Конструкция сверлильных станков

Зубчатый венец, 14 - поворотный корпус; 15 - шпиндель головки

Корпус основной; 6 - стержень; 7, 8 - упорные винты; 9 - рейка; 10 -

Фиксатор; 2 - рычаг фиксатора; 3 - ведущая полумуфта; 4 - рычаг муфты;

зубчатое колесо; 11 - коническая зубчатая передача; 12 - храповой механизм;

между центрами отверстий, диаметров отверстий и т.д. Точность измерения линейкой - 0,5 мм.

Индикаторный нутромер (рис. 6.16, а) применяют для измерения точных отверстий диаметром от 6 мм и более. Погреш­ность показаний нутромера ± 0,15 мм; цена деления

Рис. 6.16. Нутромеры: Рис. 6.17. Калибр пробки:

а -индикаторный а - гладкая предельная,

; б - микрометрический б - резьбовая дву­сторонняя

0,01 мм. В комплект нутромеров входит набор сменных вставок, с помо­щью которых устанавливают нужные пределы измерения.

Для проверки точных отверстий применяют микрометричес­кие нутромеры с ценой деления 0,01 мм и погрешностью показа­ний ± 0,006 мм (рис. 6.16, б).

Гладкие калибры - бесшкальные измерительные инстру­менты - используют главным образом в серийном или массовом производстве для контроля правильности изготовления отверстий.

В настоящее время применяют в основном предельные дву­сторонние калибры, у которых одна сторона имеет наибольшие предельные размеры детали и называется проходной (ПР), а вторая — наименьшие предельные размеры и называется непро­ходной (НЕ). К предельным гладким калибрам относятся гладкие пробки (рис. 6.17, а).

Изделия, имеющие внутренние резьбы, контролируют резьбо­выми калибрами — прототипами сопрягаемых изделий. Рабочими калибрами для контроля внутренних резьб являются резьбовые пробки: проходная ПР и непроходная НЕ (рис. 6.17, б).

Технология сверления, рассверливания, зенкерования, цекования, развёртывания и нарезания внутренней резьбы

В зависимости от требуемого качества и числа обрабатываемых заготовок сверление отверстий производят по разметке или кон­дуктору. В процессе работы необходимо соблюдать следующие ос­новные правила:

• при сверлении сквозных отверстий в заготовках необходимо обращать внимание на способ их закрепления; если заготовка кре­пится на столе, то нужно установить ее на подкладку, чтобы обес­печить свободный выход сверлу после окончания обработки;

• сверло следует подводить к заготовке только после включе­ния вращения шпинделя так, чтобы при касании поверхности заготовки нагрузка на него была небольшой, Иначе могут быть повреждены режущие кромки сверла;

• не следует останавливать вращение шпинделя, пока сверло находится в обрабатываемом отверстии. Сначала надо вывести свер­ло, а затем прекратить вращение шпинделя или остановить ста­нок, в противном случае сверло может быть повреждено;

• в случае появления во время сверления скрежета, вибраций, возникающих в результате заедания, перекоса или износа сверла следует немедленно вывести его из заготовки и после этого оста­новить станок;

• при сверлении глубоких отверстий (l >5d, где l - глубина отверстия, мм; d - диаметр отверстия, мм) необходимо перио­дически выводить сверло из обрабатываемого отверстия для уда­ления стружки, а также для смазки сверла. Этим существенно уменьшается вероятность поломки сверла и преждевременного его затупления;

• отверстие диаметром более 25 мм в сплошном металле реко­мендуется сверлить за два перехода (с рассверливанием или зенкерованием);

• сверление следует выполнять только по режимам, указанным в технологических картах или в таблицах справочников, а также по рекомендациям мастера (технолога);

• при сверлении отверстий в заготовках из стали или вязких материалов обязательно применять СОЖ для предохранения ре­жущего инструмента от преждевременного износа и увеличения режимов резания.

Рис. 6.18. Сверление отверстий по разметке:

а - разметка и кернение центра отверстия, б - разметка и кернение контрольной окружности; в - увод сверла от центра отверстия; г - исправление направления сверла; 1 - след от кернера; 2 - канавка от предварительно просверленного отверстия; 3 - обработанное отверстие

Сверление по разметке применяют в единичном и мелкосе­рийном производствах, когда изготовление кондукторов эконо­мически неоправданно из-за небольшого числа обрабатываемых деталей. В этом случае к сверловщику поступают размеченные за­готовки с нанесенными на них контрольными окружностями и центром будущего отверстия (рис. 6.18, а). В некоторых случаях разметку производит сверловщик. Сверление по разметке производят в два этапа: сначала пред­варительное сверление, а затем — окончательное. Предваритель­ное сверление производят с ручной подачей, высверливая неболь­шое отверстие (0,25d). После этого отводят обратно шпиндель и сверло, удаляют стружку, проверяют совмещение окружности над­сверленного отверстия с разметочной окружностью.

Если предварительное отверстие просверлено правильно (рис. 6.18, б), сверление следует продолжить и довести до конца, а если отверстие ушло в сторону (рис. 6.18, в), то производят со­ответствующую корректировку: прорубают узким зубилом (крейц-мейселем) две-три канавки 2 с той стороны от центра, куда нуж­но сместить сверло (рис. 6.18, г). Канавки направляют сверло в намеченное кернером место. После исправления смещения про­должают сверление до конца.

Сверление по кондуктору. Для направления режущего инструмента и фиксирования заготовки соответственно требова­ниям технологического процесса применяют различные кондук­торы. Постоянные установочные базы приспособления и кондук­торные втулки, обеспечивающие направление сверлу, повышают точность обработки. При сверлении по кондуктору сверловщик вы­полняет несколько простых приемов (устанавливает кондуктор, заготовку и снимает их, включает и выключает подачу шпинделя).

Сверление сквозных и глухих отверстий. В заготовках встреча­ются в основном два вида отверстий: сквозные, проходящие че­рез всю толщину детали, и глухие, просверливаемые лишь на оп­ределенную глубину. Процесс сверления сквозных отверстий отличается от процес­са сверления глухих отверстий. Когда при сверлении сквозных от­верстий сверло выходит из отверстия, сопротивление материала заготовки уменьшается скачкообразно. Если не уменьшить в это время скорость подачи сверла, то оно, заклиниваясь, может сло­маться. Особенно часто это случается при сверлении отверстий в тонких заготовках, сквозных прерывистых отверстий и отверстий, расположенных под прямым углом одно к другому. Поэтому свер­ление сквозного отверстия производят с большой скоростью ме­ханической подачи шпинделя. В конце сверления нужно выклю­чить скорость подачи и досверлить отверстие вручную со скоро­стью, меньшей, чем механическая. При сверлении с ручной подачей инструмента скорость пода­чи перед выходом сверла из отверстия следует также несколько уменьшить, сверление необходимо производить плавно.

Известны три основных способа сверления глухих отверстий. Если станок, на котором сверлят глухое отверстие, имеет ка­кое-либо устройство для автоматического выключения скорости подачи шпинделя при достижении сверлом заданной глубины (отсчетные линейки, лимбы, жесткие упоры, автоматические оста­новы и пр.), то при настройке на выполнение данной операции необходимо его отрегулировать на заданную глубину сверления.

Если станок не имеет таких устройств, то для определения до­стигнутой глубины сверления можно использовать специальный патрон (рис. 6.19, а) с регулируемым упором. Упорную втулку 2 патрона можно перемещать и устанавливать относительно корпу-

са 1 со сверлом на заданную глуби­ну обработки. Шпиндель станка пе­ремещается вниз до упора торца втулки 2 в торец кондукторной втулки 3 (при сверлении по кон­дуктору) или в поверхность заго­товки. Такой патрон обеспечивает точность глубины отверстия в пре­делах 0,1... 0,5 мм.

Если не требуется большая точ­ность глубины сверления и нет ука­занного патрона, то можно использовать упор в виде втулки, закрепленный на сверле (рис. 6.19, б), или на сверле отметить мелом глубину отверстия. В последнем слу­чае шпиндель подают до тех пор, пока сверло не углубится в заго­товку до отметки. Глубину сверления глухого

отверстия периодически проверя­ют глубиномером, но этот

способ требует дополнительных затрат времени, так как

приходится выводить сверло из отверстия, уда­лять стружку и после измерения вновь вводить его в отверстие.

Рассверливание отверстий. Отверстия диаметром бо­лее 25 мм обычно сверлят за два перехода: вначале сверлом мень­шего диаметра, а затем — большего диаметра.

Диаметр первого сверла примерно равен длине поперечной ре­жущей кромки второго сверла. Это позволяет значительно умень­шить силу резания при обработке сверлом большего диаметра.

При рассверливании рекомендуется подбирать размеры сверл в зависимости от наименьшего диаметра отверстия. Рассверливать можно только отверстия, предварительно полученные сверлени­ем. Отверстия, полученные литьем, штамповкой, рассверливать не рекомендуется, так как в этих случаях сверло сильно уводит вследствие несовпадения

Рис. 6.19. Приспособление для огра­ничения центра отверстия с осью сверла.

движения подачи шпинделя: Правила и приемы работы при

а - патрон с регулируемым- упором; б - упорное кольцо; рассверливании отверстий

1 - корпус патрона со сверлом; 2 - упорная втулка; ана­логичны правилам и приемам

3 - кондук­торная втулка при сверлении. На сверлильных

станках, кроме сверления и рассверливания отверстий, можно выполнять операции зенкерования, цекования,

зенкования и развертывания.

Зенкерование обеспечивает точность отверстия 9... 11-го квалитетов и шероховатость поверхности Rz 40... 10 мкм, ликвидирует овальность, конусность и другие дефекты. Так как у зенкеров в отличие от сверл не две, а три или четыре режущие кромки, нет перемычки и направление благодаря большей жест­кости лучше, чем у сверла, подачи при зенкеровании в несколько раз больше, чем при сверлении, поэтому рекомендуется (по воз­можности) рассверливание отверстий заменять зенкерованием.

Зенкерование является преимущественно промежуточной опе­рацией между сверлением и развертыванием, поэтому диаметр зенкера должен быть меньше диаметра окончательного отверстия на величину припуска, снимаемого разверткой.

Зенкерование торцовых поверхностей — цекование — бобы­шек, приливов, упорных колец осуществляют зенкерами-подрез­ками (цековками), имеющими зубья на торце. Торцовые зенкеры имеют направляющую цапфу.

Зенкование цилиндрических или конических углублений под цилиндрические или конические головки винтов и болтов производят с помощью цилиндрических или конических зенке­ров, называемых зенковками.

Развертывание выполняют разверткой после сверления или зенкерования. Оно является завершающей операцией обработки отверстий, обеспечивающей высокую точность по диаметру (7... 8-й квалитеты) и наименьшую шероховатость обработанной поверх­ности. При развертывании срезается незначительный слой метал­ла одновременно несколькими зубьями развертки.

Размер сверла или зенкера, которыми отверстие обрабатыва­лось перед развертыванием, выбирают с таким расчетом, чтобы на черновое развертывание оставался припуск 0,25...0,50 мм, а на чистовое — 0,05...0,015 мм.

Следует иметь в виду, что диаметр развернутого отверстия все­гда несколько больше диаметра развертки. Чтобы уменьшить раз­ницу диаметров отверстия и развертки, необходимо обеспечить правильное направление развертки относительно обрабатываемо­го отверстия. Это достигается применением самоустанавливающих­ся патронов.

Нарезание внутренних резьб метчиками. Для этого необходимо иметь предварительно подготовленное отверстие. Если отверстия в заготовках получают литьем или штампов­кой, то нарезание резьбы происходит в тяжелых условиях, так как невозможно обеспечить размеры допусков в пределах, необ­ходимых для нарезания внутренних резьб. Исключение составляют отверстия в заготовках, полученных литьем под давлением или литьем по выплавляемым моделям.

Наиболее благоприятные условия для нарезания резьбы метчи­ком создаются при подготовке отверстия сверлением или зенке­рованием. При нарезании резьбы материал детали частично вы­давливается метчиком и внутренний диаметр резьбы получается больше диаметра отверстия, полученного при сверлении. При под­готовке сверлением отверстий под нарезание резьбы метчиками необходимо диаметры сверл подбирать согласно ГОСТ 19257—73. Если диаметр отверстия, просверленного под резьбу, будет мень­ше рекомендуемого ГОСТом, нагрузка на метчик резко возрас­тет, резьба получится рваной, может заклинить и поломать мет­чик. Если диаметр просверленного отверстия окажется больше ре­комендуемого, то резьба будет иметь неполный профиль.

При нарезании внутренней резьбы на сверлильных станках не­обходимо руководствоваться следующими общими правилами:

• не рекомендуется нарезать резьбу в отверстиях, полученных литьем и штамповкой. Отверстия, полученные указанными мето­дами, перед нарезанием резьбы надо рассверливать или зенкеро­вать, чтобы удалить нагар, окалину, наклеп и получить требуе­мый диаметр отверстия под резьбу;

• метчики при нарезании резьбы на сверлильных станках долж­ны быть закреплены в предохранительных (см. рис. 6.10) самоцен­трирующих, качающихся, плавающих и реверсивных патронах;

• в отверстиях, подготавливаемых под нарезание в них резьбы, со стороны входа метчика должны быть сняты фаски (угол 60°, высота не менее одного шага резьбы);

• при нарезании резьбы на сверлильных станках особое внима­ние следует уделять регулированию перемещения шпинделя, ко­торый должен быть хорошо уравновешен противовесом, легко пе­ремещаться, чтобы врезание и вывинчивание метчика происхо­дили плавно. При перемещении шпинделя с большим осевым уси­лием может произойти разбивание резьбы по среднему диаметру;

• метчик воспринимает большие нагрузки, поэтому при наре­зании резьбы надо применять охлаждение и смазку инструмента. При нарезании резьбы в отверстиях на сверлильных станках по окончании операции метчик из нарезанного отверстия надо вы­вернуть. Технологии нарезания резьб в глухих и сквозных отвер­стиях имеют различия.

По окончании нарезания резьбы в глухом отверстии метчик из него можно удалить только вывинчиванием. Поэтому нарезают такую резьбу только на станке, у которого метчик может реверси­роваться, т. е. вращаться в направлении, обратном рабочему, и со скоростью, большей, чем при нарезании (для уменьшения не­производительных затрат времени).

Если нарезают глухую резьбу на станке, у которого нет ревер­сивного механизма, изменяющего направление вращения шпин­деля, то для крепления метчиков применяют специальный ревер­сивный патрон, имеющий соответствующее предо­хранительное устройство.

Чтобы при нарезании глухой резьбы метчик не сломался, ког­да дойдет до конца отверстия и упрется в дно, на станках, имею­щих реверсивный механизм, необходимо применять специальный предохранительный патрон (см. рис. 6.10).

Для нарезания глухих резьб следует применять машинные мет­чики с небольшой заборной частью (равной примерно трем ша­гам нарезаемой резьбы). Это позволит нарезать резьбу наиболее близко ко дну отверстия.

Нарезание резьбы в пластичных легированных сталях с аустенитной структурой, которые плохо обрабатываются резанием, а также в жаропрочных, титановых и легких сплавах имеет следую­щие специфические особенности, которые необходимо учитывать при выполнении этой работы:

• если заготовка из жаропрочного сплава обладает достаточной жесткостью и при ее установке на столе станка обеспечивается перпендикулярность оси резьбы к базовой поверхности, то резьбу можно нарезать, не применяя кондуктор. Если же требуется обес­печить строгую перпендикулярность оси резьбы к базовой поверх­ности, а жесткость заготовки и ее крепление на станке не обеспе­чивают получения заданной точности, то резьбу надо нарезать с применением кондукторов;

• для нарезания резьбы в заготовках из жаропрочных сплавов следует применять метчики с шахматным расположением зубьев. Для сквозных отверстий применяют один метчик, для глухих — комплект из двух или трех метчиков;

• при нарезании резьбы в заготовках из жаропрочных сплавов надо обязательно охлаждать метчик. Если охлаждающая жидкость подается насосом, то в ее состав должно входить: 60 % сульфо-фрезола, 25 % керосина и 15 % олеиновой кислоты. Если на стан­ке нет насоса, то охлаждающую жидкость, состоящую из 85 % сульфофрезола и 15% олеиновой кислоты, наносят на метчик кистью или погружают метчик в эту жидкость;

• нарезать резьбу в заготовках из алюминиевых и цинковых спла­вов, обладающих сравнительно небольшой твердостью и большой пластичностью, рекомендуется на станках с принудительной ско­ростью подачи шпинделя по шагу резьбы. Если на станке нет ме­ханизма принудительной подачи шпинделя, то должен быть обес­печен его легкий ход, что достигается уменьшением уравновеши­вающих нагрузок (пружин, грузов). При большой массе подвиж­ных частей и перемещении шпинделя с большой осевой нагруз­кой нарезаемая резьба чаще разбивается по среднему диаметру;

• скорость резания при нарезании резьбы в заготовках из силуминовых сплавов должна быть в 1,2... 1,5 раза выше, а охлаждение — во столько же раз интенсивнее, чем при нарезании резьбы в стали;

• для охлаждения метчиков при обработке заготовок из легких сплавов лучше всего применять керосин; можно также использо­вать 8... 10 %-ную эмульсию. Не следует охлаждать метчик маслом, так как оно не предохраняет его от налипания стружки при наре­зании, а также затрудняет очистку нарезанной резьбы от налип­шей стружки;

• для нарезания резьбы от М4 до М30 в заготовках из труднооб­рабатываемых сталей аустенитного класса и титановых сплавов могут быть применены бесканавочные метчики из быст­рорежущей стали. Стойкость такого метчика по сравнению со стан­дартным значительно выше.

Колонны, основания и столы. Колонны вертикально-сверлильных станков связывают между собой отдельные узлы станка в заданном пространственном раз­мещении и обеспечивают точность их взаимного расположения под рабочей нагрузкой. Различают две принципиальные конструкции колонны: цельные и разъемные. По форме колонны делятся на коробчатые и круглые. В б.СССР наибольшее распространение получили вертикально-сверлильные станки с цельной литой ко­робчатой колонной (рис. 6.20). По направляющим колонны переме­щаются сверлильная головка 2 и стол 1. Внутри колонны разме­щаются грузовые противовесы 4, 5_У а также проложены трубы или металлорукава электрооборудования. В колонне предусмо­трено окно 3 для монтажа противовесов, а в некоторых колоннах

имеются также ниши для размеще­ния электрооборудования. Размеры колонны по высоте определяются основными паспортными данными, а также размерами сверлильной го­ловки и стола. Размеры поперечного сечения колонны зависят от усилия подачи и наибольшего крутящего момента на шпинделе.

Поперечное сечение или, как его обычно называют, профиль колонны представляет собой коробчатый прямоугольник, передняя сторона которого является направляющими для перемещаемых узлов. Для универсальных станков направляющие имеют форму «ласточкин хвост» с углом 55°. Для специальных и тяжелых станков, в которых движение подачи осуществляется за счет перемещения сверлильной головки, колонны выполняются с пря­моугольными направляющими. В станках, у которых стол за­крепляется на основании, нет необходимости делать сквозные на всю длину колонны направляющие. У них колонны имеют на­правляющие только в верхней части, т. е. в зоне перемещения сверлильной головки. Образованная при этом выемка используется для

Рис. 6.20. Продольный разрез увеличения рабочего пространства, занимаемого столом

колонны вертикально- и обрабатываемой деталью. По такой схеме разработаны

сверлильного станка мод. все станки с крестовыми столами мод. 2Н118К, 2Н125К,

2Н135 2Н135К и 2Н150К, а также станки с программным

управлением моделей 2Е118Ф2 и 2Е135Ф2. Благодаря

этому в данных станках удалось использовать сверлильные головки и размещенные в них узлы из базовых станков.

Наряду с цельными колоннами имеется большая группа вертикально-сверлильных станков, в которых 'применяются со­ставные колонны. Они более трудоемки в изготовлении, но дают возможность создавать ряд важных унифицированных модифи­каций станков.

Универсальные вертикально-сверлильные станки поставляются с подъемными так называемыми консольными столами (см. рис. 6.4). Стол перемещается по направляющим колонны вручную с помощью винтового механизма. Стол станка имеет три Т-образных паза, ширина рабочей поверхности соответствует ГОСТ 6569—70. Кон­сольные столы станков с круглой колонной имеют круглую или прямоугольную форму. В этих станках использован реечный механизм подъема стола. Рейка свободно находится в пазу стола, а ее торцы упираются в нижние и верхние фланцы круглой ко­лонны. Такая конструкция позволяет осуществлять подъем стола в любом ее положении при повороте вокруг колонны. На консоль­ные столы устанавливают различные накладные столы: плавающие, крестовые, поворотные и др. Их конструкции описаны ниже.

Рис. 6.21. Унифицированные коробки скоростей вертикально-сверлильных станков:

Дата добавления: 2014-01-04