Устройство вертикально сверлильного станка

Вертикальный сверлильный станок — для чего и почему

Вертикальный сверлильный станок – это техника, необходимая для создания глухих и сквозных отверстий, а также для дополнительной обработки полученных иным методом отверстий. Она часто используется для рассверливания отверстий, которые требуют максимальной точности.

Также агрегаты данного типа демонстрируют свою эффективность при нарезании внутренней резьбы и при создании дисков из сплошного листового материала. Другими словами, вертикальные станки – это универсальные помощники, на которые можно возложить выполнение ряда непростых задач.

Конечно же, технологические возможности оборудования не ограничиваются вышеприведенными операциями. Функционал техники гораздо шире, чем может показаться на первый взгляд. Это стало причиной широкого ее применения в самых разных сферах.

Особую популярность такие станки обрели в мелкосерийном производстве. Для выполнения частных задач они подходят идеально. Однако, если рабочий цех оснастить должным образом, подобные агрегаты станут незаменимым инструментом в сфере массового производства.

Виды вертикальных сверлильных станков

Все вертикальные сверлильные станки можно распределить по следующим категориям:

• Одношпиндельные агрегаты настольного типа. Такая техника идеально подходит для мелкосерийного производства.
• Одношпиндельные вертикальные напольные станки.
• Агрегаты редукторного типа.
• Многошпиндельные станки.
• Техника, предназначенная для глубокого сверления.

Все эти агрегаты могут быть дополнены числовым программным управлением, что делает работу на них проще, эффективней, а результаты – точнее. Рассмотрим особенности каждого из видов станков.

Одношпиндельные агрегаты настольного типа – это небольшие по размеру станки, которые рассчитаны в основном на получение отверстий диаметром до 16 миллиметров. Также с помощью этой техники можно зенкеровать и зенковать заготовку. С нарезанием резьбы одношпиндельные настольные станки также справятся.

Среди преимуществ эти станков стоит выделить малые габариты, умеренное энергопотребление и низкий уровень издаваемого во время работы шума. Пожалуй, это единственные вертикальные станки, которые подходят для эксплуатации в бытовых условиях.

Если же речь идет о больших цехах или мастерских, то для этих условий идеально подойдет напольный станок, список возможных операций которого гораздо шире. Особенностью конструкции этой техники можно считать наличие специальных подножек, которые облегчают монтаж достаточно тяжелого агрегата на самых разных поверхностях. Также конструкция включает такие элементы как рабочую стойку, шпиндель, фундаментную плиту, механизм подачи и коробку скоростей.

Для получения крупных отверстий в условиях цеха такой техники, все же, недостаточно. И тут на помощь приходят массивные редукторные станки, которым можно поручить такую работу. Если же такой агрегат комплектуется числовым программным управлением, то он и вовсе становится незаменимым помощником на производстве, так как позволяет получать практически любые отверстия с максимальной точностью. Подобные агрегаты комплектуются системой индикации, которая предоставляет оператору нужную информацию.

Станок вертикально-сверлильный имеет свои особенности. Во-первых, сверление осуществляется путем перемещения заготовки относительно инструмента, который крепится с помощью специальных переходных втулок и патронов. Во-вторых, встроенный стол поворачивается вокруг основной колонны, что делает более удобной работу с большими заготовками. Стоит также отметить, что эта техника имеет достойные показатели производительности. Их сервисное обслуживание при этом порадует мастера своей простотой.

Расшифровка обозначений

Как вам, наверняка, уже приводилось видеть, у каждого станка вертикально-сверлильного есть свое буквенно-числовое обозначение. Какую же информацию несут под собой эти шифры?

Первая цифра в названии станка говорит о том, к какой группе он принадлежит. Вторая цифра определяет тип агрегата. Третья и четверная цифра указывают на габариты станка. Если после первой цифры стоит буква, то перед нами улучшенная модель агрегата. Стоящая же после всех цифр буква информирует о том, что на базе станка была создана усовершенствованная модель.

Устройство вертикального станка и алгоритм работы

Каждый агрегат вертикального типа состоит из нескольких конструктивных деталей. В большинстве случаев он являет собой фундаментальную плиту, куда водружается колонна. На колонне располагается электродвигатель и шпиндельная головка с инструментом. На направляющих фиксируется шпиндельная бабка, что позволяет перемешать посредством штурвала шпиндель в вертикальной плоскости.

Также конструкция имеет рабочий стол, на котором обрабатывается заготовка. Чаще всего производители станков оснащают стол механизмом подъема и опускания. В некоторых случаях стол может поворачиваться вокруг оси колонны для большего удобства оператора.

Алгоритм работы за вертикальным сверлильным станком выглядит следующим образом:

• Закрепление заготовки;
• Настройка работы станка оператором;
• Включение агрегата и подача сверла;
• Съем детали;
• Уборка стола и помещения от образовавшейся стружки.

Многие производители оборудования комплектуют станки многоскоростным редуктором, который позволяет выбирать оптимальную частоту для конкретной операции. В целях безопасности агрегаты оснащаются электрическим шкафом, который обеспечивает при необходимости защитное отключение техники.

Тонкости покупки

Вы удивитесь, но в среднем стоимость вертикального сверлильного станка весьма умеренна. При этом чтобы выбрать идеальный для своих целей агрегат, нужно тщательно узнавать у поставщика технические характеристики конкретных моделей. Для домашней эксплуатации вполне достаточно настольного аппарата.

Нужно также учитывать, что наличие числового программного управления делает технику более дорогой. Тем не менее, если станок будет использоваться в производственных целях, то ЧПУ станет весьма выгодной инвестицией, которая повысит качество и точность проведения большинства сверлильных операций. Практика показывает, что приобретение компьютеризированной техники окупается очень быстро. Главное – подобрать подходящий по всем параметрам аппарат, который будет справляться с поставленной задачей.

Сверлильные станки

Сверлильные станки предназначены для выполнения глухих и сквозных отверстий в деталях из различных материалов, а также для чистовой обработки внутренних цилиндрических поверхностей при помощи операций зенкерования и развертывания.

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;

Конструкция и принцип работы

Рассмотрим конструкцию и принцип работы на примере распространенного вертикально-сверлильного станка 2Н125.

Рисунок 6. Вертикально-сверлильный станок 2Н125

Состоит сверлильный станок из следующих основных компонентов.

1. Вертикальная колонна (станина). Служит опорой для размещения всех основных узлов станка.
2. Электродвигатель. Приводит в движение через коробку скоростей шпиндельную головку. Используются как фазные, так и асинхронные электродвигатели, так как нет жестких требований по пусковому моменту. Процесс сверления начинается уже тогда, когда двигатель набирает свою проектную скорость вращения.
3. Сверлильная головка. Основной блок. Вмещает в себя коробку скоростей с механизмом изменения частоты передачи, механизм вертикальной подачи с рукояткой, лимб для точной подачи и шпиндель с патроном.
4. Рукоятка переключения коробки скоростей и подач. Служит для изменения скорости рабочих движений.
5. Штурвал ручной подачи. Вращением этой рукоятки осуществляется ручная вертикальная подача.
6. Лимб контроля глубины обработки. Представляет собой кольцевую головку с размеченной шкалой. Служит для тонкой настройки вертикальной подачи. Используется, когда сверление должно осуществляться на определенную глубину. На лимбе обязательно указывается цена деления его шкалы.
7. Шпиндель. Служит для закрепления патрона. Предает вращательное движение через патрон на сверло. Имеет возможность вертикального перемещения на направляющей, установленной в сверлильной головке.
8. Сопло подачи охлаждающей жидкости. Является частью механизма охлаждения обрабатываемой заготовки и сверла. При включении насоса подает струю смазывающе-охлаждающей жидкости в зону обработки.
9. Стол. Предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки. Имеет ряд проточек, в которые устанавливаются различные захватные приспособления (струбцины, тиски и др.).
10. Рукоятка подъема стола. Приводной орган механизма изменения уровня стола. Служит для подвода заготовки к шпинделю на максимально эффективное расстояние или для отдаления, если обрабатывается заготовка больших габаритов.
11. Фундаментная плита. Основание станка. Выполняется массивной, что обеспечивает устойчивость станка. Имеет отверстия под болты, при помощи которых осуществляется крепление к фундаменту.
12. Шкаф электрооборудования. Содержит в себе электрические схемы, управляющие реле и предохранительные элементы. На станках более поздних версий также вмещается в себя панель управления автоматизацией рабочего процесса.

Сегодня сверлильные станки представлены в самых разнообразных исполнениях. Центральная концепция, согласно которой развивается это направление станкостроения – максимальная автоматизация рабочих процессов и расширение технологических возможностей.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во Вконтакте.

Устройство и назначение вертикально сверлильного станка

Вертикально – сверлильные станки (рис.50) предназначены для сверления и рассверливания отверстий, нарезания в них резьбы, зенкерования, развертывания отверстий и т. п. При сверлении главным движением является вращательное движение инструмента, а движением подачи – поступательное движение инструмента вдоль оси.

Сверлильный станок состоит из: станины А; коробки подач Б; коробки скоростей В; стола Г; основания Д; шпинделя Е.

Рисунок 50 – Общий вид вертикально-сверлильного станка

Станина А предназначена для соединения между собой всех узлов станка. Отлита из серого чугуна и представляет собой коробку прямоугольного сечения, установленную вертикально на основании Д. На верхнем конце станины установлена коробка скоростей В. Коробка скоростей представляет собой чугунный корпус, внутри которого расположены зубчатые передачи и механизмы переключения скоростей. Служит для сообщения шпинделю Е различных частот вращения. По направляющим станины может перемещаться коробка подач Б и стол А. Коробка подач предназначена для осуществления различных подач шпинделя. Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками; ручная подача –штурвалом 2.

Обрабатываемая деталь устанавливается на столе станка и закрепляется в машинных тисках или в специальных приспособлениях. Совмещение оси будущего отверстия с осью шпинделя осуществляется перемещением приспособления с обра­батываемой деталью на столе станка. Режущий инструмент в зависимости от формы его хвостовика закрепляется в шпинделе станка при помощи патрона или пе­реходных втулок. В соответствии с высотой обрабатываемой детали и длиной режущего инструмента производится установка стола и шпиндельной бабки. Подъем и опускание стола осуществляется рукояткой 1.

Выбор режима резания при обработке отверстий

Обработка отверстия на сверлильных станках совершается в результате двух движений: вращения инструмента вокруг его оси Dг (главное движение резания) и осевого перемещения инструмента Ds (движение подачи).

Элементами режима резания при обработке отверстия являются:

– скорость главного движения резания ν, м/мин, вычисляемая по формуле:

где D – диаметр инструмента (сверла, зенкера, развертки), мм; n – частота вращения шпинделя, мин -1 ;

– подача за один оборот заготовки Sо, мм/об – величина перемещения инструмента за один оборот:

где Sz – подача инструмента за время его поворота на одно режущее лезвие (зуб) инструмента, мм/зуб; z – число режущих лезвий; при нарезании резьбы Sо = Sр, где Sр – шаг нарезаемой резьбы;

– глубина резания t, мм: при сверлении глубина резания равна половине диаметра сверла t = D/2; при рассверливании, зенкеровании, развертывании

где D и d– диаметры обработанного и обрабатываемого отверстий соответственно.

Значения элементов режима резания назначают в зависимости от марки обрабатываемого материала, вида технологической обработки, материала режущей части инструмента, требований к обрабатываемому отверстию. При этом обычно пользуются справочными таблицами, номограммами или проводят расчеты по формулам теории резания.

СОДЕРЖАНИЕ СТАНОЧНОЙ ПРАКТИКИ

Цель практики: знания видов обработки резанием, режущих инструментов и приспособлений, устройства и назначения токарно-винторезного и горизонтально–фрезерного станков; умения выбирать вид обработки в зависимости от формы обрабатываемой поверхности; первичные умения настраивать станок на заданный режим обработки; первичные навыки точения и фрезерования поверхностей.

Работа проводится на токарно-винторезном и вертикально-фрезерном станках. Каждому студенту предоставляется индивидуальное рабочее место. В содержание работы входят перечисленные далее упражнения и комплексная работа.

Оборудование и оснащение рабочих мест:станки токарно-винторезные – 1Б61А, 1К62, CDS 6240; станок токарный с ЧПУ – СКЕ 6150Z; станки сверлильные – 2А125, 2М112, КОРВЕТ-43, PROFI G10525; станок вертикально-расточной – 2Е78П; станок радиально-сверлильный – Z3732Х8; станки шлифовальные – 3Б623В, 3Г71, 3Д423: станки фрезерные – 6Н11, 6Н81; станок отрезной – UE-250S; станок хонинговальный – 3К333; станок универсально-заточный – 3А64Д; тумбочки инструментальные; ящики для инструментов; шкафы металлические.

Упражнения в управлении токарным станком. Пуск и остановка электродвигателя станка. Включение и выключение привода главного движения и привода движений подач. Установка заготовок в трехкулачковом самоцентрирующем патроне и в центрах на оправках. Установка, выверка и закрепление резцов. Упражнения в управлении суппортом (ручное и механическое движения подачи). Упражнение в пользовании штангенциркулем. Снятие пробной стружки на длине 4–5 мм по заданной глубине резания. Контроль размера. Снятие стружки на длине 20–30 мм ручной подачей. Установка резца на глубину резания по лимбу. Точение цилиндрической поверхности детали с механической подачей резца. Контроль размеров. Техническое обслуживание рабочего места. Техника безопасности работы на станке.

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Вертикально-сверлильные станки.

Лабораторная работа № 7

Изучение конструктивных особенностей сверлильных станков.

Назначение и область применения сверлильных станков.

Сверлильные станки предназначены: для получения сквозных и глу­хих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, развертывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования тор­цовых поверхностей.

Применяя специальные инструменты и приспособления, на сверлиль­ных станках можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале («трепанирование»), притирать точные отверстия и т. д.

Сверлильные станки используют в механических, сборочных, ремонт­ных и инструментальных цехах машиностроительных заводов, а также в ремонтных мастерских, обслуживающих транспорт, стройки, сельское хозяйство.

На сверлильных станках обработка отверстий производится сверлами, зенкерами, развертками, зенковками и другими инструментами, нарезание резьбы — метчиками.

Существуют следующие типы универсальных сверлильных станков: 1) настольно-сверлильные станки (одношпиндельные); 2) вертикально-сверлильные одношпиндельные станки; 3) радиально-сверлильные станки; 4) многошпиндельные сверлильные станки; 5) станки для глубокого свер­ления.

Наиболее распространенными в общем машиностроении являются вертикально- и радиально-сверлильные станки.

Основные размеры сверлильных станков — наибольший диаметр сверле­ния в стали средней тердости, номер конуса шпинделя, вылет шпинделя, наименьшие и наибольшие расстоя­ния от торца шпинделя до стола и до фундаментной плиты.

Вертикально-сверлильные станки.

Краткие технические характеристики отечественных свер­лильных станков приведены в табл. 4, 1.

В вертикально-сверлильных станках главным движением v является вращение шпинделя с закрепленным в нем инструментом, а движением подачи s_x — вертикальное перемещение шпинделя (Рис.4.1.).

Обрабатываемую заготовку устанавливают на столе или непосредст­венно на фундаментной плите, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

Рис.4.1. Вертикально-сверлильный станок.

Основными узлами вертикально-сверлильного станка являются станина 2, фундаментная плита 1, привод главного движения 3, шпиндель 5, коробка подач и механизм подачи 4, стол 6.

На станине, которая предста­вляет собой полую отливку коробча­той формы, размещены основные узлы станка. Станина имеет вертикальные направляющие, на которых устанавли­вается кронштейн, несущий шпиндель. В полости станины размещаются элек­троаппаратура управления и противо­вес шпинделя.

Фундаментная плита слу­жит опорой станка. В средних и тяже­лых станках ее верхняя плоскость используется для установки заготовок крупных размеров. Внутренние поло­сти фундаментной плиты служат резер­вуарами для смазочно-охлаждающей жидкости.

Коробка скоростей свер­лильных станков содержит в большин­стве случаев зубчатые передачи, пере­ключениями которых получают различ­ные скорости шпинделя. Шпиндель современных вертикально-сверлильных станков имеет 6—12 ступеней скорости, обеспечиваемых сочетанием привода главного движения с одно- или двухскоростным электродвигателем. Некоторые модели вертикально-сверлильных станков име­ют вместо привода главного движения бесступен­чатый вариатор. На Рис.4.2. показан привод главного движения вертикально-сверлильного станка.

Рис.4.2. Конструкция привода главного движения вертикально-сверлильного станка.

Корпус привода прикреплен к верхнему торцу станины. На крышке 3

корпуса установлен электродвигатель, соединенный с первым валом коробки муф­той 6. С помощью двух передвижных блоков 7 и 8 гильзе 2 сообщается шесть (при односкоростном двигателе) различных скоростей. Гильза имеет внутренние шлицы, посредством которых вращение передается шпинделю. Сменные шестерни 4—5 позволяют получить более высокий ряд скоростей шпинделя, например, при переходе на обработку заготовок из цветных металлов.

Шпиндель Рис.4.3. своей зубчатой (шлицевой) частью вхо­дит в гильзу коробки скоростей и, вращаясь вместе с ней, имеет в то же время возможность перемещаться в ней в осевом направлении. В переднем конце шпинделя крепят режущий инструмент либо непосредственно в коническом отверстии, либо посредством переходных втулок или других приспособлений. Значительные осевые нагрузки, возникающие при сверлении, воспри­нимаются в легких станках радиально-упорными подшипниками, а в сред­них и тяжелых станках — шариковыми или роликовыми упорными под­шипниками 3, смонтированными вв шпиндельной гильзе 2, которая сооб­щает шпинделю поступательное движение

через реечную передачу, свя­занную с механизмом осевого перемещения шпинделя. Коробка подач обеспечивает более или менее значительный ряд подач шпинделя, необходимых для работы различными инструмен­тами. В зависимости от размера станка шпиндель имеет 4—12 величин скоростей подачи. Коробка подач получает вращение или непосредственно от шпинделя, или от одного из валов коробки скоростей, связанного со шпинделем постоянными передачами.

В существующих конструкциях коробок подач вертикально-сверлиль­ных станков настройка нужной величины подачи производится переклю­чением блоков зубчатых колес, переключением муфт или перемещением вытяжной шпонки. Коробка подач размещается, как правило, в крон­штейне станка.

Механизм подачи в вертикально-сверлильных станках слу­жит для механического и ручного перемещения шпинделя. При механи­ческой подаче с помощью сцепной муфты устанавливается связь между выходным валом коробки подач и гильзой шпинделя. При ручной подаче движение передается от маховичка ручного управления непосредственно на гильзу шпинделя, минуя цепь механической подачи. Механизм снабжен устройством для автоматического выключения механической подачи при достижении заданной глубины обработки.

Стол станка служит для закрепления обрабатываемой заготовки. Он может быть неподвижным (съемным) или поворотным (откидным). Стол либо монтируется на направляющих станины, либо выполняется в форме тумбы, устанавливаемой на фун­даментной плите. В станках, предназначенных для серий­ного производства, конструкция стола дает возможность перемещения закрепленной заготовки в продольном и поперечном направлениях (крестовый стол). Такая кон­струкция стола позволяет последовательно обработать ряд отверстий без повторной установки и крепления заго­товки. Существуют столы с программным управлением, где последовательная координатная установка заготовки осу­ществляется в соответствии с технологическим процессом автоматически.

При обработке на вертикально-сверлильных станках значительная доля вспомогательного времени затрачи­вается на смену режущего инструмента. Применение быстросменных патронов, позволяющих сменить инстру­мент без остановки шпинделя, способствует сокращению этого вспомогательного времени. Однако степень автома­тизации станка при этом не повышается, поскольку смена инструмента производится вручную. Оснащение вертикально-сверлильного станка специ­альной револьверной головкой с автоматическим поворо­том и фиксацией повышает степень автоматизации станка и в то же время требует наличия автоматического упра­вления изменением чисел оборотов и величины подачи шпинделя. С этой точки зрения перспективной является конструкция вертикально-сверлильного станка мод. 2Б135, разработанная в ЭНИМСе. Коробка скоростей этого станка оснащена бесконтактными электромагнитными муфтами, позволяющими автоматически переключать ско­рости шпинделя. Вместо ступенчатой шестеренной коробки в цепь подач станка встроена порошковая электромагнит­ная муфта, которая дает возможность бесступенчато и автоматически регулировать величину подачи шпинделя. Для ручного перемещения шпинделя в цепи подач преду­смотрен обгонный механизм.

Конструкция такого типа делает возможной встройку станка в автоматическую линию.