Конвейеры, сверлильные станки, их характеристика

     ТЕМА 2. СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ.

Глава 1. Сверлильные и  расточные станки

   Сверлильные станки предназначены для сверления  глухих и сквозных отверстий, рассверливания, зенкерования, развертывания, растачивания и нарезания резьбы.

    Основными формообразующими движениями при сверлильных операциях являются: главное — вращательное движение v и движение подачи s шпинделя станка (рис. 1, а). Кинематические цепи, осуществляющие эти движения, имеют самостоятельные органы настройки i_v и i_s, посредством которых устанавливается необходимая скорость вращения инструмента и его подача.

   Сверлильные станки подразделяются на вертикально-сверлильные настольные и наклонные, радиально-сверлильные, для глубокого сверления,

 
 
 
 

Рис. 1. Вертикально-сверлильный станок

центровальные и многошпиндельные. Настольные станки строят для наибольшего условного  диаметра сверления отверстий в  стальных деталях (0_В = 500-4-600 Мн/м²) 3; 6; 12 и 16 мм, вертикально-сверлильные и ради-ально-сверлильные — 18; 25; 35; 50 и 75 мм. Вылет радиально-сверлильных станков   составляет   1300—2000   мм.

1.1. Вертикально-сверлильные станки

   Общий вид наиболее распространенного  универсального одношпиндель-ного вертикально-сверлильного станка показан на рис. 1, б. Станок предназначен для работы в основных производственных цехах, а также в условиях единичного и мелкосерийного производства, в ремонтно-механических и инструментальных цехах.

    На фундаментной плите 1 смонтирована колонна 3 коробчатой формы. В ее верхней части размещена шпиндельная головка 6, несущая электродвигатель 5 и шпиндель 7 с инструментом 8. На вертикальных направляющих колонны установлена шпиндельная   бабка  4,   внутри которой размещен механизм подачи, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя. Поднимать и опускать шпиндель можно механически и вручную, с помощью штурвала 2. Для установки и закрепления приспособления с обрабатываемыми заготовками имеется стол 9. Его устанавливают на различной высоте, в зависимости от размеров обрабатываемых деталей.

    На рис. 2 показана конструкция характерного для сверлильных станков шпиндельного узла. Втулка 7, с жестко насаженными колесами 6 и 8, вращается в двух шарикоподшипниках. На верхнем конце шпинделя нарезаны шлицы, которыми он входит внутрь втулки, получая от нее, вращение. Нижний участок его смонтирован на подшипниках в пиноли 4. Конструкция узла такова, что шпиндель, свободно вращаясь, не имеет осевого смещения относительно пиноли. Последняя, получая вертикальную подачу от реечного колеса 5, увлекает за собой шпиндель. Когда при сверлении шпиндель перемещается вниз или вверх, возвращаясь в исходное положение, шлицевый участок его скользит в шлицах втулки 7 без нарушения кинематической связи. Сила подачи при сверлении воспринимается упорным подшипником, смонтированным в нижней части пиноли, а сама пиноль перемещается в круговых направляющих корпуса (см. рис. 1, б) шпиндельной   бабки   4.

   Нижний  конец шпинделя  имеет  коническое  отверстие  определенного стандартного размера. В него вводится хвостовик инструмента) и удерживается там силой трения. Шпиндель имеет отверстие 2, в которое вводится клин 3 для выталкивания инструмента. В случае необходимости закрепления в шпинделе инструмента различных диаметров с хвостовиками, меньшими мера  гнезда,   применяют  переходные втулки. 

1. 2. Радиально-сверлильные станки

       Перемещение по плоскости стола крупногабаритных и тяжелых деталей вызывает большие  неудобства и потерю времени. Поэтому при обработке большого количества отверстий в таких деталях применяют радиально-сверлильные станки (рис. 3). При работе на них деталь остается неподвижной, а шпиндель со сверлом перемещается относительно детали и устанавливается в требуемое положение.

       На фундаментной плите 1 установлена тумба 2 с неподвижной :лонной, на которую надета гильза 3, поворачивающаяся вокруг колонны на 360°. На гильзе смонтирована траверса 4. Траверса, в свою очередь, имеет горизонтальные направляющие, в которых может перемещаться сверлильная  головка  5.   Внутри  головки размещены коробка скоростей, коробка подач и узел шпинделя 6. На передней крышке расположены органы управления.

      Обрабатываемые  детали устанавливаются на столе 7 или непосредственно на верхней плоскости фундаментной плиты 1..Шпиндель 6 со сверлильной   головкой может перемещаться в горизонтальном направлении, а вместе с траверсой 4 и гильзой 3 поворачиваться вокруг оси неподвижной колонны. Эти два движения обеспечивают установку инструмента по любым координатам. С помощью винта 8 траверса поднимается или опускается по гильзе и закрепляется на любой высоте. Гильза, в свою очередь, может быть зажата на колонне, а сверлильная головка — на траверсе. Перед сверлением отверстия гильзу и сверлильную головку фиксируют, а по окончании обработки освобождают. Механизмы зажима размещены в нижней части гильзы — над тумбой 2 и в сверлильной головке 5. 

1. 3. Многошпиндельные сверлильные станки и головки

       Для   одновременного   сверления   нескольких   отверстий   применяют многошпиндельные станки и головки.

        

 

       В машиностроении нашли распространение два вида многошпиндельных  головок:  головки,   которыми  оснащают универсальные вертикально-сверлильные станки; сверлильные головки (шпиндельные коробки, насадки) агрегатных станков.

      На  рис. 4, а показана компоновка узлов многошпиндельной сверлильной головки с неподвижными шпинделями. Шпиндели 1, количество и расположение которых зависит от числа отверстий обрабатываемой детали, смонтированы в корпусе 2 головки. Привод их осуществляется от центрального – ведущего колеса 5 (рис. 4, б). Головка устанавливается на станке следующим образом. Пиноль сверлильного станка оснащают фланцем 4. К нему прикреплю корпус 2 головки. На конце ведущего вала 5 сделаны лыски, которыми он заходит в прямоугольный паз шпинделя 6 станка. Следовательно, шпиндель станка вращает все шпиндели головки, а пиноль сообщает   ей   подачу.

      У многих универсальных станков пиноль не имеет фланца, а шпиндель – прямоугольного паза. В таких случаях фланец 4 делают насадным, а вал 5 – с хвостовиком, размер которого соответствует конусу в шпинделе.   

1.4. Горизонтально-расточные станки

      Расточные станки предназначаются для обработки  деталей в условиях единичного и  серийного производств. Это – широкоуниверсальные станки, на которых можно производить черновое и чистовое растачивание отверстий, обтачивание наружных цилиндрических поверхностей и торцов отверстий, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, фрезерование плоско стей, нарезание резьбы и другие операции. Большое разнообразие различных видов обработки, производимых на расточных станках, позволяет в ряде случаев проводить полную обработку детали без перестановки ее на другие станки, что особенно важно для тяжелого машиностроения.

      Характерной особенностью расточных станков является наличие горизонтального (или вертикального) шпинделя, который совершает движение осевой подачи. В шпинделе крепится режущий инструмент — борштанга с резцами, сверло, зенкер, фреза, метчик и др. В последнее время широкое применение начинают получать расточные станки с программным управлением, что сокращает время на переналадку станка, повышает производительность труда и улучшает качество обработки.

      В зависимости от характера выполняемых  операций, назначения и конструктивных особенностей расточные станки можно подразделить на универсальные и специализированные. В свою очередь, универсальные станки разделяются на горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-расточные (отделочно-расточные). Для всех типов станков наиболее существенным параметром, определяющим все основные размеры станка, является диаметр    расточного   шпинделя.

      Формообразующими  движениями в расточных станках  являются: вращение" шпинделя и движение подачи. Подача сообщается либо инструменту, либо заготовке, в зависимости от условий обработки. Вспомогательными движениями являются: установочные перемещения шпиндельной бабки в вертикальном направлении, установочные перемещения стола в продольном и поперечном направлениях, установочное перемещение задней стойки с Люнетом, перемещение люнета по стойке и т. д.

1.5. Координатно-растояные станки

      Координатно-расточные  станки предназначены для обработки  отверстий в кондукторах, приспособлениях  и деталях, для которых требуется  высокая точность взаимного расположения отверстий. Наряду с растачиванием на станках могут выполняться сверлильные операции, чистовое фрезерование, разметка и проверка линейных размеров, в частности межцентровых расстояний. Применяя поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно, кроме того, обрабатывать отверстия, заданные в полярной системе координат, наклонные и взаимноперпендикулярные отверстия   и  протачивать  торцовые  поверхности.

      На  рис. 6 представлен координатно-расточной станок 2А450, оборудованный оптическими устройствами, позволяющими отсчитывать целую и дробную части координатного размера. Станок 2А450 пригоден   как для работы в инструментальных, так и в производственных цехах для точной обработки деталей   без  специальной  оснастки.

      

      В условиях нормальной эксплуатации станок обеспечивает точность установки межцентровых расстояний в прямоугольной системе координат — 0,004 мм, в полярной системе – 5 угловых секунд. Точность расстояний между осями отверстий, обработанных в нормальных для координатного растачивания условиях, — 0,006 мм.

       Координаты  отсчитываются при помощи точных масштабных зеркальных валиков и оптических приборов. Зеркальные валики представляют собой стержни из нержавеющей стали, на которых нанесены шкалы в виде рисок. Поверхность валиков доведена до зеркального блеска. Координаты устанавливаются по точным шкалам путем наблюдения через специальные микроскопы.

       На рис. 7 приведена схема хода лучей при наблюдении продольного масштаба. Лучи от источника света 10 через линзы 9 направленным пучком падают на расположенную под углом 45° поверхность плоского  стекла 8, отражаются от него и попадают на зеркальную поверхность масштабного валика 7. Лучи, отраженные валиком 7, проходят плоское стекло 8, преломляются призмой 6, идут сквозь линзы 5 параллельным пучком и выходят из объектива. Пройдя расстояние между кареткой станка и пультом управления, лучи попадают в окуляр. Затем лучи проходят линзу 4, преломляются призмой 3 и собираются в фокусе окуляра /. В поле зрения окуляра 1 находится тонкая стеклянная пластинка 2 с двумя параллельными визирными рисками, между которыми и должно располагаться изображение риски шкалы масштабного валика 7.

   Перемещения при помощи шкал зеркальных валиков  измеряются следующим образом. Величина перемещения, равная целым миллиметрам, отсчитывается по масштабным линейкам с миллиметровыми делениями. Перемещения, составляющие доли миллиметров, отсчитываются по лимбам, закрепленным на валиках со шкалами. Точность производимых отсчетов зависит от точности шага рисок масштабного валика. 

1.6. Алмазно-расточные станки

      Алмазно-расточные  станки предназначены для финишной обработки отверстий. Тонкое (алмазное) растачивание обеспечивает высокую  точность геометрической формы  отверстий  и  высокий класс чистоты   поверхности.

Эти станки применяются для растачивания корпусных деталей станков, цилиндров авиационных и автомобильных двигателей и других деталей. В зависимости от расположения оси вращения шпинделя алмазно-расточные станки подразделяются на вертикальные и горизонтальные, по числу шпинделей – на одношпиндеольные и многошпиндельные.

       Главным движением  в алмазно-расточных станках является вращение расточного шпинделя с инструментом. Движение подачи в горизонтальных станках сообщается столу, на котором закрепляется заготовка, в вертикальных станках — шпинделю. В специализированных горизонтальных алмазно-расточных станках движение подачи иногда сообщается шпиндельным головкам, в то время как заготовка остается неподвижной.

       Шпиндели алмазно-расточного станка монтируются в прецизионных подшипниках качения или скольжения. В конструкциях шпиндельных головок для  компенсации  износа   подшипников   предусматривается   автоматическая выборка зазора.

      На  рис. 8 показан алмазно-расточной  вертикальный станок, предназначенный для тонкого растачивания отверстий цилиндров блока автомобильного или тракторного двигателя алмазным инструментом или резцами из  твердого сплава. Этот станок имеет массивную жесткую конструкцию, что уменьшает  вибрации,   возникающие   от  быстровращающихся   механизмов.

      На  фундаментной плите 1 монтируется тумба 2, а на ней — вертикальная станина 3. На передней части плиты 1 имеются три Т-образных паза для закрепления стола 4. На плите внутри тумбы 2 установлен электродвигатель для привода главного движения. Внутри тумбы 2 установлены насосы для охлаждающей жидкости и смазки, а также электроаппаратура. Внутри станины 3 размещены коробки скоростей и подач, а спереди, на наружной верхней ее части, установлена и закреплена шпиндельная головка 5. По двум прямолинейным направляющим 6 вертикальной станины 3 может перемещаться кронштейн 7 со сменными борштангами 8.