Назначение и классификация сверлильных и расточных станков

При сверлении основными режимами резания являются:

• подача s;
• скорость резания V= πDn/1000, м/с (где D — диаметр инструмента, мм, n — частота вращения инструмента, с-1);
• глубина резания t= 0,5D при сверлении и t= 0,5(D-d) при рассверливании, зенкеровании, развертывании, d — первоначальный диаметр.

Компоновка и устройство радиально-сверлильного станка

Радиально-сверлильные станки применяются для обработки крупных деталей в индивидуальном и серийном производстве, а также для сверления в деталях нескольких отверстий при больших межцентровых расстояниях. Радиально-сверлильный переносной станок 2К522 (рис. 4, табл. 1) предназначен для обработки отверстий в мелких, средних и, главным образом, в труднодоступных местах крупных деталей.

Рис. 3. Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка модели 2Н118

Рис. 4. Радиально-сверлильный станок модели 2К522 РУП «Гомельский завод станочных узлов»: 1 — основание; 2 — насос охлаждения; 3 — колонна; 4 — электрооборудование; 5 — корпус; 6 — сверлильная головка; 7 — траверса; 8 — светильник;

Таблица 1

Технические характеристики радиально-сверлильного станка 2К522

На станке можно выполнять сверление диаметром до 25 мм в стали, рассверливание, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы до М16 в разных плоскостях и под любыми углами. При соответствующей оснастке на станке можно выполнять растачивание, хонингование, полирование и мелкое фрезерование концевыми фрезами.

Радиально-сверлильный станок 2К522 имеет фундаментную плиту 1 прямоугольной формы, одновременно являющуюся столом для установки деталей. Для повышения устойчивости станка, а также для выставления зеркала основания в горизонтальной плоскости служат приставные опоры, которые устанавливаются на боковые стороны основания.

На основании неподвижно монтируется колонна 3, которая несет на себе корпус 5 с траверсой 7 и сверлильной головкой 6. В корпусе 5 расположены механизмы подъема и опускания корпуса, зажима корпуса на колонне, поворота траверсы вокруг горизонтальной оси и поворота корпуса вокруг колонны.

Сверлильная головка 6 состоит из коробок скоростей и подач с механизмами переключения, механизма подач, штурвального устройства, механизмов перемещения и поворота сверлильной головки, шпинделя, механизма реверса вращения шпинделя. Шпиндель монтируется на подшипниках 5-го класса точности и снабжен безударным выбивным устройством для удаления инструмента из конического отверстия.

Сверлильная головка перемещается вправо-влево по расположенным на лицевой стороне траверсы направляющим. Для работы в стесненном пространстве (поверхности внутренних объемов) на станке предусмотрена возможность демонтажа траверсы и установки вместо нее сверлильной головки.

К основанию станка крепится бак с охлаждающей жидкостью и насосом 2. Электрооборудование 4 собрано в шкафу на корпусе.

При наладке станка совмещение оси шпинделя с осью размеченного отверстия в заготовке производится поворотом траверсы 7 вокруг колонны 3 и перемещением сверлильной головки 6 по траверсе. Траверса может поворачиваться вокруг горизонтальной оси, что позволяет сверлить не только вертикальные отверстия Кроме того, сверлильная головка может поворачиваться на каретке вокруг горизонтальной оси Таким образом, на станке 2К522 можно сверлить отверстия в любой точке сферы Это делает станок широкоуниверсальным.

Кинематическая схема станка (рис. 5) содержит семь кинематических цепей: вращения шпинделя, подач, вертикального перемещения траверсы, перемещения сверлильной головки, поворота траверсы, поворота сверлильной головки, зажима корпуса на колонне.

Рис. 5. Кинематическая схема радиально-сверлильного станка модели 2К522

Цепь вращения шпинделя. Вращение шпинделя от электродвигателя 16 передается через коробку скоростей на полый вал III, внутри которого проходит шлицевый хвостовик шпинделя. Передвижные блоки 21-23-25-26 и 10-12-13 коробки скоростей обеспечивают 12 ступеней частоты вращения шпинделя в диапазоне от 45 до 2000 мин-1.

Цепь подач. Вращение от вала привода шпинделя III через цилиндрические передачи 6-9 и 30-29, коробку подач, червячную передачу 41-40, зубчатое колесо 45 передается на рейку 46 пиноли шпинделя. Передвижные блоки коробки подач 31-32 и 36-37 обеспечивают четыре механические подачи: 0,056; 0,1; 0,18; 0,32.

Включение механической подачи осуществляется рукоятками B штурвального устройства в направлении «от себя» . Тонкая ручная подача осуществляется маховиком С. Ручной подвод инструмента, а при необходимости и ручная подача производятся рукоятками B штурвального устройства при выключенной муфте, соединяющей вал-втулку XII и вал XV (движение рукояток B «на себя») .

В цепи подач имеется предохранительное устройство от перегрузок по осевой силе, настроенное на заводе-изготовителе на осевое усилие 5000 Н. Отключение подачи возможно с помощью жесткого упора.

Цепь вертикального перемещения траверсы. Вертикальное перемещение траверсы осуществляется от двигателя 56 через коническую пару 3-4 с помощью винтовой передачи 4-5. Коническое зубчатое колесо 4 связано с гайкой, которая, вращаясь по неподвижному винту 5, вертикально перемещает корпус вверх-вниз Перемещение корпуса по колонне осуществляется во втулках скольжения.

Точное выставление траверсы по высоте на заданную координату при горизонтальном положении шпинделя осуществляется с помощью рукоятки, надеваемой на подпружиненный квадратный хвостовик вала II, расположенного в нижней передней части корпуса. При таком положении зубчатых колес электродвигатель отключен от сети. Изменяется направление перемещения траверсы реверсом электродвигателя.

Цепь перемещения сверлильной головки по траверсе. Перемещение сверлильной головки по траверсе осуществляется вручную с помощью маховика A, установленного на валу XV, который проходит через отверстие вала-шестерни подачи На другом конце с помощью зубчатых колес 48-47-47-44 вал соединен колесом 34 с рейкой 49, неподвижно укрепленной на траверсе.

Цепь поворота траверсы вокруг горизонтальной оси. Поворот траверсы осуществляется при помощи рукоятки, устанавливаемой на квадратный хвостовик вала XVI, через зубчатую пару 51-50 посредством червячной передачи 54-55, червячное колесо которой жестко связано с траверсой.

Цепь поворота сверлильной головки вокруг горизонтальной оси. Сверлильная головка установлена на каретку, которая перемещается по направляющим траверсы Поворот головки осуществляется посредством червячной передачи 43-42 при помощи рукоятки, устанавливаемой на квадратный хвостовик вала X на торце траверсы.

Цепь зажима корпуса на колонне. Зажим корпуса осуществляется клеммой, которая сжимается-разжимается тягами, соединенными с эксцентриковым валом XVIII, приводимым в движение рукояткой через зубчатые колеса 53-52.

Классификация

Есть несколько основных признаков, по которым классифицируются сверлильные станки.

1. По количеству шпинделей:

• одношпиндельные;
• двухшпиндельные;
• многошпиндельные;

Одношпиндельные станки (рис. 1) наиболее распространены. Служат как в мелкосерийном, так и крупном производстве. Как правило, такими станками оснащаются и небольшие ремонтные предприятия.

Рисунок 1. Одношпиндельный сверлильный станок.

Двухшпиндельные сверлильные станки (рис. 2) служат для одновременной обработки двух одинаковых деталей или одной детали с симметричным расположением отверстий. Сегодня широкое распространение получили двухшпиндельные станки с ЧПУ благодаря высокой производительности.

Рисунок 2. Двухшпиндельный сверлильный станок

Многошпиндельные станки (рис. 3) представляют собой целые сверлильные комплексы. Управляются программно. Часто применяются в электротехнической промышленности или поточном производстве. В большинстве случаев изготавливаются на заказ.

Рисунок 3. Многошпиндельные сверлильные станки.

2. По направлению основной подачи:

• вертикально-сверлильные;
• горизонтально-сверлильные;
• радиально-сверлильные.

Вертикально-сверлильный станок – классический вариант. Подавляющее большинство сверлильных станков выполнено именно по такой схеме. Обусловлено это удобством самого процесса сверления, когда подача осуществляется в вертикальной плоскости.

В горизонтально-сверлильном станке основная подача осуществляется в горизонтальной плоскости. У этих станков, как правило, более разнообразные технологические возможности. Часто станки этой группы используются для растачивания, подрезания кромок, горизонтального фрезерования и других металлорежущих операций.

Радиально-сверлильные станки (рис. 4) оснащаются подвижной сверлильной головкой с возможностью поворота в одной или нескольких плоскостях, что позволяет проделывать отверстия в заготовке под углом без ее перестановки.

Рисунок 4. Радиально-сверлильный станок.

3. По типу управления:

• с ручным управлением;
• с полуавтоматическим управлением;
• с числовым программным управлением (ЧПУ).

Станки с ручным управлением применяются в условиях мелкого или ремонтного производства, где выпуск деталей не поставлен на конвейер.

Станки с полуавтоматическим управлением, как правило, отличаются от ручных автоматизацией рабочего движения. Единожды настраивается частота вращения шпинделя, скорость подачи и глубина сверления. Работа оператора сводится к контролю над процессом обработки и подаче заготовок.

В сверлильных станках с числовым программным обеспечением (рис. 5) процесс сверления автоматизирован. Изначально создается программа, согласно которой поэтапно обрабатывается деталь.

Рисунок 5. Сверлильный станок с ЧПУ.

4. По типу сверлильной головки:

• стандартная однопатронная;
• револьверная (рис. 5).

Рисунок 5. Револьверная головка сверлильного станка.

Также сверлильные станки классифицируются по следующим параметрам:

• мощность приводных электродвигателей;
• максимальные габаритные размеры обрабатываемой детали;
• максимальный диметр хвостовика закрепляемого сверла;

Сверлильные станки предназначены для выполнения следующих работ:

• сверление сквозных и глухих отверстий (рис. 1, а), при этом обеспечивается возможность получения параметра шероховатости поверхности не ниже 12—13 квалитета и Ra = 6,3…15 мкм;
• рассверливание отверстий — увеличение диаметра спиральным сверлом (рис. 1, б);
• зенкерование, позволяющее получить более высокий квалитет и меньшее значение параметра шероховатости поверхности отверстий по сравнению со сверлением (рис. 1, в) — точность 11…13 квалитет, Ra= 10…15 мкм;
• растачивание отверстий, осуществляемое резцом на сверлильном станке (рис. 1, г);
• зенкование, выполняемое для получения у отверстий цилиндрических и конических углублений и фасок под головки болтов и винтов (рис. 1, д);
• развертывание отверстий, применяемое для получения необходимых параметров точности (7…11 квалитет) и шероховатости (Ro= 1,25…5 мкм) (рис. 1, е);
• выглаживание, производимое специальными роликовыми оправками, или развальцовывание, имеющее назначение уплотнения — сглаживания гребешков на поверхности отверстия после развертывания деталей из дюралюминия, электрона и др. (рис. 1, ж);
• нарезание внутренней резьбы метчиком (рис. 1, з); при использовании комбинированного инструмента получают сложные поверхности;
• цекование — подрезание торцов наружных и внутренних приливов и бобышек (рис. 1, и).

Этими видами работ не исчерпываются возможности сверлильных станков, на них выполняют и другие операции.