Губки для станочных тисков: сменные, мягкие и как сделать губки под деталь
Губки подбирают под деталь и операцию. Гладкие закалённые держат обработанные поверхности, рифлёные и захватные держат заготовки, а мягкие губки фрезеруют под контур конкретной детали, когда у неё нет удобных параллельных граней или нужна повторяемая установка в серии. Мягкие губки обрабатывают прямо на тисках, зажав между ними проставку с тем же усилием, что и деталь. Ниже виды губок, изготовление мягких губок по шагам и расчёт усилия зажима.
Какие бывают губки для станочных тисков
У станочных тисков рабочие пластины губок обычно съёмные и крепятся винтами. Kurt в руководстве требует зажимать деталь только через такие пластины: без них повреждается посадочная поверхность губок, а точность и повторяемость зажима падают. Типы самих тисков, нормы точности и выверка на столе разобраны в статье станочные тиски: виды и как выбрать, здесь речь только о губках.
| Губки | Для чего | Ограничения |
|---|---|---|
| Гладкие закалённые | Обработанные детали с параллельными гранями, установка на параллели | Держат только трением, при большой силе вдоль губок деталь может сдвинуться |
| Рифлёные, с насечкой | Черновая обработка заготовок с прокатной или литой поверхностью | Оставляют следы на детали, действие зависит от материала |
| Захватные с зубьями, губки под заготовки после тиснения | Пятиосевая обработка заготовки с малой глубиной зажима | Следы зубьев на детали; для тиснения нужна отдельная станция, стандартные губки тиснения LANG рассчитаны на материал до 35 HRC |
| Ступенчатые | Тонкие и небольшие детали без параллелей, ближе к шпинделю | Высота ступени постоянная, под другую толщину нужна другая губка |
| Призматические, V-образные | Валы, круглый прокат, трубы | Каждая призма работает в своём диапазоне диаметров |
| Прижимные, с притягом вниз | Детали, которые приподнимаются при зажиме | Выпускаются под конкретную систему тисков |
| Качающиеся | Пиленые, литые и непараллельные заготовки | Деталь садится по заготовке, а не по точной базе |
| Мягкие: алюминий, незакалённая сталь, чугун | Детали сложной формы, вторая операция по готовому контуру, серии с повторяемой установкой | Карман фрезеруют под каждую деталь, изношенные губки переделывают |
| Накладки на магнитах | Защита готовой поверхности на разовой работе | Не закреплены винтами, для точной установки на ЧПУ не годятся |
Kurt предупреждает, что насечка рифлёных губок агрессивная и оставляет следы на деталях. Allmatic отмечает, что рифлёные и захватные губки по-разному работают на разных материалах, а губки с твердосплавным покрытием поднимают коэффициент трения в 1,5-1,8 раза и во столько же раз удерживающую силу. У пятиосевых тисков LANG Makro-Grip глубина зажима всего 3 мм: заготовку заранее тиснят на отдельной станции под высоким давлением, и её держит не только трение, но и форма: зубья губок входят в отпечатки.
Под трудные заготовки Röhm в руководстве к машинным тискам предлагает свои губки: высокие, если деталь сильно выступает над тисками; качающиеся, если грани непараллельны; выравнивающие для неровных деталей; губки с когтями для заготовок, которые норовят приподняться; прижимные, если деталь неудобно лежит в губках. Похожий эффект Kurt закладывает в конструкцию тисков AngLock: каждая единица усилия вперёд даёт половину единицы вниз, а подвижная губка слегка качается в стороны, чтобы прилегать к пиленым и литым заготовкам.
Когда нужны мягкие губки
Мягкие губки делают из материала, который легко фрезеруется, и обрабатывают под контур детали. В кармане деталь встаёт в одно и то же место, опирается на большую площадь и не мнётся. Их берут, когда:
- у детали нет двух параллельных граней: литьё, поковка, фасонный профиль;
- идёт вторая операция и деталь держат за уже обработанный контур, который нельзя помять;
- в серии деталь должна вставать без выверки и упоров: положение задаёт сам карман;
- деталь тонкостенная и в гладких губках прогибается: карман охватывает её по высоте и распределяет усилие;
- материал мягкий, например алюминий, латунь или пластик, и закалённые губки оставляют вмятины на кромках.
Разовую прямоугольную заготовку проще поставить на параллели в штатные губки: делать под неё карман дольше, чем обработать саму деталь.
Из чего делают мягкие губки
Производители тисков выпускают заготовки мягких губок с готовыми отверстиями под крепёж. У Kurt это губки из алюминиевого сплава 6061-T6 и из полутвёрдой стали 4150, у Allmatic губки из высокопрочного чугуна GGG 40 (аналог ВЧ40) шириной 125 мм и высотой 58 мм. Алюминиевая губка Kurt для шестидюймовых тисков переворачивается верх-низ и перед-зад и сделана с запасом толщины под карманы, так что одну заготовку можно обработать с нескольких сторон.
Алюминий фрезеруется быстрее, его берут для мелких серий и мягких деталей. Сталь и чугун дольше держат форму кармана под большим усилием и в длинной серии. Если готовых заготовок под ваши тиски нет, губки делают по размерам штатных, ширина и высота губок есть в карточке тисков. Например, у гидравлических тисков CHV-100A губки шириной 100 мм и высотой 48 мм, у NHV-130A 130 и 52 мм, у пневмогидравлических 7201-0014-03 200 и 65 мм. Расположение отверстий и посадку снимают со штатной пластины.
Как сделать мягкие губки под деталь
- Поставьте заготовки губок на тиски, на которых они будут работать, и затяните крепёж. Губки обрабатывают на месте: так карман получается в тех же базах, что и при работе.
- Профрезеруйте верх губок и ступеньку, если деталь будет на ней стоять. Kurt прямо рассчитывает на это: ступеньку в мягких губках ради точности фрезерует сам покупатель, и параллели становятся не нужны.
- Зажмите между губками проставку: брусок или параллель за пределами будущего кармана. Как объясняют в Tormach, без неё губки сомкнутся, карман получится точно по детали, и при установке губки упрутся друг в друга раньше, чем зажмут деталь.
- Зажимайте проставку с тем же усилием, с каким будете держать деталь: на гидравлических тисках то же давление, на механических тот же момент на рукоятке, лучше по динамометрическому ключу. Так же растачивают мягкие кулачки токарных патронов: по данным Dillon, обработка под рабочим усилием повышает точность и компенсирует подъём кулачков.
- Фрезеруйте карман по контуру детали, половину контура в каждой губке. В углах сделайте разгрузочные выборки: фреза оставляет радиус, острый угол детали упрётся в него и не сядет на место, а в выборку уходит стружка.
- Снимите заусенцы и поставьте пробную деталь. Она должна сесть на дно или ступеньку без качания и зажиматься по контуру, а не углами.
- Промаркируйте губки: номер детали и операции, где подвижная и где неподвижная. Храните их парой: губки обработаны вместе и по одной не работают.
Для повторяемости одинаковое усилие важно так же, как сам карман. В карточках гидравлических тисков CHV, NHV и MPL указана точность позиционирования 0,01 мм при одинаковой силе зажима, поэтому для серий в мягких губках удобны гидравлические тиски.
Чем фрезеровать губки
Алюминиевые губки удобно обрабатывать трёхзубой твердосплавной фрезой для алюминия. В разделе монолитные твердосплавные фрезы это OCT-ALU диаметром от 2 до 8 мм с покрытием DLC, которое по описанию в карточке устойчиво к истиранию. Там же сказано, что максимальный ресурс фреза даёт только с СОЖ. Чем охлаждать фрезу по алюминию, разобрано в статье СОЖ для фрезерного станка. Диаметр фрезы выбирают по самой узкой выборке, а её радиус останется в углах кармана. Как подобрать фрезу под сталь или чугун губок, описано в статье фрезы по металлу: виды и выбор.
Усилие зажима: удержат ли тиски деталь
У механических тисков усилие растёт с моментом на рукоятке почти линейно. В руководстве к тискам Kurt DX6 приведена такая таблица, здесь она в пересчёте на метрические единицы:
| Момент на рукоятке, Н·м | Усилие зажима, кН |
|---|---|
| 13,6 | 2,3 |
| 27 | 6,6 |
| 54 | 15,3 |
| 81 | 24,0 |
| 108 | 32,7 |
В карточках наших тисков у гидравлических CHV-100A 36 кН, у NHV-130A 40 кН, у MPL-130B 45 кН, у механических быстрозажимных GT-125 29,4 кН, у чугунных неповоротных 7200-0209-02 20 кН. Пятиосевые тиски LANG Makro-Grip FS 77 при максимальном моменте 60 Н·м дают 14 кН, но там деталь держат в первую очередь отпечатки.
Гладкие губки держат деталь трением, причём на обеих губках сразу. Поэтому сила, которую деталь выдерживает вдоль губок или вверх, примерно равна удвоенному произведению усилия зажима на коэффициент трения. По справочным данным Elesa+Ganter коэффициент трения стали по стали около 0,2 всухую и около 0,1 со смазкой, а на станке губки и деталь почти всегда в эмульсии. Тиски с усилием 20 кН при коэффициенте 0,1 удержат вдоль губок около 4 кН. В расчётах зажимов для пульсирующей нагрузки, а фрезерование даёт именно её, обычно берут запас 1,8-2,4, то есть рассчитывать можно примерно на 2 кН силы резания.
Отсюда несколько правил:
- направляйте основную силу резания на неподвижную губку или упор, а не вдоль губок: в методиках расчёта приспособлений сила зажима по возможности должна совпадать с направлением силы резания;
- при черновом съёме вдоль губок ставьте упор, рифлёные губки или мягкие губки с карманом, которые держат формой;
- если деталь приходится зажимать у края губок, Kurt требует ставить с другой стороны проставку того же размера;
- после долгого простоя проверяйте усилие: в руководстве Röhm измеренное усилие должно быть не меньше 80 % максимального.
Тонкостенные и нежёсткие детали
Максимальное усилие нужно не всегда: тонкую стенку оно сожмёт, и после разжима размер уйдёт. В тисках Röhm RB-K со встроенным гидроусилителем можно заранее выставить пониженное усилие как раз для чувствительных деталей. Удержать такую деталь при малом усилии помогают:
- мягкие губки с карманом по контуру: деталь опирается на большую площадь и подпирается по всей высоте;
- губки с покрытием, которое повышает трение: по данным Allmatic, они нужны деталям с тонкими стенками, которые выдерживают только сниженное усилие;
- зажим за жёсткую часть детали, а чистовой проход после перезажима с меньшим усилием;
- меньшие подача и глубина на прерывистом резании, так советует Röhm.
Совсем слабый зажим опасен: Röhm предупреждает, что упругая деталь при недостаточном усилии может вырваться из тисков и вылететь.
Быстросменные губки и нулевая точка
Когда наладки меняются каждый день, губки ставят на быстросменные системы. Пластины Kurt InnerLock меняются за 40 секунд и переворачиваются. В системе Schunk KONTEC KSG есть реверсивные гладкие и захватные губки, алюминиевые губки, губки для пятиосевой обработки, ступенчатые, призматические и прижимные. В системах вроде CarveSmart комплекты мягких губок под разные детали хранят готовыми и ставят по фиксаторам без выверки.
Следующий шаг: тиски на нулевой точке. Тогда на место встают и губки, и сами тиски, а привязку не ищут заново. Как это работает, разобрано в статье система нулевого базирования, модули и пластины с шагом 52 и 96 мм есть в разделе системы нулевого базирования. Для обработки с пяти сторон на нулевую точку ставят самоцентрирующиеся тиски: в каталоге это DX-3 с губками 80 мм, 7200-0209-12 и 7200-0219-12 с губками 125 и 200 мм.
Частые вопросы
Из чего лучше сделать мягкие губки: из алюминия или стали?
Алюминий быстрее фрезеруется и подходит для мелких серий и мягких деталей, сталь и чугун дольше держат форму кармана под большим усилием. Kurt выпускает губки из сплава 6061-T6 и полутвёрдой стали 4150, Allmatic из высокопрочного чугуна GGG 40.
Зачем при обработке мягких губок зажимать проставку?
Чтобы губки не сомкнулись раньше, чем зажмут деталь, и чтобы карман был обработан в том же положении губок и под тем же усилием, что и при работе.
Как понять, хватит ли усилия зажима?
Для гладких губок сила, которую деталь выдерживает вдоль губок, примерно равна 2 × коэффициент трения × усилие зажима. При коэффициенте 0,1 тиски на 20 кН удержат около 4 кН, с запасом для фрезерования около 2 кН силы резания. Если мало, направьте силу на неподвижную губку или упор либо держите деталь формой: рифлёными губками или карманом.
Можно ли поставить мягкие губки на любые станочные тиски?
На тиски со съёмными пластинами губок можно: мягкие губки делают по размерам и крепежу штатных. Если неподвижная губка выполнена заодно с корпусом, как у лекальных тисков с корпусом-скобой, заменить её нельзя, остаются накладки.
Подберём тиски под ваши детали и операции: пришлите эскиз детали, материал и модель станка. Звоните +7 (495) 135-25-88, все модели собраны в разделе станочные тиски, фрезы для обработки мягких губок в разделе монолитных твердосплавных фрез. Доставляем по России.
