2. Скорость резания, м/мин, при сверлении, зенкеровании и развертывании отверстий

где D — диаметр режущего инструмента, мм; n — частота враще­ния, мин^-1.

Скорость резания, допускаемую режущими способностями ин­струмента, определяют по эмпирическим формулам;

при сверлении отверстий

при зенкеровании и развертывании отверстий

где -коэффициент, характеризующий материал и условии об­работки; Т - период стойкости инструмента, мин; m — показатель относительной стойкости. Значения , Т, m, q, x_v, у_v выбирают из нормативных справочников.

§ 8. Основное технологическое время при сверлении, зенкеровании и развертывании отверстий.

Основное технологическое время, мин. при таких видах обработки (рис. 11) определяют по формуле

где L - расчетная длина обработки, мм; - длина обрабатыва­емого отверстия, мм; - путь врезания инструмента, мм; - перебег инструмента, мм.

Рис.11 Схема для определения основного (технологического) времени при сверлении (а), зенкеровании (б), развертывании (в).

Для сверл с углом 2φ = 118°= ctg59° ≈ 0,3D мм.

При зенкеровании и развертывании

Величина перебега инструмента обычно составляет I...3 мм.

Сверлильные станки.

1. Основные типы сверлильных станков следующие:

1. Вертикально-сверлильные — наиболее распространенные стан­ки этой группы, применяемые в единичном и серийном производ­ствах для обработки отверстии в заготовках массой до 25 кг. Основ­ной их характеристикой является наибольший диаметр отверстия, которое можно сверлить на них в стали средней твердости. В СССР выпускают станки с условным диаметром сверления 6, 12, 18, 25, 35, 50 и 75 мм.

2. Радиально-сверлильные, предназначенные для обработки от­верстий в крупных и тяжелых деталях. Оси инструмента и обра­батываемого отверстия совмещаются при перемещении шпинделя станка относительно неподвижной заготовки.

3. Многошпиндельные сверлильные станки, имеющие несколько шпинделей, взаимное расположение которых может быть постоян­ным или изменяться в зависимости от обрабатываемой детали, при­меняемые в массовом и крупносерийном производствах.

4. Горизонтально-сверлильные, применяемые для сверления глубоких отверстий (l/d>5), в которых вращается заготовка, а сверлу сообщается продольная подача.

5. Центровальные, предназначенные для образования центро­вочных гнезд,

6. Агрегатные—наиболее распространенные в крупносерий­ном и массовом производствах.

2. Вертикально-сверлильный станок. На рис. 12 показаны общий вид и кинематическая схема вертикально-сверлильного станка 2А150. Он состоит из фундаментной плиты 1, станины 2, коробки скоростей 6, коробки подач 5, расположенной в кронштей­не 4, и стола 3, на котором устанавливают

заготовку.

От электродвигателя через клиноременную передачу вращение передается валу I коробки скоростей. С помощью четырехступенчатого блока зубчатых колес, перемещающегося вдоль вала I, валу II сообщается четыре различных частоты вращения.

Рис.12 Общий вид и кинематическая схема вертикально сверлильного станка 2А150.

3. Радиально-сверлильный станок (рис.13) предназначен для обработки отверстий в крупных за готовках в единичном и се­рийной производствах. На фундаментной плите 1 неподвижно уста­новлена колонна 2, на которой помещена и может вращаться по­воротная гильза 5. Траверса 4, установленная на гильзе 3, может перемещаться по ней вдоль оси с помощью

механизма 5 и закрепляться на определенной высоте. На траверсе имеются направляющие, вдоль которых может пере­мещаться и вместе с ней повора­чиваться вокруг вертикальной оси шпиндельная головка 6 с коробкой скоростей 7, шпинделем 9 и короб­кой подач 8.

Заготовка может быть установ­лена и закреплена на столе 10 или на фундаментной плите 1. Поворо­том траверсы вокруг оси колонны и перемещением шпиндельной го­ловки по направляющим траверсы совмещается

ось шпинделя с осью обрабатываемого отверстия.

Рис. 13 Общий вид радиально

сверлильного станка.

. Агрегатные станки. Агре­гатными называют специальные станки, сделанные из нормализо­ванных узлов (агрегатов). В боль­шинстве случаев они состоят яз станины 1 (рис. 14), силовых головок 2, шпиндельных головок 3, колонны 4 и стола 5. Разной компоновкой этих узлов можно получить разнообразные станки для обработки той или иной детали. Одним из основных узлов станка является силовая головка, придающая инструменту вращательное (главное) движение и поступательное движение подачи. На агре­гатных станках сверлят, зенкеруют, растачивают и развертывают отверстия, нарезают резьбу и выполняют некоторые иные операции (фрезерование и др.).

Применение в агрегатных станках нормализованных узлов сокращает время их проектирования и изготовления, допускает многократное использование нормализованных узлов при перекомпоновке станка на обработку другой летали.

Рис. 14 Компоновка агрегатных станков.

Одновременная многоинструментальная обработка обеспечивает высокую точность и про­изводительность, гарантирует взаимозаменяемость деталей.

Агрегатные станки используют в крупносерийном и массовом производствах. Обычно они являются полуавтоматами и часто встраиваются в автоматические линии.

Сверление глубоких отверстий.

Огвсрстня. длина которых превышает пять диаметров, сверлит на горизонтально-сверлильных станках для глубокого сверления сверлами специальной конструкции. Схема свер­ления отверстия на таком станке однолезвийным сверлом показана на рис.15. Закрепленная в патроне 1 и поддерживаемая люне­том 3 заготовка 2 совершает главное вращательное движение. Труб­чатый стебель 5, в котором закреплено сверло 9, установлен в суп­порте станка 6, и при продольном перемещении последнего сверлу сообщается движение подачи. Из резервуара 8 насосом по трубо­проводу и через приемник 4 смазочно-охлаждающая жидкость под большим давлением подается к режущему лезвию сверла. Образующаяся стружка вымывается смазочно-охлаждающей жидкостью и вместе с ней отводится сквозь внутренний канал сверла в стружкосборннк 7. Здесь стружка задерживается, а жидкость стекает в отстойник 8.

Рис.15 Схема глубокого сверления.

Вспомогательные инструменты и приспособления и сверлильным стенкам

1. Вспомогательный инструмент для закрепления режущего инструмента в шпинделе станка. Режущий инструмент с кониче­ским хвостовиком закрепляют непосредственно в коническом отвер­стии шпинделя (рис. 16,а) или с помощью конических втулок (рнс. 16,б), если размер конического отверстия в шпинделе больше размера конического хвостовика инструмента. Инструмент с цилиндрическим хвостовиком закрепляют с по­мощью установленного в шпинделе патрона. На рис. 16, в пока­зан трехкулачковый патрон. На корпус 1 надета гильза 2, нижняя часть которой представляет собой коническое колесо. Кулачки 4 расположены в отверстиях корпуса наклонно и имеют на внешней стороне резьбу, соединяющую их с гайкой 5. При вращении ключа 3 поворачивается гильза 2 и связанная с ней гайка 5, которая заставляет кулачки 4 перемещаться вниз в наклонно расположенных отверстиях и зажимать инструмент. При вращении ключа в обрат­ном направлении кулачки расходятся и освобождают инструмент.

Рис. 16 Закрепление инструмента на сверлильных станках (а, б, в) и универсальные устройства для установки и закрепления заготовок (г, д, е, ж).

2. Приспособления для установки и закрепления заготовок. Для закрепления заготовок на столе станка применяют универсаль­ные и специальные приспособления. К универсальным зажимным приспособлениям принадлежат прижимные планки (рис. 16,г), призмы (рис.16,е), машинные тиски (рис. 16,д), угольники (рис. 16,ж) и др. Для обеспечения правильного положения ин­струмента относительно заготовки и направления его во время работы применяют специальные приспособления - кондукторы. Важнейшими деталями кондукторов являются закаленные и тща­тельно обработанные направляющие - кондукторные втулки. Кон­дукторы устраняют необходимость в разметке и широко использу­ются в массовом и серийном производствах.

Обработка заготовок на расточных станках.

1. Назначение и типы расточных станков. На расточных станках сверлят, зенкеруют, растачивают, развертывают отверстия, подре­зают торцы, обтачивают наружные цилиндрические поверхности, нарезают резьбу, фрезеруют плоские и фасонные поверхности.

Главное вращательное движение осуществляет режущий инстру­мент, а поступательное движение подачи может осуществляться инструментом или заготовкой. В зависимости от формы обрабаты­ваемой поверхности направление подачи может быть продольным (Sпр) или поперечным (Sп), горизонтальным, вертикальным (Sв), радиальным (Sр). За счет соответствующего сочетании главного движения и движении подачи осуществляется необходимое формообразование обрабатываемых поверхностей. Шпиндель расточного станка, совершающий главное вращательное движение, а часто и движение подачи вдоль оси (Sо) располагается горизонтально или вертикально. Режущий инструмент - сверла, зенкеры, развертки, резцы, державки с резцами и другими инструментами - обычно закрепляют в коническом отверстии шпинделя.

Используются такие типы расточных станков: горизонтально-расточные, координатно-расточные, алмазно-расточные и специ­альные.

2. Горизонтально-расточные станки - наиболее распростра­ненный тип станков этой группы. Они предназначены для выпол­нения различных расточных работ, главным образом в сложных и крупных деталях в единичном и серийном производствах. На рис. 17 показан общий вид горизонтально-расточного станка.

На станине 1 установлена стойка 2, на направляющих которой размещена шпиндельная бабка 3. Главным движением станка является вращение горизонтально расположенного шпинделя 6 или планшайбы с установленным на ней суппортом 5 с резцом, получающих движение от электродвигателя через коробку скоро­стей, находящуюся в шпиндельной бабке 3. Движение подачи в за­висимости от характера обработки сообщается инструменту или обрабатываемой заготовке.

Подача инструмент может осуществляться перемещением шпин­деля 6 вдоль оси (So), шпиндельной бабки по вертикальным направ­ляющим (Sв) и суппорта с резцом по радиальным направляющим планшайбы (Sв). Осевое перемещение шпиндель получает через коронку подач, также размещенную внутри шпиндельной бабки 3.

Рис. 17 Общий вид горизонтально-расточного станка

По вертикальным направляющим стоек 2 и 7 одновременно пере­мещаются шпиндельная бабка 5 и люнет 8, служащий для поддерж­ки второго конца установленной в шпинделе расточной оправки (борштанги). Это движение может быть движением подачи, а может служить и для установки бабки на необходимой высоте (Sy).

При обработке резцом широких торцевых поверхностей резцу сообщают радиальную подачу, используя планшайбу 4 с суппор­том. Коробка скоростей шпиндельной бабки обеспечивает неза­висимое вращение шпинделя и планшайбы с суппортом, что дает возможность совмещать растачивание и точение торца.

Заготовку устанавливают на поворотном столе 11, который мо­жет быть повернут вручную вокруг вертикальной оси. Он помещен на каретке 10, перемещающейся в поперечном направлении. Карет­ка установлена на салазках 9, перемещающихся вдоль станины по ее направляющим. Тяжелые расточные станки не имеют стола, и обра­батываемые заготовки устанавливаются непосредственно на ста­нине или плите.

На горизонтально-расточных станках можно сверлить, зенке­ровать и развертывать отверстия (рис. 18,a); растачивать от­верстия большого диаметра (рис. 18,б) резцом, закрепленным в державке, установленной на планшайбе; растачивать одно от­верстие установленным в борштанге резцом, или несколько от­верстий одновременно резцами, закрепленными в борштанге (рис. 18,в) обтачивать, подрезать пластинчатым резцом и фре­зеровать торцовые поверхности (рис. 18, г, д, е); фрезеровать плоскости и фасонные поверхности набором фрез (рис. 18,ж) и др.

Рис. 18 Примеры работ, выполняемых на горизонтально-расточных станках.

В сложных корпус­ных деталях, имеющих несколько отверстий с параллельными или взаимно перпендикулярны­ми осями, растачивание обычно производится с одной установки заготов­ки. В первом случае после растачивания од­ного отверстия стол с де­талью перемещают в по­перечном направлении на расстояние между осями этого и последующего отверстий в горизонтальной плоскости, а шпиндельную бабку - на рас­стояние между осями этих отверстий в вертикальной плоскости. Если оси отверстий взаимно перпендикулярны, стол станка с за­готовкой надо повернуть на 90^°.

3. Коордннатно-расточные станки предназначены для обработки точных отверстий, оси которых должны быть расположены на определенном, точно выдержанном расстоянии одна от другой или от базовых поверхностей. На этих станках можно также сверлить, фрезеровать, а также размечать заготовки и производить точные их измерения.

Двухстоечный коордннатно-расточный станок (рис. 19,а) имеет станину 1; колонны 2; траверсу 3, которая может перемещаться в вертикальном направлении; расточную головку 4, перемещающу­юся по траверсе в горизонтальном направлении; шпиндель 5, который может вращаться и двигаться вдоль оси; стол 7, переме­щающийся в продольном направлении; поворотный стол 6, уста­навливаемый при обработке отверстий, расположенных по кругу, или криволинейных пазов.

Современные координатно-расточные станки оснащены оптически­ми устройствами, дающими возможность перемещать стол, тра­версу и расточную головку с точностью до 1 мкм. Для обеспечения точности работы координатно-расточные станки размещают в изо­лированных помещениях, где поддерживается постоянная темпе­ратура. Применяют эти станки главным образом для окончательной обработки отверстий в деталях точных устройств и приборов, кондукторов и других приспособлений, штампов, пресс-форм.

Рис. 19 Двухстоечный координатно расточной (а) и горизонтально алмазно-расточной (б) станки.

4. Алмазно-расточные станки предназначены для тонкого раста­чивания отверстий алмазными или твердосплавными резцами в де­талях сравнительно небольших размеров. В зависимости от разме­щения шпинделя алмазно-расточные станки подразделяют на гори­зонтальные и вертикальные, а от числа шпинделей — на одно- и многошпиндельные.

На рис. 19,б приведена схема горизонтального двусторонне­го алмазно-расточного станка. При вращении шпинделя I стол с заготовкой перемещается влево, шпиндель II не работает. При вращении шпинделя II стол перемещается вправо, а шпиндель I неподвижен. Растачивание производятся при высоких скоростях резания (200...100 м/мин), подачах и глубинах резания, не превы­шающих соответственно 0,01...0,1 мм/об и 0,1. ..0,3 мм. При этом обеспечивается отклонение поверхности отверстия от цилиндриче­ской формы в пределах 3...5 мкм, а шероховатость поверхности R_a0,16...1,25 мкм, что в ряде случаев полностью заменяет шлифо­вание.

Алмазное растачивание широко используется при обработке блоков и гильз цилиндров в автотракторной промышленности, расточке шпиндельных блоков многошпиндельных автоматов и ряда других точных деталей.