Способ обработки сверлильного станка

Обработка отверстий на сверлильных станках

Сверление металла — это технологический процесс, задействованный практически на любых машиностроительных и приборостроительных предприятиях. Обработка металла сверлением заключается в создании в заготовке глухих или сквозных отверстий с заданной точностью, иногда выполняется также нарезание резьбы.

Обработка металлов сверлением: основные сведения

Сверлильная обработка производится на специальных сверлильных станках, где заготовка жестко закреплена, а режущий инструмент вращается и одновременно движется поступательно вдоль оси отверстия, высверливаемого в обрабатываемой детали (это движение называется подачей). Различают вертикальносверлильные и радиально-сверлильные станки. Первые используются для сверления отверстий в небольших заготовках, которые в процессе настройки перемещают по столу с тем расчетом, чтобы ось сверла и ось будущего отверстия совпали. Для работы с тяжелыми и крупногабаритными заготовками используют радиально-сверлильные станки. На них обрабатываемая деталь сразу жестко фиксируется на столе, а шпиндель станка устанавливается в нужном положении.

Работы, выполняемые на сверлильных станках:

• сверление;
• развертывание;
• зенкерование;
• нарезание резьбы.

Режущие инструменты, используемые для обработки деталей на сверлильных станках:

• сверла;
• развертки;
• зенкеры;
• метчики (для нарезания резьбы).

Основным режущим инструментом при сверлении деталей является сверло. Обычно для этой цели используются спиральные сверла, состоящие из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из двух частей — режущей и центрирующей. У режущей части две режущие рабочие кромки, соединенные между собой перемычкой. Центрирующая часть имеет пару винтовых ленточек, выполняющих функцию направляющих в процессе сверления металла, а также две спиральных канавки, по которым подводится смазочно-охлаждающая жидкость и отводится стружка. Хвостовик может иметь коническую либо цилиндрическую форму. Первый вариант предназначен для крепления сверла в шпинделе посредством переходных втулок, второй вариант — для крепления в патроне. Шейка сверла несет на себе маскировку, где в числе прочих параметров указывается диаметр сверла и материал его режущей кромки.

Способы сверления

В зависимости от типа производства и поставленной задачи обработка металлов сверлением может выполняться разными способами.

Сверление по кондуктору и по разметке

В мелкосерийном и единичном производстве сверление отверстий в деталях выполняют по разметке. К сверловщику заготовки поступают уже размеченными (с нанесенными на них центром будущего отверстия и контрольными окружностями). Прежде всего проводится предварительное сверление. Оно осуществляется с ручной подачей, диаметр пробного отверстия примерно 0,25D. Далее шпиндель со сверлом отводят, стружку удаляют и проверяют, совпала ли полученная пробная окружность с размеченной контрольной окружностью. При точном совпадении сверление металла продолжается и доводится до конца. При отклонении необходима корректировка: в том направлении, куда необходимо сместить сверло, узким зубилом прорубают канавки, по которым оно должно уйти в нужную точку. После этого продолжают сверление до достижения желаемого результата.

В условиях массового производства чтобы сократить время на настройку станка и сделать обработку деталей на сверлильных станках более точной, применяют кондукторы. Они предназначены для фиксирования заготовки в нужном положении и точного направления режущего инструмента в соответствии с требованиями технологического процесса. Обрабатываемая деталь ставится в установочную базу, а направление сверлу обеспечивают кондукторные втулки. Рабочий не занимается настройкой станка и/или проверкой точности настройки, а только устанавливает заготовку, включает и выключает станок, после чего снимает обработанную заготовку и устанавливает следующую. Тем самым сокращается время, расходуемое на операцию сверления отверстий в деталях, повышается точность обработки. Кондукторы не используют на единичном производстве из-за того, что изготавливать специальное приспособление для сверления отверстий в нескольких деталях нерентабельно.

Сквозные и глухие отверстия

Отверстия, проходящие через всю деталь, называют сквозными, а высверливаемые на определенную глубину — глухими. Процессы их сверления имеют существенные различия. Так, к примеру, в момент выхода сверла из заготовки с противоположной стороны сверло может заклинить, либо оно может сломаться из-за резкого уменьшения сопротивления материала заготовки. Учитывая, что операции на сверлильном станке выполняются обычно с механической подачей, необходимо перейти на ручную подачу и уменьшить скорость подачи до самой малой.

Для сверления глухих отверстий существует три способа:

1. На станках с устройством автоматического отключения подачи шпинделя при настройке на изготовление детали задается необходимая глубина сверления.
2. На станках без устройства автоматического отключения подачи применяют специальный патрон с регулируемым упором, устанавливая упорную втулку относительно корпуса на требуемую глубину сверления (точность до 0,5 мм).
3. Если не нужна большая точность по глубине, ее отмечают мелом непосредственно на сверле.

Рассверливание отверстий

Отверстия большого диаметра (от 25 мм и выше) сверлят обычно в два подхода. Сначала сверлится отверстие уменьшенного диаметра (он должен быть примерно равен длине поперечной режущей кромки второго, большего сверла). Тогда сверло большего диаметра будет в процессе резания металла испытывать не такие сильные нагрузки. Для рассверливания подходят только те отверстия, которые были получены путём сверления.

Более 8 лет на рынке инжиниринговых услуг во всех сферах машиностроения.

Источник

Способы обработки на сверлильных станках

Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий, рассверливания, зенкерования, развёртывания, растачивания и нарезания резьбы (рисунок 3).

Сверление – основной технологический способ образования отверстий в сплошном материале обрабатываемой заготовки. Сверлением могут быть получены как сквозные, так и глухие отверстия. При сверлении используют стандартные свёрла. Отверстия диаметром больше 30 мм в сплошном материале обычно сверлят двумя свёрлами (первое – диаметром 12…15 мм, второе – в размер отверстия). Точность отверстий, полученных сверлением, находится в пределах 12…14 квалитетов.

Рассверливание выполняют для увеличения диаметра отверстия, полученного литьем, ковкой, штамповкой или сверлением.

Зенкерование – технологический способ обработки предварительно просверленных отверстий или отверстий, изготовленных литьём или штамповкой. Зенкерование осуществляется инструментом зенкером. В отличие от рассверливания зенкерование обеспечивает большую производительность и точность обработки (10…11 квалитет).

Зенкерование может быть и окончательной операцией при обработке просверленных отверстий по 11…13 квалитетам или для получистовой обработки перед развертыванием.

Зенкер отличается от сверла более жесткой рабочей частью, отсутствием поперечной режущей кромки и увеличенным числом зубьев.

Развёртывание – технологический способ окончательной обработки предварительно обработанных отверстий в целях получения точных по форме и диаметру цилиндрических и конических отверстий (6…9 квалитет точности) с малой шероховатостью (Ra = 0,32…1,25 мкм). В качестве инструмента используют развёртки, имеющие чётное число режущих кромок. Развертки являются многолезвийным инструментом, срезающим очень тонкие слои с обрабатываемой поверхности.

Отверстия диаметром до 10 мм развёртывают после сверления, а свыше 10 мм – после сверления и зенкерования.

а – зацентровка; б – сверление отверстия в сплошном материале; в – рассверливание; г – зенкерование; д – зенкование уступа; е – зенкование фаски; ж – зенкование бобышек; з – развертывание цилиндрического отверстия; и – развертывание конического отверстия Рисунок 3 – Обработка отверстий на вертикально-сверлильном станке

При развёртывании в резании участвует большое число зубьев одновременно. Развёртывание характеризуется небольшой глубиной резания = 0,05…0,3 мм, что способствует малой шероховатости и высокому качеству обработки.

Нарезание внутренней резьбы на сверлильных станках осуществляют машинными метчиками. Рабочая часть метчика имеет форму винта с продольными и винтовыми канавками, благодаря которым образуются режущие кромки.

При сверлении, зенкеровании и развертывании обычно режущему инструменту сообщают главное движение резания – вращающее движение режущего инструмента и движение подачи – осевое перемещение режущего инструмента. При нарезании резьбы метчиками инструмент получает только вращательное движение, а принудительная подача отсутствует, т.к. метчик –инструмент самоподающийся.

Точность и качество поверхности при различных видах обработки приведены в таблице 1.

Вид обработки	Параметр шероховатости Rа, мкм	Квалитет
Сверление до 15 мм:
без кондуктора	12,5…6,3	14…12
по кондуктору	12,5…6,3
Сверление свыше 15 мм:
без кондуктора	25…12,5	14…12
по кондуктору
Зенкерование:
черновое	25…12,5	15…12
чистовое	6,3…3,2	11…10
Развёртывание:
получистовое	12,5…6,3	10…9
чистовое	3,2…1,6	7…8
тонкое	0,8…0,4	7…6

2.3 Приспособления для закрепления режущего
инструмента и заготовок

Рисунок 4 – Патроны для закрепления режущего инструмента на сверлильных станках.

Режущие инструменты закрепляют в шпинделе станка с помощью различных приспособлений. использование на одном станке режущего инструмента разных диаметров становится возможным благодаря переходным втулкам, которые обеспечивают закрепление инструмента, имеющего цилиндрический хвостовик в коническом отверстии шпинделя. Для инструментов с цилиндрическим хвостовиком применяют патроны двух типов – трёхкулачковые и цанговые.

Для установки и закрепления заготовок применяют машинные тиски, угольники, поворотные столы, прихваты, призмы и другие приспособления. В серийном производстве часто используют специальные приспособления –кондукторы. Применение кондукторов позволяет повысить точность обработки и увеличить производительность труда. В единичном производстве применяют сверление по разметке.

Для направления инструмента строго по оси отверстия служат кондукторные втулки из инструментальной закалённой стали.

Режимы резания

К режиму резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании, развёртывании относятся: скорость резания , подача , глубина резания . За скорость резания принимают окружную скорость точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси сверла

, м/мин,

где –- диаметр сверла, мм;

– частота вращения сверла, об/мин.

Скорость резания зависит от механических свойств обрабатываемого материала, материала режущей части сверла, его диаметра, величины подачи, стойкости инструмента, условий охлаждения, глубины резания и других факторов и назначается по нормативам. Так, сверла, изготовленные из быстрорежущей стали марки Р6М5, допускают скорость резания при обработке стали до 30 м/мин, для твердосплавного инструмента – до 40…80 м/мин.

Рисунок 3 – Схема сверления и элементы режимов резания

Подача на оборот , мм/об, (рисунок 3) равна величине перемещения сверла вдоль оси за один оборот. Поскольку сверло имеет две главные режущие кромки, то подача, приходящаяся на одну режущую кромку мм/зуб, рассчитывается по формуле

.

Глубиной резания при сверлении отверстий называется наименьшее расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеряемое по нормали к обработанной поверхности

При рассверливании глубина резания

где – диаметр сверла, мм;

– диаметр ранее просверленного отверстия, мм.

Основное (или технологическое) время при сверлении отверстий в сплошном материале определяется по формуле

, мин

где – расчетная длина рабочего хода инструмента в направлении подачи;

,

где – длина обрабатываемой поверхности; – величина подвода;

– величина перебега.

Источник