Лекция по дисциплине Технологическое оборудование

Тема Станки сверлильно-расточной группы

Назначение и классификация. 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.

а б в г

Рисунок 1 Одношпиндельные (а, б) и многошпиндельные (в, г) верти­кально-сверлильные станки:

а — настольный; б — среднего размера; в — на общей станине; г — с регули­руемыми шпинделями

а б в

Рисунок 2. Радиально-сверлильные станки:

а — стационарный; б — передвижной по рельсам; в — переносной

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. Приспособления, позволяю­щие использовать универсальные сверлильные станки в каче­стве специальных и специализированных, рассмотрены в учеб­нике.

Из достаточно большой номенклатуры сверлильных станков можно выделить следующие основные типы универсальных станков:

одно- и многошпиндельные вертикально-сверлильные;

радиально-сверлильные;

горизонтально-сверлильные для глубокого сверления

Рисунок 3. Горизонтально-сверлильные станки для глубокого сверления вращающихся (а) и неподвижных (б) заготовок:

D_n D_s — направления главного движения и подачи соответственно

Расточные станки подразделяются на универсальные гори­зонтально-расточные и координатно-расточные.

Горизонтально-расточные станки предназначены для раста­чивания, сверления, зенкерования и развертывания отверстии, нарезания резьбы и для обработки плоских поверхностей в деталях типа корпусов, кронштейнов и др. Эти станки используются в мелкосерийном и серийном производствах. В качестве инструмента в расточных станках используют резцы, фрезы, сверла, зенкеры, развертки, метчики. Инструменту сообщается главное вращательное движение. Движение подачи сообщается инструменту или заготовке.

Вертикально-сверлильные станки.

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. Внутренние полости фундаментной плиты в отдельных конструкциях станков служат резервуаром для СОЖ. Стол 9 можно перемещать по вертикальным направляющим вручную с помощью ходового винта, вращая рукоятку 10. В не­которых моделях стол бывает неподвижным (съемным) или по­воротным (откидным).

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.

Рисунок 4. Вертикально-сверлильный станок:

1 — колонна (станина); 2 — электродвига­тель; 3 — сверлильная головка; 4 — рукоятки переключения коробок скоростей и подач; 5 — штурвал ручной подачи; 6 — лимб контроля глубины обработки; 7— шпиндель; 8— шланг для подачи СОЖ; 9 — стол; 10 - рукоятка подъема стола; 11 — фундаментная плита; 12 — шкаф электрооборудования

Рисунок 5. Вертикально сверлильный станок 2С132

Рисунок 6. Общий вид вертикально-сверлильного станка модели 2А135

Радиально-сверлильный станок

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 (рисунок 4.22), 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.

На радиально-сверлильных станках общего назначения заго­товку закрепляют на фундамент­ной плите 1 (см. рисунок 7) или приставном столе 9; очень круп­ные заготовки устанавливают на полу. В цоколе плиты смонтиро­вана тумба 2, в которой может вращаться поворотная колонна 3. Зажим колонны — гидравличес­кий.

Рукав 6 перемещается по ко­лонне от механизма подъема 4 и ходового винта 5. Шпиндельная бабка 7смонтирована на рука­ве и может перемещаться по нему вручную. В шпиндельной бабке размещены коробки скоростей, подач и органы управле­ния. Шпиндель 8 с инструментом устанавливают относительно заготовки поворотом рукава и перемещением по нему шпин­дельной бабки.

Рисунок 7. Радиально-сверлильный станок:

1 — плита; 2 — тумба; 3 — колон­на; 4 — механизм подъема; 5 — ходовой винт; 6 — рукав; 7 — шпиндетьная бабка; 8 — шпин­дель; 9 — приставной стол

Рисунок 8. Общий вид радиально-сверлильного станка

Сверлильные станки с ЧПУ

Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ. 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 (рисунок 9) с ав­томатической сменой инструмента и крестовый стол 4 позволя­ют производить координатную обработку деталей типа крышек фланцев, панелей без предварительной разметки и применения кондукторов. Класс точности станка обычно П.

Станок оснащен замкнутой системой ЧПУ, в качестве датчи­ков обратной связи используются сельсины. Управление про­цессом позиционирования и обработки в прямоугольной систе­ме координат осуществляет УЧПУ. Имеется цифровая индика­ция, предусмотрен ввод коррекции на длину инструмента. Точ­ность позиционирования стола и салазок 0,05 мм, дискретность задания перемещений и цифровой индикации 0,01 мм. Число управляемых координат — 3/2 (всего/одновременно).

УЧПУ, смонтированное в шкафу 1, содержит считывающее устройство 10, кодовый преобразователь 9, блок технологических команд 6, блоки управления приводами салазок 8 и стола 7. Для удобства визуального наблюдения за работой механизмов предус­мотрен блок 11 ручного управления и сигнализации. УЧПУ ос­нащают различными дополнительными блоками: устройствами коррекции радиуса, длины и положения инструмента, значений подачи, скорости резания; индикации перемещений, датчиками обратной связи при нарезании резьбы; блоками контроля оста­нова на рабочих и вспомогательных ходах и т.п.

Получив информацию через считывающее устройство 10, УЧПУ выдает команды на автоматический привод перемещения рабочих органов станка, например на шаговый двигатель 5 при­вода салазок. Силовое электрооборудование размещено в шка­фу 2, откуда команды передаются на станочное электрообору­дование. Рабочий орган станка — револьверная головка 3 с на­бором инструментов — обеспечивает обработку различными инструментами (до шести) в заданной программой последова­тельности.

Рисунок 9. Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ:

1 — автономная стойка УЧПУ; 2 — шкаф силового электрооборудования; 3 — револьверная головка; 4— стол; 5— шаговый электродвигатель; 6, 7, 8, 11 — блоки управления; 9 — кодовый преобразователь; 10 — считывающее устройство.

Рисунок 10 Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ

Горизонтально-расточные станки

Универсальный горизонтально-расточный станок с руч­ным управлением. Станок предназначен для обработки загото­вок больших размеров и массы. Станок (рисунок 11) имеет непо­движную переднюю стойку 3, установленную на основании 11. На направляющих стойки может перемещаться вверх-вниз шпин­дельная бабка 7 с расточным шпинделем 6 и планшайбой 5. На направляющих основания расположены салазки 10, а на них стол 9, который может перемещаться в продольном и поперечном направлениях относительно оси шпинделя и совершать круговое движение. На основании установлена задняя стойка 1 с люнетом 2, предназначенным для дополнительной опоры кон­ца борштанги при растачивании длинных отверстий. На план­шайбе в радиальных направляющих смонтирован суппорт 4, обеспечивающий обработку резцом плоских поверхностей и выточек. Управление станком осуществляется с пульта 8. Коор­динаты перемещения шпиндельной бабки, люнета, задней стой­ки и стола отсчитываются по лимбам или с помощью навесных оптических устройств (с точностью до 0,01 мм). Главное движение — вращение — шпиндель и планшайба

Рисунок 11. Универсальный горизонтально-расточный станок:

1,3 — стойки; 2 — люнет; 4 — суппорт; 5 — планшайба; 6 — шпиндель; 7 — шпиндельная бабка; 8 — пульт; 9 — стол; 10 — салазки; 11 — основание

Рисунок 12. Универсальный горизонтально-расточный станок модели W100A.

Координатно-расточные станки

Назначение и конструктивные особенности. Координат­но-расточные станки предназначены для обработки отверстий с высокой точностью взаимного расположения относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных пли­тах, штампах в единичном и мелкосерийном производстве. На этих станках выполняют практически все операции, характер­ные для расточных станков. Кроме того, на координатно-расточных станках можно производить разметочные операции.

Для точного измерения координатных перемещений станки снабжены различными механическими, оптико-механическими, индуктивными и электронными устройствами отсчета, позволя­ющими измерять перемещения подвижных узлов с высокой точ­ностью — 0,003...0,005 мм. Станки снабжены универсальными поворотными столами, дающими возможность обрабатывать от­верстия в полярной системе координат и наклонные отверстия.

По компоновке станки выполняют одностоечными и двухстоечными. Главным движением является вращение шпинделя, а движением подачи — вертикальное перемещение шпинделя. Установочные движения в одностоечных станках — продольное и поперечное перемещение стола на заданные координаты и вертикальное перемещение шпиндельной бабки в зависимости от высоты детали; в двухстоечных станках — продольное пере­мещение стола, поперечное перемещение шпиндельной бабки по траверсе и вертикальное перемещение траверсы со шпин­дельной бабкой.

Рисунок 13. Одностоечный координатно-расточный станок с ручным уп­равлением:

1 — маховик ручного перемещения стола; 2 — кнопка перемещения салазок; 3 — пульты управления; 4 — шпиндель; 5 — рукоятка для ручного ускоренно­го перемещения шпинделя; 6 — указатель частоты вращения шпинделя; 7- коробка скоростей; 8 — шпиндельная бабка; 9 — стойка; 10 — указатель ско­рости перемещения гильзы шпинделя; 11 — маховик для установки частоты вращения шпинделя; 12 — рукоятка для ручного точного перемещения шпин­деля; 13 — кнопка перемещения гильзы шпинделя; 14 — кнопка перемеще­ния стола; 15 — кнопка механизма набора координат салазок; 16 — стол; 17 — салазки; 18 — направляющие; 19 — станина; 20 — маховик ручного ус­коренного перемещения стола; 21 — маховик ручного перемещения стола с микрометрической подачей; 22 — маховичок устройства приведения отсчета оптических систем к нулю; 23 — кнопка механизма набора координат стола; 24 — маховик ручного перемещения салазок с микрометрической подачей

Рисунок 14. Координатно-расточные станки модели 2Е450

Контрольные вопросы

1. В чем отличие узлов вертикально-сверлильного и координатно-расточного станков?

2. Какие движения выполняет режущий инструмент вертикально-сверлильного станка при обработке отверстий?

3. Назовите основные узлы радиально-сверлильного станка. Для обработки каких деталей он предназначен?

4. Чем отличается горизонтально-расточный станок от токарного, и есть ли в движениях их узлов что-то общее?

5. Какой режущий инструмент применяется при обработке изделий на горизонтально-расточном станке с ЧПУ?

6. Где крепится заготовка на горизонтально-расточном станке?

7. Каково назначение координатно-расточных станков? Назовите их основные узлы.