках многоцелевых станков и станков с ЧПУ расточной и фрезерной групп; в — изображение вершины инструмента на экране проектора

Более совершенны устройства с компьютерами (рис. 5.63). В таких устройствах после установки инструмента в базирующем устройстве положение его режущей части фиксируется с помощью оптических сканирующих щупов. Микропроцессор по специальной программе распознавания образов определяет ко-

Рис. 5.63. Внешний вид компьютеризированного прибора для настройки инструментов на размер фирмы «Zoller» (а) и визуализация результатов измерений на мониторе прибора (б) ординаты вершины и вносит их в магнитную метку на корпусе инструмента. После установки в инструментальном магазине станка эти сведения считываются для соответствующей коррекции программы обработки. Память компьютера позволяет создать базу данных более чем на 150 инструментов. На компьютеризированных приборах можно контролировать также износ инструмента.