4.3. Сверлильные и расточные станки

Станки сверлильно-расточной группы предназначены для обработки отверстий. По характеру обработки и виду применяемого режущего инструмента они делятся 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.

Рабочими формообразующими движениями при обработке на сверлильных станках 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-сверлиль-ные, 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. 4.21, а) показан вертикально-сверлильный станок мо­дели 2Н135. 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 помещен 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.

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

Рис. 4.21. Одношпиндельные сверлильные станки

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 удобнее обрабатывать на радиально-сверлильных станках, на которых совмещение осей отверстий и инструмента производится перемещением шпинделя станка относительно неподвижной заготовки (рис. 4.21, б). Радиально-сверлильные станки 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-сверлильные и радиально-сверлильные станки оснащаются многошпиндельными сверлильными головками, позволяющими сверлить одновременно несколько отверстий.

Многошпиндельные сверлильные станки бывают трех основных видов: станки с расположением шпинделей в один ряд для последовательного сверления в одной детали отверстий различного диаметра или для обработки одного отверстия различными инструментами представляют собой совокупность нескольких одношпиндельных станков с общей станиной и столом; станки с головками колокольного типа с переставными шарнирными шпинделями для одновременной обработки нескольких отверстий; агрегатные многошпиндельные станки для массового производства.

Станки для глубокого сверления корректнее назвать токарно-сверлильными. Они предназначены для сверления и рассверливания отверстий, длина которых во много раз превосходит их диаметр. Станки могут быть одно- и двусторонними, т.е. предназначенными для обработки отверстий с одной или двух сторон одновременно. В станках для сверления отверстий малого диаметра при длине не больше 1000 мм вращается обрабатываемая заготовка. Большие, тяжелые заготовки остаются во время обработки неподвижными, а инструмент получает вращение и осевую подачу.

Формообразующими движениями в расточных станках являются вращение шпинделя (главное движение) и движение подачи, сообщаемое либо инструменту, либо заготовке.

В зависимости от назначения, характера операций и конструктивных особенностей расточные станки делят на универсальные (горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-рас­точные) и специализированные (одношпиндельные 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 переостановки ее на другие станки.

На (рис. 4.22, а) показан горизонтально-расточный станок мо-дели 2620В. На станине 3 коробчатой формы справа жестко закреплена передняя (правая) стойка 2. По вертикальным направляющим стойки перемещается шпиндельная бабка, в которой размешены механизмы главного движения, перемещения выдвижного шпинделя 11, вращения планшайбы 10, радиального перемещения суппорта 12 по пазу планшайбы. На горизонтальных направлениях танины 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. 4.22. Расточные станки

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 обработки точных отверстий, расположенных на весьма точных расстояниях от базовых поверхностей изделия и друг от друга, без применения разметки и кондукторов. Их применяют в единичном и мелкосерий­ном 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 верти­кально. 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-механическими, индуктивными или электронными устройствами отсчета. Точность линейных перемещений достигает 2 - 8 мкм, а угловых 5^. Станки имеют жесткую конструкцию.

Координатно-расточной станок приведен на рис. 4.35,б. Координатно-расточные станки характеризуются размерами стола, которые могут составлять от 160280 до 14002200 мм.

Алмазно-расточные станки применяют для чистовой обработки отверстий в точных корпусных деталях, цилиндрах авиационных и автомобильных двигателей и других деталях из цветных сплавов и чугуна. Растачивание производится алмазным или твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания (до 1000 м/мин), с малыми подачами (0,01–0,1 мм/об) и глубинами резания (0,05–0,5 мм). Алмазное или тонкое растачивание обеспечивает высокую точность размеров и геометрической формы отверстий и малую шероховатость поверхности, заменяя шлифование.

Алмазно-расточные станки отличаются высокой частотой вращения шпинделя и большой жесткостью, позволяющей уменьшить вибрации технологической системы станок – оснастка – заготовка. По расположению шпинделя станки делятся на вертикальные и горизонтальные, а по числу шпинделей – на одношпиндельные и многошпиндельные. 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 – шпинделю.