Конструкция сверлильных станков

Колонны, основания и столы. Колонны вертикально-сверлильных станков связывают между собой отдельные узлы станка в заданном пространственном раз­мещении и обеспечивают точность их взаимного расположения под рабочей нагрузкой. Различают две принципиальные конструкции колонны: цельные и разъемные. По форме колонны делятся на коробчатые и круглые. В б.СССР наибольшее распространение получили вертикально-сверлильные станки с цельной литой ко­робчатой колонной (рис. 6.20). По направляющим колонны переме­щаются сверлильная головка 2 и стол 1. Внутри колонны разме­щаются грузовые противовесы 4, 5_У а также проложены трубы или металлорукава электрооборудования. В колонне предусмо­трено окно 3 для монтажа противовесов, а в некоторых колоннах

имеются также ниши для размеще­ния электрооборудования. Размеры колонны по высоте определяются основными паспортными данными, а также размерами сверлильной го­ловки и стола. Размеры поперечного сечения колонны зависят от усилия подачи и наибольшего крутящего момента на шпинделе.

Поперечное сечение или, как его обычно называют, профиль колонн ы представляет собой коробчатый прямоугольник, передняя сторона которого является направляющими для перемещаемых узлов. Для универсальных станков направляющие имеют форму «ласточкин хвост» с углом 55°. Для специальных и тяжелых станков, в которых движение подачи осуществляется за счет перемещения сверлильной головки, колонны выполняются с пря­моугольными направляющими. В станках, у которых стол за­крепляется на основании, нет необходимости делать сквозные на всю длину колонны направляющие. У них колонны имеют на­правляющие только в верхней части, т. е. в зоне перемещения сверлильной головки. Образованная при этом выемка используется для

Рис. 6.20. Продольный разрез увеличения рабочего пространства, занимаемого столом

колонны вертикально- и обрабатываемой деталью. По такой схеме разработаны

сверлильного станка мод. все станки с крестовыми столами мод. 2Н118К, 2Н125К ,

2Н135 2Н135К и 2Н150К, а также станки с программным

управлением моделей 2Е118Ф2 и 2Е135Ф2. Благодаря

этому в данных станках удалось использовать сверлильные головки и размещенные в них узлы из базовых станков.

Наряду с цельными колоннами имеется большая группа вертикально-сверлильных станков, в которых 'применяются со­ставные колонны. Они более трудоемки в изготовлении, но дают возможность создавать ряд важных унифицированных модифи­каций станков.

Универсальные вертикально-сверлильные станки поставляются с подъемными так называемыми консольными столами (см. рис. 6.4). Стол перемещается по направляющим колонны вручную с помощью винтового механизма. Стол станка имеет три Т-образных паза, ширина рабочей поверхности соответствует ГОСТ 6569—70. Кон­сольные столы станков с круглой колонной имеют круглую или прямоугольную форму. В этих станках использован реечный механизм подъема стола. Рейка свободно находится в пазу стола, а ее торцы упираются в нижние и верхние фланцы круглой ко­лонны. Такая конструкция позволяет осуществлять подъем стола в любом ее положении при повороте вокруг колонны. На консоль­ные столы устанавливают различные накладные столы: плавающие, крестовые, поворотные и др. Их конструкции описаны ниже.

Рис. 6.21. Унифицированные коробки скоростей вертикально-сверлильных станков:

а - мод 2Н125, б - мод 2Н135

Коробки скоростей. Наиболее распространенные отечественные вертикально-свер­лильные станки мод. 2А125 и 2А135 имеют многоваловые 9-скоростные коробки скоростей со знаменателем геометрической прогрессии ф = 1,41 и диапазоном регулирования R = 16, по­строенные по структуре 3x3. Для этих станков разработаны новые унифицированные коробки скоростей (рис. 6.21). Габарит сверлильной головки станка модели 2Н125 позволяет разместить в ней двенадцатиступенчатую ко­робку скоростей, имеющую не более четырех валов (рис. 6.21- 6, а), поэтому она выполнена по обычной многоваловой схеме со струк­турной формулой 3x2x2 с повышающей передачей на шпиндель. Коробки скоростей станков мод. 2Н135 (рис. 6.21, б) вы­полнены по сложенной схеме со структурной формулой (3x2) + (3x2). С первого вала 8 на второй вал 7 вращение передается с помощью одного передвижного тройного блока 9. С вала 7 передача последовательно идет на валы 6, 5 и 1 соответственно через двойной блок 12, зубчатые колеса 13, 14, 4 и блок 2. По этой кинематической цепи шпиндель получает шесть низких скоростей. Шесть высоких скоростей обеспечиваются по укороченной цепи: от колес, расположенных на валу 7, через блок 2_У который имеет три фиксированных положения. В этом случае блок 12 находится в нейтральном положении, в результате чего валы 6 и 5 отклю­чены. Такая схема позволяет существенно понизить шум коробки скоростей и повысить ее КПД. В этих коробках количество уни­фицированных деталей достигает 80%.

Конструкция коробок скоростей во многом зависит от компо­новки станка. Станки мод, 2А125 и 2А135, скомпонованные по типу кронштейн, имеют вытянутую коробку скоростей, у которых электродвигатель на лапах расположен вертикально и крепится к задней стенке коробки скоростей. Электродвигатель с первым валом связан через ременную передачу. Станки новой гаммы вы­полнены по компоновке типа агрегат. Здесь в качестве привода главного движения применен односкоростной фланцевый асин­хронный электродвигатель вертикального исполнения. С коробкой скоростей он связан через упругую муфту.

Опоры валов коробки скоростей размещены в двух плитах, верхней 3 и нижней 11, скрепленных между собою четырьмя стяжками 10. Вал 1 коробки скоростей - гильза со шлицевым отверстием, через которое передается вращение шпинделю станка. Все валы коробки скоростей шлицевые, что значительно упро­щает сборку. Коробка скоростей собирается отдельно независимо от других узлов и затем монтируется в сверлильную головку. Механизмы коробки скоростей, как и всей сверлильной головки, смазываются от плунжерного насоса, закрепленного на нижней плите коробки. Работа насоса контролируется с помощью специаль­ного маслоуказателя, установленного в верхней плите 3. Важно помнить, что если масло не поступает в контрольный глазок, ра­боту на станке следует прекратить, осмотреть насос и трубопровод. Для доступа к насосу смазки необходимо снять левую боковую крышку сверлильной головки. Смазка подшипников и зубчатых колес коробок скоростей и подач, а также механизма подач про­изводится маслом индустриальное 20 (ГОСТ 1707—51), которое нужно менять один раз в 3 мес.

Коробки подач вертикально-сверлильных станков новой гаммы представляют собой многоваловые механизмы, образованные путем последовательного соединения групповых передач. Коробки подач станков мод. 2Н118, 2Н125, 2Н135 и 2Н150 имеют соответственно 6, 9, 9 и 12 подач. В последних трех станках, изготовляемых на одном заводе, коробки подач широко унифицированы между собой. Они представляют собой трехваловые механизмы, построенные по структурным формулам 3x3 и 3x4 (рис. 6. 22).

В станках мод. 2Н125 (рис. 6.22, а) и 2Н135 девять различных подач обеспечивается двумя тройными зубчатыми блоками 5 и 9. Муфта 6, сидящая на валу 4, передает вращение через предо­хранительную муфту на червяк механизма подач. Коробки подач этих станков отличаются только передаточным отношением при­вода, т. е. кинематической цепью от шпинделя до первого вала коробки подач. В станке мод. 2Н135 движение от шпинделя пере­дается непосредственно на первый вал коробки подач через имею­щееся на нем зубчатое колесо, а в станке мод. 2Н125 - через колеса 1, 3 и 2, размещенные на консольных частях валов 7 и 8.

Рис. 6.22. Коробка подач вертикально-сверлильного станка

а - мод. 2Н125

Механизмы переключения скоростей и подач. В вертикально-сверлильных станках применяют следующие механизмы переключения скоростей и подач: однорукояточные, пресс-селективные, автоматические и многорукояточные. Исполь­зование того или иного механизма определяется назначением станка.

В универсальных станках мод. 2HU8, 2Ш25, 2Н135 и 2Н150 действуют однорукояточные механизмы переключения скоростей и подач (рис. 6.23). Они приводятся в действие рукояткой 1, которая имеет четыре положения по окружности и три вдоль оси поворота. Вращательное движение рукоятки 1 через ступицу 6 передается через пару зубчатых колес на вал 14. Ступица 6 смонтирована на игольчатых подшипниках во фланце 8, который жестко закреплен в корпусе сверлильной головки. Вал 14 также смонтирован на игольчатых подшипниках в корпусе 10, закрепленном на-нижней плите

Рис. 6.23. Однорукояточный механизм переключения скоростей в станке

мод. 2Н135

коробки скоростей. На валу 14 смонтирован двусторонний торцовый кулачок 12_t в пазы которого входят два ролика с осями, закрепленными на рычагах 11 и 13. Эти рычаги смонтированы на осях и через камни 20 и 21 соединяются со штангами 18 и 19. На этих штангах закреплены вилки, соединенные с переключае­мыми блоками. Такая конструкция дает возможность вращатель­ное движение ступицы 6 и кулачка 12 преобразовывать в поступа­тельное движение штанг 18 я 19 и переключаемых блоков.

В ступице 6 расположен валик 17, сцепленный с рукояткой 1 штифтом 4. На внутреннем конце валика 17 имеется кольцевая проточка, в которую входит палец 16 рычага 15. Камень рычага 15 соединен со штангой 9, на которой закреплена вилка, связанная с переключаемым тройным блоком зубчатых колес. При повороте рукоятки 1 на оси 3 валик 17 перемещается поступательно и через рычаг 15 приводит в движение штангу 9 и тройной блок колес. Таким образом, комбинированное движение рукоятки 1 в д вух плоскостях обеспечивает двенадцать различных включений зубча­тых колес коробки скоростей. Положение рукоятки 1 при переключении скоростей фиксируют два рычажных фиксатора 5 и 22. Кроме них каждая штанга также фиксируется шариковым фикса­тором. Включаемые скорости отсчитывают по таблице с помощью указателя 7, который поворачивается вместе со ступицей 6. При осевом движении рукоятки 1 указатель 7 выдвигается собачкой 2, а возвращается в исходное положение пружиной. Аналогичный механизм служит для переключения подач.

Шпиндельные узлы. Шпиндели сверлильных станков имеют три явно выраженных специфических участка (рис. 6.24): наружный конец, или так назы­ваемая головка шпинделя,

предназначенная для центрирования и закрепления режущего

Рис. 6.24. Шпиндель вер­тикально- инструмента; средний участок, являю­щийся

сверлильного станков: конструктивной базой шпинделя, на котором

а - мод. 2Н135 расположены шейки под опоры, и, наконец,

верхний конец, получающий дви­жение от гильзы

в коробке скоростей и называемый поэтому при­водным участком.

Форма и размеры концов шпинделей свер­лильных и расточных станков регламентированы ГОСТ 2701-72. Для сверлильных станков используют концы шпинделей только с конусами Морзе, которые предназначены для центрирования инструмент и передачи крутящего момента. Размеры конусов принимают в соответствии с ГОСТ 2847- 67.

Верхние пазы предназначены для выбивки инструмента, а нижние для затяжки инструмента клином. Нижние пазы преду­сматриваются в шпинделях, начиная с конуса Морзе № 3, т.-е. в станках с наибольшим условным диаметром сверления 35 мм и выше. В станках нормальной точности шпиндели смонтированы на двух шариковых радиальных и двух шариковых упорных подшипниках (рис. 6.24, а). Осевое усилие подачи воспринимается передним упорным подшипником. Подшипники расположены в пиноли 2, на которой нарезана рейка, сцепляемая с реечным колесом механизма подач. Регулируются подшипники шпинделя гайкой 1.

Механизмы подач. Механизмы подач служат для передачи движения от коробки подач на реечное колесо. С их помощью могут осуществляться: ручной подвод инструмента к детали, включение механической подачи, ручное опережение механической подачи, включение по­дачи и ручной отвод шпинделя. Кроме того, механизмы подач обеспечивают ручную подачу, которая обычно используется при нарезании резьбы метчиками, команду на автоматическое реверсирование шпинделя при достижении заданной глубины нарезания резьбы и автоматическое отключение подачи после достижения установленной глубины обработки.

Известны разнообразные конструкции механизмов подач, но, как показали исследования, наиболее удачен механизм, уже давно применяемый в отечественных вертикально-сверлильных станках. Он позволяет перемещать шпиндель вручную при не­больших усилиях, включать и выключать рабочую подачу, а также производить ручное опережение механической подачи при мини­мальном количестве движений. Это дает возможность легко осу­ществлять многократный вывод инструмента для удаления стружки при сверлении глубоких отверстий и при необходимости экстренно выводить инструмент из обрабатываемого отверстия.

На рис. 6.25 показан механизм подач станка мод. 2Н135. От ко­робки подач через муфту 19, предохранительную муфту 20 и чер­вяк 21 движение передается червячному колесу 17, которое свободно посажено на реечный вал 4. Замыкание червячного ко­леса 17 на реечный вал 4, а также ручной поворот этого вала осуществляются с помощью механизма подач.

Ручной подвод шпинделя к обрабатываемой детали произво­дится штурвалом 7, вращение от которого передается на реечный вал 4 через кулачковую полумуфту 13 и ступицу 8, сидящую на шлицах вала 4. Когда инструмент достигнет детали, крутящий момент на валу 4 возрастет настолько, что не сможет быть передан зубьям кулачковой муфты, поэтому ступица 8 начнет перемещаться влево вдоль вала до тех пор, пока торцы кулачков (детали 8 и 13) не станут один против другого. В этот момент кулачковая полумуфта 13 проворачивается свободно относительно вала 4 на 20° (угол 20° ограничен пазом на полумуфте 13 и штифтом 11). На ступице 8 сидит двусторонний храповой диск 15, связанный со ступицей собачками 14. При смещении ступицы 8 зубцы диска 15 входят в зацепление с зубцами второго диска 16_, соединенного с червячным колесом 17. В результате этого вращение от червяка 21 передается на реечный вал 4 и происходит механическая подача шпинделя.

Рис. 6.25. Механизм подач универсального вертикально-сверлильного