3. Обработка на сверлильных станках

 

Сверлильные станки предназначены для обработки отверстий в заготовках: сверление и рассверливание, зенкерование, развёртывание, зенкование, цекование, нарезание резьбы. Наибольшее распространение получили вертикально-сверлильные станки, применяющиеся для обработки отверстий в деталях сравнительно небольшого размера..
Режим резания. При сверлении главным движением является вращательное движение инструмента, а движением подачи – движение инструмента вдоль вертикальной оси. Основными элементами режима резания являются скорость резания, подача и глубина резания. .
Скорость резания V, или скорость главного движения, – это путь, пройденный точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в единицу времени. Скорость резания рассчитывают по формуле.

V = π*D*n/1000,

где V – скорость резания (скорость вращения сверла), м/мин;.
D – диаметр сверла, мм; п – частота вращения шпинделя, мин-1;
1000 – коэффициент перевода миллиметров в метры.
Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот инструмента. Движением подачи в вертикально-сверлильных станках является вертикальное перемещение инструмента вдоль его оси. Скорость движения подачи Sв измеряют в мм/об..
Глубина резания t (мм) – это толщина слоя металла, снимаемого за один проход инструмента. При сверлении глубину резания определяют по формуле.

t = D/2,

где t – глубина резания, мм; D – диаметр отверстия, мм..
Глубину резания при растачивании и рассверливании определяют по формуле.

t = (D – d)/2,

где t – глубина резания, мм; D – диаметр заготовки до обработки, мм; d – диаметр заготовки после обработки, мм..
Глубину резания выбирают в зависимости от величины припуска. Рекомендуется вести обработку за один проход. Минимальное число проходов зависит от мощности станка, твёрдости детали и заданной точности обработки.

 

3.1 Вертикально-сверлильный станок

 

Схема вертикально-сверлильного станка представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема вертикально-сверлильного станка: 1 – плита; 2 – стол; 3 – станина; 4 – шпиндель; 5 – шпиндельная бабка; 6 – рукоятка включения двигателя; 7 – вариатор скоростей; 8 – штурвал; 9 – рукоятка установки глубины сверления; 10 – лимб глубины; 11 – рукоятка самохода; 12 – рукоятка выбивания сверла; 13 – гнездо для перемещения шпиндельной бабки; 14 – гнездо для закрепления шпиндельной бабки; 15 – электродвигатель; 16 – рукоятка скорости подачи; 17 – контрольная лампочка

Опорой станка служит фундаментная плита 1. Станина 3 имеет вертикальные направляющие, по которым перемещают стол 2 и шпиндельнуюбабку 5, несущую шпиндель 4. На шпиндельной бабке расположены электродвигатель 15, механизмы привода главного движения и подач, механизм включения и отключения вращения шпинделя и органы управления. Управление коробками скоростей и подач осуществляют рукоятками 7 и 16, ручная подача – штурвалом 8. Глубину обработки контролируют по лимбу 10..
Вертикально-сверлильные станки по классификации металлорежущих станков относят к первому типу второй группы. Модель станка 2А125 расшифровывается следующим образом: цифра 2 означает, что станок относится ко второй группе (сверлильный); буква А – модернизированный; цифра 1 – первый тип (вертикальный); цифра 25 – технический параметр станка (наибольший диаметр сверления равен 25 мм)..
Включение станка производят путём поворота ручки 6 в положение «включено» (должна загореться контрольная лампочка 17). Рукояткой 7 устанавливают нужную частоту вращения шпинделя, поворачивая её вправо или влево. Нужную величину подачи устанавливают рукояткой 15, вращая её вправо или влево. На столе 2 устанавливают приспособление, в которое закрепляют деталь. При сверлении глухих отверстий глубину резания устанавливают рукояткой 9. Инструмент закрепляют в шпинделе станка в следующей последовательности: рукоятку 12 потянуть «на себя»; шпиндель опустить вниз на 10 мм рукояткой 8; вставить сверло. Поворачивая «на себя» рукоятку 7, запускают вращение шпинделя. С помощью рукоятки 8 осуществляют сверление. В момент нажатия сверла на деталь автоматически включается подача..
Приспособления к сверлильным станкам. Для закрепления инструмента на сверлильных станках используют втулки и патроны (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Закрепление инструмента на сверлильных станках: а – шпиндель; б – коническая втулка; в – цанговый патрон; 1 – корпус патрона; 2 – втулка; 3 – цанга; 4 – хвостовик инструмента

Режущие инструменты с коническим хвостовиком закрепляют непосредственно в коническом отверстии шпинделя станка или с помощью конических втулок, если размер конического отверстия в шпинделе станка больше размера конуса хвостовика инструмента. Инструменты с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в трёхкулачковых или цанговых патронах, устанавливаемых в шпиндель станка. Закрепление режущего инструмента в цанговом патроне показано на рис. 3.2в. На резьбовую часть корпуса патрона 1 навинчивается втулка 2, в которой находится разрезная цанга 3. Цилиндрический хвостовик инструмента 4 вставляют в отверстие цанги и закрепляют вращением втулки 2 по часовой стрелке. Для закрепления заготовок на столе станка применяют прижимные планки, призмы, машинные тиски, угольники, кондукторы..
Виды свёрл. По конструкции и назначению свёрла подразделяют на спиральные, центровочные и специальные. Наиболее распространённым инструментом для сверления и рассверливания является спиральное сверло с цилиндрическим или коническим хвостовиком, которое состоит из четырёх частей: рабочая часть 6, шейка 2, хвостовик 4 и лапка 3 (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Спиральное сверло: 1 – режущая часть; 2 – шейка; 3 – лапка; 4 – хвостовик; 5 – направляющая часть; 6 – рабочая часть; 7 – задняя поверхность; 8 – ленточка; 9 – вспомогательное режущее лезвие; 10 – передняя поверхность; 11 – главное режущее лезвие; 12 – поперечное режущее лезвие

В рабочей части 6 различают режущую часть 1 и направляющую часть 5 с винтовыми канавками. Шейка 2 соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком. Хвостовик 4 служит для установки сверла в шпинделе станка. Лапка 3 является упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя..
Сверло имеет два главных режущих лезвия 11, образованных пересечением передних 10 и задних 7 поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечное режущее лезвие 12 (перемычку) и два вспомогательных режущих лезвия 9. Для уменьшения трения сверла о стенки отверстия на рабочей цилиндрической части вдоль винтовой канавки расположены отшлифованные две узкие ленточки 8, которыми сверло соприкасается с поверхностью отверстия и которые обеспечивают направление сверла при резании..
Стандартные спиральные свёрла выпускают диаметром 0,1…80 мм. Рабочая часть спирального сверла имеет переменный наружный диаметр, уменьшающийся по направлению к хвостовику. Коническую форму сверлу придают для предотвращения защемления его в обрабатываемом отверстии. Свёрла, оснащённые пластинками из твёрдых сплавов, применяют для сверления отверстий в деталях из вязкой стали, чугуна (особенно с литейной коркой), закалённых сталей и стекла..
К специальным свёрлам относят центровочные, перовые, кольцевые, ружейные, шнековые (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Виды свёрл: а – спиральное с коническим хвостовиком; б – спиральное с цилиндрическим хвостовиком; в – центровочное; г – кольцевое; д – для глубокого сверления; е – перовое

Центровочные сверла применяют для образования центровочных гнёзд в торцах заготовках, обрабатываемых на станках в центрах. Кольцевое сверло применяют для сверления глубоких отверстий, диаметр которых превышает 75 мм. Сверло состоит из полого корпуса с винтовыми канавками; на его торцовой части закреплены 4…8 режущих пластинок (резцов). При кольцевом сверлении в стружку отходит только узкая кольцевая часть материала. Шнековые сверла (свёрла для глубокого сверления) применяют при сверлении глубоких отверстий, когда соотношение длины L и диаметра D составляет L > 5D. Перовые сверла применяют при обработке твёрдых поковок и отливок, когда требуется повышенная жёсткость инструмента.

 

3.2 Виды сверлильных работ

 

На сверлильных станках производят сверление, рассверливание, зенкерование, развёртывание, зенкование, цекование, нарезание резьбы (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Схемы обработки поверхностей на сверлильных станках: а – сверление; б – рассверливание; в – зенкерование; г – развёртывание; д – зенкование цилиндрической зенковкой; е – зенкование конической зенковкой; ж – цекование; з – нарезание резьбы метчиком

Сверлением получают сквозные и глухие отверстия в сплошном материале с помощью сверла. В зависимости от требуемой точности отверстия сверлят в кондукторе или по разметке..
Рассверливание – процесс увеличения диаметра имеющегося отверстия, полученного при сверлении, литье или штамповке. Обработкой свёрлами нельзя достичь высокой точности размера отверстия, поэтому для повышения точности и уменьшения шероховатости поверхности используют операции зенкерования и развёртывания..
Зенкерование – процесс обработки цилиндрических и конических необработанных отверстий в деталях, полученных сверлением, литьём и штамповкой, с целью увеличения диаметра, улучшения качества их поверхности, повышения точности (уменьшения конусности, овальности, разбивки). Операция выполняют зенкерами, которые по внешнему виду напоминают сверло и состоят из тех же элементов, при этом имеют 3 или 4 режущие кромки..
Развёртывание – окончательная обработка отверстий после сверления или зенкерования для получения точных размеров и малой шероховатости поверхности. Основным инструментом является развёртка. В зависимости от формы обрабатываемого отверстия применяют цилиндрические и конические развёртки с чётным числом зубьев, от 6 до 12. Развёртки выполняют хвостовыми и насадными, с прямыми и винтовыми зубьями..
Зенкование – образование цилиндрических или конических углублений в предварительно просверленных отверстиях под головки болтов, винтов и заклёпок. Для зенкования применяют цилиндрические и конические зенковки (специальные зенкеры), имеющие 4…8 торцовых зубьев. Некоторые зенковки имеют направляющую часть, которая обеспечивает соосность углубления и основного отверстия..
Цекование – обработка торцовых поверхностей под крепёжные средства (гайки, шайбы и кольца) инструментом, называемым цековкой ( торцовый зенкер). Перпендикулярность торца основному отверстию достигается наличием у цековки направляющей части..
Нарезание резьбы в отверстиях производят метчиком. Рабочая часть метчика имеет форму винта с продольными или винтовыми канавками.

 

Техника безопасности

 

1. Перед началом работы проверить исправность станка и инструмента. Опробовать станок на холостом ходу.
2. Перед тем, как включить станок, следует убедиться в том, что в рабочей зоне нет посторонних лиц.
3. При обработке деталей следует применять режимы резания, указанные в операционной карте для данной детали. Без разрешения мастера режим обработки не изменять. 
4. Обрабатываемую деталь, в том числе тонкие пластины и полосы, необходимо правильно устанавливать и надёжно закреплять на столе станка в тисках или соответствующем приспособлении так, чтобы исключить опасность вылета её при сверлении и во избежание травмирования работающего. Не допускается удерживать руками обрабатываемую деталь при сверлении.
5. Если деталь проворачивается вместе со сверлом, следует остановить станок и надёжно закрепить деталь в приспособлении.
6. При установке режущего инструмента следить за надёжностью его крепления и правильностью центровки. Установку инструмента производить при полной остановке станка.
7. При установке в шпиндель сверла или развёртки с конусным хвостовиком остерегаться пореза рук о режущую кромку инструмента. Не допускается использование инструмента с изношенным конусным хвостовиком.
8. В случае заедания инструмента, ослабления крепления его в патроне или поломки хвостовика сверла, метчика или другого режущего инструмента выключить станок и устранить поломку.
9. При смене сверла или патрона пользоваться деревянной подкладкой.
10. Во время обслуживания станка не наклоняться к шпинделю и режущему инструменту.
11. Не применять при работе патроны и приспособления с выступающими стопорными винтами и болтами. Выступающие зоны должны быть ограждены.
12. Перед остановкой станка отвести инструмент от обрабатываемой детали.
13. Следить за своевременным удалением стружки со стола станка и рабочего места, применяя в целях безопасности крючки и щётки-сметки.
14. При сверлении глубоких отверстий для удаления стружки выводить сверло из отверстия периодически. Удаление стружки с обрабатываемой детали производить после полной остановки инструмента.
15. В случае возникновения вибрации станок остановить. Проверить крепление инструмента и детали, или уменьшить подачу. При невозможности устранения вибрации станок остановить и сообщить о случившемся мастеру цеха.
16. Запрещается прикасаться к токоведущим частям электрооборудования – клеммам и электропроводам, – а также открывать дверцы электрошкафов. При обнаружении неисправности электрооборудования станок отключить от сети и сообщить о поломке мастеру.