Как называется станок для сверления
Сверлильный станок. Виды и устройство. Работа и применение
Сверлильный станок – это оборудование, предназначенное для обработки отверстий в металле и прочих материалах. Устройство имеет схожий принцип действия с ручной дрелью, но обладает более усложненной конструкцией, которая позволяет проводить точную регулировку. Данное оборудование производится в различных модификациях в зависимости от предназначения. Для обеспечения сверления в станок устанавливаются расходные материалы – сверла, метчики, развертки или фрезы.
Где используется сверлильный станок
Станки для сверления являются распространенными в производстве и бытовом пользовании. Их можно встретить практически везде. Подобные станки часто имеют в своем распоряжении автолюбители, а также профессиональные слесари и столяры. Практически не существует ремонтного предприятия, среди оборудования которого нет сверлильного станка.
Использование данного оборудования позволяет выполнять различные функции:
Устройство станка
Любой сверлильный станок состоит из электродвигателя, зажимного патрона для фиксации насадок установленного на шпинделе, и механизма регулировки. В зависимости от сложности конструкции возможно проведение разного объема настроек. Самые простые станки позволяют проводить обработку отверстий в одном положение только вертикально. Более сложные конструкции имеют регулируемую подставку для крепления заготовок, что позволяет выставлять их под нужным углом, делая отверстия наискось.
Даже самая простая конструкция станка позволяет точно регулировать глубину обработки. Благодаря жесткой фиксации вала, вращающегося с насадкой, обработка деталей осуществляется с высокой точностью и без образования биения, как это бывает при использовании ручной дрели. Кроме этого, мощность станков существенно выше, чем ручного инструмента, поэтому они способны работать с более толстыми и тяжелыми насадками. Благодаря этому, обеспечивается ускоренная обработка деталей.
Классификация станков по реализации
По реализации станки можно разделить на четыре группы:
Вертикально-сверлильные являются одними из самых первых, которые начали применяться в производстве. Они бывают в различном исполнении, и обычно способны на обработку отверстий диаметром до 50 мм. Данное оборудование позволяет проводить регулировку только в вертикальной плоскости. Сама деталь закреплена или уложена неподвижно. Для поднимания или опускания шпинделя с патроном и сверлом используется зубчатая передача. В результате двигается и вертикально установленный двигатель, подсоединенный к шпинделю с помощью ремня. Электродвигатель обычно защищается кожухом, который блокирует попадание стружки.
Радиально-сверлильные работают практически по такому же принципу, что и вертикальные. Колонна для их крепления сделана из круглого вала, что позволяет проводить регулировку не только вверх и вниз, но и обеспечить движение по горизонтали. Фактически применяя такое оборудование можно проводить регулировку точки опускания сверла на самом станке, а не передвигать заготовку на столе или плите. Зачастую радиальная установка весит несколько тонн, и встречается только на крупных предприятиях и мастерских.
Многошпиндельные могут выполнять несколько задач. Каждая операция делается поэтапно. Подобные станки трудно спутать с другими разновидностями. Их особенность заключается в том, что они имеют несколько патронов. Как только один из них проделал требуемый объем работ, проводится быстрое приключение на другой, в котором закреплено нужное сверло, фреза или развертка.
Разновидности станков по предназначению
Сверлильный станок используется повсеместно, поэтому неудивительно, что его конструкция претерпела изменения под определенные цели.
Среди всего разнообразия сверлильного оборудования, можно выделить три категории станков:
Сверлильный станок для глубоких отверстий применяется исключительно для узкоспециализированной обработки однотипных деталей. Их можно встретить на промышленном производстве, когда на линии или конвейере требуется выполнение одной задачи, которая повторяется с большой частотой. Такое оборудование имеет мощный двигатель, позволяющий сверлить глубокое отверстие с минимальными затратами времени. Подобные станки тяжелые и дорогие, поэтому не нашли бытового применения в связи со своей узкой специализацией.
Специальные станки могут выполнять одновременно несколько однотипных задач. В отличие от оборудования для глубоких отверстий, они могут обрабатывать только один тип заготовок, который имеет определенную форму. Зачастую вставить любой другой предмет, чтобы проделать в нем отверстия или нарезать резьбу не удастся. Такие установки обеспечивают самую высокую скорость обработки и зачастую не выпускаются многосерийным производством. Для многих промышленных предприятий их делают под заказ, отталкиваясь от шаблона заготовки, которую станок должен подготавливать.
Разновидности
Станки одного типа могут отличаться между собой по нескольким критериям:
Чем тяжелее сверлильный станок, тем более надежный механизм его регулировки и оказываемое давление, с которым сверло или фреза прижимается к обрабатываемой поверхности. Уровень точности и амортизации является важным критерием в обеспечении качественной обработки. Точность определяется чувствительностью механизма регулировки и уровнем бокового биения, которое наблюдается при сверлении. Что касается амортизации, то от ее жесткости зависит удобство работы, а также качество обработки. Со временем элементы амортизации изнашиваются, в результате чего появляются люфты. В связи с этим перед покупкой станка стоит обратить внимание на детали, которые позволяют проводить регулировку и поинтересоваться о наличии ремкомплектов.
Что касается мощности двигателя, то чем она выше, тем лучше. Выбирая сверлильный станок, стоит обращать внимание на соотношение мощности двигателя к корпусу устройства. Чрезмерно мощный станок на слабой подставке плохое сочетание. При сильной нагрузке возможно искривление механизма регулировки, что приводит к порче оборудования.
Обычно производитель в инструкции к станку указывает максимальную толщину насадок, которые можно в него вставлять, а также ограничения по углублению в заготовку. Данные рекомендации являются весьма условными, особенно если это касается глубины сверления. Многое зависит в первую очередь от используемого материала. Твердость металлов отличается. Мягкие отпущенные стали сверлить гораздо легче, чем закаленные заготовки. Стоит учитывать, что многое зависит не только от сверлильного станка, но и от используемых насадок. Чем жестче и качественнее сверла, метчики или развертки, тем лучший результат обработки.
Также станки отличается и по частоте вращения шпинделя. Это зависит от используемого редуктора. Большинство станков имеют показатель в 2-3 тыс. оборотов в минуту. Поскольку для различных материалов требуется сверление с определенной скоростью для продления ресурса насадок, то необходимо проводить регулировку в зависимости от типа заготовки. В отдельных станках это возможно только путем изменения частоты вращения двигателя, в то время как в других это делается путем переключения редуктора на шпинделе.
Самодельные сверлильные станки
Вне зависимости от конструкции можно с уверенностью заявить, что любой сверлильный станок относится к дорогостоящему оборудованию. Конечно, бытовые модели стоят в десятки раз дешевле, чем многотонное оборудование для производства, но тоже далеко не дешевое. В связи с этим для выполнения простейших сверлильных задач многие умельцы делают станки самостоятельно на базе обычной ручной дрели. Для этого на тяжелой плите закрепляется одна или несколько вертикальных труб, которые служат в качестве направляющей. Дрель крепится обычными зажимами к скользящей трубке, одетой поверх направляющей. Для автоматического подъема инструмента обычно применяется пружина. Для опускания дрели она просто надавливается за стационарную рукоять сверху, преодолевая сопротивление пружины. Такой простейший инструмент позволяет проводить быстрое сверление вертикальных отверстий. При необходимости дрель всегда можно снять.
Также бывают и более совершенные конструкции. Часто вместо дрели используют старые ненужные двигатели в частности от стиральных машин и прочего бытового оборудования. Для более точной регулировки опускания и поднимания шпинделя зачастую применяют рулевую рейку от легкового автомобиля.
Обзор сверлильных станков различных видов и назначения
Чтобы получать различные типы отверстий в заготовках используют разные виды сверлильных станков. Когда заходит разговор о сверлении, то все предполагают образование только цилиндрических сквозных и глухих углублений заданного диаметра. На самом деле круг задач, которые решают эти агрегаты гораздо шире.
Еще в 1932 г. была принята единая классификация устройств для обработки металла и других материалов резанием (ЭНИМС). Согласно ее вторая группа – это оборудование для получения и обработки внутренних поверхностей с помощью радиальных сверл и резцов, движущихся по окружности.
Типы сверлильных станков
Когда разрабатывалась единая классификация, то не могли предположить, насколько продвинется технология обработки материалов. Но сумели обозначить направление развития техники, чтобы описать основные признаки станочного оборудования. Для станков сверлильной группы определены основные девять типов, по ним принято определять принадлежность станка:
Классификация сверлильного оборудования по универсальности его использования
Принято делить сверлильное оборудование на несколько групп по использованию в технологии изготовления деталей.
Потом сразу несколько сверл многошпиндельного станка формируют отверстия требуемого диаметра.
Вертикально-сверлильные станки
Среди подобного оборудования принято определять:
Настольный вариант исполнения
Для фиксирования обрабатываемых деталей на столе имеются фрезерованные Т-образные пазы, в них можно устанавливать машинные тиски. С помощью болтов к столу жестко крепят вспомогательные устройства для ориентированной установки деталей.
Привод от электродвигателя к исполнительному механизму осуществляется клиноременной передачей. На подобных станках имеются блоки шкивов на ведущем и ведомом валах. Перемещая ремень по разным ручьям, получают разную частоту вращения шпинделя.
Некоторые станки оснащают системой подачи и отвода СОЖ. Ниже стола устанавливаются ванны для сбора жидкости и отвода ее в бак. Дополнительно устанавливается помпа со своим двигателем.
Напольный вариант исполнения
Напольные вертикально-сверлильные станки устанавливают непосредственно на пол. На отдельных предприятиях используют плиты, где происходит жесткая фиксация станины к шпилькам основания.
Диаметр сверления может достигать до 50…60 мм. Это профессиональные станки, в которых предусмотрена только ручная подача инструмента. Оператор может производить сверление в автоматическом режиме. При достижении заданной глубины сверления инструмент возвращается в исходное положение.
Привод осуществляется через коробки передач с цилиндрическими и коническими шестернями. Электродвигатель устанавливается снизу или на колонне. Стол оснащен опорными пазами для крепления заготовок через планшайбы или с помощью машинных тисков. Для деталей сложной формы изготавливают кондукторы, в них фиксируют детали для обработки.
Большинство напольных станков могут производить «мокрое» сверление с помощью СОЖ. Для подачи жидкости используются емкость, фильтр и центробежный насос.
Радиально-сверлильный станок
У радиально-сверлильных станков имеется фундаментная плита. На ней смонтирована стойка с неподвижной колонной. Поворот по направляющей гильзе может быть выполнен на угол до 360°. Допускается перемещение по вертикали и горизонтали.
Передача от электродвигателя к исполнительному механизму происходит через коробку скоростей. Механизм выполняет вращение инструмента и вертикальное перемещения шпинделя.
Для обработки используются не только сверла. Довольно часто применяются резцы. Их установка позволяет получать отверстия нужного диаметра. Используют проходные и торцевые резцы.
Наличие в составе привода ходовых винтов помогает при нарезании резьбы в отверстии с заданным шагом. Сами резьбы могут быть прямоугольными, упорными и иного типа.
Координатно-расточные станки
На координатно-расточных станках можно производить самую разнообразную обработку цилиндрических и конических отверстий. Ориентация детали может изменяться в любой плоскости. Можно не только сверлить, но и растачивать поверхность резцами, нарезать не только цилиндрические, а также конические резьбы внутри пространства заготовки.
Чаще всего такие требования предъявляют к оборудованию, которое используют в космическом производстве. Для некоторых химических производств необходима повышенная точность исполнения работ.
Сверлильные станки специального назначения
Разнообразие сверлильных станков специального назначения довольно обширное. Для особых случаев сверления создают устройства, способные сверлить отверстия в заданных местах специальным инструментом.
Современные строители часто используют переносные сверлильные станки. Их оснащают коронками для сверления кольцевых отверстий. При этом организуется подача воды в зону обработки и ее отвод с фильтрацией (для повторного использования).
Промышленные перфораторы на станине способны бурить отверстия в железобетонных конструкциях. Их могут устанавливать вертикально или горизонтально. При необходимости станина дает возможность направлять инструмент под заданным углом.
Видео: обзор – сверлильный станок ЭНКОР КОРВЕТ-49.
Сверление отверстий в металле и дереве
Производство многих деталей из металла предполагает создание в конструкции различного вида отверстий. Они могут быть сквозными или глухими. Сверление отверстий осуществляется при проведении слесарных работ. Эти операции позволяют получить отверстия различного диаметра и необходимой глубины. Технология сверления отверстий в металле приводится в соответствие с технологической картой. На чертеже указывают размеры отверстия, величину допуска, конструктивные особенности (например, постоянный или изменяемый диаметр, снятие фаски с одного или обоих краёв и так далее).
Технология сверления
Процесс предполагает последовательное удаление слоя металла в окружности заданного диаметра с помощью режущего инструмента. Сверление металла объединяет два вида движения – вращательное и поступательное. Чтобы получить необходимые размеры отверстия в металлических заготовках необходимо точно выдерживать следующие параметры технологического процесса:
Отверстие в металле получается с заданными параметрами только при правильно выполненной подготовительной и основной операции, а также выборе необходимого оборудования и режущего инструмента. Часто для получения требуемой точности выполняют предварительное сверление. Оно называется черновое. Производится операция с пониженным классом точности. Далее осуществляется операция чистовой обработки с применением высокоточных станков и инструмента для металлических заготовок.
Сам процесс производится в различных режимах: с применением ручного инструмента (дрели или другого инструмента), специальных сверлильных или металлорежущих станках.
В зависимости от задач для обоих методов применяют следующие виды свёрл:
Спиральные свёрла своей поперечной кромкой оказывают давление на поверхность металла. На этот процесс приходится более 65% усилия при вращательном и поступательном движении. В этот момент происходит значительное повышение температуры, как поверхности заготовки, так и передней кромки сверла. Поэтому необходимо правильно соблюдать тепловой режим в процессе сверления.
Технология создания центровочных отверстий предполагает применение специальных центровочных свёрл. Они изготавливаются из инструментальной стали и имеют двустороннюю комбинированную конструкцию.
Нанесение на режущую кромку сверла пластин, обладающих повышенной прочностью, позволяет использовать их для сверления изделий из чугуна, металла повышенной твёрдости, плотных строительных конструкций (из бетона, камня, керамического гранита и так далее).
Перовые свёрла отличаются конструкцией режущей кромки. Она выполнена в форме пластин. Обычно они применяются для изготовления отверстий в древесных заготовках. Иногда специальные перовые свёрла применяются для изготовления отверстий в твёрдых поковках и некоторых видах литья.
Режимы сверления
Для получения точных и качественных отверстий необходимо соблюдать режимы и технологии всех операций. Сверление металла предполагает соблюдение следующих режимов:
Выполнение всех режимов позволяет получить отверстие в металле, удовлетворяющее условиям конструкторской документации. Правильно выбранный режим повышает точность обработки и продлевает срок службы режущего инструмента. Для выбора режимов сверления металлических изделий разработаны специальные таблицы. Они включают точные параметры режимов резания. Например, зная марку стали и диаметр используемого сверла можно с помощью данных переводной таблицы можно установить скорость резание. Это позволит точно настроить скорость вращения шпинделя применяемого станка. Для этого используют переводную таблицу, которая нанесена на специальную пластину и закреплена на лицевой панели каждого станка.
В отдельных случаях применяют предварительное сверление. Оно подготавливает черновое отверстие для дальнейшей обработки (фрезерования или развёртки). Если заготовка достаточно толстая или необходимо получить глубокое отверстие применяют поэтапный режим изготовления.
Типы отверстий и методы их сверления
В теории металлообработки все отверстия делятся по следующим признакам:
По назначению их подразделяют: для крепления двух и более элементов, последующего нарезания резьбы, вставки отдельных элементов конструкции.
По второму признаку рассматривают следующие виды:
Особое место занимают отверстия, которые подготавливают для нарезания внутренней резьбы. В этом случае сверление и рассверливание отверстий производиться с учётом будущего диаметра вкручиваемого элемента, обладающего наружной резьбой. Для каждого из отверстий выбирают свои способы сверления.
Так как сверление это процесс механического резания металла, поэтому для получения желаемого результата следует выбрать необходимые методы обработки. Для производства сквозных отверстий в деталях необходимо продумать систему их крепления, которая не позволит повредить поверхность, находящуюся за деталью. Наиболее целесообразно применять тиски или струбцины.
Для изготовления глухих или половинчатых отверстий следует предусмотреть точную остановку сверла, которое обеспечит необходимый размер. Сверление больших отверстий предполагает применение специального оборудования. При необходимости получения отверстий разного диаметра следует подобрать требуемый набор свёрл или применять станки с числовым программным управлением. Они позволят автоматически производить замену сверла на инструмент с заданным диаметром.
Оборудование и приспособления для сверления
Для каждого из этапов разработан инструмент для сверления отверстий. На подготовительной стадии применяются следующие инструменты, позволяющие производить точную разметку места положения будущего отверстия. Для этого применяют: керн, специальный шаблон или кондуктор. Керн представляет собой хорошо заточенный стержень из прочной инструментальной стали. С его помощью наносят углубление на поверхности заготовки, в точке, где планируется произвести сверление. Попадая в это углубление, сверло не скользит по поверхности и производится точное сверление.
Для повышения производительности на предприятиях с массовым производством изготавливают специальные шаблоны. Они позволяют производить разметку мест будущих отверстий у однотипных заготовок. Специальные шаблоны применяют для высверливания на цилиндрических поверхностях. Их изготавливают из стальной полоски, согнутой под прямым углом. На одной из поверхностей сверлят небольшое отверстие, которое в дальнейшем позволит керном наносить отметку на цилиндрической поверхности.
Кроме этих изделий применяют инструменты и приспособления позволяющие производить сверление дрелью при её жесткой фиксации. С этой целью применяю:
Первые два приспособления изготавливаются под конкретную конструкцию электродрели. Кондуктор позволяет точно направлять сверло к месту будущего отверстия. Его успешно используют для размеров, не превышающих 20 миллиметров. Поэтому при изготовлении отверстий большого диаметра с помощью кондуктора производят предварительное рассверливание.
Все эти проблемы легко решаются при применении сверлильных или токарных станков. Сверлильные станки делятся на три категории:
Они классифицируются по следующим признакам:
По конструкции такие станки выпускаются с одним или несколькими шпинделями. Конструкция стола отличается многообразием: обычные, плавающие, подъёмные и другие. Уровень автоматизации определяется способом выполнения операций сверления. Самыми простыми станками являются ручные и механические. Более совершенными являются автоматические и станки с числовым программным управлением.
Кроме сверлильных станков для решения этих задач используют различные токарные станки.
Для получения отверстий на токарном станке в шпинделе передней бабки закрепляют сверло, а в задней бабке крепят заготовку.
На токарных станка можно выполнять весь перечень операций связанных с получением отверстий: непосредственно само сверление, рассверливание с последующим развёртыванием или зенкованием.
Советы мастеров
При проведении работ профессионалы советую обратить внимание на следующие особенности. Их делят на три категории:
На первом этапе необходимо:
Предварительный этап должен заканчиваться проверкой надёжности крепления сверла и заготовки. Если применяется фиксатор дрели, следует проверить его надёжность.
Работы по сверлению отверстий должны производиться в строгой последовательности с составленной технологической картой или техническим процессом. Особое внимание следует обратить:
Важным элементом при проведении сверлильных работ является соблюдение техники безопасности. Она предполагает соблюдение следующих правил:
Применения советов профессионалов позволит качественно выполнить операцию сверления и получить отверстия высокой степени точности на местах, указанных в конструкторской документации.