Координация инструмента при обработке отверстий

Содержание
Введение…………………………………………………………………..3
1. Общие сведения об обработке отверстий и координации инструмента………………………………………………………………4
2. Методы координации инструмента при обработке отверстий…………5
2.1 Метод координации инструмента с помощью пробных проточек…..5
2.2 Метод координации инструмента с помощью индикаторного устройства………………………………………………………………. 5
2.3 Метод координации инструмента с помощью шаблонов ииндикаторного центроискателя………………………………………….6
2.4 Метод совмещение оси шпинделя с осью разъемного отверстия…..10
3. Применение специальных приспособлений  для координации инструмента при обработке отверстий…………………………………11
Заключение……………………………………………………………….15
Список используемой литературы, интернет - источники……………16
Введение
Каждое изделие в машиностроении, поставляемое в условиях жесткой конкуренции на внутренний и внешний рынок, должно обладать новым уровнем свойств и отвечать всевозрастающим требованиям, предъявляемым потенциальными потребителями к функциональным, экономическим и эстетическим свойствам. Поэтому основная цель в развитии машиностроения это постоянное улучшение качества изделий, одновременно находя оптимальный вариант сочетания вышеперечисленных свойств изделия, необходимых потребителю. Одним из направлений улучшения изделия является повышение точности обработки его поверхностей, которая непосредственно влияет на функциональные и эстетические качества изделия и это необходимо совершать наиболее экономичными путями и средствами.
Обработка отверстий занимает важное место в машиностроении и по объему не уступает процессам обработки наружных поверхностей. Кроме того, обработка точных отверстий относится к числу наиболее трудоемких процессов, является более сложной, чем обработка наружных поверхностей, что обусловлено более тяжелыми условиями протекания процесса, меньшей жесткостью режущих инструментов. При обработке отверстий необходимо обеспечивать не только точность размера и формы, но также точность положения оси обрабатываемого отверстия относительно наружной поверхности.
Цель данной работы: изучение и исследование сущности, универсальных способов повышение точности обработки отверстий путём координации положения инструмента, применение полученных знаний в процессе обучения в практической деятельности по своей специальности, формирование профессиональных компетенций в изучаемой области знаний.
1.Общие сведения об обработки отверстий и координации инструмента
В зависимости от конфигурации, размеров детали и программы выпуска основные отверстия обрабатывают на расточных и агрегатных многошпиндельных станках, на токарно-карусельных, вертикально - и радиально-сверлильных станках. В условиях крупносерийного и массового производства применяют многошпиндельные агрегатные станки.
Отверстия в корпусах небольших и средних размеров в серийном производстве могут быть обработаны на вертикально - или радиально-сверлильных станках путем последовательной установки нескольких инструментов в быстросменных патронах. На рисунке 1 представлены схемы обработки отверстий.
При изготовлении отверстий точность их взаимного расположения обеспечивается двумя способами:
1) установка заготовки в специальном приспособлении;
2) использование универсальных способов координации положения инструмента.
Рисунок 1 - Схемы обработки основных отверстий
Координация инструмента при обработке отверстий заключается совмещении осей обрабатываемого отверстия, борштанги, шпинделя и подшипника задней стойки. Выверку соосности осуществляют методом пробных проточек, индикаторными устройствами, накладными шаблонами или специальными приспособлениями. [1] 
2.Методы координации инструмента при обработке отверстий
2.1 Метод координации инструмента с помощью пробных проточек
Метод пробных проточек применяется при расточке отверстий с горизонтальной осью в условиях единичного производства и при высокой квалификации рабочего. Сущность метода заключается в последовательных проточках на небольшую длину одного из отверстий детали с замером межосевого расстояния А до другого отверстия, ранее расточенного до получения требуемого расстояния между осями. На рисунке 2 представлено координации инструмента методом пробных проточек.
Рисунок 2. Координация инструмента при обработке отверстий: 
метод пробных проточек 
Недостатками данного метода являются: низкая точность обработки из-за возможных ошибок при замерах, низкая производительность и невозможность расточки ряда отверстий с наклонной линией центров.
2.2 Метод координации инструмента с помощью индикаторного устройства
Индикаторные устройства  применяются для координатной расточки и обеспечивают заданное перемещение шпиндельной бабки, люнета задней стойки, передней стойки и стола в продольном и поперечном направлениях с точностью ±0,03 мм на длине 500 мм. На рисунке 3 представлено индикаторное устройство для отсчета координат.
Рисунок 3. Координация инструмента при обработке отверстий
индикаторным устройством
Индикаторное устройство для отсчета координат (рис. 3) состоит из коробки с индикатором 1, вала 2 с призмой, пружинных скоб 4, упора 5 и штихмасов 3. Коробка с индикатором крепится на шпиндельной бабке или на валу 2, соединенном с кронштейном. Пружинные скобы 4 крепят штихмас 3 -к валу 2. Кронштейн с упором 5 и валом 2 закреплены неподвижно на передней стойке, станине или столе (в зависимости от назначения индикаторного устройства). Микрометрические и жесткие штихмасы с пределом измерения 50—75 мм и 25—400 мм обеспечивают точность по длине в пределах от ±0,004 до ±0,02 мм для длин от 100 до 1000 мм.[2,3]
2.3 Метод координации инструмента с помощью шаблонов ииндикаторного центроискателя
Для координации инструментов при обработке системы отверстий в условиях серийного производства применяют специальные шаблоны. Шаблон представляет собой плоскую плиту со специальными установами иустройствами для закрепления его на заготовке.
Шаблон изготовляют из листовой стали толщиной 6—10 мм; в нем сделаны точные круглые отверстия, диаметры которых на 5—10 мм больше диаметров отверстий в детали.
Отверстия в шаблоне расположены так же, как должны быть расположены отверстия в обрабатываемой, но нему детали. Расстояния между центрами отверстий шаблона выполнены точнее, чем эти расстояния должны быть выполнены в детали. Обычно величина допустимых отклонений расстояний между осями отверстий в шаблоне составляет не более одной трети допустимых величин отклонений между осями отверстий в детали. Диаметры отверстий в шаблоне на 8 - 10 мм больше диаметров отверстий, обрабатываемых в заготовке; погрешность координации осей отверстий относительно установочных поверхностей шаблона составляет 0,02 - 0,03 мм. Для ориентации инструмента шаблон устанавливают на закрепленную на станке заготовку и закрепляют на заготовке. В шпинделе станка закрепляют индикаторный центроискатель, щуп которого приводят в касание с поверхностью, образующей отверстие шаблона. На рисунке 4 представлено координация шпинделя по шаблону с помощью индикаторного центроискателя. [2, 3, 4]
Рисунок 4. Координация шпинделя при обработке отверстий по шаблону индикаторным центроискателем
Для того чтобы отверстия в шаблоне расположились правильно относительно базовых поверхностей детали, к нему прикрепляют установочные сухари 1 и 2.
Шпиндель глазомерно совмещают с отверстием. При этом надо учитывать, что ошибка такого совмещения не должна быть больше 5 мм; в противном случае индикатор может сломаться, так как максимальный ход его измерительного штифта равен 10 мм. Кнопка на мерительном рычаге центроискателя вводится в контакт с поверхностью отверстия в шаблоне. Поворачивая шпиндель, наблюдают отклонения стрелки индикатора и устанавливают шпиндель в такое положение, при котором никаких отклонений стрелки не будет замечено. Центроискатель снимают и устанавливают необходимый для обработки инструмент. Точность совмещения оси шпинделя с осью отверстия в шаблоне при помощи индикаторного центроискателя может составлять 0,01 мм.
Для корпусных деталей, у которых надо растачивать сквозные отверстия с длинными осями, делаются зеркальные шаблоны. Один шаблон устанавливается со стороны передней стенки детали, а другой — зеркальный — со стороны задней стенки. С помощью таких шаблонов растачивание отверстий в детали можно производить с двух сторон методом консольной обработки, так как известно, что консольная обработка имеет ряд преимуществ по сравнению с обработкой двухопорным инструментом.
В качестве примера, на рисунке 5 рассмотрим установочное приспособление, оборудованное с двух сторон шаблонами 1 и 2 для координирования инструмента.
Рисунок 5.Установочное приспособление для координирования инструмента: 1,2 –шаблоны, 3-брусья
Обрабатываемую деталь устанавливают базовым основанием на поверхности брусьев 3,закрепляют, правильно ориентируя ее относительно шаблонов. При использовании таких приспособлений значительно сокращается время, необходимое на установку и выверку детали.
В ряде случаев, когда растачиваемая деталь имеет сквозные отверстия с очень длинными осями, возникает необходимость вести растачивание с очень большой длиной общего вылета. При таких условиях приходится производить растачивание борштангами с опорой в люнете задней стойки. На рисунке 6,а показана предварительная установка задней стойки расточного станка-колонки. Обрабатываемая деталь установлена и выверена относительно станка. На заднюю стенку детали надо навесить шаблон, ориентированный по ее базовым поверхностям; во втулку люнета задней стойки вставить валик 1 с конусным отверстием, в нем установить индикаторный центроискатель 2 и после соответствующей выверки придать люнету необходимое положение. Затем в отверстия детали через втулку в люнете вводят борштангу 4 (рис.6, б) и устанавливают в шпиндель. В отверстие борштанги вставляют индикаторный центроискатель 3.
Рисунок 6.Схема координирования борштанги при помощи шаблонов
2.4 Метод совмещение оси шпинделя с осью разъемного отверстия
Совмещение оси шпинделя с осью разъемного отверстия — один из методов координации инструмента. Если требуется, чтобы ось отверстия лежала в горизонтальной плоскости разъема, используют контрольную линейку 1 (рис. 7, а), которую устанавливают на предварительно обработанную и шабреную плоскость разъема, чтобы ось бобышки 2 приходилась по центру литого отверстия. С помощью центроискателя 3, установленного в шпиндель станка, ось шпинделя совмещается с осью отверстия.
Для правильного положения борштанги при обработке отверстия необходимо обеспечить соосность шпинделя с отверстием люнетной стойки. Выверка соосности производится в двух положениях I—I и II—II (рис. 7, б) с применением индикаторного устройства и учетом прогиба консольных оправок под действием собственной массы.
На рисунке 7 представлено схема совмещения оси шпинделя с осью разъемного отверстия и подшипника.[5,6]
Рисунок 7. Совмещение оси шпинделя: а — с осью разъемного отверстия,
б — с осью подшипника люнетной стойки
3. Применение специальных приспособлений  для координации инструмента при обработке отверстий
Применение специальных приспособлений особенно эффективно в условиях серийного производства, так как при единичном производстве, использование специальных расточных приспособлений целесообразно только для особо точных и повторяющихся в производстве деталей. Точность обработки детали определяется точностью самого приспособления и инструмента и почти не зависит от состояния станка и квалификации рабочего. Целесообразность применения приспособления зависит от серийности и трудоемкости обработки детали. Производительность труда при использовании приспособлений значительно возрастает (в 2— 10 раз).
 Для координирования режущего инструмента при обработке отверстий на станках сверлильно - расточной группы применяют кондукторные втулки. Кондукторные втулки предназначены для обеспечения направления режущего инструмента и снижения его прогиба с целью достижения требуемой точности обрабатываемых отверстий: их диаметральных размеров, формы и положения осей.
Различают следующие виды втулок: сменные (ГОСТ 18431-73), быстросменные (ГОСТ 18432-73), промежуточные (постоянные) без буртика (ГОСТ 18433-73) и с буртиком (ГОСТ 18434-73), копирные втулки для нарезания резьбы и др.
Сменные втулки применяют при обработке отверстия одним осевым инструментом: сверлом, зенкером, разверткой, зенковкой или иным режущим инструментом, которые легко заменить при их износе.
Быстросменные втулки применяют, когда используют при обработке одного отверстия последовательно несколько режущих инструментов.
Сменные и быстросменные втулки вставляют в постоянные, запрессовываемые в корпус приспособления, или кондукторную плиту. 
На рисунке 8 представлены кондукторные втулки и методы их крепления.
Рисунок 8.Кондукторные втулки и методы их крепления: 
1 — сменная втулка; 2 — промежуточная втулка; 3 — планка;
4 — винт; 5 — быстросменная втулка
Кондукторные втулки размещают либо непосредственно в стенках приспособления, либо в кондукторных плитах, которые могут быть стационарными или подвижными.
Кондукторная плита нередко применяется для координирования и направления различных режущих инструментов, поэтому к ней предъявляются повышенные требования по точности изготовления и жесткости. Кондукторные плиты обычно изготавливают из чугуна марки СЧ 20, толщиной 15...30 мм. Их достаточно жесткая конструкция позволяет обеспечить высокую точность отверстий изготавливаемых деталей.
Стационарные кондукторные плиты обычно устанавливают с использованием кронштейнов.
На рисунке 9 представлена стационарная кондукторная плита.
Рисунок 9. Стационарная кондукторная плита:
1 — изготавливаемая деталь; 2 — кондукторная плита; 3 — режущий инструмент
Назначение кондукторных плит, устанавливаемых на шпиндельные коробки агрегатных станков, — направление режущих инструментов с большим вылетом.
На рисунке 10 показано приспособление для сверлильно-расточного станка автоматической линии для обработки V-образного блока цилиндров двигателя.
Рисунок 11. Приспособление сверлильно-расточного агрегатного станка автоматической линии
Приспособление имеет основание 1 и боковые стенки 3. Закрепление изготавливаемой детали осуществляется рычажными прихватами от гидроцилиндров 2. В боковых стенках 3 размещены неподвижные втулки 4 для направления борштанг со скользящими втулками. Сверху с помощью подвижной кондукторной плиты 5 с кондукторной втулкой производится сверление изготавливаемой детали.
Точность положения отверстий в изготавливаемых деталях обеспечивается за счет точности положения отверстий в кондукторной плите и точностных параметров кондукторных втулок.
Втулки фиксации кондукторных плит обеспечивают их базирование по двум установочным пальцам приспособления. Имеются также копирные и кондукторные втулки для направления инструментов, крепежные элементы, направляющие штанги (скалки), элементы подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), контрольные устройства и устройства смазки. Кроме нормализованных и стандартных деталей возможно применение оригинальных кондукторных втулок, накладных плит и кронштейнов, корпусов кондукторных плит.
Для направления и координирования борштанг и расточных оправок в приспособлениях применяют вращающиеся втулки. При выполнении черновых операций с использованием вращающихся и скользящих направляющих втулок нужно применять конические роликоподшипники, допускающие большую нагрузку и обеспечивающие наибольшую жесткость. При чистовых операциях нужно применять радиально-упорные шарикоподшипники повышенной точности. Если это невозможно из-за близости расположения шпинделей, применяют подшипники скольжения.[3,4,5]
Заключение
В реферате отражена и раскрыта тема учебного материала в соответствии с заданием.
При раскрытии данного вопроса были детально изучены необходимые теоретические основы и положения, которые позволили сделать определённые выводы:
1) Решение задач увеличения производительности труда, эффективности производства, повышения качества выпускаемой продукции тесно связано с точностью обработки отверстий мерными концевыми инструментами, широко использующимися в машиностроении. Точность обработки отверстий существенно зависит от координации инструмента, которая в общем случае состоит в достижении соосности шпинделя, борштанги, подшипника задней бабки и обрабатываемого отверстия.
2)Для координации инструмента при обработке отверстий применяются выверку соосности, которую осуществляют различными методами.
3)Необходимая высокая точность отверстий для многих изготавливаемых деталей требует повышенной точности используемых средств, для координирования режущего инструмента.
4) Специальные приспособления применяются для установки в них обрабатываемой заготовки и координации положения режущего инструмента с помощью кондукторных втулок, установленных в стенках приспособления. Направление инструмента обеспечивается приспособлением, а не станком.
Тема реферата раскрыта в рамках ориентированных на применение исследовательского подхода, что способствует лучшему усвоению учебного материала. Материал данной работы может использоваться для подготовки к зачёту или экзамену.
Список используемой литературы
1. Кирсанов, С.В. Инструменты для обработки точных отверстий/ С.В. Кирсанов, В.А Гречишников, А. Г. Схиртладзе, В.И. Кокарев - М.: Машиностроение, 2003. - 330 с.
2. Данилевский, В.В. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 2005.-537с.
3. Клепиков, В. В. Технологическая оснастка : учебное пособие /В. В. Клепиков, А. Н. Бодров. – М. : ФОРУМ, 2011 – 608 с.
4. Схиртладзе, А. Г. Станочные приспособления : учебное пособие для вузов / А. Г. Схиртладзе, В. Ю. Новиков. − М. : Высшая школа,2001 − 110 с.
5.Орлов, П.Н. Краткий справочник металлиста/ П.Н. Орлов, Е.А. Скороходов, А.Д. Агеев, Л.Ю. Беговщиц. — М.: Машиностроение, 1986. — 960 c.
6. Фролов, К.В. Энциклопедия: техническая, справочная литература. Машиностроение, 2013г. — 1024стр.
Интернет - источники
http://sv-barrisol.ru/tokar-rastochnik/366-koordinaciya-instrumenta-s-osyami-otverstiy-po-shablonam.html
http://bwbooks.net/index.php