Цилиндрический хвостовик
Цилиндрический хвостовик довольно распространен у режущих инструментов. Диаметры цилиндрических хвостовиков принимаются по нормальному ряду в пределах от 2 до 70 мм согласно ОСТ НКМ 4044. Этот ряд не распространяется на сверла, развертки и другие инструменты, у которых диаметр хвостовика совпадает с диаметром цилиндрической рабочей части. Такое исключение необходимо с целью облегчения технологии их изготовления.
Цилиндрический хвостовик применяется или без всяких других крепежных элементов, или чаще всего в сочетании с ними. В первом случае крепление и передача крутящего момента осуществляются за счет трения между цилиндрическими поверхностями хвостовика и патрона. Из-за недостаточной силы зажима цилиндрический хвостовик применяется только для инструментов малых диаметров, например для сверл диаметром от 2 до 20 мм. При повышенных режимах резания, во избежание проворачивания сверла в патроне во время сверления, рекомендуется применять сверла, начиная с диаметра свыше 3 мм,с поводком (рис. 17, а), выполненным в виде двух плоскостей (лысок). Поводок принимает участие в передаче крутящего момента.
Рис. 17. Крепление сверл малых размеров
Все типы центровочных сверл изготовляются с цилиндрическим хвостовиком. Некоторые из них, например комбинированные для одновременной обработки центрового отверстия и расширения под углом 120°, снабжены режущей частью на обоих концах цилиндрического стержня.
Цилиндрический хвостовик редко применяется для других инструментов из-за малой надежности крепления. Он охватывает только машинные развертки небольших диаметров от 3 до 9 мм, концевые фрезы цилиндрические и шпоночные диаметром от 3 до 20 мм, метчики гаечные станочные и гаечные с изогнутым хво стом.
Крепление сверл и разверток малого диаметра
Сверла и развертки мелких размеров с 0,1 до 1,0 мм выполняются с утолщенным цилиндрическим хвостовиком диаметром 1,2 мм для всех размеров с наружным центром 75° и переходным конусом 30° (рис. 17, б). Утолщенный хвостовик обеспечивает более надежное крепление. В качестве дополнительного крепежного элемента используется квадрат с размерами а х h, который нашел широкое распростране ние для метчиков и разверток (рис. 18, а). Для уменьшения номен клатуры воротков и патронов номинальные размеры квадратов стандартизованы (ГОСТ 9523-60) в пределах 1,1-76 мм. Каждый квадрат охватывает возможно большее количество близких между собой диаметров хвостовиков. Для устранения забивания ребер на квадратах предусмотрены фаски, ширина которых колеблется
Рис. 18. Квадраты для инструментов
в небольших пределах. Для мелких метчиков ручных и гаечных диаметром от 2 до 2,6 мм и машинных диаметром от 3 до 5 мм хвостовик делается больше рабочей части.
Крепление машинных метчиков
Хвостовики машинных метчиков выполняются на практике по-разному в зависимости от конструкции патрона. Однако в связи с широким внедрением быстросменных патронов принят хвостовик, снабженный, помимо квадрата, еще и кольцевой выточкой (рис. 18,6) или двумя лысками (срезами).
Все концевые инструменты с цилиндрической или конической рабочей частью снабжаются на обоих торцах центровыми отверстиями, основные размеры которых обозначены буквами (рис. 19, а). Они являются базами при изготовлении, контроле и переточках в процессе эксплуатации. Во избежание повреждения конической поверхности центрового отверстия предусмотрена другая его форма - с предохранительным конусом (рис. 19, б). Основной конус делается под углом 60°, а предохранительный -под углом 120°. Центровые отверстия изготовляются по нормальному ряду, установленному стандартом (ОСТ НКМ 4044).
Для инструментов с канавками (метчики, развертки и т. п.) центровые отверстия выбираются с учетом толщины стенки от наибольшего диаметра основного конического отверстия до диаметра сердцевины инструмента.
Для инструментов, у которых наименьший диаметр цилиндра (рабочей части или хвостовика) равен меньше 10 мм, торцы изготовляются с наружными центрами, выполненными под углом 75° (рис. 19, в).
Для быстрой смены зенкеров, комбинированных и специальных инструментов применяются хвостовики различных конструкций.
Рис. 19. Центры для инструментов
На рис. 20 представлена одна из удачных конструкций хвостовиков и отверстий для них. Размеры их стандартизованы (ГОСТ 3009-57). Хвостовики (рис. 20) диаметром от 10 до 50 мм снабжены кольцевой канавкой 1, плоскостью 2, указанной размером Н и радиусным пазом 3 шириной Ь. В корпусе патрона запрессован штифт 4 и предусмотрено фиксационное устройство, состоящее из штифта 5 и кольцевой пружины 6.
Рис. 20. Быстросменный патрон для концевых инструментов
Хвостовик инструмента вставляется в патрон в положение 1. Плоскость 2 свободно проходит под штифтом 4. Штифт 5 под действием пружины 6 заскакивает в кольцевую канавку 1, фиксируя правильное положение инструмента. При вращении шпинделя с патроном штифт 4 заходит в паз 3, захватывает хвостовик и осуществляет рабочее движение зенкера (положение II). Фиксационное устройство предохраняет инструмент от выпадания и обеспечивает быстрое и удобное закрепление хвостовика в патроне. От рабочего требуется только ввести хвостовик в патрон. При повороте шпинделя штифт патрона, входя в паз, сам захватывает и ведет зенкер. В практике применяется как штифтовый, так и шариковый фиксатор.
Цилиндрические хвостовики с успехом заменяют конические, в особенности на станках с вертикальным шпинделем. Преимущества их заключаются в простоте и быстроте смены инструмента, а также в экономии материала, так как цилиндрические хвостовики в 2-3 раза короче соответствующих конических. Однако цилиндрический хвостовик не может обеспечить по сравнению с коническим лучшее центрирование инструмента и более качественно обрабатываемую поверхность. Поэтому этот тип крепления можно рекомендовать для менее ответственной работы.
