ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проектирование структурных схем самоустанавливающихся технологических систем обработки отверстий мерными инструментами из "Инструменты для обработки точных отверстий " Несмотря на достаточно широкое применение в промышленности СТО, в литературе отсутствует методика ее проектирования. Анализ работы этой оснастки, применяемой при обработке отверстий, показывает, что самоустанавливаемость мерных инструментов в обрабатываемом отверстии (развертывание, растачивание) или самоустанавливаемость заготовок относительно инструмента (протягивание, дорнование) обеспечивается путем введения определенного числа и вида подвижностей в такие элементы ТС, как приспособление, режуший и вспомогательный инструменты, причем по направлениям задаваемых подвижностей обязательно должно иметь место ограничение перемещений инструмента или заготовки. Это достигается в результате проявления эффекта самонаправления, когда уравновешиваются радиальные составляющие сил резания и трения на режущих и направляющих элементах инструмента. В направлениях, по которым перемещение инструмента или заготовки ничем не ограничиваются, ТС должна быть жесткой. Таким образом, самоустанавливаемость технологической оснастки достигается путем использования мерных инструментов и самоустанавливающейся технологической системы (СТС). [c.47] Если рассматривать ТС как механизм, то в этом случае проектирование структурных схем СТО должно базироваться на структурной схеме всей ТС. При этом полагают, что звенья этой системы есть абсолютно твердые тела, элементы кинематических пар - жесткие, а в процессе движения самоустанавливаемости не происходит нарушения связи из-за наличия зазоров между контактирующими элементами. [c.47] Исходя из теории самоустанавливающихся механизмов проф. Л. Н. Ре-шетова, блок-схема алгоритма проектирования СТО имеет следующий вид (рис. 2.1). [c.47] Если q 0, io ТС имеет избыточные связи, если 7 О, ТС имеет избыточные подвижности, а когда 9 = О, ТС является самоустанавливающейся. Избыточные связи в ТС устраняют благодаря изменению подвижностей ее звеньев путем уменьшения классов отдельных кинематических пар [90]. [c.49] Результаты исследований показывают, что для одной и той же ТС с избыточными связями можно найти несколько вариантов систем без избыточных связей, отличающихся лишь конструктивным оформлением кинематических пар. При этом будет изменяться точность самоустанавливаемости звеньев ТС, обусловленная, прежде всего, наличием сил трения, что оказывает определяющее влияние на точность обработанных отверстий. [c.49] В этом случае увеличение точности обработанных отверстий и стойкости инструмента может быть достигнуто за счет уменьшения сил трения в кинематических парах СТО. Однако при этом следует помнить, что уменьшение сил трения до некоторой критической величины может вызвать снижение виброустойчивости ТС и, как следствие, снижение точности обработанных отверстий и стойкости инструмента. [c.49] Выбрав структурную схему СТС, имеющую наилучшую самоустанавливаемость звеньев, далее определяют структурные схемы технологической оснастки приспособления, режущего и вспомогательного инструментов. Затем разрабатывают их рабочие чертежи. [c.49] В структурной схеме ТС наиболее важной кинематической парой является пара инструмент - заготовка . Это объясняется тем, что в процессе обработки именно относительные движения мерного инструмента и заготовки определяют значения размеров, формы и расположения обработанных отверстий. Кроме того, эта пара, являясь в любой ТС постоянным и наперед заданным элементом, определяет структурную схему СТС. В этой связи была предложена классификация мерных инструментов по классам кинематической пары инструмент - заготовка и подвижностям ТС (табл. 2.1). [c.49] Для определения класса кинематической пары необходимо вычленить из структурной схемы ТС два звена, образующих эту пару, а затем оценить подвижность этого соединения, которая определяется возможностью их относительного движения. [c.49] расточные блоки, дисковые развертки, раскатные однорядные головки и шары образуют с заготовкой кинематическую пару II класса, имеющую две линейные связи, действующие в плоскости, перпендикулярной к оси обрабатываемого отверстия. [c.49] При обработке отверстий протяжками, прошивками и дорнами процесс самоустанавливаемости происходит в момент, когда передняя на-правляюшая инструмента входит в обрабатываемое отверстие (посадка Н7/е7) и образует с заготовкой кинематическую пару IV класса. Эта пара имеет две линейные связи, действующие в плоскости, перпендикулярной к оси обрабатываемого отверстия, и две угловые связи, направленные вокруг этих линейных связей. [c.50] Инструменты, имеющие заборный конус (сверла, зенкеры, развертки), на входе в обрабатываемое отверстие образуют кинематическую пару II класса (две линейные связи), а в середине отверстия - пару IV класса (две линейные и две угловые связи). Таким образом, мерные инструменты с заборным конусом на разных участках обрабатываемого отверстия образуют кинематические пары различных классов. [c.50] По числу подвижностей ТС мерные инструменты делятся на одноподвижные, совершающие одно поступательное движение вдоль оси обрабатываемого отверстия протяжки, прошивки, дорны, - и на двухподвижные, совершающие вращательно-поступательное движение относительно оси обрабатываемого отверстия расточные блоки, сверла, зенкеры, развертки и раскатные головки. [c.50] Исходя из предложенной классификации мерных инструментов (см. табл. 2.1), выполним проектирование структурных схем СТС на примере одного инструмента - представителя каждого класса кинематической пары инструмент-заготовка . В связи с тем, что формула (2.1) не позволяет определять в ТС место нахождения и вид подвижностей или избыточных связей, решать эту задачу будем с помощью метода подвижностей в контуре [90]. Результаты проектирования представим в виде таблиц. [c.51] Протяжки, прошивки и дорны. При координатном протягивании заготовки жестко фиксируются на планшайбе протяжного станка. Структурная схема ТС для этого случая показана на рис. 2.2, вариант а. Здесь протяжка совершает поступательное движение со скоростью резания Кр, образуя в месте контакта заготовки с передней направляющей инструмента двухподвижную пару IV класса. Будем считать, что каретка протяжного станка, соединенная при помощи тягового патрона с протяжкой, образует одноподвижную кинематическую пару V класса. При этом ТС имеет одну степень свободы. Такое крепление заготовки накладывает на систему д =1+5-1+41-61=4 избыточные связи, исключающие линейные /у, // и угловые /у, // подвижности заготовки. [c.51] Полученные в этом разделе результаты могут быть использованы при проектировании самоустанавливающихся приспособлений, применяемых при обработке отверстий прошивками и дорнами. [c.53] Сверла, зенкеры и развертки. Пусть заготовка крепится неподвижно, а инструмент, например машинная развертка, вращается со скоростью резания Кр и совершает поступательное движение с подачей 5, сообщая ТС две степени свободы. В середине обрабатываемого отверстия инструмент и заготовка образуют двухподвижную кинематическую пару IV класса, имеющую угловую / и линейную / подвижности. На входе в обрабатываемое отверстие эта кинематическая пара, вследствие появления двух дополнительных угловых подвижностей /у и //, трансформируется в четырехподвижную кинематическую пару II класса (рис. 2.3, вариант а). Для этой схемы число избыточных связей на входе в обрабатываемое отверстие равно д = 2 + А 1+2 - 1-6 - 1=2, а на остальной части отверстия 9 = 2 + 4- 2- 6-1=4. [c.53] Для устранения избыточных связей введем в ТС дополнительные подвижности, закрепив развертку в качающийся патрон в виде шарнира Гука (рис. 2.3, вариант б). В этом случае число избыточных связей в середине отверстия уменьшается дод = 2 + 5- 2 + 4- 2- 6- 3 = 2, ана входе в обрабатываемое отверстие будет обеспечена самоустанавливаемость ТС-д = 2 + 5- 2 + 41+21-6-3=0. Здесь уменьшение избыточных связей достигается путем замены отсутствующих линейных подвижностей / и /, имеющимися в избытке угловыми подвижностями / и / . [c.53] Если использовать плавающий патрон в виде муфты Ольдгема (рис. 2.3, вариант в), то почти на всей длине обрабатываемого отверстия будет достигнута самоустанавливаемость инструмента (( = 2 + 4- 2 + 2- 1-- 6 2 = 0) и только на входе в отверстие будут иметь место две избыточные связи ( 7 = 2 + 4 3 - 6 2 = 2). [c.53] Вернуться к основной статье