Изучение конструктивных особенностей сверлильных станков

Лабораторная работа № 4

Изучение конструктивных особенностей сверлильных станков.

4.1. 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.

4.2. 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 sx — 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.

Характеристика
2118	2А125		2А150	2170
Наибольший условный диаметр свер­ления	18	25	35	50	75
Частоты вращения шпинделя в об/мин	310— 2975	97—1360	68—1100	32—1400	22—1018
Мощность электродвигателя в кВт	1,0	2,8	4,5	7,0	10,0

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, презназначенных 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.

4.3. Радиально сверлильные станки.

Рис.4.4. Компоновка Радиально-сверлильного станка.

Радиально-сверлильные станки предназначены для многоинструмен­тальной обработки отверстий в заготовках крупных деталей при единич­ном и серийном производстве. В отличие от вертикально-сверлильных в радиально-сверлильных станках совмещение оси отверстия заготовки с осью Шпинделя достигается перемещением шпинделя (в полярных координатах) относительно неподвижной заготовки. Компоновка станка Рис.4.4. позволяет установить шпиндель с инструментом в любой точке рабочей зоны станка за счет перемещения шпиндельной головки (бабки) 5 по направляющим траверсы (рукава) 4 и поворота траверсы вокруг колонны 2. Краткие технические характеристики современных отечественных ра-диально-сверлильных станков приведены в табл. 4.2. Станки мод. 2А53-258 являются станками общего назначения. Ста­нок мод. 2Г53 с траверсой, не име­ющей вертикального перемещения, служит для обработки отверстий в невысоких заготовках с большой площадью и для обработки листо­вых материалов. Станки мод. 2А592 и 2П57 — переносные и предна­значены для обработки отверстий в заготовках больших

габаритов. Станки этого типа переносят подъ­емным краном в необходимое место и обрабатывают на них вертикаль­ные, горизонтальные и наклонные отверстия.

Фиг. I, 123. Радиально-сверлильный станок мод. 2А53.

Таблица I, 18

Таблица 4.1. Технические характеристики отечественных свер­лильных станков.
2А53	2А55	257	258	2Г53	2А592	2П57
Наибольший диаметр свер­ления в мм	53	50	75	100	35	25	75
Частоты вращения шпинделя в об/мин				9- 1000		1	9- 1000
Мощность электродвига­теля в кВт	2,8	4,5	7,0	4,0	4,5	1,7	14

Главным движением в радиально-сверлильных станках является вращение шпинделя, движение подачи s — осевое перемещение шпинделя вместе с пинолью (гильзой).

К вспомогательным движениям относятся: поворот траверсы и закреп­ление ее на колонне, вертикальное перемещение и закрепление траверсы на нужной высоте, перемещение и закрепление шпиндельной головки на траверсе, переключение скоростей и подач шпинделя и т. д.

Основными узлами радиально-сверлильных станков являются Рис.4.4. колонна 2, фундаментная плита 1, траверса (рукав) 4, ме­ханизм перемещения и зажима рукава 3, шпиндельная головка 5. Колонна Рис.4.5. состоит из двух частей: неподвижной вну­тренней колонны 1, закрепленной на фундаментной плите, и поворотной

Рис.4.5. Разрез колонны радиально-сверлильного станка.

наружной колонны 2. Наружная колонна закрепляется в нужном поло­жении хомутом 6, охватывающим конусные поверхности фланцев обеих колонн. Зажим и разжим хомута производятся болтами 5, надетыми на валик 4 с эксцентриковыми шейками; поворот валика вызывает перемеще­ние болтов 5 в нужном направлении. При освобожденной наружной колонне, под действием тарельчатых пружин 3 происходит разгрузка стыка А от силы веса поворачиваемых узлов, что значительно облегчает поворот. На Рис.4.6 показан разрез главного привода радиально-сверлильного станка.

Рис.4.6. Главный привод радиально-сверлильного станка мод. 2А53.

Вопросы к лабораторной работе:

4.1. Область применения сверлильных станков?

4.2. Типы универсальных сверлильных станков?

4.3. Основные узлы вертикально-сверлильного станка?

4.4. Особенности конструкции главного привода вертикально-сверлильного станка?

4.5. Особенности конструкции шпинделя вертикально-сверлильного станка?

4.6. Основные узлы радиально-сверлильного станка?

4.7. Особенности конструкции главного привода радиально - сверлильного станка?

4.8. Особенности конструкции колонны радиально-сверлильного станка?