Сверлильная обработка (на сверлильных станках)

Категория:
Проектирования технологических процессов


Сверлильная обработка (на сверлильных станках)

Прежде всего необходимо отметить, что в обработке автодеталей работа на сверлильных станках занимает одно из весьма крупных мест. Здесь мы имеем в виду не только собственно сверление, но -также и другие работы но «обработке отверстия», выполняющиеся на этих станках, а именно: рассверливание зенкером, развертывание, нарезку резьбы, зенкование различной формы бобышек «отверстий, разбуровку отверстий и обработку пустотелыми фрезерами— рис. 1.

В некоторых случаях бывает целесообразно путем комбинирования инструментов одновременно выполнять две и даже больше обработок. Причина широкого применения сверлильных станков, помимо сверления отверстий, еще и для работы разного рода шпиндельным инструментом (инструмент, укрепляющийся в шпинделе станка) заключается в относительной дешевизне этого типа станков перед станками другого типа, а иногда даже и в большей производительности и экономичности сравнительно простых обработок на сверлильных станках по сравнению с такими же обработками на другого типа станках (токарных, патронных полуавтоматах и пр.).

Можно привести довольно показательный пример: в современной обработке шестерен коробки скоростей при массовом (и даже крупносерийном) производстве считается более целесообразным выносить сверление центрального отверстия со станков, производящих обточку этих шестерен (различного рода полуавтоматы), на отдельные сверлильные станки, хотя на большинстве обтачивающих шестерню станков было бы возможно производить и указанное сверление.

Целесообразность такого решения объясняется тем, что в данном случае сверление — одна из наиболее длительных операций и оставление ее вместе с обточкой увеличило бы число дорогостоящих полуавтоматов; таким образом путем переноса этой операции на отдельный сверлильный станок во многих случаях получается значительное удешевление стоимости оборудования, при незначительном увеличении (а иногда даже и без такового) падающей на данную обработку стоимости рабочей силы.

Рис. 1. Пустотелый фрезер.

В качестве иллюстрации широкого применения сверлильных станков можно указать, что весьма мало деталей в своей обработке не проходят этих станков и что большинство таких деталей, как рычаги, тяги, кронштейны и др., часто обрабатывается полностью или почти полностью на сверлильных станках (все отверстия и бобышки отверстий).

Обработка шатуна на заводе Форд и ГАЗ почти вся производится в настоящее время на сверлильных станках.

Было бы довольно затруднительно привести типичные цифры соотношения сверлильных и других станков в современном механическом цеху автозавода, так как большее или меньшее применение высокопроизводительных и многошпиндельных сверлильных станков может дать часто весьма большие колебания в соотношении между сверлильными и другими станками.

Рассмотрение методов работы на сверлильных станках мы будем вести по таким группам: мелкие, средние и крупные сверлильные работы.

Мелкие сверления от 1 до 5 мм производятся обычно на быстроходных (число оборотов до 12 000 в мин.) стайках типа Avey.

Станки такого типа строятся, помимо САСП1, и в Германии нет сколькими фирмами Ludwig Loewe, НаЬп & Kolb, Hille-Werke и др.

В последнее время такие станки начали выпускаться и нашими заводами.

При мелких сверлениях обычно более целесообразно работать с ручной подачей, так как это лучше сохраняет сверло, а при небольшой длине отверстий даже может дать значительный выигрыш во времени.

Рис. 2. Быстроходный сверлильный станок.

Сказанное, естественно, не относится к сверлениям, производящимся на автоматах и полуавтоматах.

При больших же размерах производственной программы не всегда бывает, однако, целесообразно применять простые одношпипдельные станки указанного типа.

Здесь часто находят применение различного ррда станки особого назначения.

На рис. 3 изображен центровочный станок фирмы Sundstrand Mch. Сo, двухсторонний, с ручной подачей и отдельным мотором.

Рис. 3. Центровочный станок фирмы Sundstrand Mch Сo.

Число оборотов — 1000 в минуту. Производительность—70—100 шт. в час в зависимости от размера детали и ее материала. Станок весьма типичен.

На рис. 4 изображен специализированный станок фирмы Kingsbury Mch. Сo для одновременного сверления 5 различных отверстий (с разных сторон) в корпусе автомобильного стартера.

Этот тип станка позволяет разного рода видоизменения в расположении шпинделей и имеет полную независимость в размерах подач отдельных шпинделей и времени их включения.

Станок представляет собой комбинацию из станины наиболее подходящей формы к данной обработке (фирма имеет несколько типов станины), различного числа и расположения отдельных сверлильных головок (имеется также несколько размеров головок), рис. 5.

В числе особенностей данного станка следует отметить:
1) чувствительную подачу сверла (sensitive feed), т. е. благодаря фрикциону, включенному в механизм подачи головки, сверло при увеличении осевого давления (начало сверления, местная твердость, затупление сверла и пр.) получает автоматически уменьшенную подачу за счет проскальзывания фрикциона;
2) сравнительно легкую возможность частичного и даже полного автоматизирования станка, что весьма целесообразно при большой производительности;
3) подача сверла (производящаяся от соответствующей формы кулачка) может быть сравнительно легко изменена сменой кулачков, а такяге сделана и прерывистой (вынимание сверла из отверстия для удаления стружки).

Рис. 4. Специализированный сверлильный станок фирмы Kingsbury.

Рис. 5. Сверлильная головка станка Kingsbury.

В этом станке, таким образом, осуществляются все благоприятные для мелких сверл условия ручной подачи.

К числу неудобств станка надо отнести трудность изменения чисел оборотов сверла, так как конструкция привода шпинделя от мотора для этого требует значительных переделок.

Фирма делает сверлильные головки с числом оборотом 600, 876, 1100, 1400, 2150, 2750 и 3500 в минуту. Легкий же тип головки может давать до 8000 об/мин. Каждая головка потребляет 0,5 л. с. в среднем.

На таких станках могут производиться сверления от 3/64 до 3/8”, а также развертывание, зенкование и нарезка резьбы при различном расположении и величине отверстий.

Одно и то же отверстие может также последовательно обрабатываться различными инструментами. В этом случае изделие устанавливается на поворотном столе и последовательно подводится под шпинделя различных головок с инструментами.

Для сверления нескольких отверстий с параллельными осями имеют большое применение так называемые многошпиндельные сверлильные головки. Эти головки, будучи поставлены на одношпиндельный сверлильный станок, превращают его в мпогошпиндельный для данной операции.

Возможность применять различные числа шпинделей при разных их размерах и числах оборотов, а также относительная дешевизна таких многошпиндельпых головок, делает их весьма распространенными.

Вопрос о сверлильных многошпиндельных головках разобран довольно подробно в книге Н. Н. Базырипа и П. Н. Гобермана.

Средние размеры сверления

Вопрос проектирования процесса сверления (и другой обработки) отверстий средних размеров, т. е. от б до 30 мм, пе представляет в общем большой сложности, сводясь, главным образом, к приспособлению и к выбору сверлильного станка, подходящего по размеру шпинделя, мощности, числам оборотов и подач, а также по конструкции и размерам стола. Не останавливаясь на вопросе выбора сверлильного станка широкого пользования ввиду его относительной простоты,’” перейдем к станкам высокой производительности.

Здесь следует отметить в первую очередь сверлильные станки с автоматизированным движением шпинделя фирм: «Barnes Drill Сo» и «Avey», применяющиеся при больших масштабах производства.

Особенность этих станков заключается в полном автоматизировании механизма подачи.

Шпиндель производит следующие движения:
а) быстрый подход инструмента к детали,
б) автоматический переход на рабочую подачу,
в) остановку длительную или мгновенную в конце рабочей подачи (важно для обработки пустотелыми фрезерами и зенковками) и
г) быстрый отвод инструмента в исходное положение.

На рис. 6 показан такой станок фирмы Barnes Drill Сo с головкой для одновременной нарезки отверстий. На столе станка установлено поворотное приспособление с 3 позициями (2 позиции для зарядки).

При повороте приспособления шпиндель автоматически включается и производит описанпые выше движения.

Производительность (данные фирмы) — 12 фланцев (из бропзы) в минуту.

На рис. 7 изображен такой же станок с восьмишпиндельной специальной головкой и поворотным приспособлением на три позиции.

На одной позиции производится одновременное сверление 4 петель для двери автомобиля, на второй — развертывание также 4 шт. и на третьей — снимание и зарядка новыми деталями.

Производительность — 500 шт. в час петель из ковкого чугуна шириной в 13/4”. Охлаждающая жидкость подведена к каждому и -струменту.

На рис. 8 изображен такой же станок, но с полной его автоматизацией для торцевания гаек из ковкого чугуна.

На станке установлена двухшпиндельная головка и круглый стол с 20 зажимными гнездами для гаек и с автоматическим поворачиванием на два гнезда.

В этих гнездах гайки подходят под шпинделя, автоматически зажимаются от действия роликов, работающих сжатым воздухом.

С противоположной стороны стола готовые гайки выбрасываются эжектором также по 2 шт. за один ход в наклонный лоток.

Станок работает полностью автоматически и необходимо только закладывать в гнезда необработанные гайки.

Конструкция этих станков позволяет путем соединения нескольких сверлильных станков в одип агрегат (полуавтомат) с общим поворотным столом (например, сверление, развертывание и нарезка нескольких отверстий) производить довольно сложные обработки с весьма большой производительностью.

На рис. 9 показан один из наиболее сложных сверлильных полуавтоматов фирмы Bauch Mch. Сo. Станок имеет шесть позиций: пять рабочих и одна для зарядки. В данном случае сверлятся 44 отверстая во фланце на 4 окружностях разного диаметра, и сами отверстия таюке различных диаметров.

Кроме того, некоторые отверстия подвергаются и развертыванию.

По конструкции и работе станок напоминает токарный полуавтомат «Bullard».

Естественно, что применение подобного станка может быть целесообразным лишь при очень больших размерах производства.

Далее идет область тяжелого сверления сверлами размера свыше 30 мм (а также обработка пустотелыми фрезерами, развертками и зенкерами соответствующих размеров).

Рис. 6. Сверлильный полуавтомат фирмы Barnes Drill Mch. С ,

Рис. 7. Специализированный станок фирмы Barnes.

Для этих работ (за исключением обработки легко режущихся металлов) большей частью используются мощные и особо стабильные сверлильные станки.

Рис. 8. Специализированный станок фирмы Barnes.

На рис. 10 изображен двухшпиндельный станок такого тип, фирмы Васкег Mch. Сo (САСШ). Станок имеет гидравлическую подачу управление от педали и весьма жесткое направление шпинделей.

Изображенный станок приспособлен для обработки втулок (см. сбоку рисунка) и снабжен поворотным приспособлением на три позиции.

Рис. 9. Сверлильный агрегат фирмы Barnes.

Такие станки усиленной жесткости и мощности применяются для Разнообразных видов обработки отверстия, требующих большого осевого давления.

Естественно, что при меньших осевых давлениях следует применять станки переходного типа.

Рис. 10. Сверлильный станок (фирмы Backer.

Для работы пустотелыми фрезерами станки должны быть оборудованы четко работающими упорами или остановами для точного выдерживания глубины или длины такой обработки.

На рис. 11 изображен станок фирмы Foot Burt Mch. Сo для одновременного сверления 12 отверстий передней оси автомобиля.

Два крайних шпинделя наклонены по углам 7° к вертикали для соблюдения необходимого наклона шкворней поворотных кулаков.

Рис. 11. Сверлильный станок для передней оси фирмы Fgot Burt.

Средний шпиндель имеет десятишпиндельную алюминиевую головку с отдельными направляющими.

Производительность таких станков — около 17 осей в час (3 У2 мин.) при одном рабочем (завод Chrysler Corp.).

Для обсверливания сложных и крупных деталей (блок цилиндров, его крышка, картер и пр.) применяются часто многошпиндельные станки специального назначения еще более сложного типа, работающие в одной или нескольких плоскостях с соответствующим числом сверлильных головок.

Рис. 12. Вертикальный многошпиндельный станок фирмы Natco.

Типичные станки этого рода строят в САСШ фирмы: NatcoMch. Co; Baush Mch. Co; Foot Burt; Grenlee Mch. Сo и в Германии — Habersang & Zinzen, Hille-Werke и др. Эти станки собираются фирмами для определенной детали (и операции) и снабжаются головками с соответствующим числом шпинделей, кондукторными плитами и зажимными приспособлениями.

Рис. 13. Трехсторонний сверлильный станок фирмы Foot Burt.

Число оборотов, размеры шпинделей, а также расположение и число сверлильных головок, могут быть различны в зависимости от формы, размеров и условий обработки детали.

В последнее время такие станки, в особенности в САСШ, строятся (большей частью с гидравлической подачей, что дает ряд преимуществ в смысле удобства изменения размера подачи, ее плавности, отчетливости и быстроты нерабочих ходов, а также и чисто конструктивных преимуществ в смысле простоты и удобств обслуживания станка,

При механической подаче изменение ее размеров достигается сменой соответствующих кулаков или шестерен.

Числа оборотов шпинделя обычно постоянны, и только путем довольно сложной смены ряда шестерен, а иногда даже и частичной переделки передающего вращение механизма, можно изменить число оборотов шпинделей, а стало быть, и скорость резания сверл.

Рис. 14. Трехсторонний станок фирмы Baush.

Для нарезки резьбы в аналогичных деталях ставятся такие же станки, но с обратным быстрым вращением шпинделей для вывертывания метчиков.

Некоторые фирмы (Natco Mch. Сo) строят нарезные станки таким образом, что метчик при ввертывании, а также и обратном ходе, направляется в своем поступательном движении особой направляющей резьбой на шпинделе.

Эта конструкция, сообщая жесткое направление движению метчика, дает хорошие результаты в смысле чистоты резьбы.

На рис. 12 показан односторонний, вертикальный, многошпиндельный станок Natco Mch. Сo для одновременного обсверливания с 4 сторон картера коробки скоростей (автомобиля Форд).

На этом примере можно видеть осуществление весьма концентрированного и производительного метода сверления на многопшиндель-ном станке небольших по размеру деталей.

На рис. 13 изображен трехсторонний станок фирмы Foot Burt Mch. Сo.

Каждая головка снабжена своим мотором.

На рис. 14 изображена последняя модель особо мощных и производительных станков фирмы Baush Mch. Сo для особо крупных деталей.

Станки имеют независимую гидравлическую подачу головок, централизованное управление станком и полную автоматизацию всех движений головок.

Особо поражает глаз исключительная массивность и жесткость конструктивных форм этих станков.

В серийном же производстве, где нет возможности широко использовать станки особого назначения, парк сверлильных станков составляется, большей частью, из обычных сверлильных станков разных размеров колонного типа и радиально сверлильных.

Последние стапки удобны для обеверливания значительного количества отверстий (даже при неодинаковых их диаметрах) в крупных деталях при небольших масштабах производства.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум