Вертикально-сверлильный станок 2Н118
Введение
Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенным для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество и качество металлорежущих станков, их техническая оснащенность в значительной степени характеризуют производственную мощь страны.
Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, нарезания внутренних резьб, вырезания дисков из листового материала. Для выполнения подобных операций используют сверла, зенкеры, развертки, метчики и другие инструменты. Формообразующими движениями при обработке отверстий на сверлильных станках являются главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи инструмента по его оси.
Основной параметр станка -- наибольший условный диаметр сверления отверстия (по стали). Кроме того, станок характеризуется вылетом и наибольшим ходом шпинделя, скоростными и другими показателями.
Классификация сверлильных станков
Сверлильные станки делятся на следующие типы:
Вертикально-сверлильные станки;
Одношпиндельные полуавтоматы;
Многошпиндельные полуавтоматы;
Координатно-расточные станки;
Радиально-сверлильные станки;
Горизонтально-расточные;
Алмазно-расточные;
Горизонтально-сверлильные станки;
Разные сверлильные.
Модели станков обозначают буквами и цифрами. Первая цифра обозначает, к какой группе относится станок, вторая -- к какому типу, третья и четвертая цифры характеризуют размер станка или обрабатываемой заготовки. Буква, стоящая после первой цифры, означает, что данная модель станка модернизирована (улучшена). Если буква стоит в конце, то это означает, что на базе основной модели изготовлен отличный от него станок.
Например, станок модели 2Н118 -- вертикально-сверлильный, максимальный диаметр обрабатываемого отверстия 18мм, улучшен по сравнению со сверлильными станками моделей 2118 и 2А118. Станок модели 2Н118А также вертикально-сверлильный, диаметр обрабатываемого отверстия 18мм, но он автоматизирован и предназначен для работы в условиях мелкосерийного и серийного производства.
В зависимости от области применения различают универсальные и специальные сверлильные станки. Находят широкое применение и специализированные сверлильные станки для крупносерийного и массового производства, которые создаются на базе универсальных станков путем оснащения их многошпиндельными сверлильными и резьбонарезными головками и автоматизации цикла работы. [1, 2]
1.Техническое описание станка
1.1 Назначение и область применения
Вертикальный сверлильный станок модели 2Н118 с условным диаметром сверления 18 мм предназначен для выполнения следующих операций: сверления, рассверливания, нарезания резьбы и подрезки торцов ножами.
Сверлильный станок 2Н118 предназначен для работы в основных производственных цехах, а также в условиях единичного и мелкосерийного производства в инструментальных, экспериментальных, ремонтно-механических и инструментальных цехах с индивидуальным и мелкосерийным выпуском продукции.
Станок 2Н118 отнесенный к условному диаметру сверления 18 мм станок допускает обработку деталей с усилием подачи до 560 кг и крутящим моментом до 880 кг -см.
Дальнейшим развитием станка 2Н118 является модель 2Н118-1, запущенный в серийное производство в 1985 году. [4]
1.2 Состав станка
Вертикально-сверлильный станок мод. 2Н118 (рис. 1) имеет следующие основные узлы:
Рис. 1. Вертикально-сверлильный станок 2Н118. 1 - Фундаментная плита, 2 - Стол, 3 - Шпиндель, 4 - Коробка подач, 5 - Коробка скоростей, 6 - Электрический двигатель, 7 - Сверлильная головка, 8 - Рукоятка, 9 - Колонна
1.3 Устройства и работа станка и его основных частей
Станок 2Н118 относится к конструктивной гамме вертикально-сверлильных станков средних размеров (2Н118, 2Н125, 2Н125Л, 2Н135, 2Н150, 2Г175) с условным диаметром сверления соответственно 18, 25, 35, 50 и 75 мм. По сравнению с ранее выпускавшимися станками (с индексом А) станки новой гаммы имеют более удобное расположение рукояток управления коробками скоростей и подач, лучший внешний вид, более простую технологию сборки и механической обработки ряда ответственных деталей, более совершенную систему смазки. Агрегатная компоновка и возможность автоматизации цикла обеспечивают создание на их базе специальных станков.
На фундаментной плите смонтирована колонна коробчатой формы. В ее верхней части размещена шпиндельная головка, несущая электродвигатель и шпиндель с инструментом. На вертикальных направляющих колонны установлена шпиндельная бабка, внутри которой размещен механизм подачи, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя. Поднимать и опускать шпиндель можно механически и с помощью штурвала вручную. Для установки и закрепления приспособления с обрабатываемыми заготовками имеется стол. Его можно устанавливать на различной высоте, в зависимости от размеров обрабатываемых деталей. [4]
2. Основные технические данные и характеристики станка
Изготовитель - Молодечненский станкостроительный завод МСЗ.
Основные размеры станка соответствуют - ГОСТ 1227-79.
- масса - 450 кг;
- рабочий стол: передвижение на оборот рукоятки - 2,4 мм, ширина - 320 мм, длина - 360 мм, возможности вертикального передвижения - не более 350 мм, Т-образные пазы (общее число) - 3;
- максимальное расстояние до стола от шпинделя (дистанция отсчитывается от его торца) - 650 мм, минимальное - 0;
- вылет станка - 200 мм (показатель подразумевает дистанцию от направляющих стойки до оси шпинделя, находящегося в вертикальном положении);
- шпиндель: ход гильзы - 150 мм, перемещение его головки - не более 300 мм, число скоростей - 9, оборот маховичка передвигает головку шпинделя на 4,4 мм, а оборот маховичка-рукоятки передвигает сам шпиндель на 110 мм, частота вращения - от 177 до 1840 об/мин;
- электродвигатель: мощность - 1,5 кВт, количество оборотов за одну минуту работы - 1420, тип - АОЛ2-22-4С2, охлаждающая жидкость подается электронасосом ПА-22;
- механические показатели: сила подачи - до 560 кгс, минимальная подача (вертикальная) одного оборота шпинделя - 0,1 мм, максимальная - 0,56, ступени - 6;
- ширина агрегата - 590 мм, длина - 870 мм, высота - 2080 мм. [4]
3. Инструмент, применяемый при обработке на станке
Для работы на вертикально-сверлильном станке 2Н118 применяют следующий инструмент: сверло, зенкер, зенковка, развёртка и цековка.
Сверла бывают спиральные, перовые, для глубокого сверления (шнековые, кольцевые, ружейные, пушечные), центровочные и комбинированные (специальные).Спиральное сверло (рис. 2, а) имеет рабочую часть 9 и хвостовик 7. Хвостовик служит для закрепления сверла в рабочем приспособлении станка и выполняется цилиндрическим или коническим. Конический хвостовик снабжен лапкой 6, предохраняющей его при выбивании сверла из шпинделя станка. Рабочая часть сверла выполняется из инструментальной стали или с напайными пластинками твердого сплава. Она осуществляет процесс резания, формирует поверхность обрабатываемого отверстия, отводит стружку из зоны резания и направляет сверло при обработке.
Рабочая часть 9 состоит из направляющей 8 и режущей 10 частей. Направляющая часть имеет две винтовые канавки 5, необходимые для отвода стружки из зоны резания, и две ленточки 4, необходимые для направления сверла. Режущая часть имеет две главные режущие кромки 11 образованные передними 1 и главными задними 3 поверхностями. Главные режущие кромки соединяются под углом 2ц поперечной кромкой 2. От значения угла 2ц зависят толщина и ширина срезаемого слоя, соотношение между радиальной и осевой составляющими силы резания и температура в зоне резания.
Передний угол г измеряют в главной секущей плоскости, проходящей перпендикулярно главной режущей кромке. Задний угол б измеряют в плоскости, проходящей через точку главной режущей кромки параллельно оси сверла. Значения углов изменяются от центра сверла к его периферии: от периферии сверла к центру угол г уменьшается, а угол б увеличивается. Передний угол поперечной кромки отрицателен и равен примерно 60°, следовательно, поперечная кромка сминает и скоблит обрабатываемый материал, что резко повышает силу резания. Для уменьшения влияния поперечной кромки на процесс резания обработку отверстий большого диаметра рационально проводить в два этапа: сверление отверстия сверлом меньшего диаметра и рассверливание отверстия сверлом нужного диаметра. Ленточка сверла служит для центрирования сверла по обработанной поверхности и обеспечивает возможность его многократной переточки.
Ширина ленточек промышленных сверл 0,2-3 мм. По ленточке сверло имеет обратную конусность 0,03-0,12 мм на 100 мм длины.
Рис. 2. Сверла: а - спиральное: 1 - передняя поверхность; 2 - поперечная кромка; 3 - главная задняя поверхность; 4 - ленточка; 5 - винтовая канавка; 6 - лапка; 7 - хвостовик; 8 - направляющая часть; 9 - рабочая часть; 10 - режущая часть; 11 - главная режущая кромка; б - перовое: d - диаметр сверла; б, г, ц - углы резания; в - шнековое
Перовые сверла (рис. 2, б) значительно проще и дешевле в изготовлении, чем спиральные, жесткость их несколько выше. Они предназначены для обработки сравнительно коротких отверстий. Рабочая часть сверла выполняется в виде тонкой пластины с двумя режущими кромками, расположенными относительно друг друга под углом 2ц, который равен 116-118°.
Шнековые сверла (рис. 2, в) выполняются с большим углом наклона винтовых канавок (до 60°), что позволяет сверлить отверстия с отношением длины к диметру до 30 за один проход без периодического вывода сверла из отверстия для удаления стружки.
Зенкеры, зенковки и развертки - это многолезвийные размерные осевые режущие инструменты, предназначенные для предварительной или окончательной обработки отверстий, полученных на предшествующих операциях. Общим конструктивным элементом этих режущих инструментов является рабочая часть 3 (рис. 2, а, е) и присоединительная часть. Присоединительная часть выполняется в виде цилиндрического или конического хвостовика (концевой инструмент) либо конического или цилиндрического отверстия с поперечной канавкой на торце (насадной инструмент). По конструктивному исполнению и используемому материалу эти инструменты делятся на цельные из быстрорежущей стали; оснащенные напайными пластинами из твердого сплава; сборные с механическим креплением быстрорежущих или твердосплавных ножей; с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин.
С помощью зенкеров (рис. 3, а) обрабатывают цилиндрические отверстия, полученные сверлением, литьем, ковкой, штамповкой, с целью придания им более правильной геометрической формы, повышения размерной точности и уменьшения шероховатости поверхности. Режущая часть 1 (рис. 3, а) зенкеров характеризуется углом наклона стружечных канавок или ножей щ, передним и задними углами, главным углом в плане и шириной ленточки f. Обычно зенкеры имеют правый наклон канавок, что обеспечивает хороший отвод стружки и положительный передний угол. Зенкеры для обработки глухих отверстий выполняются с режущей кромкой, перпендикулярной оси зенкера (ц = 90°).
Рис. 3. Зенкеры, цековки, зенковки и развертки: а - зенкер; б, в - зенковка; г - односторонняя обратная цековка; д - двухсторонняя цековка; е - развертка; 1 - режущая часть; 2 - калибрующая часть; 3 - рабочая часть; 4 - цапфа; d - истинный диаметр развертки; f - ширина ленточки; б, г, ц, щ - углы резания
Главный угол в плане влияет на толщину и ширину срезаемого слоя и, соответственно, на составляющие усилия резания и условия теплоотвода от угловых точек зуба инструмента.
Для обработки опорных поверхностей под крепежные винты применяются зенковки со сменной цапфой 4 (рис. 3, б). Для обработки конических поверхностей под головку винта и обработки центровых отверстий применяют зенковки, показанные на рис. 3, в.
Для подрезки торцов и приливов применяются односторонние (рис. 19, г) и двусторонние (рис. 3, д) цековки.
Развертка (рис. 3, е) - чистовой осевой инструмент, позволяющий обрабатывать точные цилиндрические и конические отверстия на станках сверлильной, токарной, расточной групп или вручную.
Цилиндрические развертки позволяют обрабатывать отверстия точностью по 6-11-му квалитетам, с шероховатостью Ra 0,8-1,6 мкм. Важным параметром разверток является их исполнительный диаметр. Конические развертки предназначены для предварительной и чистовой обработки конических отверстий с конусностью 1:50; 1:30; 1:20; 1:16. Особенность конических разверток - отсутствие калибрующей части. Главными режущими кромками являются образующие конуса по всей длине зубьев. Они затачиваются по передней и задней поверхностям. Вдоль режущих кромок, по конусу, оставлена узкая ленточка шириной не более 0,05 мм, что позволяет точно выдержать конусную поверхность и уменьшить шероховатость обработанной поверхности. Передний и задний углы равны соответственно 5 и 10°.
Комбинированные инструменты применяют для обработки сложных по конфигурации отверстий.