Сверлильные и расточные станки

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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 обработки точных отверстий, расположенных на весьма точных расстояниях п 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 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 обтачивании D — 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. По форме поперечного сечения стержня эти резцы подразделяют на квадратные, прямоугольные (рис, 4.3.1 а) 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 

     Расточные блоки (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 головки применяют 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 нерегулируемыми 
и 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.