Краткое содержание

1 — Зачем устанавливать два резца в один токарный блок 2 — Первая установка: формируем геометрию блока 3 — Вторая установка: подготовка посадок под резцы 4 — Проверка блока в деле 5 — Что дает токарный блок на два резца

Обычный токарный блок рассчитан на один инструмент. В нашем случае блок имеет посадочный диаметр 32 мм и предназначен для установки в револьверную голову токарного станка.

Внутри него можно закреплять оправки разного диаметра. Для этого используются переходные втулки: меняется втулка — меняется диаметр устанавливаемого резца. Такое решение достаточно универсальное, но мы решили пойти дальше и разместить в одном блоке сразу два инструмента.

Задача выглядела так: сделать две независимые посадки под расточные резцы, чтобы одна позиция револьверной головы могла выполнять две разные операции.

Например:

• растачивать внутренний диаметр
• нарезать внутреннюю резьбу
• выполнять черновую и чистовую расточку
• работать двумя резцами на разной глубине
• комбинировать расточной и проходной инструмент

Таким образом, количество доступных инструментов увеличивается без расширения револьверной головы и без замены установленной оснастки во время обработки.

Какие ограничения пришлось учитывать

На первый взгляд задача простая: нужно просверлить в блоке два отверстия и установить два резца. На практике конструкцию пришлось привязать к геометрии станка.

Во время поворота револьверной головы токарный блок проходит очень близко к основанию станка. Поэтому его нельзя было бесконтрольно увеличивать по высоте.

Основные ограничения выглядели следующим образом:

• посадочный диаметр блока — 32 мм
• доступная высота ограничена расстоянием до основания станка
• инструменты не должны мешать повороту револьверной головы
• корпус блока должен сохранять достаточную жесткость
• зажимные винты не должны пересекаться с посадочными отверстиями
• каждый резец должен независимо регулироваться по вылету

После проверки габаритов мы остановились на двух расточных резцах диаметром 16 мм. Именно такая комбинация помещалась в доступное пространство и не мешала смене позиций.

Теоретически возможны и другие варианты. Например, инструменты разных диаметров. Но для каждой комбинации необходимо отдельно проверять прочность корпуса, положение крепежа и расстояние до узлов станка.

Для изготовления опытных образцов мы отложили шесть заготовок. Они обрабатывались вместе с основной партией стандартных токарных блоков, но получили измененную конструкцию.

Работу начали с базирования заготовки в тисках. Она устанавливалась горизонтально и обрабатывалась с пяти сторон. Такой подход позволил связать поверхности между собой и выдержать требуемую геометрию детали.

Обработка выполнялась последовательно:

Черновое фрезерование

Основной припуск снимали торцевой фрезой диаметром 50 мм со сменными пластинами. Режимы выбрали умеренные, поскольку заготовка не была окончательно термообработана.

Формирование наружного радиуса

Отдельной фрезой сформировали скругленную часть корпуса. Радиус потребовался не только для внешнего вида: он обеспечивает безопасный проход блока рядом с основанием станка.

Чистовая обработка поверхностей

После снятия основного припуска прошли базовые и сопрягаемые поверхности чистовым инструментом.

Центровка и сверление

Перед каждым сверлом выполнялась центровка. Это помогает точнее задать положение отверстия и уменьшить риск увода сверла.

Цековка и снятие фасок

Подготовили посадочные поверхности под крепеж и обработали острые кромки.

Гравировка

В завершение первой установки на корпус нанесли логотип и маркировку.

На черновых операциях СОЖ не применялась. При прерывистом резании пластины постоянно нагреваются и охлаждаются, а подача эмульсии может усиливать температурные нагрузки. На чистовых операциях, сверлении и обработке фасок, напротив, использовалась СОЖ.

Комплекта сменных пластин хватило на всю партию деталей, поэтому выбранная технология оказалась не только работоспособной, но и экономичной.

После обработки основных поверхностей блок переустановили. На второй установке нужно было сформировать присоединительную часть, закончить наружную геометрию и подготовить отверстия.

Сначала скоростной фрезой диаметром 63 мм обработали посадочный элемент блока. Здесь использовался небольшой съем по глубине в сочетании с повышенной подачей. Стружка свободно выходила из зоны резания, а нагрузка на инструмент оставалась стабильной.

Далее выполнили стандартный набор операций:

Центровка — предварительное сверление — цекование — чистовая обработка — фаски.

Посадки под резцы предварительно просверлили диаметром 14 мм. Сразу получать окончательный размер сверлом не стали: отверстия должны точно удерживать оправки, поэтому окончательный диаметр формировался расточкой непосредственно после установки блока на токарный станок.

Для получения чистой плоской поверхности применили необычный прием. В торцевой фрезе, рассчитанной на шесть пластин, оставили только одну режущую пластину. Производительность при таком способе снижается, зато исключаются небольшие перепады между следами отдельных зубьев. В результате поверхность получается равномерной и чистой.

Последними выполнили крепежные отверстия:

• центровка
• сверление
• нарезание резьбы М6
• снятие фасок
• окончательная маркировка

Затем отверстия под резцы расточили с 14 до 16 мм. Обработка выполнялась постепенно, за три прохода:

• 15 мм
• 15,5 мм
• окончательный размер 16 мм

При программировании необходимо учитывать важную особенность такой оснастки. Несмотря на то что физически блок занимает одну позицию, в нем находятся два самостоятельных инструмента. Поэтому для них задаются разные корректоры.

Получается следующая схема: одна позиция револьверной головы — два резца — два независимых корректора.

Каждый резец имеет свою геометрию, свой вылет и собственную привязку. Система ЧПУ должна учитывать эти различия при переходе от одной операции к другой.

Во время испытаний один из расточных резцов выступал за заднюю часть блока. Мы специально не стали его укорачивать, поскольку использовали новый инструмент и хотели сохранить его первоначальную длину. Однако при такой установке нельзя поворачивать револьверную голову, не проверив траекторию выступающей части.

Если длинный резец требуется для постоянной работы, есть два безопасных варианта:

• укоротить оправку до необходимой длины
• исключить смену позиции, пока выступающий инструмент находится в блоке

Испытания показали, что конструкция полностью работоспособна. Один блок действительно позволяет разместить два инструмента и последовательно выполнять ими разные операции.

Главное преимущество решения — экономия позиций револьверной головы. Это особенно полезно при изготовлении деталей, для которых требуется большое количество переходов. Вместо того чтобы отказываться от части инструмента или останавливать станок для ручной замены, можно объединить две операции в одной позиции.

При этом резцы не обязательно должны быть одинаковыми. Возможны разные сочетания:

• два расточных резца
• черновой и чистовой инструмент
• расточной и резьбонарезной резцы
• инструменты разной длины
• резцы для обработки разных диаметров

Независимая регулировка вылета — одно из важных преимуществ разработанного блока. Существуют крупные оправки, на которых сразу установлены две режущие пластины, но их положение обычно жестко связано общей конструкцией. Если одна пластина должна растачивать глубокое отверстие, а вторая — нарезать короткую резьбу, обеим приходится работать с одинаково большим вылетом. Для резьбового инструмента это может привести к вибрациям, дроблению и ухудшению поверхности.

В нашем блоке каждый резец можно выставить отдельно. Длинный расточной инструмент выдвигается на требуемую глубину, а резьбовой остается максимально близко к корпусу. Это повышает жесткость и позволяет точнее настроить оснастку под конкретную деталь.

Разумеется, такой блок нужен не на каждом производстве. Где-то достаточно стандартной оснастки, а где-то потребуется совершенно другая комбинация инструментов. Именно поэтому мы не ограничиваемся выпуском одинаковых изделий.

Мы пробуем новые конструкции, изготавливаем опытные образцы, устанавливаем их на станок и проверяем в обработке. Если решение работает, его можно адаптировать под конкретную револьверную голову, диаметр инструмента и технологическую операцию.

При необходимости мы изготовим токарный блок под заказ: с нужными посадками, расположением резцов, крепежом и габаритами. Потому что хорошая оснастка должна не заставлять производство подстраиваться под себя, а решать именно ту задачу, которая стоит перед заказчиком.

Для индивидуального подбора переходите по ссылке vk.cc/cZLk7R