Сверлильный станок — оборудование с помощью которого получают сквозные или глухие отверстия в различных материалах. Кроме сверления на подобном станке производят зенкеровку и расточку отверстий, нарезают внутреннюю резьбу в металлических заготовках. Это обобщенное описание оборудования у которого существует множество вариантов исполнения. От небольших настольных версий для домашней мастерской до больших напольных сверлильных машин, эксплуатируемых на производстве. Напольные станки — самодостаточное оборудование, которое возможно установить в любое место, в то время как настольным требуется рабочая поверхность.
При кажущейся схожести, в вертикальных сверлильных станках применяются разные конструктивные решения. В моделях присутствует разница в мощности, рабочих показателях, оснащенности и доступных регулировках. Рассмотрим конструкцию и отличия сверлильных станков.
Конструкция сверлильного станка
Главная опора сверлильного станка — чугунное основание с пазами для фиксации к рабочему месту или для напольной установки. Плита смещена вперед в сторону шпинделя для уравновешивания конструкции. Напольные версии станков довольно высокие и тяжелые, их обязательно крепят к полу.
Литой чугунный стакан прикрепляется к основанию четырьмя болтами. В стакане имеется проточка, в нее вставляется стойка станка — полая стальная труба.
Рабочий стол устанавливается на стойке, через специальный передвижной кронштейн.
Стол перемещается по вертикали для размещения заготовок различного размера. У некоторых моделей станков столик вращается вокруг стойки и наклоняется под углом. Иногда сверлильные станки комплектуются тисками для фиксации заготовок.
Головная часть станка представляет собой сверлильный модуль, который связан с электромотором ступенчатой ременной передачей.
Сверлильный узел имеет следующие элементы управления:
Максимальный диаметр сверления металла:
Глубина хода пиноли шпинделя
Вертикальный ход пиноли шпинделя варьируется от 25 мм до 370 мм, в зависимости от класса сверлильного станка. Передвижение сверлильного узла осуществляется плавно с помощью рукоятки.
Мощность электромотора начинается от 350 Вт у настольных мини сверлильных станков на 220 Вольт и достигает 3 кВт у трехфазных станков для коммерческого использования.
Регулировка оборотов
Чтобы сверлить разные материалы на различных скоростях, в станках применена система ступенчатых шкивов. Как правило, ступенчатая регулировка оборотов осуществляется вручную, клиноременной передачей за счет перебрасывания ремня на шкивы разных диаметров. На каждом шкиве имеется по несколько пазов, отвечающих за количество оборотов. Недостаток такой системы — необходимость остановки станка для перебрасывания ремня, чтобы изменить обороты на шпинделе.
На продвинутых станках встречается регулировка скорости с помощью клиноременного вариатора, позволяющая плавно и без рывков менять обороты станка, не выключая мотор.
Кожух со шкивами является опасным элементом и для того, чтобы не было возможности запуска при открытой крышке, все станки оснащены концевым выключателем, который не позволяет запустить станок при открытой крышке регулировочного узла.
Для удобства работы и позиционирования заготовок, производители сверлильных станков снабжают свое оборудование дополнительными опциями — подсветкой рабочей зоны и лазерным маркером.
Сверлильные станки – это оборудование, используемое для выполнения отверстий в материале. На производстве возникает потребность в получении глухих или сквозных отверстий, нарезании резьбы внутри отверстия в заготовке, зенкеровании полученных отверстий. Все эти виды работ выполняются сверлильными станками разных видов. Современные станки, образцы которых можно найти на портале «Промышленное Оборудование», могут быть компактными и разместиться на рабочем столе в домашней мастерской или промышленными, перед которыми ставят глобальные задачи. В любом случае сверлильный станок представляет сложный механизм с множеством характеристик и особенностей.
Типы сверлильных станков:
1. Радиально – сверлильные. Используются для обработки отверстий в средних и крупных деталях. Являются универсальными по технологическим операциям, благодаря чему применяются как в ремонтных мастерских, так и в машиностроительных цехах крупных предприятий. Принцип их работы основан на движении шпинделя относительно заготовки для совмещения его оси с осью отверстия заготовки. Он может двигаться в любую точку горизонтальной поверхности рабочего стола – по окружности заданного радиуса или в радиальном направлении. На фундаментальной плите размещена неподвижная колонна с гильзой, которая поворачивается вокруг колонны, давая возможность обрабатывать отверстия в любом месте, не перемещая ее. Диапазон скоростей шпинделя, об/мин, может быть от 45 до 2000.
2. Вертикально – сверлильные. В этих станках сверло крепят неподвижно, а соосность шпинделя с отверстием заготовки добиваются перемещением самой детали. Стол и головка перемещаются по вертикальным направляющим. Расстояние от торца шпинделя до стола, мм, определяет размер детали, который можно разместить для обработки. Сверлильная головка несет шпиндель и мотор. Электрооборудование размещено в отдельном шкафу. Стол может быть подвижным, съемным (неподвижным) и откидным (поворотным). По шлангу электронасос подает охлаждающую жидкость. Шпиндель сконструирован на двух шариковых подшипниках в гильзе. Верхний подшипник воспринимает вес шпинделя, а нижний, являющийся упорным, – усилие подачи. В станке есть специальное устройство, позволяющее автоматически отключить механическую подачу, когда достигнута заданная глубина обработки. На головке смонтирован механизм, с помощью лимба которого устанавливается глубина обработки.
Такие станки делятся на группы:
2.1. Легкие – настольные. Наибольший их диаметр сверления от 3 до 12 мм.
2.2. Средние, наибольший диаметр сверления которых 18, 25, и до 50 мм.
2.3. Тяжелые – имеют наибольший диаметр сверления 75 мм.
3. Горизонтально – сверлильные. Их используют для обработки длинномерных деталей (осей, валов) и отверстий большой глубины. Его станина удлинена, вдоль нее перемещается рабочий стол, на котором горизонтально закрепляют заготовку. Перемещается он с помощью верньерного механизма по горизонтальным направляющим. Шпиндель с двигателем монтируются в одном блоке. Коробка передач, установленная там же, дает возможность менять скорость вращения шпинделя. Весь блок перемещается с помощью направляющих по вертикали.
4. Многошпиндельные. Применяются в случае необходимости одновременного сверления, нарезания резьбы, развертки в большом количестве разных плоскостей изделия – это экономнее, чем использовать в данном случае одношпиндельные станки.
5. Специализированные. Это разного типа станки для глубокого сверления. Исползуются, в основном, на производстве.
Настольные станки широко применяются в домашних мастерских, а также в небольших цехах мелкого производства. В них режущий инструмент перемещают в осевом направлении вручную с помощью рукоятки осевой подачи шпинделя.
Важными тех. характеристиками станков являются: ход пиноли шпинделя, ее вылет, количество оборотов шпинделя в минуту, наибольший диаметр сверления.
Вылет шпинделя – это расстояние от поверхности направляющей колонны до оси шпинделя.
В работе станков используются такие инструменты: резцы расточные, сверла, зенкеры, развертки. Почти все они изготавливаются по составному принципу – нерабочая часть выполнена из конструкционной стали, а режущая – из инструментальной стали и сплавов.
Что касается величины JIU, то она не является постоянной, как у вертикально-сверлильного станка, а будет зависеть от вылета шпинделя на поворотном хоботе. С увеличением вылета жесткость шпинделя уменьшается. При этом условии увод оси отверстия, наиболее удаленного от колонны станка, возрастает. Таким образом, оси просверленных отверстий в одной детали при строгом рассмотрении оказываются непараллельными. [32]
Для шпинделя необходимо определить: а) вылет ( расстояние от торца шпинделя до торца шпиндельной коробки); при неизвестном базовом расстоянии ( от торца детали до торца шпиндельной коробки) вылет шпинделя определяется как минимально возможный по действующим нормалям; при известном базовом расстоянии определяется единственно возможное сочетание вылета шпинделя и длины оправки исходя из базового расстояния, длин отверстия и режущего инструмента; б) диаметр ( предварительно по табл. 6) в зависимости от материала обрабатываемой детали и диаметра сверла. [35]
Для шпинделя необходимо определить: а) вылет ( расстояние от торца шпинделя до торца шпиндельной коробки); при неизвестном базовом расстоянии ( от торца детали до торца шпиндельной коробки) вылет шпинделя определяется как минимально возможный по действующим нормалям; при известном базовом расстоянии определяется единственно возможное сочетание вылета шпинделя и длины оправки исходя из базового расстояния, длин отверстия и режущего инструмента; б) диаметр ( предварительно по табл. 6) в зависимости от материала обрабатываемой детали и диаметра сверла. [36]
При расчете специальных многошпиндельных сверлильных головок необходимо иметь следующие исходные данные: 1) чертеж обрабатываемой детали с техническими условиями; 2) технологическую карту с процессом обработки детали, с элементами режима резания и штучного времени на каждую операцию; 3) наименование, размеры и материал режущих инструментов, а также форму и размеры их хвостовиков; 4) паспортные данные станка, для которого проектируют головку, и мощность электродвигателя станка; 5) максимально допустимую осевую силу на шпинделе станка ( силу подачи); 6) величины подач и числа оборотов шпинделя станка; 7) форму и размеры нижней части шпинделя станка, которые связывают шпиндель с головкой; 8) вылет шпинделя от направляющих станины станка; 9) максимальный ход шпинделя станка; 10) величину вертикального перемещения стола станка; И) чертеж приспособления для установки и зажима обрабатываемой детали с техническими условиями. [37]
Это должно обеспечивать смену режущего инструмента и измерение детали. Слишком далекое расстояние приводит к большим вылетам шпинделя и оправки, что снижает качество и точность обработки. [42]
Опыты показали, что деформации системы при различных вылетах шпинделя остаются примерно постоянными ( рис. 31) и в пределах поля рассеивания опытных точек можно провести одну линию. Поэтому продольно-фрезерные станки, имеющие отношение вылета шпинделя к его диаметру меньше единицы или близкое к ней, являются достаточно жесткими для фрезерования на них с высокой точностью. [43]
Так как деталь простой формы и небольшого веса, допустима быстрая и легкая переустановка ее, поэтому следует применить вертикально-сверлильный станок. Наличие электрореверса делает его пригодным для резьбона-резания, вылет шпинделя открывает доступ к отверстию. Однако после назначения режима резания необходимо проверить станок на достаточность мощности ( Мш Npe3) и наличие необходимой скорости вращения шпинделя в минуту для осуществления установленной скорости резания. [47]
Увод возникает при неправильной заточке сверла, при чрезмерно большом вылете шпинделя и при неоднородной твердости детали или наличии раковин в металле. [49]
Из числа ранее разработанных параметрических стандартов некоторые приближаются по своему содержанию к стандартам первого порядка. Стандарт на вертикальные фрезерные станки предусмативает размеры и ход стола, вылет шпинделя до рабочей поверхности стола и номер конца шпинделя. Еще более сжатое содержание имеет стандарт на фрезерные станки консольного типа, который включает только размеры и ход стола, а также минимальное расстояние от оси шпинделя до стола. Стандарты на зуборезные станки хотя и предусматривают несколько большее число параметров, но в этих стандартах отсутствуют указания по модификациям. [50]
Часто встречаются детали, в которых обрабатываемые отверстия расположены на большом расстоянии от стороны, обращенной к торцу шпинделя. В этом случае длинная оправка и большой вылет шпинделя не позволяют быстро и качественно обработать отверстия. [59]
Сверление цилиндрических отверстий – одна из самых распространенных операций при обработке различных изделий. Эту функцию с легкостью можно выполнять и на мини фрезерных станках различных марок и моделей.
И для этого никакого дополнительного оборудования не потребуется, нужны будут только сверла, цанговые патроны и электрические шпиндели с нужными параметрами. Чаще всего многие модели асинхронных шпинделей пригодны для работы, как с концевыми фрезами, так и со сверлами.
Более того, операцию сверления включают непосредственно в программу станков с ЧПУ вместе с другими видами обработки: фрезерованием, точением, шлифованием. Сверла нужного размера, закрепленные в цанговых патронах, используются при автоматической смене инструмента вместе с фрезами, шлифовальными кругами, зенковками, граверами и другими приспособлениями.
Такие процессы резания, как точение, сверление и фрезерование, очень схожи между собой. При их выполнении образуются разные виды стружки: свивная или с надломом (зависит от свойств и параметров обрабатываемого материала). Но есть и различия. При сверлении увеличивается сила трения, деформация срезаемой стружки, что приводит к ухудшению отвода стружки и интенсивному тепловыделению в зоне резания. Поэтому сверлильный шпиндель должен соответствовать целому ряду требований:
Всем этим требованиям отвечают шпиндели серии ЕТ, которые выпускаются заводами тайваньской компании Economy Technologies LTD. В их модельном ряду есть шпиндели с водяным и воздушным охлаждением, способные развивать мощность от 0,7 до 6 киловатт, укомплектованные цанговыми патронами серии ER, рассчитанными на диаметр сверл от 0,5 до 20 мм. Но особенно хороши для сверления высокоскоростные шпиндели, способные развивать до 60000 оборотов в минуту.
Назначение сверлильных станков
Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, нарезания внутренних резьб, вырезания дисков из листового материала. Для выполнения подобных операций используют сверла, зенкеры, развертки, метчики и другие инструменты. Формообразующими движениями при обработке отверстий на сверлильных станках являются главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи инструмента по его оси.
Основной параметр станка — наибольший условный диаметр сверления отверстия (по стали). Кроме того, станок характеризуется вылетом и наибольшим ходом шпинделя, скоростными и другими показателями.
Классификация сверлильных станков
Сверлильные станки делятся на следующие типы:
Модели станков обозначают буквами и цифрами. Первая цифра обозначает, к какой группе относится станок, вторая — к какому типу, третья и четвертая цифры характеризуют размер станка или обрабатываемой заготовки. Буква, стоящая после первой цифры, означает, что данная модель станка модернизирована (улучшена). Если буква стоит в конце, то это означает, что на базе основной модели изготовлен отличный от него станок.
Например, станок модели 2Н118 — вертикально-сверлильный, максимальный диаметр обрабатываемого отверстия 18мм, улучшен по сравнению со сверлильными станками моделей 2118 и 2А118. Станок модели 2Н118А также вертикально-сверлильный, диаметр обрабатываемого отверстия 18мм, но он автоматизирован и предназначен для работы в условиях мелкосерийного и серийного производства.
В зависимости от области применения различают универсальные и специальные сверлильные станки. Находят широкое применение и специализированные сверлильные станки для крупносерийного и массового производства, которые создаются на базе универсальных станков путем оснащения их многошпиндельными сверлильными и резьбонарезными головками и автоматизации цикла работы.
Из всех сверлильных станков можно выделить следующие основные типы универсальных станков: одно- и многошпиндельные вертикально-сверлильные; радиально-сверлильные; горизонтально-сверлильные для глубокого сверления.
На станине 1 станка размещены основные узлы. Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается стол 9 и сверлильная головка 3, несущая шпиндель 7 и электродвигатель 2 Заготовку или приспособление устанавливают на столе 9 станка, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.
Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками 4, ручная подача — штурвалом 5. Глубину обработки контролируют по лимбу 6. Противовес размещают в нише, электрооборудование вынесено в отдельный шкаф 12. Фундаментная плита 11 служит опорой станка. В средних и тяжелых станках ее верхняя плоскость используется для установки заготовок. Охлаждающая жидкость подается электронасосом по шлангу 8. Узлы сверлильной головки смазывают с помощью насоса, остальные узлы — вручную.
Сверлильная головка 3 представляет собой чугунную отливку, в которой смонтированы коробка скоростей, механизмы подачи и шпиндель. Коробка скоростей содержит двух- и трехвенцовый блоки зубчатых колес, переключениями которых с помощью одной из рукояток 4 шпиндель получает различные угловые скорости. Частота вращения шпинделя, как правило, изменяется ступенчато, что обеспечивается коробкой скоростей и двухскоростным электродвигателем 2.
В отличие от вертикально-сверлильного в радиально-сверлильном станке оси отверстия заготовки и шпинделя совмещают путем перемещения шпинделя относительно неподвижной заготовки в радиальном и круговом направлениях (в полярных координатах). По конструкции радиально-сверлильные станки подразделяют на станки общего назначения, переносные для обработки отверстий в заготовках больших размеров (станки переносят подъемным краном к заготовке и обрабатывают вертикальные, горизонтальные и наклонные отверстия) и самоходные, смонтированные на тележках и закрепляемые при обработке с помощью башмаков.
Станок предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и легкого прямолинейного фрезерования деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства. Револьверная головка 3 с автоматической сменой инструмента и крестовый стол 4 позволяют производить координатную обработку деталей типа крышек фланцев, панелей без предварительной разметки и применения кондукторов.
Другие статьи по сходной тематике
Основные понятия о токарной обработке и токарных станках.
Стали марок AISI 409, 430, 439 — аналоги отечественных марок 08×13, 12×17 и 08×17Т
Гидравлические гильотинные ножницы, гильотинные ножницы с ЧПУ для раскроя и обработки листовых материалов.
Правила нанесения обозначений шероховатости поверхностей на чертежах
Радиально-сверлильный станок Z3050
Радиально-сверлильные станки используются для обработки единичных отверстий или отверстий, расположенных группами, на заготовках со значительными габаритами и массой.
Операции, выполняемые на радиально-сверлильных станках:
Использование специнструмента, оправок и приспособлений повышает производительность сверлильных станков, расширяет диапазон возможных операций, позволяя выполнять характерные, например, для расточных станков: производить вытачивание внутренних канавок, вырезание из листового материала деталей в форме круга.
Согласно классификации металлорежущего оборудования по ГОСТ 8-82, радиальные сверлильные станки относятся к классу К1 (нормальная точность Н), что соответствует требованиям к станкам общего назначения в современной мировой практике металлообработки.
Точность радиально-сверлильного станка во многом зависит от правильной установки и закрепления его станины на подготовленном фундаменте, глубина которого определяется паспортом оборудования, но не может быть менее 0,5 м.
Диапазон возможностей оборудования делает его использование рациональным и на небольших ремонтных производствах, и в цехах крупного машиностроительного предприятия.
Конструкция радиальных сверлильных станков
Каждый станок радиально-сверлильной группы состоит из:
Основные узлы 1 Основание 2 тумба 3 э/д насоса гидравлики 4 колонна 5 резервуар подъема опускания руки и зажима колонны 6 э/д шпинделя 7 э/д подъема/опускания руки 8 винт подъема/опускания руки 9 Шпиндельная бабка 10 рука
Кинематика
Главные движения при сверлильных операциях — вращение и перемещение пиноли шпинделя станка. Кинематические цепочки, выполняющие эти движения, снабжены элементами управления, позволяющими задавать инструменту необходимую скорость вращения и подачу.
При обработке деталей на радиальных сверлильных станках координаты центра отверстия и оси инструмента совмещаются передвижением сверлильной головки относительно неподвижной заготовки в полярной системе координат. Эта система характеризуется двумя параметрами: углом поворота траверсы и радиусом положения на ней шпиндельной головки.
Обработка отверстий под углом возможна только при установке под углом самой заготовки с помощью специальной оснастки и приспособлений.
Радиально-сверлильный станок Z30132
Станина с рабочим столом
Станина станка, совмещенная с рабочим основанием (столом), как правило, отлита из серого чугуна. Она предназначена для фиксации всего станка на фундаменте, установки цоколя колонны с траверсой и шпиндельной бабкой, а также крепления оснастки и детали с помощью Т-образных пазов рабочего основания.
Заготовку небольших габаритов можно устанавливать на приставном коробчатом столе, либо непосредственно закреплять на специально обработанной поверхности основания (рабочем столе). Крепление заготовки вне рабочей поверхности стола применяется редко, т.к. вносит дополнительную погрешность в точность обработки изделия.
Поворотная колонна
Колонна установлена вертикально на станине станка и поворачивается вокруг своей оси относительно неподвижной внутренней стойки на роликовых подшипниках. Траверса закреплена на колонне.
В верхней части колонны монтируется механизм подъема/опускания траверсы, приводимый в движение от электродвигателя.
Траверса (консоль)
Консоль (рука или хобот) радиально-сверлильного станка смонтирована непосредственно на колонне; она имеет отдельный электропривод, перемещается вверх-вниз, а также вращается вокруг вертикальной оси вместе с опорной колонной. Вращение, в зависимости от модели станка, может происходить как вручную, так и с помощью электрического привода.
На направляющие консольной траверсы устанавливается сверлильная бабка с рабочим шпинделем. В соответствии с высотой заготовки траверса может быть опущена или поднята. В нише, расположенной с обратной стороны рукава, монтируется электрооборудование, элементы гидравлики.
Шпиндельная головка
Сверлильная головка (шпиндельная бабка), смонтированная на траверсе, конструктивно представляет собой отдельный силовой агрегат, имеющий коробки подач, скоростей, а также механизмы установки глубины сверления.
В радиально-сверлильных станках шпиндель служит для фиксации обрабатывающего инструмента и передачи ему вращающего момента и линейной подачи.
Инструмент вставляется во внутренний конус пиноли (конус Морзе № 4-6 или метрический конус, в зависимости от модели), а затем координатно ориентируется относительно обрабатываемой детали путем поворота консоли и перемещения вдоль нее шпиндельной бабки.
Для удобства оператора все управление станка расположено на сверлильной головке:
Коробка подач располагается между шпинделем и электродвигателем шпинделя; вращение от электродвигателя передается через зубчатые зацепления и фрикционные соединительные муфты. Фрикционная муфта позволяет выполнить быстрый реверс при нарезании резьбы, отключение подачи при достижении необходимой глубины сверления и предохранить коробку скоростей от перегрузок.
Головка может перемещаться по направляющим консоли в ручном режиме. Она фиксируется перед выполнением операции сверления в нужном положении при помощи специального зажимного механизма, управляемого отдельной кнопкой.
Поскольку шпиндель смонтирован в выдвижной пиноли, это позволяет сверлить отверстия различной глубины, не перемещая траверсу.
Фиксация поворотной колонны, равно как и зажим/разжим шпиндельной головки на направляющих траверсы, происходит при помощи гидравлических механизмов, управляемых кнопками пульта.
Система подачи СОЖ
Бак СОЖ и насосная установка подачи СОЖ к инструменту также находятся в технологических полостях задней части станка. Выключатель расположен в цоколе колонны. Обратно СОЖ сливается самотеком.
Параметры выбора радиально-сверлильных станков:
Получить консультацию
по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР
Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля
Отправляя заявку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности
Тюнинг топора
Рис. 2. Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ:
