Сверлильное оборудование: характеристики и особенности

Сверлильные станки входят в группу металлорежущих станков, которые предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, чистовой обработки (развертывания и зенкерования) отверстий, нарезания внутренних резьб, вырезания дисков из листового материала и рассверливания.

На сверлильно-фрезерных станках выполняют фрезерование, наклонное торцевое фрезерование, шлифовку поверхности, горизонтальное фрезерование и другие операции. Для их выполнения используют сверла, зенкеры, развертки, метчики и прочие инструменты.

Обработка отверстий на сверлильных станках осуществляется за счет формообразующих движений, которыми являются вращательное движение инструмента и поступательное движение его подачи по оси. Основной параметр сверлильного оборудования — наибольший условный диаметр сверления отверстия (по стали). Кроме этого, станок обладает вылетом, наибольшим ходом шпинделя, скоростными и другими характеристиками.

Для того чтобы растачивать и вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале и выполнять притирание точных отверстий необходимы специальные приспособления и инструменты, такие как сверла, зенкера, развёртки, метчики и др.

Классификация сверлильных станков

В зависимости от области применения различают универсальные, специальные и специализированные сверлильные станки, которые подходят для разного рода задач. Специализированные станки, например, идеальны в работе для крупносерийного и массового производств. Они сконструированы на базе универсальных станков и оснащены многошпиндельными сверлильными, резьбонарезными головками и автоматизацией цикла работы.

В рамках этой группы сверлильных станков особо выделяются сверлильные станки с ручным управлением, которые подходят для множества производственных задач.

Среди сверлильных станков с ручным управлением ярким представителем является вертикально-сверлильный станок. На станине станка размещены основные узлы. Станина оборудована вертикальными направляющими, по которым перемещаются стол и сверлильная головка, несущая шпиндель и электродвигатель. При помощи перемещения заготовки отверстия заготовки и шпинделя соотносятся. Для управления коробками скоростей и подачи на станке предусмотрены рукоятки, ручная подача осуществляется штурвалом.

Контроль глубины обработки регулируется по лимбу. В нише размещают противовес, электрооборудование вынесено в отдельный шкаф. Опорой станка является фундаментная плита. В станках средней и тяжелой массы верхняя плоскость плиты используется для установки заготовок.

В отдельных конструкциях сверлильного оборудования внутренние полости фундаментной плиты служат резервуаром для СОЖ. Перемещение стола осуществляется по вертикальным направляющим вручную с помощью ходового винта. В некоторых моделях стол может быть неподвижным (съемным) или поворотным (откидным). По шлангам электронасос подает охлаждающую жидкость, узлы сверлильной головки смазываются насосом, остальные – вручную.

Сверлильная головка представляет собой чугунную отливку. В ней смонтированы коробка скоростей, механизмы подачи и шпиндель. Благодаря тому, что коробка скоростей содержит двух- и трехвенцовый блоки зубчатых колес, шпиндель получает различные угловые скорости. Частота вращения шпинделя изменяется ступенчато и поэтому зависит от коробки скоростей и двухскоростного электродвигателя.

Радиально-сверлильный станок от вертикального отличается возможностью совмещения осей отверстия заготовки и шпинделя посредством перемещения шпинделя относительно неподвижной заготовки в любое место горизонтальной поверхности стола.

По конструктивным особенностям радиально-сверлильные станки разделяют на:

• - Станки общего назначения;
• - Переносные станки для обработки отверстий в заготовках больших размеров (станки перемещают подъемным краном к заготовке и обрабатывают вертикальные, горизонтальные и наклонные отверстия);
• - Самоходные станки, смонтированные на тележках и закрепляемые при обработке с помощью башмаков.

На радиально-сверлильных станках общего назначения заготовка крепится на фундаментной плите или приставном столе. Если заготовка обладает крупным размером, ее устанавливают на полу. В низу плиты есть тумба, в которой может вращаться поворотная колонна с гидравлическим зажимом. Рукав осуществляет перемещения по колонне от механизма подъема и ходового винта. На рукаве установлена шпиндельная бабка, перемещаемая вручную. В шпиндельной бабке находятся коробки скоростей, подач и органы управления. Шпиндель с инструментом устанавливают относительно заготовки при помощи поворота рукава и перемещения по нему шпиндельной бабки.

Сверлильные станки с ЧПУ

Для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и легкого прямолинейного фрезерования деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства используют вертикально-сверлильный станок с ЧПУ. Оборудование оснащено револьверной головкой с автоматической сменой инструмента и крестовым столом, которые позволяют производить координатную обработку таких деталей как крышки фланцев, панели без предварительной разметки и применения кондукторов.

В станке используется замкнутая система ЧПУ, а в качестве датчиков обратной связи - сельсины. Управление процессом позиционирования и обработки в прямоугольной системе координат регулирует устройство числового программного управления (УЧПУ). В оборудовании есть цифровая индикация, а также предусмотрен ввод коррекции на длину инструмента. Точность позиционирования стола и салазок равна 0,05 мм, дискретность задания перемещений и цифровой индикации - 0,01 мм. Число управляемых координат - 3/2 (всего/одновременно).

УЧПУ, установленное в шкафу, состоит из блока управления приводами салазок, стола кодового преобразователя, считывающего устройства и блока технологических команд. Для комфортного наблюдения за работой механизмов станка, предусмотрен блок ручного управления и сигнализации.

УЧПУ оснащают различными дополнительными блоками: устройствами коррекции радиуса, длины и положения инструмента, значений подачи и скорости резания. В устройство также ставят индикацию перемещений, датчики обратной связи при нарезании резьбы и оборудуют блоками контроля останова на рабочих и вспомогательных ходах и проч.

УЧПУ получает информацию через считывающее устройство. После этого УЧПУ подает команды на автоматический привод перемещения рабочих органов (например, на шаговый двигатель привода салазок) станка. Силовое электрооборудование расположено в шкафу, откуда команды передаются на станочное электрооборудование. Револьверная головка станка с набором инструментов обеспечивает обработку различными инструментами (до шести) в заданной программой последовательности.

Радиально-сверлильный станок с ЧПУ

Радиально-сверлильные станки с ЧПУ используют для обработки отверстий в крупногабаритных заготовках, легкого фрезерования поверхностей и пазов, в том числе криволинейных. Число управляемых координат оборудования составляет (всего/одновременно) 3/2. Точность установки координат - 0,001 мм. В радиально-сверлильном станке заложено программирование перемещения по осям X, Y, Z, параметров режима резания и номера инструмента. Инструмент меняется вручную оператором.

Обрабатываемую деталь закрепляют на фундаменте станка и располагают на столе-плите. По колонне, которая установлена на салазках по вертикальным направляющим, перемещающихся по станине, установочное перемещение выполняет рукав. По его направляющим движется шпиндельная головка, на которой размещена коробка скоростей и привод подач. Направляющие шпиндельной головки и салазок выполняют комбинированные действия (скольжения - качения). Передней поверхностью направляющих шпиндельной бабки является лента из фторопласта. Она работает в паре с передней чугунной термообработанной направляющей рукава. Шпиндель осуществляет осевую подачу по оси Z.

Как правило, для обеспечения бесперебойной работы станка по программе, возле него устанавливают стеллаж, вмещающий 18 инструментов. Каждая ячейка с инструментом оснащена лампочкой, сигнализирующей об очередности его установки в шпиндель. Также ячейки снабжены микропереключателями, реагирующими, если извлечен незапрограммированный инструмент или отработавший инструмент вставлен не в свою ячейку. Работа станка по автоматическому циклу прекращается, при обнаружении отклонений от программы.

Спектр применения сверлильных станков широк. Это оборудование используют в механических, сборочных, ремонтных и инструментальных цехах машиностроительных заводов, а также на предприятиях малого бизнеса.