Сверлильные и расточные станки, их типы и основные характеристики.

Сверлильные станки служат для сверления отверстий в сплошном материале, для зенкерования, развертывания и растачивания отверстий, а также для нарезания внутренней резьбы метчиками.

1.Вертикально-сверлильные станки широко применяют во всех отраслях машиностроительной промышленности, как в ремонтно-механических мастерских, так и в крупных механических цехах заводов. Вертикально-сверлильные станки можно разделить на несколько групп: 1) универсальные, специализированные, спе­циальные; 2) автоматические, полуавтоматические, автоматизи­рованные, с программным управлением, с механической и ручной подачей; 3) одношпиндельные, многошпиндельные, многоколон­ные; 4) нормальной и повышенной точности.

Одношпиндельные вертикально-сверлильные станки:

а) настольные станки для обработки отверстий диаметром 3,6 и 12 мм, применяемые в приборостроении с подачей шпинделя вручную;

б) станки на колонне (основной и наиболее распространенный тип)-.для обработки отверстий диаметром 18, 25, 35, 50 и 75 мм, им присущ недостаток, что для совмещения осей обра­батываемого отверстия и инструмента необходимо перемещение деталей относительно инструмента (вручную).

Базовыми являются обычные универсальные вертикально-сверлильные станки мод. 2Н118, 2Н125, 2Н135 и 2Н150. Они пред­назначены главным образом для работы в условиях единичного производства, где коэффициент загрузки составляет не менее 50%.

Универсальные автоматизированные станки мод. 2Н118А, 2Н125А, 2Н135А и 2Н150А предназначены для мелкосерийного и серийного производства. Эти станки наряду с обычным ручным могут работать в полуавтоматическом и автоматическом циклах движения шпинделя, благодаря чему они хорошо приспособлены для многостаночного обслуживания.

Многошпиндельные сверлильные станки делят в основном на две группы:

а) станки с постоянными шпинделями, имеющими одну общую станину, на которой установлен ряд стоек. На каждой стойке имеется шпиндель с отдельным электроприводом. На станке можно обрабатывать (последовательно) одно и то же отверстие различными режущими инструментами, постепенно перемещая деталь вдоль стола станка;

б) станки с переставными шарнирно соединенными шпинделя­
ми. Станки с переставными шпинделями дают возмож­ность устанавливать их независимо один от другого, в соответствии с расположением отверстий, которые необходимо просверлить в заготовке.

2. Радиально-сверлильные станки применяются для сверления отверстий в деталях больших размеров. На радиально-сверлильных станках совмещение осей отверстия и инструмента осуществляют перемещением шпинделя станка относительно неподвижной детали.

3. Горизонтально-сверлильные станки применяются для глубокого сверления.,

4.Центровальные станки, которые служат для получения в торцах заготовок центровых отверстий.

К станкам сверлильной группы относятся также расточ­ные станки. В состав расточных станков входят следующие виды:

1. Горизонтальные расточные станки, предназначенные для растачивания предварительно обработанных или отлитых отвер­стий в сравнительно крупных деталях. Для обеспечения перпен­дикулярности или параллельности торцов и реей отверстий на станках можно с одной установки обрабатывать отверстия, фрезе­ровать или обтачивать плоскости.

2. Координатно-расточные станки, предназначенные для об­работки отверстий с точным расстоянием между их осями. Особенностью координатно-расточных станков является наличие специальных устройств для точного измерения перемещения подвижных узлов станка.

3. Алмазно-расточные станки, применяются для чистовой обработки отверстий алмазными или твердосплавными резцами. Станки имеют повышенные скорости вращения шпинделя и жест­кость, в результате чего обеспечивается их виброустойчивость.

Назначение геометрии инструмента и оптимальных режимов резания при точении сверлении.

Точение. Углы режущей части резца, как и любого другого инструмента, играют большую роль в процессе резания. Правильно назначив углы резца, можно значительно уменьшить интенсивность износа его режущей части (увеличить стойкость) и обработать в единицу времени большее количество деталей. От величины углов резца зависят также величины сил, действующих при резании на систему станок—приспособление—инструмент—деталь (СПИД), необхо­димая мощность станка и качество обработанной поверхности.

Задний угол α служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и поверхностью резания. Однако при значительном увеличении заднего угла прочность резца сни­жается. При выборе величины угла а необходимо учитывать свой­ства обрабатываемого материала и материала резца, а также условия резания. При обработке вязких материалов и снятии тонких стружек применяют резцы с большими углами α. При резании твердых и хрупких материалов, а также при снятии
толстых стружек выбирают меньшие углы а. Для различных
условий токарной обработки величина заднего угла лежит в пре-
делах 6-12. *

Передний угол у оказывает большое влияние на про­цесс образования стружки. С увеличением переднего угла облег­чается врезание резца в металл, уменьшается деформация срезае­мого слоя, облегчается сход стружки, уменьшаются силы резания и расход мощности. Вместе с тем увеличение переднего угла при­водит к уменьшению угла β (заострения) т. е. к ослаблению режущего клина и снижению его прочности, что вызывает увеличение износа резца как вследствие выкрашивания режущей кромки, так и вследствие менее интенсивного отвода тепла от поверхностей нагрева резца. Поэтому при обработке твердых и хрупких материалов для повы­шения прочности и стойкости инструмента следует применять небольшие передние углы, а при обработке мягких и вязких металлов — большие. Вследствие повышенной хрупкости твердых сплавов и минералокерамики для инструмента, оснащенного такими материалами, величину переднего угла необходимо назна­чать меньшей, чем для инструмента с режущей частью из инстру­ментальных сталей.

При обработке закаленных сталей инструментами, оснащен­ными пластинками из твердого сплава, а также при ударной нагрузке (прерывистое резание) следует для увеличения прочности режущей кромки применять даже отрицательные передние углы . Величину переднего угла выбирают в зависи­мости от механических свойств обрабатываемого материала, ма­териала резца и формы передней поверхности .

У г а л наклона главной режущей кро м к и λ. служит для отвода стружки в определенном направлении: при +λ — к обработанной поверхности; при — λ— к обрабатываемой поверхности .

Положительный угол + λ служит также для упрочнения режу­щей кромки, поэтому при ударных работах (прерывистом резании)

Сверление.У спирального сверла различают следующие части :

Рабочая часть 3 — часть сверла, снабженная двумя спиральными (точнее, винтовыми) канавками; рабочая часть вклю­чает в себя режущую и направляющую части сверла.

Режущая часть 1 — часть сверла, заточенная на конус и несущая режущие кромки.

Направляющая часть 2 — часть сверла, которая обеспечивает направление сверла в процессе резания.

Хвостовик 5 — часть сверла, служащая для его закреп­ления и передачи крутящего момента от шпинделя.

Лапка 4 (у сверл с коническим хвостовиком) служит упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Две главные режущие кромки, расположенные на режущей части (заборном конусе), образуют угол при вершине 2φ,

Рис. V.I. Части спирального сверла

который у сверл из инструментальных сталей при обработке кон­струкционных материалов обычно равен 116—118°; для разных материалов он должен быть различным: для более твердых — больше, для более мягких — меньше. Например, при обработке жаропрочных и нержавеющих материалов максимальной стойко­стью обладают сверла с углом 2 φ = 125-135° (для глухого свер­ления) и 2 φ = 140° (для сквозных отверстий); при обработке эбо­нита, мрамора и других хрупких материалов угол 2 φ = 80-4-90°; при сверлении титановых сплавов 2 φ = 90 -т-120°; при сверлении алюминия и алюминиевых сплавов 2 φ = 130-7-140°.

Угол наклона поперечной кромки φ измеряется между проекциями поперечной и главных режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла; при правильной ваточке сверла угол ψ= 50-т-55°.

Наклон винтовой канавки, по которой сходит стружка, опре­деляется углом ω, заключенным между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Этот угол ω, называемый углом наклона винтовой канавки сверла, определяет величину переднего угла: с увеличением угла ω увеличивается передний угол и тем самым облегчается процесс стружкообразования. Наклон винтовой канавки у сверл берется от 18 до 30°. С увеличением угла ω уменьшается прочность сверла, вследствие чего у сверл малого диаметра он делается меньше, чем у сверл большого диаметра.

Крутящий момент и сила подачи при сверлении зависят в ос­новном от геометрических параметров режущей части сверла, диаметра сверла, подачи, смазочно-охлаждающей жидкости и фи­зико-механических свойств обрабатываемого материала.

Влияние угла наклона винтовой канавки сверла. Увеличение угла ω до 30° резко влияет на умень­шение крутящего момента. Происходит это потому, что с увели­чением угла ω соответственно увеличивается передний угол сверла, что приводит к уменьшению работы пластической деформации.

Увеличение угла ω до 30° способствует понижению силы подачи, что благоприятно сказывается на прочности сверла в механизме подачи.

Влияние угла при вершине 2φ. С уменьшением угла 2 φ сила подачи уменьшается, а момент увеличивается. Причина заключа­ется в изменении ширины и толщины срезаемого слоя с изменением угла 2 φ. Здесь, как и при точении, с уменьшением угла 2 φ (при том же диаметре сверла) ширина срезаемого слоя увеличивается, а толщина его уменьшается; это приводит к увеличению сил резания, действующих на режущие кромки, а следовательно, к увеличению крутящего момента.

Влияние длины поперечной кромки. На величину силы подачи и крутящего момента при сверлении оказывает влияние длина поперечной кромки. Особенно сильное влияние длина поперечной кромки оказывает на силу подачи. Для уменьшения этой силы уменьшают длину поперечной кромки путем подточки перемычки.

Влияние диаметра сверла. На величину силы подачи и момента большое влияние оказывает диаметр сверла: с увеличением диаметра сверла крутящий момент и сила подачи увеличиваются. Это связано с тем, что при увеличении диаметра увеличивается глубина резания и соответственно увеличивается общее сечение срезаемого слоя Изменение диаметра значи­тельно больше влияет на изменение крутящего момента, чем на из­менение силы подачи. Свёрла больших диаметров допускают более высокие нормы стойкости, а при одной и той же стойкости более высокие скорости резания, чем свёрла меньших диаметров. Объясняется это тем, что при увеличении сверла увеличивается масса сверла, отводящая тепло от поверхности трения;

Влияние подачц. С увеличением подачи сила подачи и крутя­щий момент возрастают, но в меньшей мере, чем при увеличении диаметра сверла. Можно считать, что увеличение сил сверления с увеличением подачи аналогично увеличению сил резания при точении.