Сверлильно-расточные станки

1. Назначение и классификация сверлильно-расточных станков

Сверлильные станки предназначены для выполнения следующих работ:

• сверление сквозных и глухих отверстий (рис. 1, а), при этом обеспечивается возможность получения параметра шероховатости поверхности не ниже 12—13-го квалитета и Ra = 6,3…15 мкм;
• рассверливание отверстий — увеличение диаметра спиральным сверлом (см. рис. 1, б);
• зенкерование, позволяющее получить более высокий квалитет и меньшее значение параметра шероховатости поверхности отверстий по сравнению со сверлением (см. рис. 1, в) — точность 11— 13-й квалитет, Ra = 10…15 мкм;
• растачивание отверстий, осуществляемое резцом на сверлильном станке (см. рис. 1, г);
• зенкование, выполняемое для получения у отверстий цилиндрических и конических углублений и фасок для головки болтов и винтов (см. рис. 1, д); развертывание отверстий, применяемое для получения необходимых параметров точности (7—11-й квалитет) и шероховатости, Ra = 1,25…15 мкм (см. рис. 1, е);
• выглаживание, производимое специальными роликовыми оправками, или развальцовывание, имеющее назначение уплотнения — сглаживания гребешков на поверхности отверстия после развертывания деталей из дюралюминия, магниевых сплавов и др. (см. рис. 1, ж);
• нарезание внутренней резьбы метчиком (см. рис. 1, з); при использовании комбинированного инструмента получают сложные поверхности;
• цекование — подрезание торцов наружных и внутренних приливов и бобышек (см. рис. 1, и).

Рис. 1. Работы, выполняемые на сверлильных станках: а — сверление отверстий; б — рассверливание; в — зенкерование; г — растачивание; д — зенкование; е — развертывание; ж — выглаживание; з — нарезание внутренней резьбы; и — цекование

Кроме перечисленных видов работ на данных станках выполняют и другие операции.

Основные типы сверлильно-расточных станков: вертикально-сверлильные одно- и многошпиндельные; радиально-сверлильные; горизонтально-сверлильные для глубокого сверления и горизонтально-центровальные.

Сверлильно-расточные станки по классификатору отнесены к второй группе, внутри которой их делят на следующие типы (см. табл. 1.5): 1 — вертикально-сверлильные; 2 — одношпиндельные полуавтоматы; 3 — многошпиндельные полуавтоматы; 4 — координатно-расточные; 5 — радиально-сверлильные; 6 — горизонтально-расточные; 7 — алмазно-расточные; 8 — горизонтально-сверлильные; 9 — разные сверлильные.

2. Конструктивные особенности сверлильно-расточных станков с ЧПУ

Сверлильные и расточные станки с ЧПУ используют при обработке сверлами, зенкерами, развертками, расточным инструментом отверстий в деталях без применения разметки и кондукторов.

Конструктивной особенностью этих станков является их высокая жесткость и точность. При позиционировании исполнительных органов станка точность достигает (0,25…0,05) мм; число управляемых координат три, в том числе одновременно управляемых две; дискретность задания перемещений 0,01 мм.

Столы сверлильных станков с ЧПУ имеют крестовую форму. Их устанавливают на опоры качения. Перемещение салазок и стола осуществляется с помощью передачи «винт — гайка качения». Для привода столов используют или электродвигатели постоянного тока, или шаговые двигатели с гидроусилителями крутящих моментов. Главный привод состоит из одноили двухскоростного асинхронного электродвигателя и коробки скоростей. Каждый станок комплектуют поворотным столом и резьбонарезным патроном.

Расточные станки с ЧПУ изготовляют двух конструктивных видов: горизонтально-расточные и координатно-расточные. Наиболее широко используют горизонтально-расточные станки, не имеющие задних стоек и оснащенные поворотным столом. Они позволяют обрабатывать заготовку с двух сторон (при повороте стола на 180 ), а также взаимно перпендикулярные и наклонные отверстия с четырех сторон заготовки; обеспечивают высокопроизводительную обработку соосных отверстий. Станки оснащены выдвижным шпинделем диаметром 65…320 мм. Окончательную обработку отверстий на расточных станках с ЧПУ производят развертками, что позволяет повысить точность и качество обработки и не требует настройки инструмента на размер. В расточных станках с ЧПУ чаще применяют каленые направляющие качения, которые обеспечивают малые и стабильные силы трения, а также длительное сохранение начальной точности прямолинейных перемещений исполнительных органов. С целью повышения жесткости узлы станка, остающиеся в процессе обработки неподвижными, дополнительно фиксируют на направляющих с помощью специальных зажимов.

Точность расточных станков с ЧПУ соответствует классам П и В. Приводом главного движения чаще служит регулируемый двигатель постоянного тока в сочетании с коробкой скоростей, реже — асинхронный двигатель с многоступенчатой коробкой скоростей. Приводом подачи, как правило, служит регулируемый двигатель постоянного тока или высокомоментный электродвигатель. Для расточных станков системы ЧПУ позволяют программировать по прямоугольному циклу и под углом 45 к осям координат. Обеспечивая высокие скорости вспомогательных перемещений (до 5 м/мин), УЧПУ позволяют с панели управления вводить коррекции положения инструмента и подач, осуществлять управление в режиме ручного ввода данных. При выходе исполнительного органа в заданное положение ступенчатое или плавное торможение приводов подач обеспечивает точность позиционирования 0,01 мм.

3. Вертикально-сверлильные станки

Предприятия «Электротехмаш» поставляют на отечественный рынок металлообрабатывающего оборудования сверлильные станки, представленые на рис. 2, технические характеристики которых приведены в табл. 1.

Настольные сверлильные станки и сверлильные станки на колонне предназначены для сверления отверстий в различных материалах диаметрами ..32 мм, в зависимости от модели. Настольные станки устанавливают на верстаке и крепят к нему болтами. Вращение шпинделя передается от электродвигателя клиноременной передачей. Конструкция рабочего стола обеспечивает возможность поворота вокруг горизонтальной оси на угол 45 влево и вправо.

Рис. 2. Сверлильные станки моделей: а — ЭТМ4116; б — ЭТМ4119; в — ЭТМ3116; г — ЭТМ3119

Таблица 1. Сверлильные станки «Электротехмаша»

Пользуются повышенным спросом вертикально-сверлильные станки промышленной группы «АСВ-Техника» (рис. 3, табл. 2).

Таблица 2. Технические характеристики вертикально-сверлильных станков

Универсальный вертикально-сверлильный станок модели 2С50 предназначен для обработки деталей из различных конструкционных материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства. Имеющийся на станке преобразователь частоты предназначен для преобразования одноили трехфазного напряжения с постоянной частотой 50 Гц в трехфазное напряжение переменной частоты в диапазоне 0,2…400 Гц. Это свойство преобразователей частоты делает возможным их широкое применение для бесступенчатого регулирования скорости асинхронных электродвигателей, главного движения для вращения шпинделя, что позволяет вести обработку различных материалов с максимально выгодными режимами резания. Станок модели 2С50 позволяет выполнять операции сверления, зенкерования, зенкования, растачивания, нарезания резьбы метчиками.

Рис. 3. Вертикально-сверлильные станки моделей: а — 2М112; б — 2С132Л

Технические характеристики станка 2С50

*— опция. ** — при минимальных подачах и оборотах.

4. Радиально-сверлильные станки

От вертикально-сверлильных станков радиально-сверлильные отличаются конструктивной возможностью совмещения оси отверстия заготовки с осью шпинделя путем перемещения шпинделя относительно неподвижной заготовки в любое место горизонтальной поверхности стола. Радиально-сверлильные станки по конструкции подразделяют на станки общего назначения, переносные — для обработки отверстий в заготовках больших размеров (станки переносят подъемным краном к заготовке и обрабатывают вертикальные, горизонтальные и наклонные отверстия) и самоходные, смонтированные на тележках с креплением их в месте обработки с помощью башмаков.

Радиально-сверлильный станок модели 2554 (рис. 4) применяют при обработке отверстий в средних корпусных деталях. Станок позволяет выполнять сверление в сплошном материале, рассверливание, зенкерование, развертывание и растачивание отверстий, нарезание резьбы метчиками и другие операции. На фундаментной плите 1 станка установлена тумба 2 с неподвижной колонной 3, на которой надета гильза 4. Гильза поворачивается вокруг колонны, обеспечивая обработку отверстий в любом месте детали без ее перемещения. На гильзе смонтирована траверса 6, имеющая горизонтальные направляющие, по которым может перемещаться шпиндельная головка 5. Внутри шпиндельной головки размещены коробка скоростей, коробка передач и узел шпинделя 7. На передней крышке расположены органы управления. Обрабатываемые заготовки устанавливают на приставном столе или непосредственно на верхней плоскости фундаментной плиты.

Технические характеристики радиально-сверлильных станков, пользующихся повышенным спросом на отечественном рынке металлорежущего оборудования, приведены в табл. 3; 4.

Таблица 3. Радиально-сверлильные станки

Промышленные радиально-сверлильные станки ЭТМ 3116 и ЭТМ 3116А укомплектованы зубчатой рейкой и ведущей шестерней, которые находятся на горизонтальной консоли. На станках можно выполнять угловое сверление при обычном положении заготовки и сверление под комбинированными углами при повороте заготовки; сверление вне рабочего стола, когда размеры заготовки превышают его размеры; углубленное сверление до 420 мм; горизонтальное сверление. Шарнирный рабочий стол может быть отрегулирован в любое положение под шпинделем.

Рис. 4. Радиально-сверлильный станок модель 2554: 1 — плита; 2 — тумба; 3 — колонна; 4 — гильза; 5 — шпиндельная головка; 6 — траверса; 7 — шпиндель

Промышленные радиально-сверлильные станки ЭТМ-3119, ЭТМ 3125 укомплектованы зубчатой рейкой и ведущей шестерней, мощным надежным двигателем для длительных режимов работы, высокоточными опорными подшипниками шпинделя, массивной зеркально-гладкой поверхностью основания с двумя пазами. Головка и консоль поворачиваются на 360 .

Таблица 4. Технические характеристики радиально-сверлильных станков

5. Горизонтально-расточные станки и горизонтальные обрабатывающие центры

Горизонтально-расточные станки мод. 2А622Ф2-1 (рис. 5) позволяют производить сверление, растачивание, зенкерование, развертывание и нарезание резьбы в крупных корпусных деталях массой до 4000 кг. Максимальный диаметр отверстий достигает 320 мм.

Рис. 5. Общий вид компоновки горизонтально-расточного станка модель 2А622Ф2-1: 1 — станок; 2 — подвесной пульт управления; 3 — силовой шкаф с электроаппаратурой управления; 4 — шкаф с аппаратурой ЧПУ

Основными узлами станка являются неподвижная передняя стойка и прямоугольный поворотный стол, перемещающийся в продольном и поперечном направлениях относительно оси шпинделя.

Характеристики горизонтально-расточных станков промышленной группы АСВ приведены в табл. 5.

Горизонтально-расточной станок ИС2А636 (рис. 6) имеет расточной шпиндель диаметром 125 мм и встроенную планшайбу диаметром 800 мм, которая обеспечивает производительную обработку поверхностей больших диаметров с помощью радиального суппорта.

Привод радиального суппорта планшайбы осуществляется от индивидуального электродвигателя.

Возможны следующие исполнения станка: модель ИС2А636Ф1 — станок с устройством цифровой индикации; модель ИС2А636ПФ4 — станок с системой ЧПУ повышенного класса точности (табл. 6).

Таблица 5. Технические характеристики станков мод. 2А620Ф11 и 2В622Ф11

Примечание. Возможны поставки станков импортного производства с большим диаметром шпинделя (до 200 мм) и большим размером стола (по специальному заказу).

Горизонтально-расточной станок ИС2А637 (рис. 7) имеет усиленный расточной шпиндель диаметром 160 мм без встроенной планшайбы и обладает повышенной жесткостью шпиндельной системы, которая обеспечивает более высокую производительность при работе расточным шпинделем.

Станок имеет возможность применения навесных инструментальных головок — угловой фрезерной головки и навесной планшайбы.

Возможны следующие исполнения станка: модель ИС2А637Ф1 — станок с устройством цифровой индикации; модель ИС2А637ПФ4 — станок с системой ЧПУ повышенного класса точности.

Рис. 6. Горизонтально-расточной станок ИС2А636

Таблица 6. Технические характеристики станков ИС

Станки ИР1400ПФ4, ИР1400ПМФ4 предназначены для комплексной обработки корпусных и базовых деталей из черных и цветных металлов. Высокие показатели производительности, технологической эффективности, надежности и долговечности эксплуатации станков обеспечиваются прогрессивными конструктивными решениями:

• жесткие чугунные базовые детали со стальными объемно закаленными планками, роликовые опоры качения в направляющих фирмы INA;
• двигатели подач переменного тока, редукторы с выборкой люфтов и прецизионные шарико-винтовые пары обеспечивают наибольшие скорости перемещений узлов 10 м/мин;
• отсчет перемещений осуществляется круговыми или линейными измерительными датчиками фирмы «Heidenhain»;
• портальная (двойная) стойка и термосимметричная конструкция шпиндельной бабки обеспечивают высокую жесткость, виброустойчивость и точность обработки;
• вертикальное перемещение шпиндельной бабки по оси Y = 1600 мм, по заказу 2000; 2500; 3200 мм;
• продольное перемещение стойки по оси W = 1600 или 2000 мм;
• стойка с перемещением Y = 2000 мм и более оснащается лифтом для оператора с отдельным электроприводом;
• фрезерный шпиндель смонтирован в четырех прецизионных шариковых подшипниках фирмы «SKF» и обеспечивает высокоэффективную черновую и чистовую обработку со скоростями вращения до 1600 мин^–1 или 2000 мин^–1;
• азотированный расточной шпиндель диаметром 160 мм с конусом SK50 перемещается по оси Z = 1000 мм на роликовых опорах качения;
• передняя опора фрезерного шпинделя с внешним диаметром 450 мм вынесена на расстояние 30 мм от торца шпиндельной бабки.

Рис. 7. Горизонтально-расточной станок ИС2А637

Станок ИР1400ПМФ4 имеет устройство АСИ с магазином на 64 или 100 инструментов, при Y = 2500 мм и более — на 80 инструментов. Возможны следующие исполнения конструкции стола:

• рабочие размеры 2000 1600 мм, перемещение Х = 2000 мм, грузоподъемность 16 т;
• рабочие размеры 2500 2000 мм, перемещение Х = 2500 или 4000 мм, грузоподъемность 25 т;
• рабочие размеры 3500 2900 мм, перемещение Х = 4000 мм, грузоподъемность 40 т, с гидрозагрузкой круговых направляющих.

Поворотный стол смонтирован в прецизионном двухрядном роликовом подшипнике и имеет три кольцевые направляющие из материала типа Turcite; предусмотрен механизм выборки люфтов поворота стола; дискретность вращения по оси В = 0,001 град, отсчет поворота осуществляется датчиком типа POD880C фирмы «Heidenhain»; жесткая фиксация поворотной части осуществляется с помощью пакетов тарельчатых пружин, гарантирующих постоянную надежную фиксацию в выбранной позиции независимо от уровня давления в гидросистеме, отжим гидравлический;

Рис. 8. Горизонтально-расточной станок ИР1250Ф1

системы циркуляционной смазки подшипников шпинделя, узлов главного привода, круговых направляющих стола; система автоматической дозированной смазки линейных направляющих и шарико-винтовых пар от станций смазки фирмы «W. Vogel»; система СОЖ, транспортер уборки стружки, телескопическая защита направляющих по всем осям, по заказу — СОЖ через шпиндель; контурное управление по 5 координатам X, Y, W, Z обеспечивает система ЧПУ Sinumerik 8400 фирмы «Siemens».

Опции:

угловая фрезерная головка, навесная планшайба, навесные удлинители шпинделя, угольники, вспомогательный инструмент, измерительные головки фирмы «Renishaw» и др.

Технические характеристики горизонтально-расточного станка с цифровой индикацией, с расточным шпинделем 110 или 130 мм ИР1250Ф1 (рис. 8); горизонтально-расточного станка с ЧПУ, с расточным шпинделем 110 или 130 мм ИР1250ПМФ4; горизонтального расточного и фрезерного станка с ЧПУ и АСИ (обрабатывающий центр), с расточным шпинделем 110 (130) мм или мотор-шпинделем приведены в табл. 7. Станки имеют комбинированные направляющие — фторопластовые накладки и прецизионные роликовые опоры качения, которые обеспечивают высокую динамическую жесткость в сочетании с высокими демпфирующими свойствами при наибольших скоростях перемещений узлов 8 м/мин.

Рис. 9. Горизонтально-расточной станок ИС1250С

Станки ИС1250С предназначены для высокоскоростной обработки и оснащаются роликовыми направляющими типа ТНК фирмы «Star» (Германия), обеспечивающими скорости перемещений узлов до 20 м/мин (рис. 9, см. табл. 7).

Таблица 7. Технические характеристики станков ИР и ИС

* — для столов 1250 1400 мм, 1400 1600 мм; ** — по заказу.

6. Координатно-расточные станки

Сведения о наиболее покупаемых координатно-расточных станках в Российской Федерации приведены в табл. 8, а общий вид станка — на рис. 10.

Таблица 8. Технические характеристики координатноBрасточных станков

Рис. 10. Станок модели 2431 СФ10

7. Отделочно-расточные и хонинговальные станки

Промышленная группа «АСВ-Техника» успешно реализует на отечественном рынке станки, характеристики которых приведены в табл. 9.

Таблица 9. Технические характеристики станков 2Е78П и МФ72

ОАО «Стерлитамакский станкостроительный завод» изготовляет (табл. 10) универсальные сверлильно-фрезерные станки моделей СФ32Б и СФ32Б с УЦИ, предназначенные для обработки деталей из различных конструкционных материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства. На этих станках выполняют операции растачивания, сверления, зенкерования, зенкования, фрезерования, нарезания резьбы метчиками.

Таблица 10. Технические характеристики сверлильно-фрезерных станков