ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ,КИНЕМАТИКИ И НАСТРОЙКИ СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
Методическиеуказания к лабораторным занятиям по дисциплине «Металлорежущие станки»
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Сверлильные станкипредназначены для сверления сквозных и глухих отверстий в сплошном материале,рассверливания имеющихся отверстий на больший диаметр, зенкерования, цекования,зенкования, нарезания внутренней и наружной резьбы и др. Сверлильные станкибывают:
1) настольные, дляобработки отверстий малого диаметра до -3, 6, 12 мм. Такие станки размещаются на столах, верстаках, они имеют высокие частоты вращения (до 16000об/мин). Это станки модели 2Д103П, 2Г106П, 2Д112П, 2М112 и др.;
2)вертикально-сверлильные, одно- и многошпиндельные с постоянным расположениемшпинделей (рядные) и с переставными шпинделями;
3) радиально-сверлильные;
4)горизонтально-сверлильные для сверления глубоких отверстий (глубина сверления10…12 диаметров);
5)сверлильно-центровальные для получения центровых отверстий на заготовках.
Станки разновидностей 2 и3 применяются для сверления отверстий диаметром до 18, 25, 35, 50 и 75 мм.
ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Наибольшеераспространение они получили в промышленности. На рис. 1 показан внешний видстанка мод. 2Н135-1, который выпускается взамен станка мод. 2Н135 и отличаетсяот него наличием «плавающего» поворотно-передвижного стола,позволяющего вести обработку нескольких отверстий без перезакрепленияобрабатываемой детали.
Продольное перемещениестола и поперечное перемещение салазок происходят по направляющим качения. Зажимстола осуществляется посредством рукоятки. На продольном столе смонтированповоротный стол. На станках, у которых нет «плавающего» стола длясовмещения центров инструмента и обрабатываемого отверстия, перемещаютзаготовку вручную. После этого ее закрепляют. Для обработки следующих отверстийзаготовку освобождают, снова совмещают центры, закрепляют и т.д. />
Наличие на станке 2Н135-1«плавающего» стола позволяет вести многокоординатную обработкудеталей по кондуктору, по разметке или по предварительно настроенным кулачкамбез ее перезакрепления. При обработке по кулачкам поиск координатобрабатываемых отверстий осуществляется по схеме расположения отверстий (почертежу в масштабе 1:1) с помощью механизма поиска координат. Кулачки настраиваютсяпо шаблону или по разметочной детали. На станке можно сверлить наибольшийдиаметр 35 мм, вылет шпинделя станка (расстояние от оси шпинделя до колонны) 300 мм, угол поворота стола 360°. Кинематическая схема станка приведена на рис. 2.
/>
Главное движение
Шпиндель VI получает вращение от электродвигателя N=4 кВт,
n=1440 1/мин. через постоянную зубчатуюпару />. С вала II на вал III c помощью тройного25-30-35 передаётся три варианта передаточных отношений. С вала III на вал IV c помощью двойного блока 35-42. Между валами IV и V постоянная передача />. С вала V на шпиндель VI сообщается два вариантапередаточных отношений.
Таким образом, коробкаскоростей с помощью одного тройного и двух двойных подвижных блоковобеспечивает получение шпинделем 12 частот вращения в пределах 31,5…1400 мин -1.
Минимальную частоту щпиндельполучает по следующей кинематической цепи:
/>
При выполнении лабораторнойработы необходимо написать уравнение кинематического баланса для цепи главного движенияи рассчитать значения его 12-ти частот.
Движение подачи.
Осевое перемещение гильзешпинделя сообщается от шпинделя VI через постоянные передачи34-60 и 19-54 и трёхваловую коробку подач. Тройной блок на валу VIII и тройной блок на валу Х обеспечиваетполучение девяти различных величин подач в пределах 0,1…1,6 мм/об. Минимальную подачушпиндель получает по следующей кинематической цепи:
/>
В лабораторной работе необходимозаписать уравнение кинематического баланса для цепи подач и рассчитать значения9-ти подач станка.
Механизм подачиобеспечивает ручное перемещение шпинделя, включение и выключение механическойподачи. Нарезание резьбы осуществляется при ручной подаче шпинделя иреверсированием двигателя главного движения.
Вертикальное перемещениесверлильной головки (установочное перемещение) осуществляется вручную через червячнуюпередачу
z=1-46. Требуемую глубину сверленияустанавливают посредством кулачков на лимбе отсчета глубины сверления. Шпиндельимеет пружинный противовес.
Взамен станка мод. 2Н135выпускаются модели: 2Н135Ц- с автоматическим циклом обработки; рядные состолом-плитой 2-, 3- и 4-шпиндельные./>
Рис. 2. Кинематическая схема станка мод. 2Н135-1.
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Предназначены длявыполнения тех же операций, что и вертикально-сверлильные станки, но дляизготовления деталей больших размеров, как, например, корпусные детали.
На рис.3 приведен внешнийвид радиально-сверлильного станка мод. 2554. На фундаментной плите 1установлена неподвижная колонна 2, на которую надета поворотная гильза 4.Последняя после поворота зажимается гидрозажимом 3 на колонне 2. На гильзе 3имеются вертикальные направляющие, по которым перемещается траверса (рукав) 5.
На траверсе смонтированасверлильная головка 6, которая может перемещаться вдоль траверсы иповорачиваться вместе с ней и поворотной гильзой 3 на 360°. Обрабатываемаядеталь устанавливается на подставке (столе) или непосредственно на фундаментнойплите или на полу. Наибольший диаметр сверления 50 мм, вылет шпинделя 350…1600 мм, наибольшее вертикальное перемещение траверсы 1000 мм. />
Сверлильная головкаконструктивно выполнена, как и на вертикально-сверлильном станке, но имеетбольше частот вращения и число подач, что позволяет применять наиболеерациональные режимы резания. Сосредоточение органов управления на сверлильнойголовке, наличие гидрозажима колонны, сблокированного с зажимом сверлильнойголовки, автоматизация зажима траверсы на колонне, наличие системыпредохранительных устройств, исключающих поломку станка при перегрузке, позволяютмаксимально сократить вспомогательное время и обеспечить высокуюпроизводительность.
Совмещение центровинструмента и обрабатываемого отверстия осуществляется поворотом траверсы ипродольным перемещением сверлильной головки вдоль траверсы. После установкитребуемой координаты сверлильная головка и колонна с траверсой закрепляются.
Кинематическая схемастанка мод. 2554 приведена на рис. 4.
/> /> /> />
4 />
Главное движение
Вращение шпинделюсообщается от электродвигателя М1 через постоянную зубчатую передачу 26-38. С первоговала коробки скоростей на второй вал передаются две прямые передачи при помощи двойногоблока /> или /> (при верхнемвключении фрикционной муфты М1) или обратное вращение по цепи /> (при нижнем включении муфты М1).
Со второго вала на третийдвижение сообщается посредством двойного блока /> или />, а с третьего вала на четвёртый вращение передаётсяпосредством двойного блока /> или />.
Пятому валу сообщается с четвёртоговала два варианта передаточных отношений посредством двойного блока /> или />.
С пятого вала на шпиндельдвижение передаётся по двум вариантам: передача 50-28 и 13-65 (при включениишестерни 28 вниз в колесо с внутренним зацеплением 28, сцепляющего колесо 65 со
шпинделем.
Таким образом, коробка скоростейстанка обеспечивает получение 32 передаточных отношений, но часть из нихповторяется, поэтому реально используется 25 частот вращения, в пределах18…2000 мин-1.
Уравнение кинематическойцепи главного движения (вращения шпинделя) для максимальной частоты вращениябудет:
/> мин-1
При выполнениилабораторной работы необходимо написать уравнение кинематического баланса цепи главногодвижения и рассчитать значения всех 25-ти частот шпинделя./>
Реверсирование вращенияшпинделя осуществляется переключением двухсторонней фрикционной муфты М1.
Движение подачи.
Осевое перемещение гильзашпинделя получает от шпинделя станка через зубчатые колёса 36-44, коробку подачи постоянные передачи.
На первом валу коробки подачрасположен тройной скользящий блок, сообщающий второму валу три варианта передаточныхотношений: /> или /> или />.
Тройной блок, расположенныйна третьем валу, получает со второго вала три варианта передаточных отношений: /> или /> или />. Далее движение может передаваться по трем направлениям:
1) через перебор />;
2) смещением третьего блокавниз, когда шестерня 18 этого блока соединяется напрямую с колесом внутреннего зацепления18, сблокированного с шестерней 49;
3) при среднем положении третьегоблока через зацепление />
и далее />.
Затем движение через червячнуюпару /> и реечную шестерню 13 передаётся рейкегильзы шпинделя.
Таким образом, коробкаподач позволяет получить 27 передаточных отношений, но часть из нихповторяется, поэтому реально используется 21 число подач в пределах 0,05…5мм/об. Муфта М2 является предохранительной, она срабатывает приперегрузке, а также отключается при достижении заданной глубины сверления.
Запишем уравнениекинематического баланса для минимальной подачи:
/> мм/об
При выполнениилабораторной работы необходимо написать уравнение кинематического баланса цепиподач и рассчитать значения всех подач.
Гильза со шпинделемуравновешивается спиральными пружинами, которые регулируются вручную рукояткой1 через червячную передачу z=1-80.Быстрое перемещение невращающегося шпинделя можно осуществлять маховичком 2.Штурвал 3 служит для быстрого ручного перемещения или грубой подачи шпинделя, атакже для включения и выключения механической подачи. Перемещение сверлильнойголовки вдоль траверсы может осуществляться вручнуюмаховичком 4 илиот гидромотора 5.
Вертикальное перемещениетраверсы осуществляется от электромотора М3. Муфта М6 предохранительная. Зажимсверлильной головки на траверсе и траверсы на гильзе осуществляетсягидроцилиндрами через рычажные механизмы. Зажим гильзы на колоннеосуществляется плунжером-рейкой и передачей винт-гайка (на схеме не показаны).
На базе станка мод. 2554выпускаются модернизированные станки мод. 2А554Е- передвижные на салазках; мод.2554Р- передвижные по рельсам; мод. 2А557, 2А557Е, 2А557Р- с увеличеннымвылетом шпинделя до 3150 мм; мод. 2А554Ф1- с автоматическим циклом и цифровойиндикацией шпинделя и др.
На базе станка мод. 2554выпускается также координатно-сверлильный станок с ЧПУ мод. 2554Ф2.