Виды сверлильных станков — стационарное и мини оборудование

Основные узлы сверлильных станков

• фундаментная плита;
• станина;
• коробка передач;
• шпиндель;
• коробка подач и механизм подачи;
• координатный стол.

Особенности управления основными узлами сверлильных станков

Режимы работы рассматриваемого оборудования, с которым нужно работать полуавтоматически или вручную, устанавливают изменением числа оборотов шпинделя. Скорость шпинделя изменяют с помощью зубчатых передач, размещенных внутри сверлильной головки.  В агрегатах повышенной мощности изменение скорости и подачи шпинделя достигаются за счет дополнительного вертикального двигателя, установленного непосредственно на сверлильной головке.

Станки с ЧПУ состоят из нескольких автономно расположенных блоков, каждый из которых управляется индивидуально. Для сокращения времени переналадки используются координатные столы и приспособления.

Поскольку во время сверления выделяется значительное количество тепла, в зону обработки следует непрерывно или периодически подавать смазочно-охлаждающие вещества. В оборудовании с ручной подачей шпинделя для этого используется машинное масло, для более мощных систем – сульфофрезол или водно-масляные эмульсии. Управление системой охлаждения ведётся на основании показаний встроенных датчиков температуры.

Вертикально-сверлильные станки

Среди подобного оборудования принято определять:

Виды металлорежущего оборудования

Металлорежущие станки в зависимости от назначения подразделяются на девять основных групп. К ним относятся следующие устройства:

1. токарные — все разновидности станков токарной группы (в маркировке обозначаются цифрой «1»);
2. сверлильные и расточные — станки для выполнения сверлильных операций и расточки (группа «2»);
3. шлифовальные, полировальные, доводочные — металлорежущие станки для выполнения доводочных, шлифовальных, заточных и полировальных технологических операций (группа «3»);
4. комбинированные — металлорежущие устройства специального назначения (группа «4»);
5. резьбо- и зубообрабатывающие — станки для обработки элементов резьбовых и зубчатых соединений (группа «5»);
6. фрезерные — станки для выполнения фрезерных работ (группа «6»);
7. долбежные, строгальные и протяжные — металлорежущие станки различных модификаций соответственно для строгания, долбежки и протяжки (группа «7»);
8. разрезные — оборудование для выполнения отрезных работ, в том числе пилы (группа «8»);
9. разные — примеры таких металлорежущих агрегатов — бесцентрово-обдирочные, пилонасекательные и другие (группа «9»).

Группы и типы металлорежущих станков (нажмите, чтобы увеличить)

Кроме того, металлорежущие станки могут относиться к одному из следующих типов:

• много- и одношпиндельные, специализированные (полуавтомат и автомат), копировальные многорезцовые, револьверные, сверлильно-отрезные, карусельные, лобовые и специальные типы токарных станков;
• оборудование для выполнения технологических операций расточки и сверления: много- и одношпиндельные, полуавтоматы, сверлильные станки вертикального, горизонтального и радиального типа, расточные устройства координатного, алмазного и горизонтального типа, разные сверлильные модели;
• различные типы шлифовальных станков (плоско, внутри- и круглошлифовальные), обдирочное и полировальное оборудование, заточные и специализированные агрегаты;
• типы металлообрабатывающих станков, предназначенные для обработки элементов зубчатых и резьбовых соединений: зуборезные (в том числе предназначенные для обработки колес конической формы), зубострогальные — для цилиндрических зубчатых колес, зубофрезерные, резьбонарезные, резьбо- и зубошлифовальные, зубоотделочные, проверочные, резьбо-фрезерные, устройства для обработки торцов зубьев и элементов червячных пар;
• металлорежущие станки, относящиеся к фрезерной группе: консольные (вертикальные, горизонтальные и широкоуниверсальные модели) и бесконсольные (вертикальные устройства, продольные, копировальные и гравировальные модели);
• строгальное оборудование и модели подобного назначения: продольные станки, на которых установлена одна или две стойки; горизонтальные и вертикальные протяжные устройства;
• разрезное оборудование: оснащенное абразивным кругом или гладким металлическим диском, резцом или пилами различной конструкции (ленточными, дисковыми, ножовочными); правильно-отрезные типы металлообрабатывающих станков;
• остальные типы станков для обработки металлических заготовок: делительные, используемые для осуществления контроля сверл и шлифовальных кругов, опиловочные, балансировочные, правильно- и бесцентрово-обдирочные, пилокасательные.

Вертикально-фрезерный станок — один из представителей обширной фрезерной группы

Классификация металлорежущих станков также осуществляется по следующим параметрам:

• по весу и габаритным размерам оборудования: крупное, тяжелое и уникальное;
• по уровню специализации: станки, предназначенные для обработки заготовок одинаковых размеров — специальные; для деталей с разными, но однотипными размерами — специализированные; универсальные устройства, на которых можно выполнять обработку деталей любых размеров и форм;
• по степени точности обработки: повышенной — П, нормальной — Н, высокой — В, особо высокой точности — А; также различают станки, на которых можно выполнять особо точную обработку — С, их еще называют прецизионными.

Выбор типоразмера станка

Типовыми характеристиками данного оборудования являются:

1. Максимальный размер сверла, которое может быть установлено в посадочном месте шпинделя, мм.
2. Размеры стола (длина×ширина), мм.
3. Наибольший ход шпинделя, мм.
4. Число скоростей и подач шпинделя.
5. Число конусов шпинделя по Морзе.
6. Потребляемая мощность, кВт (или л.с. – для некоторых типоразмеров импортного оборудования).
7. Площадь, требующаяся для установки агрегата, м².
8. Масса в сборе, кг/т.

Именно по этим показателям и ведётся выбор подходящей модели станка.

На сайте Стербруст указаны также дополнительные технические характеристики, например, рекомендуемый тип инструментальной стали для изготовления свёрл с повышенной стойкостью, тип программного обеспечения (для агрегатов с ЧПУ) и пр.

Выводы

Эффективность использования сверлильного станка будет наивысшей, если выбор типоразмера проводится с учётом:

• Интенсивности применения оборудования (в домашней мастерской она будет ниже, чем на производственных участках);
• Характера выполняемых работ;
• Затрачиваемой мощности;
• Площади, занимаемой агрегатом;
• Цены.

Часто бывает, что купить капитально отремонтированную технику более выгодно, чем приобретать новую.

Координатно-расточные станки

На координатно-расточных станках можно производить самую разнообразную обработку цилиндрических и конических отверстий. Ориентация детали может изменяться в любой плоскости. Можно не только сверлить, но и растачивать поверхность резцами, нарезать не только цилиндрические, а также конические резьбы внутри пространства заготовки.

На некоторых предприятиях для выполнения отверстий с высокой точностью станки устанавливают в изолированные помещения. В них постоянно поддерживается фиксированная температура и влажность воздуха.

Чаще всего такие требования предъявляют к оборудованию, которое используют в космическом производстве. Для некоторых химических производств необходима повышенная точность исполнения работ.

Маркировка станков

Классификация оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла, предполагает, что, увидев его маркировку, любой специалист сразу сможет сказать, какой металлорежущий станок перед ним находится. Такая маркировка содержит в себе буквенные и цифровые символы, которые обозначают отдельные характеристики устройства.

Первая цифра — это группа, к которой принадлежит металлорежущий станок, вторая — разновидность устройства, его тип, третья (а в некоторых случаях и четвертая) — основной типоразмер агрегата.

Расшифровка маркировки металлорежущих станков

После цифр, перечисленных в маркировке модели, могут стоять буквы, по которым определяется, обладает ли модель металлорежущего станка особыми характеристиками. К таким характеристикам устройства может относиться уровень его точности или указание на модификацию.

В качестве примера, можно расшифровать маркировку станка 6М13П. Цифры в данном обозначении свидетельствуют о том, что перед нами фрезерный станок («6») первого типа («1»), который относится к 3-му типоразмеру («3») и позволяет выполнять обработку с повышенной точностью (буква «П»). Литера «М», присутствующая в маркировке данного устройства, свидетельствует о том, что оно прошло модернизацию.

Напольный вариант исполнения

Напольные вертикально-сверлильные станки устанавливают непосредственно на пол. На отдельных предприятиях используют плиты, где происходит жесткая фиксация станины к шпилькам основания.

Диаметр сверления может достигать до 50…60 мм. Это профессиональные станки, в которых предусмотрена только ручная подача инструмента. Оператор может производить сверление в автоматическом режиме. При достижении заданной глубины сверления инструмент возвращается в исходное положение.

Привод осуществляется через коробки передач с цилиндрическими и коническими шестернями. Электродвигатель устанавливается снизу или на колонне. Стол оснащен опорными пазами для крепления заготовок через планшайбы или с помощью машинных тисков. Для деталей сложной формы изготавливают кондукторы, в них фиксируют детали для обработки.

Для обеспечения точного сверления используют направляющие кондукторы, они обеспечивают точное сверление под заданным углом. Чтобы быстро заменять инструмент применяют быстросъемные приспособления. С их помощью легко меняют сверла, зенкеры, зенковки и развертки.

Большинство напольных станков могут производить «мокрое» сверление с помощью СОЖ. Для подачи жидкости используются емкость, фильтр и центробежный насос.

Настольный вариант исполнения

Настольные сверлильные станки. Их устанавливают на столах. Обычно – это небольшие устройства, предназначенные для сверления отверстий от 2…3 до 16…18 мм. Мощность электродвигателя от 0,8…3,5 кВт. В шпинделе предусмотрена возможность установки сверл с коническим хвостовиком, а также в трехкулачковый патрон.

Для фиксирования обрабатываемых деталей на столе имеются фрезерованные Т-образные пазы, в них можно устанавливать машинные тиски. С помощью болтов к столу жестко крепят вспомогательные устройства для ориентированной установки деталей.

На некоторых настольных вертикально-сверлильных станках вертикальное перемещение при установке задается сверлильной головке, на других перемещается рабочий стол. Для закрепления стола или головки используют фиксаторы разных типов.

Привод от электродвигателя к исполнительному механизму осуществляется клиноременной передачей. На подобных станках имеются блоки шкивов на ведущем и ведомом валах. Перемещая ремень по разным ручьям, получают разную частоту вращения шпинделя.

Некоторые станки оснащают системой подачи и отвода СОЖ. Ниже стола устанавливаются ванны для сбора жидкости и отвода ее в бак. Дополнительно устанавливается помпа со своим двигателем.

Принцип действия и устройство сверлильного станка

Процесс сверления – распространённая операция обработки материалов резанием, которая заключается в получении круглых отверстий путём удаления из заготовки некоторого объёма материала. Металлорежущая оснастка представляет собой инструмент, который совершает движение по окружности.

Он снабжается  одно- или многорядными линиями резания, а также имеет полости, предназначенные для удаления отходов процесса (стружки). Одновременно по рабочим канавкам к металлу заготовки подводятся смазочно-охлаждающие технологические средства.

Помимо сверления отверстий, на данном оборудовании можно выполнять также зенкование, хонингование, развёртывание, притирку, шлифование, резьбонарезные операции (см. рис. 1). Примеры товаров разных типов назначения можно посмотреть тут.

Схема типового сверлильного станка включает в себя следующие элементы:

1. Станину – базовую деталь, которая изготавливается из высокопрочного чугуна и служит базой для монтажа и настройки остальных узлов.
2. Привод, кинематическая цепь которого представляет собой электродвигатель, клиноременную передачу и набор шкивов (либо вариатор). Всё это размещается под съёмным защитным кожухом.
3. Сверлильную головку с набором шестерён зубчатых передач.
4. Рукоятку перемещения сверлильной головки.
5. Колонну, ось расположения которой – вертикальная или горизонтальная — определяет тип станка.
6. Шпиндель, где закрепляется сменный патрон с посадочным местом под инструмент.
7. Регулируемый стол, в котором предусматривается зона для размещения крепёжных приспособлений или магнитного зажима.
8. Органы управления.

Сверлильные станки специализированного назначения могут иметь и дополнительные узлы. Например, оборудование, мощность которого рассчитана на длительную работу, обычно снабжается станциями для подвода/отвода смазочно-охлаждающих средств.

Радиально-сверлильный станок

У радиально-сверлильных станков имеется фундаментная плита. На ней смонтирована стойка с неподвижной колонной. Поворот по направляющей гильзе может быть выполнен на угол до 360°. Допускается перемещение по вертикали и горизонтали.

Передача от электродвигателя к исполнительному механизму происходит через коробку скоростей. Механизм выполняет вращение инструмента и вертикальное перемещения шпинделя.

Для обработки используются не только сверла. Довольно часто применяются резцы. Их установка позволяет получать отверстия нужного диаметра. Используют проходные и торцевые резцы.

Наличие в составе привода ходовых винтов помогает при нарезании резьбы в отверстии с заданным шагом. Сами резьбы могут быть прямоугольными, упорными и иного типа.

Сверлильные станки специального назначения

Разнообразие сверлильных станков специального назначения довольно обширное. Для особых случаев сверления создают устройства, способные сверлить отверстия в заданных местах специальным инструментом.

Современные строители часто используют переносные сверлильные станки. Их оснащают коронками для сверления кольцевых отверстий. При этом организуется подача воды в зону обработки и ее отвод с фильтрацией (для повторного использования).

Промышленные перфораторы на станине способны бурить отверстия в железобетонных конструкциях. Их могут устанавливать вертикально или горизонтально. При необходимости станина дает возможность направлять инструмент под заданным углом.

Сверлильный станок с чпу

бытовые мини станки не оснащаются ЧПУ, в этом нет надобности.

Оборудование без ЧПУ делится на:

• с механической и ручной подачей;
• полуавтоматическое;
• автоматическое;
• автоматизированное.

Помимо этого, станки в последнее время пополнились большим количеством новых специализированных и специальных устройств, среди них можно выделить:

• комбинированный токарно-фрезерно-расточной и многофункциональный фрезерно-токарно-расточной центр;
• магнитный инновационный станок;
• деревообрабатывающий присадочно-сверлильный станок.

Типы и классификация сверлильных станков

По направлению рабочего перемещения сверла данная техника подразделяется на станки вертикального, горизонтального и радиального исполнений, а по назначению и структуре – на следующие категории:

В конструкциях современных сверлильных станков всё чаще предусматриваются системы числового программного управления (ЧПУ), благодаря которым возможно с одной установки производить получение нескольких отверстий различной глубины и диаметра. ЧПУ эффективно при больших программах выпуска однотипной продукции.

Уровни автоматизации

Виды токарных станков, а также устройства любого другого назначения, которые используются в условиях массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Такое название они получили по причине того, что их комплектуют из однотипных узлов (агрегатов): станин, рабочих головок, столов, шпиндельных узлов и других механизмов.

Токарный станок с ЧПУ

Классификация токарных станков (а также оборудования любых других категорий) по уровню автоматизации подразумевает их разделение на следующие виды:

1. ручные модели, все операции на которых осуществляются в ручном режиме;
2. полуавтоматические, в которых часть технологических операций (установка заготовки, запуск устройства, снятие готовой детали) выполняется в ручном режиме (все остальные операции, относящиеся к вспомогательным, проходят в автоматическом режиме);
3. автоматические, для работы которых необходимо только задать параметры обработки, все остальные операции они выполняют самостоятельно, в соответствии с заданной программой;
4. металлорежущие агрегаты с ЧПУ (всеми процессами на таких станках управляет специальная программа, которая содержит закодированную систему числовых значений);
5. металлорежущее оборудование, относящееся к категории гибких автоматизированных модулей.

Наиболее яркими представителями металлорежущих станков являются устройства с ЧПУ, работой которых управляет специальная компьютерная программа. Такой программой, которую в память станка вводит его оператор, определяются практически все параметры работы агрегата: частота вращения шпинделя, скорость обработки и др.

Системой ЧПУ могут оснащаться даже самые компактные настольные станки

Все виды металлообрабатывающих станков, оснащенные системой ЧПУ, содержат в своей конструкции следующие типовые элементы.

• Пульт (или консоль) оператора, посредством которого в память станка водится компьютерная программа, управляющая его работой. Кроме того, с помощью такого пульта можно выполнять и ручное управление всеми параметрами работы агрегата.
• Контроллер — важный элемент системы ЧПУ, с помощью которого не только формируются управляющие команды, передаваемые на рабочие элементы оборудования, и контролируется правильность их выполнения, но также производятся все необходимые расчеты. В зависимости от степени сложности модели агрегата в качестве контроллера для его оснащения может быть использован как мощный компрессор, так и обычный микропроцессор.
• Экран или дисплей, выступающие в роли управляющей и контрольной панели для оператора. Такой элемент позволяет в режиме реального времени наблюдать за работой металлорежущего станка, контролировать процесс обработки, а при необходимости оперативно менять параметры и настройки.

Принцип работы металлообрабатывающих станков, оснащенных системой ЧПУ, несложен. Предварительно пишется программа, учитывающая все требования к обработке конкретной заготовки, затем оператор вводит ее в контроллер станка, используя специальный программатор.

Использование металлорежущих станков, оснащенных числовым программным управлением, позволяет выполнять обработку с высокой точностью и производительностью, что и является причиной их активного использования для оснащения промышленных предприятий, выпускающих изделия крупными сериями. Такие агрегаты благодаря высокому уровню своей автоматизации отлично встраиваются в крупные автоматизированные линии.

Устройство токарно-винторезного станка

Заключение

• Станочное оборудование сверлильной группы используется для формирования цилиндрических отверстий в металле и других конструкционных материалах.
• Промышленность выпускает станки разного назначения, их используют для штучного и массового производства.
• В технологии изготовления машин и агрегатов сверлильные станки используются чаще других.
• Для выполнения отверстий особой сложности применяют сверлильные станки специального назначения.