6.6.2. Типы сверлильных станков

Главный параметр сверлильных станков - наибольший диаметр D_б сверления отверстия в стали средней твердости (НВ 200 - 250). К основным параметрам относятся наибольший вылет шпинделяL_б, наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола или фундаментной плитыН_б, наибольший ход шпинделяh_б и др.

Среди признаков различия сверлильных станков наиболее характерными являются расположение шпинделей (вертикальное и горизонтальное), назначение или степень специализации (универсальные и специализированные на определенные виды работ).

Вертикально-сверлильные станки (рис. 6.41, а), позволяющие выполнять все виды сверлильных работ, составляют основную часть парка сверлильных станков. Они бывают одношпиндельными и многошпиндельными, в настольном и напольном исполнении, с диаметром получаемого отверстия от 3 до 75 мм.

Для установки заготовки обычно служит стол 1. Хвостовик режущего инструмента или оправка устанавливаются в коническое отверстие шпинделя2. Средние станки имеют раздельными коробку скоростей3 и шпиндельную бабку4 с механизмом подачи. Стол и шпиндельная бабка могут совершать установочное перемещениеSyпо направляющим5колонны (станины) станка. Значениеh_бзависит отD_би колеблется от 130 до 500 мм. На вертикально-сверлильных станках обрабатывают небольшие заготовки массой до 25 кг. Для обработки очередного отверстия заготовку необходимо переустанавливать таким образом, чтобы ось шпинделя была сосна оси будущего отверстия.

а б

Рис. 6.41. Сверлильные станки

Радиально-сверлильные станки(рис. 6.41, б) предназначены для обработки большого числа разнообразных отверстий в крупных заготовках без их переустановки. Заготовку помещают на столе6или фундаментной плите7. Шпиндель5можно сравнительно быстро установить соосно с любым обрабатываемым отверстием благодаря установочным перемещениям шпиндельной бабки4 по траверсе2(Sy₁) и колонны1вокруг оси (Sy₂). Третье установочное перемещение (Sy₃) осуществляют подъемом или опусканием траверсы. Радиально-сверлильные станки отличаются большими значениямиН_биL_б , которые в крупных станках достигают 3 м и более (у вертикально-сверлильных станковН_б< 1,0 м иL_б< 0,5 м). Коробка скоростей3обеспечивает необходимый диапазон регулирования скорости резания.

Наряду со стационарными применяют переносные и передвижные станки. Первые, перенося подъемным краном в необходимое место, и обрабатывают вертикальные, горизонтальные и наклонные отверстия в крупногабаритных заготовках. Вторые монтируют на самоходных тележках, перемещающихся по рельсам. Для обработки отверстий в листовых материалах используют радиально-сверлильные станки, в которых не предусмотрено вертикальное перемещение траверсы. Для получения центровых отверстий в валах используют центровальные, а для глубоких отверстийгоризонтально-сверлильныестанки. Для повышения производительности сверлильных работ применяют многошпиндельные головки, а в крупносерийном и массовом производстве многошпиндельные автоматы.

П

Рис. 6.42. Приспособления к сверлильным станкам

риспособления к сверлильным станкам. Для использования на одном станке режущего инструмента разных диаметров применяются переходные втулки. Имеется стандартный набор втулок, обеспечивающий закрепление инструмента любого диаметра в коническом отверстии шпинделя Переходные втулки бывают двух типов, для инструмента с коническим хвостовиком и для инструмента с цилиндрическим хвостовиком (рис. 6.42, а). Для инструментов с цилиндрическим хвостовиком небольшого диаметра применяют также патроны трехкулачковые и цанговые. Нашли распространение быстросменные патроны (рис. 6.42, б), позволяющие сменить инструмент, не останавливая вращения шпинделя, при поднятой вверх накатной части1 патрона.

Для установки и закрепления заготовок применяют ма­шинные тиски, угольники, поворотные столы, струбцины 2, прихваты3, призмы4(рис. 6.42, в) и другие приспособления. В серийном производстве часто используют специальные приспособления - кондукторы (рис. 6.42, г). В корпусе кондуктора6, в который вставляется заготовка, имеются кондукторные втулки5 для направления инструмента строго по заданным осям обрабатываемых отверстий. Втулки изготавливаются из инструментальной стали. Сверление производится через втулку. После сверления в заготовке отверстий их оси будут иметь те же координаты, что и оси кондукторных втулок. Применение кондукторов исключает трудоемкую операцию разметки отверстий в заготовке.

Примеры схем обработки на вертикально-сверлильном станке приведены на рис. 6.43.

6

Рис. 6.43. Схемы обработки на сверлильном станке:

а – сверление, б – рассверливание, в – зенкерование, г – развертывание,

д – коническое развертывание, е - цекование, ж – зенкерование, з - коническое зенкерование, и – нарезание резьбы, к – комбинированная обработка

.6.3. Технологические возможности расточных станков

По технологическим возможностям расточные станки подразделяются на горизонтально-, координатно- и алмазно-расточные. Наиболее широкое распространение получили горизонтально-расточные станки, которые используются преимущественно для обработки точных отверстий в корпусных заготовках. Эти станки кроме растачивания позволяют осуществлять сверление, зенкерование, нарезание внутренней и наружной резьб, обтачивание цилиндрических поверхностей, подрезку торцов и торцовое фрезерование. Благодаря широкому спектру возможных обработок на горизонтально-расточных станках часто удается проводить полную обработку сложных корпусных деталей без переустановки заготовки на другие станки. При этом в обычных условиях на длине 100 мм обеспечивается отклонение до 0,01 мм от цилиндричности (для отверстий порядка 150 мм) и от параллельности (для осей отверстий, расточенных при подаче шпинделя). В зависимости от применяемого инструмента и режима резания шероховатость обработанной поверхности поR_zсоставляет от 40 до 6,3 мкм.

Г

Рис. 6.44. Схема горизонтально-расточного станка

оризонтально-расточные станки конструктивно подразделяются на три типа -А, БиВ. Схема наиболее распространенного типаБприведена на рис. 6.44. На направляющих станины7установлена передняя стойка5, несущая шпиндельную бабку6с выдвижным шпинделем3и планшайбой4. В шпинделе, диаметр которого является главным параметром станка, устанавливаются расточные оправка с расточными резцами, или сверла, зенкеры, развертки, фрезы. Задняя стойка1с люнетом служит для поддержания свободного конца расточных оправок. Люнет кинематически связан со шпиндельной бабкой и всегда сосен шпинделю. Заготовка устанавливается на стол2. Планшайба имеет независимое от выдвижного шпинделя вращение и часто имеет радиальный суппорт8(рис. 6.44, б), который может передвигаться внутри планшайбы в радиальном направлении. На планшайбе и суппорте устанавливают резцы. Главное вращательное движение совершает инструмент, находящийся в шпинделе, на планшайбе и радиальном суппорте. Движение подачи осуществляется инструментом при осевом перемещении шпинделя (Sо), радиальном перемещении суппорта (Sp), вертикальном перемещении шпиндельной бабки (Sв), продольном перемещении передней стойки (Snp) или заготовкой при поперечном перемещении стола (Sп). Два последних движения являются характерными для станков типаБ. В станках типаА, по которому изготавливают преимущественно станки небольших размеров,Snp иSnсовершает только стол, а передняя стойка неподвижна. Тяжелые станки в основном изготавливают по типуВ. Для них характерно отсутствие стола, и заготовку устанавливают на станину. Передняя стойка, подвижная в продольном направлении, может иметь также и поперечное перемещение. Конструктивное разнообразие горизонтально-расточных станков проявляется также в наличии или отсутствии поворотной части стола, люнетной стойки, радиального суппорта.

Приспособления для обработки заготовок на расточных станках.Заготовки на столе расточного станка закрепляют с помощью различных универсальных приспособлений: станочных болтов, прижимных планок, угольников, призм.

При обработке отверстий и плоскостей, расположенных под углом к основанию заготовки или друг к другу, применяют угольники. Заготовку устанавливают на вертикальной плоскости угольника (рис. 6.45).

Заготовки с опорными поверхностями цилиндрической формы устанавливают на призмы: короткие заготовки — на одну призму, длинные — на две.

К

Рис. 6.45. Угольники: а – жесткий, б – поворотный, в - двухкоординатный

орпусные детали отличаются большим многообразием форм и размеров обрабатываемых поверхностей и точностью их обработки. Корпусные детали с плоской опорной (базовой) поверхностью крепят непосредственно к столу станка прихватами. Для деталей с неплоской базовой поверхностью используют различные конструкции специальных приспособлений - кондукторов для закрепления корпусных заготовок. Для обеспечения правильного положения инструмента относительно обрабатываемой поверхности используются расточные кондукторы.

При растачивание наиболее широко используемый метод обработки, выполняемый резцами различных типов. Резцы устанавливают в консольных (рис. 6.46, а, б) или двухопорных оправках (рис. 6.46, в). Двухопорные оправки иногда называют борштангами. Наряду со стержневыми (рис. 6.46, а) применяют и двухлезвийные пластинчатые резцы (рис. 6.46, б), которые выполняют по заданному диаметру отверстия. Их закрепляют шарнирно (рис. 6.46, б) или жестко клином. В первом случае резцовую пластинку 3вставляют в гнездо оправки и винтом1 удерживают от выпадения. В то же время благодаря наличию небольшого зазора (0,10 … 0,15 мм) между пазом2пластинки3и винтом1развертка может самоустанавливаться («плавать»), что облегчает настройку станка, но не исправляет погрешности положения оси растачиваемого отверстия. При повышенных требованиях к положению оси растачиваемого отверстия применяют применяют стержневые резцы или пластинчатые резцы закрепленные жестким клином (рис. 6.47,). Пластинчатый резец1вставляют в паз оправки, по выступу в пазе фиксируют требуемое положение резца, и в этом положении закрепляют резец клином2.

В)

Рис. 6.46. Оправки для закрепления резцов

Двухопорная расточная оправка (рис. 6.46, в) представляет собой длинный вал с коническим хвостовиком на одном конце для установки его в шпинделе станка. Другой конец оправки вращается во втулке люнета задней стойки станка, который является второй опорой для оправки. По длине оправки расположены окна для закрепления стержневых и пластинчатых резцов.

Д

Рис. 6.47. Крепление резца клином

ля закрепления стандартных многолезвийных режущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток, фрез и т. п.) на расточных станках применяют специальные оправки, переходные втулки и патроны.

Растачивание цилиндрических отверстий.Растачиванием отверстий резцами исправляют форму и оси предварительно обработанных или отлитых отверстий. Использование консольной оправки для закрепления резцов целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия не более пяти ее диаметров, так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость, что приводит к необходимости уменьшения глубины резания.

На рис. 6.48, а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. На рис. 6.48, б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий резцами закрепленными в двухопорной оправке. Отверстия большого диаметра, но малой длины растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис. 6.48, в

Рис. 6.48. Схемы обработки отверстий на расточных станках

). Конические отверстия обрабатываю резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис. 6.48, г). В процессе обработки резец перемещается по наклонным направляющим приспособления. Для обтачивание наружных цилиндрических поверхностей резец закрепляют на радиальном суппорте планшайбы (рис. 6.48, д). На рис. 6.48, е показано подрезание торца проходным резцом, закрепленным на радиальном суппорте планшайбы. Небольшие плоскости подрезают пластинчатым резцом (рис. 6.48, ж). На рис. 6.48, з приведен пример фрезерования вертикальной плоскости торцовой фрезерной, закрепленной в расточном шпинделе.

Алмазно-расточные станкипредназначены для получения отверстий по 7-му квалитету (горизонтально-расточные станки обеспечивают 9 … 8 квалитеты) с малой шероховатостью поверхности (R_z < 1 мкм). Высокое качество обработки достигается благодаря высокой жесткости несущей системы станка, применяемым режимам обработки, для которых характерна высокая скорость резания (100 … 1000 м/мин), малые глубина резания (0,05 … 0,3 мм) и подача (0,01 … 0,15 мм/об), использованию резцов с режущей частью из алмаза или других износостойких материалов.

На координатно-расточных станкахобрабатывают заготовки, когда требуется получить в детали очень высокую точность расположения осей параллельных отверстий. Эти станки снабжаются специальными механическими, оптико-механическими, электрическими и другими отсчетными устройствами, позволяющими перемещать стол с заготовкой относительно оси шпинделя с точностью до 0,001 мм. Отверстия растачиваются при закрепленном положении стола и шпиндельной бабки. В результате погрешность расстояния между осями отверстий, положение которых устанавливалось по двум прямоугольным координатам, не превышает 0,01 мм (в горизонтально-расточных станках погрешность при координатном способе установки составляет до 0,05 мм). Рабочий стол координатно-расточного станка допускает точную установку и по полярным координатам.