Обработка на сверлильных станках

Сверлильные станки подразделяют на универсальные, специали­зированные и специальные. К универсальным станкам относятся вер­тикально-сверлильные, радиально-сверлильные, настольно-сверлильные и др., к специализированным — сверлильные станки для глубо­кого сверления. В массовом производстве применяют специальные агрегатные многошпиндельные сверлильные станки, предназначенные для выполнения определенной операции.  

По признаку устройства шпинделей многошпиндельные сверлиль­ные станки подразделяют на две группы: с нерегулируемыми (постоян­ными) и с регулируемыми шпинделями. На многошпиндельных свер­лильных станках одновременно сверлят несколько отверстий, коли­чество которых может превышать 200.  

На рис. 135 показан общий вид многошпиндельньго вертикально-сверлильного станка с нерегулируемыми шпинделями. На станине 7 смонтированы все механизмы станка. Привод главного движения осу­ществляется от электродвигателя б, который через коробку передач 5 обеспечивает вращение главного приводного шпинделя 4, от кото­рого движение передается к рабочим шпинделям 2 через соответст­вующие зубчатые передачи. Многошпиндельная головка 3 переме­щается возвратно-поступательно от привода подач, снабженного уст­ройством для быстрых холостых и медленных рабочих ходов. Стол ./., перемещается возвратно-поступательно по направляющим.
    

Отличительной особенностью шпиндельной головки многошпиндель­ного станка является то, что шпиндели 2 настраивают по определен­ному плану обработки заготовки. Их можно располагать в головке симметричнои несимметрично. При необходимости перестройки стан­ка для другой операции нужно заново настроить его, применив другую торые состоят из нормализованных узлов и механизмов. На агрегат­ных станках производят сверление, развертывание, нарезание резьбы и прочие работы, которые обычно выполняют на сверлильных стан­ках. Агрегатные сверлильные станки во многих случаях встраивают в автоматические станочные линии. Их можно переналаживать в за­висимости  от условий и требований  технологического процесса.  

Многошпиндельные и одношпиндельные станки с непостоянными расстояниями между шпинделями снабжают сверлильной головкой, схема которой показана на рис. 136. Шпиндель 5вместе со сверлиль­ной головкой 4 перемещается по направляющим станины возвратно-поступательно (вверх и вниз) от приводного механизма. От шпинде­ля вращение передается через зубчатую передачу 3 посредством уни­версального шарнира через телескопическую трубу 2 к рабочим шпинделям 6, которые расположены несоосно с приводным шпинде­лем. Таким образом, осуществляется передача под некоторым углом, между приводом рабочего шпинделя и зубчатой передачей.  

Рабочие шпиндели смонтированы на плите /, которая имеет пазы, расположенные в различных направлениях, позволяющие переме­щать рабочие шпиндели. Следовательно, рабочие шпиндели 6можно расположить на плите 1 по определенному плану обработки отвер­стий.  

При необходимости соблюдения точных межцентровых расстояний между отверстиями применяют кондукторные плиты, которые перед сверлением отверстий подводят к поверхности обрабатываемой заго­товки, а затем шпиндели с инструментами направляют для сверления через кондукторные втулки, установленные на плите.  

В массовом производстве при обработке заготовок корпусных и других деталей применяют агрегатные многошпиндельные станки, ко­ем пяти шпинделей.  

Основные виды обработки, которые можно выполнять на свер­лильных станках, показаны на рис. 138. Сверление отверстий производится при вращении сверла и его осевой подаче (рис. 138, а). Инструментом служит обыкновенное спиральное или другой конструк­ции сверло.
На сверлильном станке часто выполняют рассверливание, т. е. вторичную обработку сверлом большего диаметра ранее просверлен­ного отверстия, это делают для того, чтобы сохранить межцентровое расстояние при сверлении отверстий больших диаметров, когда об­работка одним сверлом большего диаметра может дать значительное отклонение оси сверления. При нормальном сверлении достигается точность диаметра отверстия по 12. . .11-му квалитетам.  

Зеикерование отверстий (рис. 138, б) производится зенке­ром и служит для улучшения геометрической формы ранее просвер­ленного цилиндрического отверстия. Оно обеспечивает точность об­работки отверстия после сверления на один квалитет выше.  

Развертывание отверстий (рис. 138, в) выполняют после зенкерования, для того чтобы устранить грубые следы предыдущей обработки; расположение оси отверстия при этой операции не может быть исправлено. Развертывание производят одно- или многократно. При однократном развертывании достигается точность обработки от­верстия по 8. . .7-му квалитетам, а при двух- и трехкратном развер­тывании можно достигнуть точности по 7-му квалитету. Шерохова­тость поверхности отверстия при развертывании может быть доведена до /?_а=0,8. . .0,4 мкм.

Нарезание резьбы (рис. 138, г) производят после сверления отверстия метчиками различных конструкций. При этом необходим обратный ход шпинделя (реверсирование) для вывертывания метчика  

из заготовки после нарезания резьбы. Исключение составляют так называемые падающие метчики (выпадающие из гнезда шпинделя) и специально гаечные метчики, у которых нарезанные гайки последовательно перемещаются на глад­кую часть стержня метчика.  

Кроме перечисленных основных работ на сверлильных станках" можно выполнять и другие виды обработки отверстий специальными инструментами, например фасонные выточки на цилиндрической и торцевой поверхности отверстий. Так, при изготовлении в отверстии канавок небольших размеров (шириной 0,8. . .1 мм) под пружинные кольца для обеспечения параллельности их сторон применяют шли-цевые фрезы. Применение шлицевых фрез имеет ряд преимуществ, а именно: наличие 30. . .40 лезвий, а не одного, как у резца, доступ­ность для обзора при обработке канавок и точность исполнения раз­мера. Обработку канавок шлицевыми фрезами производят на верти­кально-сверлильном станке, снабженном специальным устройством (рис. 139). Шлицевая фреза 9, закрепленная в шпинделе 7 гайкой 6, получает вращение от шпинделя станка через быстросменный пат­рон 1 с втулкой 4 и универсальный шарнир 3. Подача фрезы на глу­бину канавки в обрабатываемой заготовке 8 осуществляется вручную смещением оси фрезы относительно оси шпинделя станка. Шпиндель 7 фрезы проходит через бронзовую втулку 12, расположенную экс­центрично в корпусе 5. При вращении маховика 2, а следовательно, и корпуса 5 (втулка 12 фиксируется в корпусе фиксатором 10 и за­щелкой /7) ось шпинделя 7 смещается. Максимальное смещение шпин­деля фрезы относительно шпинделя станка составляет 9,5 мм при по­вороте маховика 2 на 180°.  

Обработка осуществляется в следующем порядке: вначале шпин­дель станка подается на необходимую глубину в отверстие, затем станок приводится в движение и фреза подается на необходимую глу­бину канавки медленным вращением маховика вручную. После окон­чания обработки канавки шпиндель с фрезой возвращают в исход­ное положение.  

При сверлении глубоких отверстий на обыч­ных сверлильных станках спиральные сверла не могут обеспечить правильного направления и прямолинейности оси отверстия. Проис­ходит уход сверла в сторону от направления, заданного осью враще­ния шпинделя. Прямолинейность оси отверстия ограничена жест­костью сверла и направляющим действием ленточек, расположенных вдоль канавок сверла и скользящих по просверленной части отвер­стия. 

При неодинаковой заточке обеих режущих кромок сверла или не­равномерном их затуплении сверло также начинает «уводить» ось от­верстия в сторону от оси вращения шпинделя. На уход сверла боль­шое влияние оказывают условия работы сверла в начальный момент, когда резание производят лишь поперечной кромкой, перпендикуляр­ной оси сверла. Кроме того, значительные упругие деформации сверла при работе (продольный изгиб), зазоры в подшипниках шпинделя, неравномерное налипание стружки на главные и вспомогательные ре­жущие кромки сверла создают условия для ухода сверла в сторону от оси шпинделя.  

Чтобы предотвратить уход сверла и искривление оси отверстия, при глубоком сверлении применяют следующие способы и приемы работы:  

1) небольшие подачи, а также тщательную заточку сверла с соб­людением одинакового и равномерного наклона обеих режущих кро­мок, наблюдение за износом сверла и налипанием металла на главные и вспомогательные кромки, надлежащее охлаждение сверла;  

2) предварительное засверливание с помощью короткого сверла большого диаметра (с углом 2ф=90°), которое особенно необходимо при сверлении отверстий сверлами небольших диаметров на револь­верных стайках и автоматах;  

3) сверление с помощью кондукторной втулки при сравнительно небольших отношениях длины отверстия к диаметру;  

4) сверление при вращающейся заготовке, в этом случае имеет место как бы самоцентрирование сверла в противоположность обыч­ной его склонности к уходу.  

При вращении обрабатываемой заготовки глубокие отверстия мож­но сверлить как при невращающемся, так и при вращающемся свер­ле. Вращение инструмента в этом случае используется как средство повышения скорости резания.  

Способ сверления отверстий при вращении заготовки применяют как на токарных станках, так и на станках для глубокого сверления.
  Конструкции специальных сверл для глубокого сверления предус­матривают создание достаточно надежного направления осевого дви­жения режущей части сверла по поверхности уже просверленной ча­сти отверстия. Такие сверла делают как с одной, так и с несколькими режущими кромками. Простейшим видом такого сверла является пу­шечное сверло (рис. 140, а). У этого сверла имеется только одна ре­жущая кромка и длинная направляющая часть сверла. Соприкоснове­ние направляющей части с поверхностью просверленной части отверстия происходит на дуге, немного большей 180°. Направляющую поверх­ность рабочей части сверла, соприкасающуюся с поверхностью отвер­стия, во избежание заедания сверла в отверстии делают с уклоном в направлении от режущей кромки к стержню сверла.  

Для правильного направления сверла в начальный момент свер­ления необходимо предварительно точно расточить отверстие по диа­метру рабочей части сверла на глубину не менее половины диаметра отверстия. Пушечные и им подобные сверла можно применять для сверления в сплошном металле и для рассверливания отверстий, пред­варительно просверленных спиральными сверлами меньших диамет­ров.  

Более совершенным видом сверла для глубокого сверления явля­ется ружейное сверло (рис. 140, б). Направляющая часть этого сверла обеспечивает лучшее направление режущей части, так как охватывает дугу окружности отверстия, равную примерно 250. . .260°. Рабочую часть таких сверл, как пушечные, делают конической в направлении от режущей кромки к стержню. Чтобы уменьшить трение и улуч­шить охлаждение сверла, вдоль направляющей части его снимают лыски. Режущую кромку у ружейных сверл часто делают в виде ло­маной линии для лучшего дробления стружки.  

Охлаждающая жидкость в большинстве конструкций специальных сверл для глубокого сверления поступает в зазор между стержнем и поверхностью отверстия и затем к режущей кромке сверла под силь­ным давлением. Далее жидкость, захватывая раздробленную стружку, удаляется из отверстия через полую центральную часть головки и стержня сверла.  

Ружейные сверла могут работать не только по предварительно просверленному' отверстию, но и в сплошном металле.  

При работе специальными сверлами применяют подачи 0,02. . . 0,05 мм/об в зависимости от диаметра отверстия, обрабатываемого материала, шероховатости и точности обрабатываемой поверхности.  

Наиболее совершенным видом сверл для глубокого сверления от­верстий большого диаметра является пустотелое сверло. При исполь­зовании такого сверла в стружку превращается лишь кольцеобразная часть удаляемого металла, внутренняя же часть остается целой и пос­ле окончания сверления ее удаляют в виде цилиндрического стержня. Сверла этого вида (рис. 140, в) состоят из головки со вставными но­жами, которая соединяется с головкой сверла с помощью резьбы. Та­кие виды специальных сверл применяют при обработке на станках больших пустотелых валов, длинных шпинделей станков и т. п.