22 апреля 2020

Мягкие или сырые кулачки дают несколько преимуществ по сравнению с твёрдыми или калёными кулачками. Они выставляют заготовку точно в оси шпинделя и гарантируют упор по оси с высокой повторяемостью. Именно они нужны для точного закрепления сложных деталей.

Сегодня к нам присоединился Эндрю, один из сертифицированных технических специалистов Haas. В этом видео мы покажем правильный способ подготовки мягких зажимных кулачков для зажима заготовок по наружному диаметру.

Обработка первой стороны этого корпуса подшипника завершена, и мы покажем наши рекомендации по подготовке мягких кулачков для зажима заготовки за уже обработанную сторону. Это просто необходимо для производства деталей с высокими требованиями к соосности точных диаметров, выполненных с переворотом заготовки в патроне станка.

Первое. Нам надо решить, будем мы использовать стальные или алюминиевые кулачки.

Алюминиевые кулачки обычно используются для зажима лёгких или пустотелых заготовок, когда усилие зажима небольшое. Стальные кулачки используются там, где усилие зажима требуется выше, и где важна прочность и долговечность кулачков.

Второе. Важно правильно выбрать размер кулачков. Существует большое количество различных видов и размеров кулачков.

Рекомендуется зажимать как минимум за одну треть длины заготовки. Для длинных заготовок надо брать удлинённые кулачки. Для коротких этого делать не стоит, так как это «удаляет» обработку от патрона, и сила зажима уменьшается. Если увеличивать силу зажима, то это приведёт к деформации кулачков, к уменьшению сцепления или к перегрузке и повреждению патрона. Обратитесь к документации на патрон, чтобы выбрать правильное решение.

Прежде чем установить мягкие кулачки необходимо тщательно очистить зубчатые гребёнки и Т-образные пазы.

Когда мы работаем на передней поверхности патрона, следует отметить, что никогда не надо снимать центральную крышку, пытаясь что-то выгадать. Эта крышка защищает внутренние движущиеся части механизма патрона от загрязнений, которые могут существенно снизить ресурс патрона.

Вы можете установить кулачки в разных положениях. Мы выбрали такое положение, чтобы «экономно» расходовать тело кулачков и использовать их в будущем для других деталей. Никогда не устанавливайте сменные кулачки так, чтобы Т-образные сухари были выдвинуты из своих пазов наружу.

Для начала Эндрю выдвигает кулачки так, чтобы Т-образный сухарь был примерно на уровне края мастер-кулачка.

Теперь надо затянуть крепёжные болты с помощью динамометрического ключа до значения крутящего момента, указанного в документации. Другими словами, надо затягивать так, чтобы кулачки выдерживали все необходимые усилия с одной стороны, и чтобы не сорвать резьбу — с другой.

Также крайне важно ежедневно смазывать патрон! По 2–3 качка в каждую из 3 точек смазки. Используйте смазку CHUCK-EEZ или любую эквивалентную с высоким процентным содержанием дисульфида молибдена. Если не ухаживать за патроном и не использовать именно такую смазку, то за короткое время усилие зажима может снизиться на 50 и более процентов.

При обработке мягких кулачков они должны плотно зажимать какой-либо предмет. Одним из лучших способов такого зажима является использование специального регулируемого кольца. Оно имеет 3 регулируемых штифта, которые вставляются в отверстия крепёжных винтов кулачков. Эти штифты могут скользить в своих пазах для регулировки позиции! Такая конструкция позволяет немного изменить положение зажима.

На корпусе патрона и на мастер-кулачках имеются риски: по две на корпусе и по одной на кулачке. Это рабочий ход кулачков.

Первоначально Эндрю настроил зажим кольца в верхней части этого хода. Если расточить кулачки на нужный размер в такой позиции, то это приведёт к затруднённой загрузке нашей детали в патрон, т.к. кулачки будут открываться почти без зазора к диаметру детали.

И наоборот, если произвести растачивание кулачков в позиции, близкой к нижней метке на патроне, то могут возникнуть проблемы с надёжным зажимом детали в патроне станка, т.к. остается очень небольшой ход кулачков для зажима.

Следует делать это в середине хода кулачков. Поэтому Эндрю чуть-чуть разжимает кулачки и поворачивает настроечное кольцо против часовой стрелки до тех пор, пока не попадет в середину диапазона.

Очевидно, что зажимать нашу деталь надо за наружный диаметр. Направление зажима в процессе растачивания кулачков с кольцом надо настроить таким же образом, как и при будущей обработке нашей детали.

Давление в гидрозажиме и максимальные обороты надо назначать, не превышая значений в спецификации производителя патрона. Кольца можно использовать при максимальном давлении 7 бар (100 фунтов на квадратный дюйм) и максимальной скорости 900 оборотов в минуту. Деталь мы будем зажимать с давлением 9 бар (130 фунтов на квадратный дюйм). Для нашей детали разница в 2 бара (30 фунтов на квадратный дюйм) между давлениями не будет проблемой.

Бывают ситуации, когда заготовку нужно зажать с давлением, которое заметно превышает давление, которое у нас было при работе с кольцом. Но имейте в виду, что часто большее давление может привести к проблемам. Мы расскажем об этом в другом видео.

Помните, что между силой зажима и деформацией должен быть баланс: слишком большая сила зажима деформирует кулачки и заготовку, а, наоборот, недостаточный зажим может привести к проворачиванию заготовки в кулачках во время обработки.

График на станке Haas

Самое время сейчас посмотреть графики, размещённые прямо на вашем станке. Помните, что скорость вращения шпинделя также влияет на усилие зажима за наружный диаметр, так как центробежные силы пытаются раздвинуть кулачки, уменьшая этим силу зажима. Установите давление на зажим в зависимости от максимальных оборотов в вашей программе.

Очень просто доказать потерю силы зажима с помощью этого электронного динамометра. Он показывает, с какой силой давят кулачки на заготовку. С нашим давлением 17 бар (250 фунтов на квадратный дюйм) общая сила зажима при неподвижных кулачках составит 19,6 кН. А при вращении патрона со скоростью 3000 оборотов в минуту оно падает более, чем в двое!

Итак! Наши подготовительные операции завершены, и мы можем воспользоваться интуитивно-понятной системой программирования Haas для создания управляющей программы. На современных станках Haas вы можете использовать для этого систему визуального программирования VPS. Нужно выбрать шаблон для обработки внутреннего диаметра. Можно также использовать какую-либо CAM-систему или написать эту несложную программу вручную.

При написании программы всегда имейте в виду, что диаметр зажима на кулачках должен соответствовать диаметру зажимаемой детали. В противном случае вы получите либо зажатие в шести точках, либо в трёх, т.е. либо только краями кулачков, либо только центром. В нашей программе мы будем растачивать по номинальному диаметру детали.

Когда давление на зажим патрона и позиция настроечного кольца нашего приспособления правильно подобраны, мы готовы резать!

После растачивания сделайте небольшую канавку на дне расточенного диаметра. Это позволит правильно зажимать до упора заготовку с острой кромкой или с очень маленькой фаской. Если этого не сделать, то заготовка будет неправильно устанавливаться на упор кулачков.

Желательно зачистить образовавшиеся заусенцы, и кулачки готовы к использованию.

В некоторых случаях вы не сможете использовать регулируемое приспособление для растачивания кулачков, например, если мы готовимся обрабатывать большие детали, потому что само это кольцо будет нам мешать. В этом случае можно взять небольшую заготовку  и, подготовить кулачки под неё как мы делали ранее, используя наше регулируемое расточное кольцо, удерживающее кулачки.

Измеряем диаметр заготовки, готовим управляющую программу и запускаем станок.

Подготавливая кулачки таким образом можно устранить необходимость добавления конусности.

После растачивания кулачков зажимаем заготовку в патрон в качестве упора, оставляя необходимое место для дальнейшей работы. Нужно задать такое же давление и в том же направлении, как и при будущей обработке детали. Для зажима заготовки задаём давление равное 17 бар (250 фунтов на квадратный дюйм).

Прежде чем начинать готовить кулачки для детали, Эндрю заметил, что заготовка — грубый необработанный кусок металла с некоторым разбросом по диаметру. Поэтому зажиматься она будет то шестью точками, то тремя. В данном случае это не проблема.

Начинаем растачивать кулачки для нашей детали с зажимом заготовки.

Сейчас также покажем, как можно подготовить кулачки сразу для обработки детали с двух сторон даже при серьёзной разнице в диаметрах!

Двухступенчатые кулачки — это очень хорошая альтернатива использованию двух комплектов кулачков! Большие уступы кулачков зажимают необработанную заготовку, когда геометрия ещё не столь важна. Меньшие уступы будут зажимать за обработанную первую сторону. Итак, мы готовы с помощью эти двухступенчатых кулачков приступить к изготовлению партии наших деталей.

Спасибо за просмотр, и обязательно ознакомьтесь с другими нашими роликами о мягких кулачках, где мы расскажем много интересного, в частности о добавлении конуса или о повторном использовании кулачков.