Сверлильные и расточные станки

ВВЕДЕНИЕ

Сверлильные станки – многочисленная группа металлорежущих станков, предназначенных для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, развёртывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей.

Применяя специальные приспособления и инструменты, можно выполнять различного рода операции, такие как растачивание отверстий, вырезание отверстий большого диаметра в листовом материале («трепанирование»), притирание точных отверстий и т. д.

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.

На сверлильно-фрезерных станках можно выполнять фрезерование, наклонное торцевое фрезерование, шлифовку поверхности, горизонтальное фрезерование и другие операции. Для выполнения подобных операций используют сверла, зенкеры, развертки, метчики и другие инструменты.

Спектр применения сверлильных станков велик. Они используют в механических, сборочных, ремонтных и инструментальных цехах машиностроительных заводов и в предприятиях малого бизнеса.

Расточные станки — металлорежущие станки для сверления, зенкерования, развертывания, растачивания, нарезания резьбы, обтачивания цилиндрических поверхностей и торцов, фрезерования.

Наиболее распространены универсальные горизонтально-расточные станки. Для выполнения ряда операций используют алмазно-расточные станки, а также координатно-расточные станки.

Глава 1. Сверлильные станки

Рабочими формообразующими движе­ниями при обработке на сверлильных стайках являются главное вращательное движение и поступательное движение подачи шпин­деля вдоль его оси. Эти движения сообщаются шпинделем режу­щему инструменту. Обрабатываемая заготовка при обработке неподвижна.

По технологическому назначению сверлильные станки делят на универсальные (вертикально-сверлильные, радиально-сверлильные, многошпиндельные) и специализированные (горизонтально-сверлильные для глубокого сверления, центровальные для получения центровых отверстий в торцах заготовок валов, станки для обработки отверстий в коленчатых и кулачковых валах, шатунах, фильерах и т. д.). Специализированные станки применяют в усло­виях серийного и массового производств.

Вертикально-сверлильные станки

составляют основную часть парка сверлильных станков и выпускаются двух конструктивных разновидностей: на колонне (основной и наиболее распространен­ный тип) и настольные, устанавливаемые на верстаке и предназна­ченные для обработки отверстий малого диаметра.

На рис. 1.1показан вертикально-сверлильный станок мо­дели 2HI35. На фундаментной плите 4
смонтирована колонна 3,
коробчатой формы, на передней стороне которой имеются верти­кальные направляющие для наладочного перемещения шпиндель­ной бабки 1
и стола 6.
Внутри колонны размещен противовес для уравновешивания шпиндельной бабки. Внутри бабки находятся коробка скоростей и коробка подач станка. Шпиндель 7 с режущим инструментом вращается в подшипниках гильзы 8
с зубчатой рей­кой; в процессе обработки с помощью реечной передачи гильзе вместе со шпинделем механически или вручную штурвалом 9
сообщается движение осевой подачи. Стол 6
с Т-образными пазами, на котором устанавливают приспособления и заготовку, при наладке перемещают по направляющим колонны вручную с по­мощью винтового механизма вращением рукоятки 5.
В плите расположен бак для СОЖ. которая подается в зону обработки помпой 2.

Инструменты с коническим хвостовиком устанавливаются непо­средственно в конические отверстия шпинделя станка и удержи­ваются внем силой трения. Когда номера конусов Морзе у инструмента и у шпинделя не совпадают, применяют переходные конус­ные втулки, надеваемые на хвостовики. Инструменты малого диаметра с цилиндрическим хвостовиком крепятся в сверлильных патронах, вставляемых в шпиндель. В условиях серийного произ­водства с целью повышения производительности для установки инструментов применяют револьверные и многошпиндельные головки.

Рис. 1.1 Одношпиндельный вертикально-сверлильный станок модели 2Н135

Заготовки сравнительно больших размеров в единичном произ­водстве крепятся непосредственно к столу станка при помощи болтов и прихватов. Мелкие заготовки закрепляются в машинных тисках. В серийном и массовом производствах для установки и закрепления обрабатываемых заготовок применяют сверлильные приспособления — кондукторы, снабженные закаленными кон­дукторными втулками, дающими направление инструменту. При использовании кондукторов отпадает необходимость предвари­тельной разметки заготовок под сверление.

Настольно-сверлильные станки
выпускаются с наибольшим условным диаметром сверления в стали 3, 6 и 12 мм, а станки на колонне — с диаметром сверления 18, 25, 35, 50 и 75 мм.

На вертикально-сверлильных станках для совмещения осей обрабатываемого отверстия и режущего инструмента заготовку вместе с приспособлением приходится перемещать по столу станка вручную. Это затрудняет обработку крупных, тяжелых заготовок; их гораздо удобнее обрабатывать на радиально-сверлильных стан­

ках

,
на которых совмещение осей отверстий и инструмента произво­дится перемещением шпинделя станка относительно неподвижной заготовки.

На рис. 1.2 показан радиально-сверлильный станок общего назначения. На плите 1
закреплена тумба 2
с неподвижной колон­ной 3, на которой смонтирована поворотная траверса (рукав) 5. По направляющим траверсы перемещается бабка б
со шпинделем 7. В шпиндельной бабке размещены коробка скоростей, коробка подач и органы управления. Установку шпинделя в горизонтальной плоскости осуществляют в полярных координатах радиальным перемещением бабки и поворотом траверсы. Винтом 4
траверса перемещается вдоль колонны и может быть закреплена на любой высоте в зависимости от высоты заготовки. Заготовка устанавли­вается либо на съемном столе 8,
либо непосредственно на плите /. В некоторых моделях радиально-сверлильных станков шпиндель­ную бабку выполняют поворотной в вертикальной плоскости, что позволяет обрабатывать отверстия с осями, расположенными под углом.

Рис. 1.1 Одношпиндельный радиально-сверлильный станок общего назначения

Для тяжелого машиностроения выпускаются переносные радиально-сверлильные станки, устанавливаемые непосредственно на громоздких заготовках, а также станки, перемещаемые относи­тельно заготовки по рельсам.

Радиально-сверлильные стенки выпускаются с наибольшим диаметром сверления в стали — 25, 35, 50, 75 и 100 мм.

С целью сокращения машинного времени в условиях серийного производства одношпиндельные вертикально- и радиально-сверлильные станки оснащаются многошпиндельными сверлильными головками, позволяющими сверлить одновременно несколько от­верстий. На рис. 1.3, а приведена схема сверлильной головки с постоянным расположением шпинделей. Корпус 3
головки кре­пится к шпиндельной гильзе станка. Вращение от шпинделя станка через конус 1
и центральное зубчатое колесо z
1
через промежуточ­ные зубчатые колеса z
2
передается на колеса z
3
,
жестко закреплен­ные на шпинделях 2
головки. Промежуточные колеса обеспечивают однонаправленное вращение шпинделя станка и шпинделей головки.

В случае малого расстояния между осями шпинделей приме­няют бесшестеренные сверлильные головки (рис. 1.3, б). Конус 1
головки снабжен кривошипом 5,
который соединен с поводковой плитой 2,
поддерживаемой кривошипом 3.
С плитой 2
соединены также рабочие шпиндели 4
с кривошипами такого же радиуса. Вращение от шпинделя станка через конус 1
передается на криво­шип, сообщающий поводковой плите круговое поступательное движение. От поводковой плиты приводятся во вращение с одина­ковой частотой шпиндели 4.

Рис. 1.3. Многошпиндельные сверлильные головки

При необходимости одновременного сверления большого числа (до 200 и более) отверстий в условиях крупносерийного и массового производств применяют многошпиндельные сверлильные станки. Такой станок отличается от одношпиндельного главным образом наличием сверлильной головки колокольного типа с переставными шпинделями (рис. 1.3, в),
допускающем переналадку при смене обрабатываемой заготовки.. Рабочие шпиндели 2
размещены в ползунах 1
, которые можно перемещать в радиальном направлении и по окружности относительно опорной плоскости корпуса 8
головки. Передача вращения на переставные шпиндели обеспечи­вается телескопическими валиками 5
суниверсальными шарни­рами 4.

Существуют также многошпиндедьные сверлильные станки

,
представляющие собой как бы совокупность нескольких (2—4) одношпиндельных станков с общей станиной и столом. Такие стан­ки предназначены для последовательной обработки отверстий (сверления, зенкерования, развертывания и т. п.) постоянно уста­новленными инструментами в заготовке, передвигаемой по плос­кости стола от одного шпинделя к другому.

Обработку деталей класса валов на токарных и круглошлифовальных станках производят с установкой их на центры станка центровыми отверстиями. Операцию обработки центровых отвер­стий (центровку заготовок) в условиях серийного и массового производства выполняют на центральных

и фрезерно-центровочных станках

.
В первом случае производится только центровка загото­вок, а во втором перед центровкой фрезеруются торцы заготовки. Обработка на фрезерно-центровочных станках предпочтительнее, поскольку предварительное фрезерование торцов облегчает работу центровочных сверл; кроме того благодаря тому, что фрезерование торцов и сверление центровочных отверстий производится с одной установки, обеспечивается строгая перпендикулярность осей от­верстий торцам.

Рис. 1.4. Схема работы фреэерно-центровочного по­луавтомата

На рис. 1.4 приведена схема работы двухпозиционного фрезерно-центровочного полуавтомата. Заготовка 4,
закрепленная в призмах 5
на столе 1
станка, поступает сначала на позицию /, где ее торцы с подачей стола фрезеруются двумя фрезерными голов­ками 3.
После этого стол переносит заготовку в позицию //, где двумя центровыми сверлами 2
производится зацентровка обоих ее торцов.

Глава 2. Обработка заготовок на сверлильных станках

2.1 Характеристика метода сверления

Сверление
— распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и
несквоз­ные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно получен­ные отверстия с целью увеличения их размеров, повышения точ­ности и снижения шероховатости поверхности.

Сверление осуществляют при сочетании вращательного дви­жения инструмента вокруг оси — главного движения и поступа­тельного его движения вдоль оси — движения подачи. Оба дви­жения на сверлильном станке сообщают инструменту.

Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднен отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим лезвиям инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверх­ность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В резуль­тате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На уве­личение деформации стружки влияет изменение скорости реза­ния вдоль режущего лезвия от максимального значения на пери­ферии сверла до нулевого значения у центра.

2.2 Режим резания. Силы резания.

2.2.1 Режим резания

За скорость резания (в м/мин) при сверлении принимают окружную скорость точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси сверла:

,

где D
— наружный диаметр сверла, мм; п
— частота вращения сверла, об/мин.

Подача
sB
(мм/об) равна величине осевого перемещения сверла за один оборот.

За глубинурезания
t
(в
мм) при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла:

,

а при рассверливании

,

где d
— диаметр обрабатываемого отверстия, мм.

Рис. 2.2.1.1 Схемы сверления (а) и рассверлива­ния (б)

2.2.2 Силы резания

В процессе резания сверло испытывает сопро­тивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействую­щую сил сопротивления, приложенную в некоторой точке А
режущего лезвия, можно разложить на три составляющие силы Рх
, Ру
и Рг
(рис. 2.3.1).

Составляющая Рх
направлена вдоль оси сверла. В этом же направлении действуют сила Рп
на поперечное лезвие и сила тре­ния Рл
ленточки об обработанную поверхность. Суммарная всех указанных сил, действующих на сверло вдоль оси X
, называется осевой силой, или силой подачи Ро
.
Радиальные силы PY
,
равные по величине, но противоположно направленные, взаимно урав­новешиваются.

Исследованиями установлено, что сила, действующая на поперечное режущее лезвие Рп
, весьма значительна и составляет 50 – 55 %, на главные режущие лезвия - 40 – 45% и на ленточки – около 3% осевой силы Ро
.

Рис. 2.2.2.1 Силы, дейст­вующие

на сверло

Крутящий момент, преодолеваемый шпинделем сверлильного станка, в основном (80—90%) создается силой Pz
.

В расчетах для определения осевой силы Ро
(в Н) и крутящего момента Мк
(в Н*м) используют эмпирические формулы:

Po
= Cp
*Dxp
*sl’p
*Kp
;

Mk
= Cm
* Dxm
*sym
*Km
,

где Ср
и См
— постоянные коэффициенты, характеризующие обрабатываемый материал и условия резания; xv
,
y
р
, хм
, ум
— показатели степеней; Kp
и Кч
— поправочные коэффициенты на измененные условия резания.

Коэффициенты и показатели степеней приведены в справочных материалах.

Осевая сила и крутящий момент являются исходными для расчета сверла и узлов станка на прочность, а также для опреде­ления эффективной мощности. Эффективная мощность (в кВт), затрачиваемая на резание при сверлении,

Ne
=

По мощности Ne
определяют мощность электродвигателя станка:

= ,

где η – КПД механизмов передач станка.

2.3 Режущий инструмент

Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками.

Сверла.

По конструкции и назначению сверла подразделяют на спиральные, центровые и специальные. Наиболее распространенным инструментом для сверления и рассверливания является спиральноесверло (рис. 2.3.1, а), которое состоит из четырех частей: рабочей 6,
шейки 2
, хвостовика 4
и лапки 3.

В рабочей части 6
различают режущую 1
и направляющую 5
части с винтовыми канавками. Шейка 2
соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком. Хвостовик 4
служит для установки сверла в шпинделе станка. Лапка 3
является упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Рис. 2.3.1 Части (а), элементы и углы (б) спираль­ного сверла

Элементы рабочей части спирального сверла показаны на рис. 2.3.1, б. Сверло имеет два главных режущих лезвия 11
,образованных пересечением передних 10
и задних 7
поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечное режущее лезвие 12
(перемычку) и два вспомогательных режущих лезвия 9.
На цилиндрической части сверла вдоль винтовой канавки распо­ложены две узкие ленточки 8,
обеспечивающие направление сверла при резании.

К геометрическим параметрам режущей части сверла относятся передний угол γ,
задний угол α, угол при вершине сверла 2φ, угол наклона поперечно­го режущего лезвия ψ и угол наклона винтовой ка­навки ω.

Передний угол
γ
изме­ряют в главной секущей плоскости //—//, перпен­дикулярной к главному ре­жущему лезвию. В разных точках режущего лезвия передний угол различен; наибольший у наружной поверхности сверла, где он практически равен углу наклона винтовой канавки ω, наименьший у попереч­ного режущего лезвия.

Задний угол
α
измеряют в плоскости /—/, параллельной оси сверла. У наружной поверхности сверла α = 8 - 12°; по мере приближения к оси сверла задний угол возрастает до 20—25°.

Угол при вершине сверла
2 φ измеряется между главными режу­щими лезвиями и имеет различную величину в зависимости от обрабатываемого материала. У стандартных сверл, применяемых при обработке разных материалов, 2φ = 90 - 118°; при сверле­нии сталей средней твердости 2φ = 116 - 120°.

Угол наклона поперечного режущего лезвия
ψ
измеряется между проекциями главного и поперечного режущего лезвий на плос­кость, перпендикулярную к оси сверла. У стандартных сверл ψ = 50 - 55°.

Угол наклона винтовой канавки
ω
измеряют по наружному диаметру. Обычно ω = 18 - 30°.

Стандартные спиральные сверла выпускают диаметром 0,1 — 80 мм.

Сверла

дляглубокогосверления.

При свер­лении глубоких отверстий (
L
> 5
D
)
применяют специальные сверла. На рис. VI.64, а
показано однолезвийное сверло с напаянной пластинкой из твердого сплава для сверления глубоких от­верстий диаметром 30—80 мм. Сверло оснащено одной твердо­сплавной режущей пластинкой 1
и двумя направляющими плас­тинками 2.
Охлаждающая жидкость подается в зону резания и вымывает стружку через внутренний канал 3
сверла.

Рис. 2.3.2 Сверла для глубокого сверления

Сквозные отверстия диаметром более 100 мм сверлят кольце­выми сверлами (рис. 2.3.2, б).
Сверло состоит из полого корпуса 5 с винтовыми канавками. На его торцовой части, закреплены режу­щие пластинки 4
(резцы), ширина которых больше толщины сте­нок корпуса. Режущие лезвия пластинок выступают со стороныторца, наружного и внутреннего диаметров корпуса. Число пласти­нок 4—8, в зависимости от диаметра сверла. Таким сверлом выре­зается кольцевая канавка шириной, равной ширине пластинок.

Охлаждающую жидкость подают через внутреннюю полость сверла, а стружку отводят по винтовым канавкам.

Зенкеры

(рис. 2.3.3, а - в
). Этим инструментом обрабатывают отвер­стия в литых или штампованных заготовках, а также предвари­тельно просверленные отверстия. В отличие от сверл они снаб­жены тремя или четырьмя главными режущими лезвиями и не имеют поперечного лезвия, что повышает их прочность и жест­кость. Режущая (или заборная) часть 1
выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 5
служит для направления зенкера в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шеро­ховатость поверхности (2
— шейка, 3
— лапка, 4
— хвостовик, 6 —
рабочая часть).

По виду обрабатываемых отверстий зенкеры делят на цилинд­рические (рис. 2.3.3, а),
конические (рис. 2.3.3, б)
и торцовые (рис. 2.3.3, в).
Зенкеры бывают цельные с коническим хвостови­ком (рис. 2.3.3, а, б)
и насадные (рис. 2.3.3, в).
Первые изготов­ляют диаметром до 32 мм, вторые — до 100 мм.

Рис. VI.65. Инструменты для обработки отверстий на сверлильных станках:

а
—в
— зенкеры; г
—е
— развертки; ж
— метчик

Развертки.

Этим инструментом окончательно обрабатывают отверстия. По форме обрабатываемого отверстия различают цилинд­рические (рис. 2.3.3, г)
и конические (рис. 2.3.3, д)
развертки. Развертки имеют 6—12 главных режущих лезвий, расположен­ных на режущей части 7
с направляющим конусом. Калибрующая часть 8
направляет развертку в отверстии и обеспечивает необхо­димую точность и шероховатость поверхности.

По способу применения различают машинные и ручные раз­вертки. По конструкции крепления развертки делят на хвосто­вые и насадные. На рис. 2.3.3, е
показана машинная насадная развертка с механическим креплением режущих пластинок в ее корпусе.

Метчики.

Их применяют для нарезания внутренних резьб. Метчик (рис. 2.3.3, ж)
представляет собой винт с прорезанными прямыми или спиральными канавками, образующими режущие лезвия, и состоит из рабочей и хвостовой частей. Рабочая часть метчика имеет режущую (заборную) 9
и калибрующую 10
части. Заборная часть производит основную работу резания, а калибрую­щая зачищает нарезаемую резьбу. Хвостовая часть метчика слу­жит для закрепления метчика в патроне. Профиль резьбы мет­чика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы. Раз­личают гаечные, машинные и ручные метчики.

2.4 Приспособления для обработки заготовок на сверлильных станках

При обработке на сверлильных станках применяют различные приспособления для установки и закрепления заготовок на сто­лах станков (рис. 2.4.1).

Рис. 2.4.1 Приспособления для закрепления заготовок на сверлильных станках

Заготовки закрепляют прижимными планками (рис. 2.4.1, а) или в машинных тисках. При сверлении сквозных отверстий заго­товку устанавливают на подкладки, что обеспечивает свободный выход сверла из отверстия. При обработке отверстий, параллель­ных или расположенных под углом к установочной плоскости, используют угольники: простые (рис. VI.66, б) и универсальные (рис. 2.4.1, в).
Заготовки, имеющие цилиндрические части, за­крепляют в трех- или четырехкулачковых патронах, которые крепят на столе станка. При сверлении отверстий в цилиндри­ческих заготовках их устанавливают на призме и закрепляют струбциной (рис. 2.4.1, г).
Для сверления нескольких точно рас­положенных отверстий в заготовках, обрабатываемых большими партиями, широко используют специальные приспособления — кондукторы (рис. 2.4.1, д).
Они имеют направляющие втулки 2,
обеспечивающие определенное положение режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки 1,
закрепляемой в кондукторе. Необходимость в разметке при использовании кондук­торов отпадает.

Режущий инструмент в шпинделе сверлильного станка закреп­ляют с помощью вспомогательного инструмента: переходных втулок, сверлильных патронов и оправок.

Рис. 2.4.2. Схемы закрепления инструмента в шпинделе станка

Режущие инструменты с коническим хвостовиком закрепляют непосредственно в шпинделе сверлильного станка (рис. 2.4.2, а
). Если размер конуса хвостовика инструмента меньше размера конического отверстия шпинделя, то применяют переходные конические втулки (рис 2.4.2, б
). Инструменты с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в двух-, трехкулачковых или цанговых патронах. Закрепление режущего инструмента в цанговом патроне показано на рис. 2.4.2, в
. На резьбовую часть корпуса патрона 1
навинчивается втулка 2,
в которой находится разрезная цанга 3.
Цилиндрический хвостовик инструмента 4
вставляют в отверстие цанги и закрепляют вращением втулки 2
по часовой стрелке.

2.5 Обработка поверхностей заготовок на вертикально-сверлильных станках

На рис. 2.5.1 дан общий вид вертикально-сверлильного станка. На фундаментной плите 1
смонтирована колонна 2.
В верх­ней части колонны расположена коробка скоростей 6,
через которую шпинделю с режущим инструментом сообщают главное вращательное движение. Движение подачи (поступательное вертикальное) инструмент по­лучает через коробку подач 5,
расположен­ную в кронштейне 4.
Заготовку устанавли­вают на столе 3.
Стол и кронштейн имеют установочные перемещения по вертикальным направляющим колонны 2.
Совмещение оси вращения инструмента с заданной осью от­верстия достигается перемещением заготовки.

Рис. 2.5.1 Общий вид вертикально-сверлильного станка

На сверлильных станках выполняют свер­ление, рассверливание, зенкерование, развер­тывание, цекование, зенкование, нарезание резьбы и обработку сложных отверстий в заготовках небольшой массы (до 25 кг).

Сверление.

На рис. 2.5.2, а
показано сверление сквозного отверстия. Режущим инструментом является спиральное сверло, В зависимости от требуемой точности и ве­личины партии обрабатываемых заготовок отверстия сверлят в кондукторе или по разметке.

Рис. 2.5.2 Схемы обработки заготовок на вертикально-сверлильных станках

Рассверливание.

Это процесс увеличения диаметра ранее про­сверленного отверстия сверлом большего диаметра (рис. 2.5.2, б).
Рассверливают обычно отверстия диаметром более 30 мм.

Необходимость предварительного сверления с последующим рассверливанием вызывается увеличением длины поперечного режущего лезвия (перемычки) у сверл большого диаметра. При работе таким сверлом в сплошном материале резко возрастает осевая сила. При малом переднем угле перемычка не режет металл, а выдавливает и скоблит его, что создает сопротивление переме­щению сверла. Для устранения вредного влияния перемычки на процесс резания диаметр первого сверла должен быть больше ширины перемычки, второго сверла. В этом случае перемычка второго сверла в работе не участвует, и осевая сила умень­шается.

Зенкерование.

Это обработка предварительно полученных отверстий для придания им более правильной геометрической формы, повышения точности и снижения шероховатости много­лезвийным режущим инструментом — зенкером (рис. 2.5.2, в)

Развертывание.

Это окончательная обработка цилиндрического или конического отверстия разверткой (обычно после зенкерования) с целью получения высокого класса точности и малой шеро­ховатости обработанной поверхности (рис. 2.5.2, г, д).

Цекование.

Это обработка торцовой поверхности отверстия торцовым зенкером для достижения перпендикулярности плоской торцовой поверхности отверстия к его оси (рис. 2.5.2, е).

Зенкование.

Зенкованием получают в имеющихся отверстиях цилиндрические или конические углубления под головки винтов, болтов, заклепок и других деталей. На рис. 2.5.2, ж, з
показано зенкование цилиндрического углубления цилиндрическим зенке­ром (зенковкой) и конического углубления коническим зенкером.

Нарезание резьбы.

Это получение на внутренней цилиндри­ческой поверхности с помощью метчика винтовой канавки, профиль которой соответствует профилю режущей части инструмента (рис. 2.5.2, и
).

Обработка

сложных отверстий.

Сложные отверстия обрабаты­вают с помощью комбинированного режущего инструмента. На рис. 2.5.2, к
показан комбинированный зенкер для обработки двух поверхностей: цилиндрической и конической.

2.6 Обработка поверхностей заготовок на радиально- сверлильных станках

На радиально-сверлильных станках обрабатывают несколько отверстий, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, в крупногабаритных и большой массы заготовках.

Эти станки в отличие от вертикально-сверлильных обеспечи­вают (без изменения положения заготовки) совмещение осей режу­щего инструмента и обрабатываемых отверстий перемещением шпиндельной головки.

Рис. 2.6.1 Общий вид радиально-сверлильного станка

На рис. 2.6.1 приведен общий вид радиально-сверлильного станка. К фундаментной плите 1
крепят неподвижную колонну 2 с
поворотной гильзой 3.
На гильзе установлена траверса 4,
которая может перемещаться по ней и закрепляться с помощью механизма 5
на определенной высоте в зависимости от размеров обрабатываемой заготовки. Шпиндельная головка 6,
внутри которой находятся коробка скоростей 7 и коробка подач 8,
перемещается по направляющим траверсы в горизонтальном направлении и вместе с траверсой поворачивается вокруг колонны. Шпиндель 9
с инструментом по­лучает главное вращательное движение и движение подачи (по­ступательное вертикальное). Заготовку закрепляют на столе 10
или непосредственно на фундаментной плите 1.
Инструмент устанавливают в рабочее положение перемещением траверсы вокруг колонны, шпиндельной головки — по направляющим траверсы и шпинделя — вдоль его оси.

2.7 Обработка поверхностей заготовок на агрегатных станках

На агрегатных станках заготовки одновременно обрабатывают несколькими инструментами.

Агрегатные станки изготовляют из стандартных и нормализо­ванных деталей и узлов (агрегатов). Компоновка станков весьма разнообразна. Она зависит от формы и размеров заготовок, харак­тера выполняемых работ и т.д.

На рис. 2.7.1 приведена одна из разновидностей компоновки агрегатного станка.

Рис.2.7.1 Общий вид агрегатно-сверлильного станка

Основными нормализованными узлами станка являются ста­нина 7, агрегатная (силовая) головка 2
и стол 3.
Заготовку крепят в приспособлении, установленном на столе станка, и обрабатывают с трех сторон одновременно мно­гими инструментами, закреплен­ными в шпинделях силовых голо­вок. Инструментальные шпиндели вращаются от приводного вала си­ловой головки — главное движе­ние, а подачу вдоль оси отверстия получают вместе с корпусом сило­вой головки перемещением ее по направляющим станины.

На агрегатных станках наря­ду со сверлением растачивают от­верстия, фрезеруют поверхности и т. д. Агрегатные станки являют­ся преимущественно станками-полуавтоматами и их часто встраи­вают в автоматические линии. Они обеспечивают стабильную точность обработки и допускают многократное использование нормализованных деталей и узлов при перекомпоновке станка на выпуск нового изделия.

2.8 Сверление глубоких отверстий

Глубокие отверстия, у которых длина больше пяти диаметров, сверлят на специальных горизонтально-сверлильных станках.

Режущим инструментом являются сверла специальной кон­струкции (см. рис. 2.3.2). При сверлении глубоких отверстий обычными спиральными сверлами невозможно обеспечить прямо­линейность оси отверстия. Это объясняется погрешностями при заточке спирального сверла и неравномерностью износа главных режущих лезвий, что приводит к неравенству сил резания на глав­ных режущих лезвиях, в результате чего происходит «разбивание» отверстия и увод его оси в сторону. Кроме того, с увеличением длины отверстия затрудняются подвод смазочно-охлаждающей жидкости и отвод стружки из зоны резания.

На рис. 2.8.1, а
показана схема сверления отверстия одно-лезвийным специальным сверлом на горизонтально-сверлильном станке. Заготовка 2,
закрепляемая в патроне 1
и люнете 3,
полу­чает вращательное (главное) движение через коробку скоростей, расположенную в шпиндельной бабке. Сверло 9
закрепляют на резьбе в стебле 5
(трубе), второй конец последнего — в суп­порте 6.
Перемещением суппорта по направляющим: станины сообщают сверлу продольную подачу. Смазочно-охлаждающая жидкость под большим давлением подается насосом из резер­вуара 8
по трубопроводу через маслоприемник 4
к режущему лезвию сверла. Стружка отводится вместе с жидкостью через внутренний канал сверла в стружкосборник 7,
где она задержи­вается, а жидкость стекает в отстойник резервуара 8.

При данном методе глубокого сверления весь металл, подле­жащий удалению для образования отверстия

заданного размера, превращается в стружку (рис. 2.8.1, б).

Рис. 2.8.1 Схема глубокого сверления

Глубокие отверстия большого диаметра (
D
> 100 мм) сверлят сверлами кольцевого типа. В процессе сверления в стружку пре­вращается только металл кольцевой полости (рис. 2.8.1, в).
Оставшийся после кольцевого сверления центральный стержень используют как заготовку для изготовления различных деталей.

2.9 Технологические требования к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на сверлильных станках

Отверстия, к которым предъявляют высокие требования по точности изготовления, необходимо выполнять сквозными (рис. 2.9.1, а),
а не глухими. Форма и размеры дна глухих отверстий должны соответствовать форме и размерам стандартного инстру­мента (рис. 2.9.1, б).

У ступенчатого отверстия переходы от одного диаметра к дру­гому лучше делать коническими (рис. 2.9.1, в),
так как уступы, расположенные под прямым углом к оси детали, значительно усложняют обработку.

Поверхность, на которой нужно сверлить отверстие, должна быть перпендикулярна его оси, иначе (рис. 2.9.1, г)
может прои­зойти поломка сверла. С этой целью на цилиндрических поверх­ностях литых деталей необходимо предусматривать плоскости, перпендикулярные к оси отверстия (рис. 2.9.1, д),
а на заготов­ках из проката фрезеровать уступы (рис. 2.9.1, е).

Смазочные отверстия лучше располагать перпендикулярно к поверхности, на которой они должны находиться (рис. 2.9.1, ж).
Наклонное их расположение (рис. 2.9.1, з)
затрудняет обра­ботку.

Глубокие отверстия (рис. 2.9.1, и)
рекомендуется заменять двумя неглубокими (рис. 2.9.1, к),
что обеспечивает их одно­временную обработку с двух сторон на агрегатном станке.

Рис. 2.9.1 Примеры конструкций деталей машин, обрабатываемых на сверлильных станках

Рекомендуется использовать ступенчатые отверстия (рис. 2.9.1, м)
вместо двух глухих соосных отверстий (рис. 2.9.1, л),
что исключает необходимость обработки их за две установки и устра­няет погрешности, связанные с взаимным расположением отвер­стий.

На заготовках формы тел вращения следует предусматривать сплошную обработку торцовой поверхности фланца (рис. 2.9.1, н)
вместо обработки торцовой поверхности каждого отверстия (рис. 2.9.1, о).

При проектировании нескольких отверстий их оси не должны скрещиваться (рис. 2.9.1, п).
В конструкции, приведенной на рис. 2.9.1, р,
режущие лезвия сверла будут работать в неодина­ковых yсловиях, и отверстия получатся неточными.

Глава 3. Расточные станки

Формообразующими движениями в расточ­ных станках являются вращение шпинделя (главное движение) и движение подачи. В зависимости от условий обработки подача сообщается либо инструменту, либо заготовке.

В зависимости от назначения, характера операций и конструк­тивных особенностей расточные ставки делят на универсальные (горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-рас­точные) и специализированные (одиошпиидельные и многошпиндельные вертикально-расточные станки, станки для обработки деталей данного класса, например для растачивания отверстий в головках, шатуна, и др.).

Наиболее распространенным типом расточных станков явля­ются горизонтально-расточные станки

,
предназначенные для обработки средних и крупных заготовок (главным образом, корпусных) в условиях единич­ного и серийного производства. На этих станках можно произ­водить растачивание литых или предварительно обработанных отверстий, сверление, зенкерование, развертывание, нареза­ние внутренней и наружной резьб, обтачивание цилиндрической поверхности. На этих станках можно также фрезе­ровать или подрезать торцовые плоскости, обеспечивая, благо­даря обработке с одной установки, их перпендикулярность или параллельность осям растачиваемых отверстий. Большое разно­образие различных видов обработки позволяет в ряде случаев проводить на расточной операции полную обработку детали без переустановки ее на другие станки.

На рис. 3.1 показан горизонтально-расточный станок модели 2620В. На станине 3
коробчатой формы справа жестко закреплена передняя (правая) стойка 2.
По вертикальным направляющим стойки перемещается шпиндельная бабка, в которой размещены механизмы главного движения, перемещения выдвижного шпинделя 11
, вращения планшайбы 10,
радиального перемещения суппорта 12
по пазу планшайбы. На горизонтальных направлениях станины 3
смонтированы продольные салазки 5
с зажимным устройством для фиксации их положения в продольном направлении. На поперечных направляющих продольных салазок установлены поперечные салазки 6
с поворотным столом 7 и их зажимные уст­ройства. С левой стороны станины установлена задняя (левая) стойка 8
с люнетом 9,
служащим для поддержания борштанги (расточной скалки) с перемещающимся по вертикальным направ­ляющим задней стойки синхронно со шпиндельной бабкой. В правой нижней части станины установлен привод подачи 4
станка.

Рис 3.1 Горизонтально-расточный станок

Тяжелые горизонтально-расточные станки для обработки особо крупных заготовок (расточные колонки) не имеют задней стойки и стола, поэтому заготовку устанавливают непосредственно на станину В таких станках все необходимые движения совершаются шпиндельной бабкой и шпинделем. Основным размером горизон­тально-расточного станка является диаметр выдвижного шпинделя, который может составлять от 60 до 320 мм (у расточных колонок).

Координатно-расточные станки

предназначены для обработкиточных отверстий, расположенных на весьма точных расстояниях п
базовых поверхностей изделия и друг от друга, без применения разметки и кондукторов. Их применяют в единичном имелкосерийном производствах, главным образом в инструментальных цехах для обработки отверстий в приспособлениях, кондукторах, штам­пах, пресс-формах и т. п., а также для точной разметки сложных заготовок и контроля размеров ответственных деталей.

По компоновке координатно-расточные станки выполняют одностоечными и двухстоечными (для крупных заготовок). Глав­ным движением является вращение шпинделя, а движением подачи— осевое движение шпинделя, всегда расположенного верти-4сально. Установочные движения в одностоечных станках — продольное и поперечное перемещение стола на заданные координаты. Применяя поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно обрабатывать отверстия, заданные в полярной системе координат, наклонные и взаимно перпендику­лярные отверстия и т. п. Для точного измерения координатных перемещений станки оснащены различными механическими, оптико-механическнми, индуктивными или электронными устрой­ствами отсчета. Точность линейных перемещений достигает 2—8 мкм, а угловых 5”. Станки имеют жесткую конструкцию. Для обеспечения высокой точности обработки их необходимо устанавливать на специальных виброизолирующих фундаментах в термокон­стантных помещениях с температурой воздуха 20±0,2 °C.

Рис. 3.2 Координатно-расточный станок

Координатно-расточный станок приведен на рис. 3.2. На станине 4
жестко закреплена стойка 3 коробчатого сечения с вер­тикальными направляющими. На направляющих стойки установ­лена шпиндельная бабка 2,
в которой размещены коробки скорос­тей и подач, шпиндель 1
и механизмы управления. При наладке бабку можно перемещать по вертикали в зависимости от высоты обрабатываемой заготовки и закреплять в требуемом положении. На горизонтальных направляющих станины смонтированы попе­речные салазки 5, по которым в продольном направлении переме­щается стол 6.
На станине установлены приводы продольного и поперечного перемещения стола и салазок.

Координатно-расточные станки характеризуются размерами стола, которые могут составлять от 160x280 до 1400x2200 мм.

Алмазно-расточные станки

применяют для чистовой обработки отверстий в точных корпусных деталях, цилиндрах авиационных и автомобильных двигателей, а также других деталях главным образом из цветных сплавов и чугуна. Растачивание производится алмазным или твердосплавным инструментом на высоких скорос­тях резания и с малыми подачами и глубинами резания. Алмазное (тонкое) растачивание обеспечивает высокую точность размеров и геометрической формы отверстий и малую шероховатость поверх­ности, заменяя шлифование.

Алмазно-расточные станки отличаются высокой частотой вра­щения шпинделя (до 5000 мин-1
) и большой жесткостью, позволяю­щей уменьшить вибрации технологической системы СОЗ (станок — оснастка (включает в себя станочные приспособления и инструмент) — заготовка). По расположению шпинделя станки де­лятся на вертикальные и горизонтальные, а по числу шпинделей — на одношпиндельные и многошпиндельные, причем расположение шпинделей относительно обрабатываемой заготовки может быть односторонним или двусторонним. Наряду с универсальными алмазно-расточными станками выпускаются специальные станки для обработки конкретной детали, например поршня, шатуна, вкладыша и т. п.

Главным движением в алмазно-расточных станках является вращение расточного шпинделя, несущего инструмент. Движение подачи в горизонтальных станках сообщается столу с закрепленной на нем заготовкой, а в вертикальных станках — шпинделю. Шпиндели алмазно-расточных станков монтируют в прецизионных подшипниках. Чтобы исключить вибрации, вращение сообщается шпинделю с помощью ременной передачи и регулируется ступен­чатыми или сменными шкивами. Для осуществления движения подачи обычно применяется гидравлический привод, обеспечивающий плавную работу и бесступенчатое регулирование подачи.

Глава 4. Обработка заготовок на расточных станках

4.1 Характеристика метода растачивания

Расточные станки применяют в основном для обработки отвер­стий с точно координированными осями в крупно- и среднегабаритных заготовках корпусных деталей.

На расточных станках выполняют сверление, зенкерование, развертывание и растачивание отверстий, обтачивание наружных цилиндрических поверхностей резцом, подрезание торцов, наре­зание резьбы и фрезерование плоскостей.

Поверхности на расточных станках формообразуются за счет сочетания главного вращательного движения резца или другого режущего инструмента и движения подачи, сообщаемого инстру­менту или заготовке. Направление подачи может быть продоль­ным, поперечным, радиальным и вертикальным в зависимости от характера обрабатываемой поверхности.

Обработка поверхностей заготовок резцами является наиболее характерной для расточных станков.

Расточные резцы работают в менее благоприятных условиях, чем токарные. Они имеют меньшие размеры, зависящие от раз­мера оправок, в которых их закрепляют, и диаметра обрабаты­ваемого отверстия. Оправка с резцом под действием силы резания может изгибаться. Нежесткость инструмента является причиной вибраций в процессе резания и снижения качества обработанной поверхности. Поэтому для обеспечения высокой точности обра­батываемых поверхностей расточные станки имеют повышенную жесткость.

4.2 Режим резания

При работе на расточных станках (рис. 4.2.1) главное враща­тельное движение инструмента характеризуется скоростью резания.

За скорость резания
(в м/мин) прини­мают окружную скорость вращающегося режущего инструмента:

,

где D
— диаметр окружности, на кото­рой расположена точка режущего лезвия инструмента, наиболее удаленная от оси вращения, мм; п
— частота вращения ре­жущего инструмента, об/мин.

При растачивании D
— диаметр обра­ботанной поверхности; при обтачиванииD
— диаметр обрабатываемой поверхности. При сверлении, зенкеровании, развертывании и фрезеровании вместо D
в формулу под­ставляют диаметры инструментов.

Рис. 4.2.1 Схема растачивания отверстия

Подача
s
— перемещение режущего инструмента (или заго­товки) относительно обрабатываемой поверхности (измеряется в мм/мин или за один оборот шпинделя — в мм/об).

Глубина резания
t
(в мм) при растачивании отверстий:

,

где D
— диаметр отверстия после обработки, мм; d
— диаметр отверстия до обработки, мм.

4.3 Режущий инструмент

На расточных станках для обработки поверхностей исполь­зуют различные инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, фрезы.

Расточные резцы.

Поформе поперечного сечения стержня этирезцы подразделяют на квадратные, прямоугольные (рис, 4.3.1а)
и круглые (рис. 4.3.1, б).

В зависимости от вида обработки используют различные типы расточных резцов: проходные, подрезные, канавочные и резь­бовые. Широко применяют пластинчатые резцы. Они являются основным инструментом для растачивания отверстий диаметром более 20 мм. Пластинчатые резцы делят на одно- и двухлезвийные (рис. 4.3.1, в).
Для получения отверстия заданного диаметра о дно лезвийный пластинчатый резец необходимо соответствую­щим образом установить в оправке. Двухлезвийные пластинча­тые резцы выполняют по размеру растачиваемого отверстия. Для установки на оправке пластинчатые резцы имеют отвер­стие, выполненное по диаметру оправки.

Рис. 4.3.1 Режущий инструмент для растачивания отверстий

Расточныеблоки (рис. 4.3.1, г)
представляют собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса 1
и вставных регу­лируемых резцов 2,
закрепленных винтами 3
и 4.
Резцы регули­руют по диаметру растачиваемого отверстия.

Расточные головкиприменяют для обработки отвер­стий большого диаметра.

На рис. 4.3.1, д
показана разъемная расточная головка для обработки отверстий диаметром 130—225 мм. Подрезные резцы головки предварительно устанавливают по диаметру и торцу на заданный размер, что позволяет производить обработку ряда соосных отверстий как по диаметру, так и по торцам.

Специальные развертки.

Такие развертки с нерегулируемымии регулируемыми ножами применяют для окончательной обра­ботки отверстий после предварительного растачивания их рез­цами.

Регулируемая плавающая развертка (рис. 4.3.1, е)
имеет два ножа 5,
взаимно перемещающихся по шпонке 7 и скрепленных винтами 6
при упоре в винт 8,
положение которого регулируется в зависимости от заданного размера обрабатываемого отверстия. Развертка оснащена пластинками из твердого сплава.

4.4 Приспособления для обработки заготовок на расточных станках

Заготовки на столе расточного станка закрепляют с помощью различных универсальных приспособлений: прижимных планок, станочных болтов, угольников, призм (см. рис. 2.4.1, а
— г).

При обработке отверстий и плоскостей, расположенных под углом к основанию заготовки или друг к другу, применяют уголь­ники. Заготовку устанавливают на вертикальной плоскости уголь­ника (см. рис. 2.4.1, б, в).
Заготовки с опорными поверхностями цилиндрической формы устанавливают на призмы: короткие заго­товки — на одну призму, длинные — на две.

Корпусные детали отличаются большим многообразием форм и размеров обрабатываемых поверхностей и точностью их обра­ботки. В зависимости от этого используют различные конструк­ции расточных кондукторов для закрепления корпусных заготовок и обеспечения правильного положения инструмента относи­тельно обрабатываемой поверхности.

Режущий инструмент на расточных станках закрепляют с по­мощью вспомогательного инструмента: консольных оправок, двухопорных оправок и патронов. Использование вспомогательного инструмента обусловлено тем, что резец нельзя непосредственно закреплять в расточном шпинделе или радиальном суппорте. Расточные оправки имеют прямоугольные, квадратные или круг­лые окна для резцов, расположенные под углом 45° или 90° к оси оправки. Короткие консольные оправки предназначены для закрепления одного или двух резцов при растачивании глухих и сквозных отверстий небольшой длины.

Для закрепления стандартных многолезвийных режущих инст­рументов (сверл, зенкеров, разверток, фрез и т. п.) на расточ­ных станках применяют специальные оправки, переходные втулки и патроны.

4.5 Обработка поверхностей заготовок на горизонтально-расточных станках

Горизонтально-расточные станки относятся к числу наиболее распространенных, на их базе выполнены конструкции других универсальных и специальных расточных станков.

На рис. 4.5.1 показан общий вид горизонтально-расточного станка. На станине 1
установлена стойка 2,
на вертикальных направляющих которой смонтирована шпиндельная бабка 3.
В шпиндельной бабке расположены коробка скоростей и коробка подач. Шпиндель коробки скоростей полый, на нем закреплена планшайба 4
с радиальным суппортом 5.
Внутри полого шпинделя смонтирован расточной шпин­дель 6.
Задняя стойка 7
с подшипником 8
предназна­чена для поддерживания длинных расточных оправок. Подшипник 8
перемещается по задней стойке 7
синхрон­на со шпиндельной бабкой 3,
сохраняя соосность со шпинделем.

Рис. 4.5.1 Общий вид горизонтально-расточного станка

Заготовку устанавливают на но во ротном столе 11,
со­стоящем из двух частей: са­лазок 9,
перемещающихся вдоль станины, и каретки 10,
имеющей поперечное перемещение. Главным движением является вращение расточного шпинделя или планшайбы. Движение подачи в зависимости от характера обрабатываемых поверхностей получает стол (заготовка) или ин­струмент за счет осевого перемещения расточного шпинделя 6,
радиального перемещения суппорта 5
или вертикального переме­щения шпиндельной бабки 3
по направляющим стойки 2
.

На расточных станках обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенным видом обработки на расточ­ных станках является растачивание отверстии.

Растачивание цилиндрических отверстий.

Растачиванием отвер­стий резцами исправляют форму и оси предварительно обработан­ных иди отлитых отверстий.

Резцы закрепляют в консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия l
≤
5
d
,
так как с уве­личением длины оправки снижается ее жесткость, что приводит к необходимости уменьшения глубины резания.

На рис. 4.5.2, а
показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закреп­ленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче расточного шпинделя. Растачиванием с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие по­стоянного вылета шпинделя.

Рис. 4.5.2 Схемы обработки поверхностей заготовок на горизонтально-расточных станках

Отверстия с отношением > 5 и соосные отверстия раста­чивают резцами, закрепленными в двухопорной оправке. При ее установке необходимо точно совместить ось шпинделя с осью втулки подшипника задней стойки.

На рис. 4.5.2, б
показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение, а заготовка — продольную подачу в направ­лении от задней стойки к шпиндельной бабке.

Одновременное растачивание резцами нескольких отверстий повышает производительность, но не обеспечивает точности, поэтому таким способом обычно производят черновую обработку. При чистовом растачивании для обеспечения высокого качества обработки каждое отверстие рекомендуется растачивать отдельно.

Отверстия большого диаметра, но малой длины растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис. 4.5.2, в).
Планшайбе с резцом сообщают главное враща­тельное движение, а столу с заготовкой — продольную подачу. Отверстия диаметром более 130 мм обрабатывают расточными блоками и головками.

Растачивание параллельных и взаимно перпендикулярных отвер­

стий

.
Растачивают с одной установки заготовки. После раста­чивания первого отверстия стол перемещают в поперечном направ­лении на величину, равную межцентровому расстоянию, затем растачивают второе и другие отверстия. Если требуется расто­чить два взаимно перпендикулярных отверстия, то после раста­чивания первого отверстия стол поворачивают на 90° и растачи­вают второе отверстие.

Растачивание конических отверстий.

Конические отверстия обрабатывают расточными головками, закрепленными в расточ­ном шпинделе, которому сообщают осевую подачу. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с исполь­зованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис. 4.5.2, г).
В процессе обработки резец перемещается по наклонным направляющим приспособления. Конические отверстия большой длины и диа­метра растачивают с помощью приспособления, установленного на двухопорной оправке.

Сверление, зенкерование, развертывание, цекование, зенко

вание и нарезание резьбы метчиками.

На расточных станках эти операции выполняют так же, как и на вертикально-сверлиль­ных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движение и осевую подачу. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной.

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей.

Резец закрепляют на радиальном суппорте планшайбы (рис. 4.5.2, д)
и сообщают ему главное вращательное движение, а столу с заго­товкой — продольную подачу.

Подрезание торцов.

Торцы подрезают двумя способами: с по­дачей резца в направлении, перпендикулярно или параллель­ном оси шпинделя.

На рис. 4.5.2, е
показано подрезание торца проходным рез­цом, закрепленным на радиальном суппорте планшайбы. Резцу сообщают радиальную подачу (в направлении, перпендикуляр­ном к оси шпинделя) перемещением суппорта планшайбы. Небольшие плоскости подрезают пластинчатым резцом (рис. 4.5.2, ж),
которому сообщают осевую подачу (в направлении, параллельном оси шпинделя) перемещением расточного шпинделя. Обработка торцовых поверхностей с радиальной подачей обеспечивает боль­шую их точность.

Фрезерование поверхностей.
На рис. 4.5.2, а
приведен при­мер фрезерования вертикальной плоскости торцовой фрезерной головкой, закрепленной в расточном шпинделе. Фрезе сообщают главное вращательное движение ивертикальную подачу пере­мещением шпиндельной бабки.

4.6 Обработка поверхностей заготовок на координатно-расточных станках

На координатно-расточных станках обрабатывают точные отверстия, при этом обеспечивается большая точность располо­жения их осей.

На рис. 4.6.1 показан общий вид одностоечного координатно-расточного станка. На станине 1
смонтирована стойка 2.
В верх­ней части стойки расположена коробка скоростей 3
и расточная головка 4
со шпинделем 5.
Шпинделю с инструментом сообщают главное вращательное движение через коробку скоростей 3.
Шпиндель стан­ка имеет также вертикальное перемеще­ние (движение подачи). Заготовку закре­пляют на столе 6,
имеющем салазки 7.

Рис. 4.6.1 Общий вид координатно-расточного станка

Шпиндель на заданные координаты устанавливают перемещением стола 6
в двух взаимно перпендикулярных направ­лениях: продольном по направляющим салазок 7
и поперечном по направляющим станины 1.
Стол перемещается от привода 8.
Для точного отсчета перемещений (ко­ординат) на станке имеются масштабные зеркальные валики и оптические системы. Точность установки координатных размеров достигает 0,001 мм.

Координатно-расточные станки отличаются от обычных расточ­ных станков повышенной жесткостью. Для обеспечения высокой точности обработки фундамент этих станков изолируют от воз­действия колебаний соседнего оборудования; станки устанавливают в помещении с постоянной температурой +20° С (±1°).

На этих станках можно не только выполнять точные расточ­ные работы, но и проводить точные измерения. Координатно-расточные станки применяют главным образом для изготовления изделий инструментального производства (штампов, пресс-форм, шаблонов, копиров, приспособлений).

4.7 Обработка поверхностей заготовок на алмазно-расточных станках

На алмазно-расточных станках окончательно обрабатывают отверстия алмазными и твердосплавными резцами.

На рис. 4.7.1 показан одношшгадельный алмазно-расточной станок с горизонтальным расположением шпинделя. На ста­нине 1
установлена расточная головка 2,
В головке расположен закреплена оправка с резцом. Заготовку закрепляют на столе 3,
имею­щем перемещение по направляющим станины — продольную подачу, вели­чина которой регулируется механизмом подач 4.
Два соосных отверстия обраба­тывают на алмазно-расточных станках двустороннего действия, имеющих две расточные головки.

Рис. 4.7.1 Общий вид алмазно-расточного станка

Высокая точность и малая шерохо­ватость обработанной поверхности обе­спечиваются применением высоких ско­ростей резания (200—1000 м/мин), ма­лых подач (0,01—0,1 мм/об) и глубин резания (0,05—0,2 мм). При обработке цветных металлов при­меняют алмазные, а при обработке черных металлов — твердо­сплавные резцы.

Алмазно-расточные станки широко применяют для растачи­вания отверстий в блоках цилиндров и гильзах тракторных, авто­мобильных и мотоциклетных двигателей.

4.8 Технологические требования к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на расточных
станках

Отверстия в корпусных деталях следует предусматривать простой формы (рис. 4.8.1, а).
Глухие глубокие отверстия, атакже конические и с выточками (рис. 4.8.1, б)
трудно обрабатывать.

Рис. 4.8.1 Примеры конструкций деталей машин, обрабатываемых на расточных станках

Детали с несколькими соосными отверстиями целесообразно конструировать так, чтобы их диаметры последовательно умень­шались в одном направлении (рис. 4.8.1, в).
При этом отверстия можно одновременно растачивать за один проход резцами, уста­новленными на двухопорной оправке.

Если в корпусной заготовке имеются внутренняя стенка или отверстия небольшого диаметра, не позволяющие ввести оправку, то такая конструкция является нетехнологичной (рис. 4.8.1, г).
Расположение торцов следует предусматривать в одной плоскости (рис. 4.8.1, д),
что позволит обрабатывать их за один проход. Наличие уступов в отверстиях и расположение торцовых поверх­ностей на разных высотах (рис. 4.8.1, е)
затрудняют обработку.

Большое значение имеет свободный доступ ко всем элементам детали при обработке и измерении. В рекомендуемой на рис. 4.8.1, ж
конструкции за счет увеличения диаметра отверстия В
облегчается доступ режущего инструмента для подрезания торца отверстия А.
Конструкция, приведенная на рис. 4.8.1, з,
явля­ется менее технологичной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сверлильные станки
используются для организации глухих, а также сквозных отверстий в материале сплошного вида. Также применяются для конечной обработки отверстий, которые выполнялись с применением другого способа. Кроме того, сверлильные станки используются для:

· рассверливания отверстий (чтобы обеспечить высокую точность и шероховатость имеющегося в заготовке отверстия);

· вырезания дисков;

· выполнения операций вроде вырезания дисков посредством зенкеров, сверл, разверток, метчиков и т.д;

· нарезания внутренних резьб;

· зенкования поверхностей торца;

· раскатывания отверстий оправками.

Также сверлильные станки применяются для получения в основании уже имеющего отверстия гнезд, которые обладают плоским дном, под головки болтов и винтов. Но сфера использования сверлильных станков на самом деле гораздо шире спектра перечисленных операций. Они используются и для обработки отверстий с большим числом граней, для развальцовки полых заклепок. Универсальные сверлильные станки бывают следующих типов:

· настольные (одношпиндельные, в том числе, с ЧПУ);

· вертикальные (одношпиндельные, в том числе, с ЧПУ);

· радиальные (в том числе, с ЧПУ);

· станки для глубокого сверления;

· многошпиндельные.

При помощи специальных инструментов и приспособлений на сверлильных станках можно вырезать большие отверстия, растачивать отверстия, делать притирку точных отверстий. Используют сверлильные станки в сборочных, механических, инструментальных, ремонтных цехах, а также в ремонтных мастерских различного назначения.

Расточные станки
— металлорежущие станки для сверления, зенкерования, развертывания, растачивания, нарезания резьбы, обтачивания цилиндрических поверхностей и торцов, фрезерования.

Наиболее распространены универсальные горизонтально-расточные станки. Для выполнения ряда операций используют алмазно-расточные станки, а также координатно-расточные станки.

Универсальный горизонтально-расточной станок имеет горизонтальный шпиндель, смонтированный в бабке, которая перемещается вверх и вниз по передней стойке. Приняты 3 основных типа компоновки:

· станки для обработки мелких и средних изделий со шпинделем диаметром до 125 мм, столом, перемещающимся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и неподвижной передней стойкой;

· станки для обработки средних и крупных изделий со шпинделем диаметром от 100 до 200 мм, столом и передней стойкой, перемещающимися во взаимно перпендикулярных направлениях;

· станки для обработки особо крупных изделий со шпинделем диаметром от 125 до 320 мм, без стола, с передней стойкой (колонкой), перемещающейся в одном или двух направлениях.

Шпиндельный узел, обеспечивающий станку широкую универсальность, состоит из полого шпинделя, несущего планшайбу с расточным резцом (главное движение), и внутреннего расточного шпинделя, перемещающегося в осевом направлении (движение подачи). Наличие имеющих раздельные приводы планшайб с радиальным суппортом и внутреннего шпинделя, использование различных приспособлений значительно расширяют технологические возможности станка (например, совмещение переходов).

Тенденциями развития расточных станков можно отметитьследующие: повышение жесткости и виброустойчивости, снижение трения в подвижных узлах, применение системы цифровой индикации, числового программного управления, методов дистанционного наблюдения и контроля за процессом обработки (главным образом в тяжелых и уникальных станках).

Таким образом, станки сверлильно-расточной группы предназначены для обра­ботки отверстий. По характеру обработки и виду применяемого режущего инструмента ониделятся на две подгруппы: сверлиль­ные и расточные станки. Сверлильные станки применяют для обработки сквозных и глухих отверстий как в сплошном мате­риале, так и уже имеющихся в заготовке мерными осевыми инстру­ментами — сверлами, зенкерами, зенковками, цековками, разверт­ками, метчиками и т. п. Кроме того, расточные станки предназна­чены в основном для обработки отверстий расточными резцами, головками и блоками.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1) Ансеров Ю.М., Салтыков В.А., Семин В.Г., Машины и оборудование машиностроительных предприятий: Учебник для инженерно-экономических специальностей вузов. – Л.: Политехника, 1991. – 365 с.: ил.

2) Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-5-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 788 с.

3) Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-6-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 584 с ил.

4) Дальский А.Н., Арутюнова И.А., Технология конструкционных материалов, Учебник. - М.: Машиностроение 1985. - 450 с.