Мини сверлильный станок: особенности универсальных моделей с ЧПУ и классификация по видам

Вертикально-сверлильные
станки с ЧПУ, в отличие от аналогичных
станков с ручным управлением, оснащены
крестовыми столами, авто­матически
перемещающими обрабатываемую заготовку
по коорди­натным
осям X
и Y,
в результате чего отпадает необходимость
в кондукторах
или в предварительной разметке деталей.
Вертикальная подача
вдоль оси Z
осуществляется шпинделем либо сверлильной
головкой.
Кроме операций, связанных с обработкой
отверстий, на свер­лильных
станках с ЧПУ выполняют и фрезерные
операции. Нарезание резьбы
метчиками на сверлильных станках с ЧПУ
происходит с прину­дительной
подачей метчика и с использованием
специальных пружинно-кулачковых
патронов. Некоторые сверлильные станки,
в частности мод.
2Д132МФ2, оснащены инструментальным
магазином и устройством автоматической
смены инструмента.

Рис.
61. Вертикально-сверлильный станок мод.
2Р135Ф2-1.

Вертикально-сверлильный
станок мод. 2Р135Ф2-1 оснащен переклю­чаемой
по управляющей программе шестипозиционной
револьверной головкой,
в пяти позициях которой устанавливают
инструмент для обработки отверстий
(сверла, развертки и др.), а в одной –
фрезы
. Станок
оснащен позиционным устройством ЧПУ
мод. 2П32-3, которое обеспечивает
одновременное или раздельное перемещение
стола по координатам
X
и
Y
,
перемещение суппорта с револьверной
головкой по координате
Z,
дает возможность управлять поворотом
револьверной головки,
по программе выбирать величину рабочей
подачи и частоту вращения
шпинделя.

Общий
вид станка показан на рис.
61
.
На основании 1
установлена колонна 5,
по прямоугольным вертикальным направляющим
которой перемещается
суппорт
3

с револьверной головкой
4
.
На колонке смон­тированы
коробка скоростей и редуктор подач.
Салазки 2
крестового стола
перемещаются по горизонтальным
направляющим основания, а верхняя
часть стола
9

по направляющим салазок. С правой стороны
станка расположены
шкаф с электрооборудованием 7
и устройство ЧПУ
8.
Станок имеет подвесной пульт управления
6.

12.4. Расточные станки. Назначение, техническая характеристика.

Расточные
станки предназначены для обработки
корпусных деталей. На
них можно производить растачивание,
сверление, фрезерование, зенкерование,
нарезание резьб и т.п.В зависимости
от характера выполняемых операций,
назначения и кон­струк­тив­ных
особенностей эти станки подразделяют
на универсальные и специали­зиро­ванные.
В свою очередь универсальные станки
разделяются на горизон­тально-расточные,
координатно-расточные и алмазно-
расточные
. Для этих ти­пов станков
наиболее существенным параметром,
определяющим основные размеры станка,
является диаметр шпинделя.

12.4.1. Горизонтально-расточные станки.

Характерной особенностью этих станков
являются наличие гори­зонтального
шпинделя, который совершает главное
(вращательное) движение, а также может
иметь движение осевой подачи, согласованное
с вращательным. В шпинделе крепится
борштанга с резцами, сверло, зенкер,
фреза, метчик и др. Широкое применение
получают станки с программным управлением,
сокращающим вре­мя их перена­ладки,
повышающим производительность труда
и качество обработки.

Формообразующими движениями в этих
станках являются вра­щение шпинделя
и движение подачи. Подача сообщается
либо инструмен­ту, либо заготовке, в
зависимости от условий обработки.
Вспомогательны­ми движениями являются
установочные перемещения шпиндельной
бабки в вертикальном направлении,
установочное перемещение стола в
продоль­ном и поперечном направлениях,
установочное перемещение задней стой­ки
с люнетом, перемещение люнета по стойке
и т
. д.

Диаметр
выдвижного шпинделя, определяющий
основной параметр станка, лежит в
пределах 80…320 мм. Современные
станки имеют индивидуальные приводы
подач от высокомоментных
двигателей для каждой оси
. Величина
рабочих подач достигает
12 000 мм/мин, а ускоренных — 15 000 мм/мин.
Применяют контурное
управление с числом управляемых осей
от 3 до 8.

Станки
являются широкоуниверсальными и
позволяют производить различные виды
работ, показанных на
рис.
62
.
Точность формы расточенных отверстий
зависит от их размеров и колеблется в
пределах 2…15 мкм. Отклонение от круглости
отверстий, полученных фрезерованием
с использованием системы ЧПУ, составляет
около 30
мкм
. Точность
линейного позиционирования
узлов составляет около 15…30 мкм на длине
1 м
. Зона нечувствительности
— около 5 мкм, а повторяемость — около 10
мкм. Дальнейшее повышение точности
часто ограничивается темпе­ратурными
явлениями
. Точность позиционирования
поворотного стола около
5″.

При
использовании дополнительных сменных
узлов (фрезерных го­ловок,
планшайб и др.) можно проводить фрезерование
взаимно пер­пендикулярных
плоскостей (рис. 62, г.
II
), растачивать канавки
при радиальном перемещении ползушки
планшайбы, устанавливаемой на
шпинделе, обрабатывать наружные
цилиндрические поверхности (рис.
62, г, III
)
и т.п.Большое разнообразие
различных видов обработки, производимой
на горизон­тально-сверлильных станках,
позво­ляет в ряде случаев проводить
пол­ную обра­ботку детали без
перестановки ее на другие станки, что
особенно важно для тяже­лого
машиностроения.

Рис.
62.
Схемы
обработки различных поверхностей на
горизонтально-расточном станке:
сверление,
развертывание, нарезание резьбы метчиком,
зенкерование (схемы
а, I,
II,
III, IV

соответственно); фрезерование
(схема
б-I)

цилиндрической, торцовой (схема
б-II
),
концевой (схема
б-
III),
угловой (схема
б-IV)
фрезами; растачивание:
сквозных отверстий (схема
в-I
), с подрезкой торца
(схема в-II),
подрезка
торца (схема
в-III
),
получение конической поверхности (схема
в-IV
);
обработка различных
поверхностей с использованием
дополнительных приспо­соблений:
горизонтальных
плоскостей с помощью угловой фрезерной
головки (схема
г-I
);
взаимно
перпендикулярных плоскостей с помощью
поворотной (на 90°) фрезерной головки
(схема
г-II
);
наружной поверхности,
торца и кольцевой канавки с помощью
планшайбы с радиально
перемещаемой ползушкой (схема
г-III
).

В сложных производственных и бытовых условиях для получения отверстий применяется станок для сверления. Он позволяет существенно ускорить процесс механической обработки. Мини сверлильный станок может устанавливаться в гаражах, ремонтных мастерских или слесарных помещениях. В последнее время большой популярностью пользуется вертикально сверлильный станок с ЧПУ, который характеризуется высокой производительностью и практичностью в применении.

Разновидности станков

Применяемые стандарты классификации предусматривают разделение всех станков на 9 основных групп. Выделяют следующие типы сверлильных станков:

  1. Вертикально-сверлильные, которые характеризуются универсальностью в применении. Особенности расположения основных узлов определяют то, что станки этой группы универсальные, подходят для выполнения самых различных работ. Выбирая небольшой станок для домашней мастерской, следует уделить внимание оборудованию этой группы.
  2. Радиально-сверлильные станки также получили широкое распространение. При их применении можно получить отверстия с заданным шагом относительно друг друга. В промышленных цехах зачастую устанавливается радиально сверлильный станок с ЧПУ.
  3. Координатно-расточные модели позволяют также получить несколько отверстий, расположенных на определенном расстоянии относительно друг друга. Расточные работы позволяют получить отверстия требуемого диаметра и качества.
  4. Одношпиндельные полуавтоматы применяются при среднесерийном производстве. Стоит учитывать, что оборудование этой группы работает с определенным типом заготовок.
  5. Многошпиндельные полуавтоматы стационарного типа встречаются в различных цехах.
  6. Расточное оборудование предусматривает установку специальных расточных резцов и сверл. Подобные станки предназначены для увеличения диаметра уже существующего отверстия или изменения качеств поверхности.
  7. Алмазно-расточные модели стали устанавливаться относительно недавно. Они предусматривают использование специальных инструментов, при изготовлении которых применяют алмазное напыление.
  8. Горизонтально-сверлильные станки в домашних мастерских встречаются крайне редко. Это связано с большими размерами конструкции и сложностью установки.

Кроме этого, мини сверлильный станок можно отнести в отдельную группу. Классификация сверлильных станков также предусматривает выделение моделей с ЧПУ, которые характеризуются высокой производительностью и точностью обработки.

Классификация по универсальности в применении

Обработка дерева и металла предусматривает оказание определенного усилия. Все станки сверлильной группы можно разделить на 3 большие группы:

  1. Универсальные. Этот вид станков применяется для выполнения огромного количества различных операций. Универсальность определяет то, что подобное оборудование не получило широкое распространение при массовом производстве. Миниатюрные модели устанавливаются в домашних мастерских для нарезания резьбы, получения сквозного и глухого отверстия, зенкерования и выполнения других операций.
  2. Специальные предназначены для выполнения только нескольких операций. При этом обработка может проводиться поэтапно или одновременно.
  3. Создание глубоких отверстий при создании однотипных изделий. Эта группа получила широкое распространение в случае, если нужно наладить массовое производство. Кроме этого, специализируются станки на проведении одной или нескольких операций.

Проводя обзор, следует уделить внимание тому, что универсальные модели обходятся дешевле других. За счет установки ЧПУ показатель производительности существенно увеличивается.

Основные характеристики

Выбор наиболее подходящей модели может осложниться по причине формирования просто огромного ассортимента. Основными критериями выбора назовем нижеприведенные моменты:

  1. Тип станка. Для тяжелых заготовок больше всего подходит радиально-сверлильные станки, для малых — вертикальные.
  2. Показатель мощности. От этого показателя напрямую зависит производительность. Мощность во многом зависит от типа устанавливаемого электрического двигателя. Однако, с увеличением мощности существенно повышается показатель расхода электроэнергии.
  3. Небольшие модели, предназначенные для применения в гараже или домашней мастерской, могут питаться от сети 220 В. Профессиональное оборудование может работать от сети 380 В. Это связано с тем, что трехфазные электродвигатели обладают большей мощностью и производительностью.
  4. Максимальный диаметр получаемого отверстия — еще один важный критерий, который следует учитывать. Он во многом зависит от особенностей шпинделя и показателя мощности устанавливаемого электродвигателя. Как правило, тест проводится при обработке стали 45.
  5. Частота вращения шпинделя. Этот показатель зависит от особенностей конструкции устанавливаемого редуктора. Современные модели позволяют регулировать частоту вращения шпинделя. Выбор более подходящего показателя проводится с учетом типа материала, который обрабатывается на станке.

Кроме этого, учитывается и популярность бренда, под которым выпускается оборудование. Большой популярностью пользуется продукция немецких производителей.

Преимущество станков с ЧПУ

Станки с ЧПУ обладают достаточно высокой универсальностью. Они применяются для выполнения различных технологических операций. Точность позиционирования всех подвижных элементов высока, отклонение составляет 0,05 мм. Сегодня производители поставляют сверлильное оборудование с ЧПУ нескольких категорий:

  1. Аппараты вертикально-сверлильной группы, которые имеют несущую колонку и крестовой стол. Распространенной моделью этой группы можно назвать 2Н135Ф2, применяется она для получения отверстий диаметром от 18 до 50 мм.
  2. Одностоечные модели с одной вертикальной стойкой и крестовым столом, а также револьверной рабочей головкой. В промышленности устанавливают модель 2Р135Ф2.
  3. Аппараты с крестовым столом и инструментальным магазином при вертикальной компоновке. За счет применения инструментального магазина можно существенно повысить функциональность оборудования.
  4. Санки портального типа, которые могут применяться для получения отверстий до 60 мм.

К преимуществам можно отнести:

  1. Возможность наладки крупносерийного производства. Очень часто оборудование автоматически меняет позицию заготовки, за счет чего снижается количество времени, которое требуется для ее перебазирования. За счет этого ускоряется процесс обработки.
  2. Существенно повышается точность обработки. Как ранее было отмечено, точность позиционирования отдельных узлов довольно большая. При применении современного режущего инструмента, изготавливаемого из износостойких материалов, можно обеспечить довольно высокий показатель точности обработки.
  3. Упрощается процесс механической обработки. В большинстве случаев станки с ЧПУ позволяют закрепить заготовку, после чего вводится программа и резание происходит в автоматическом режиме. Другими словами, от оператора качество получаемого изделия существенно увеличивается.
  4. Снижается риск получения травм. Это связано с тем, что после установки заготовки зона резания закрывается защитным кожухом, который может выдерживать механическое воздействие.

Единственный недостаток- высокая стоимость аппарата. Для того чтобы обеспечить высокоточное позиционирование всех элементов относительно друг друга применяются высококачественные материалы. Кроме этого, подвижность всех узлов обеспечивается за счет установки нескольких приводов. Блок числового программного управления представлен сложным компьютером, который может обрабатывать вводимую программу и отдавать команды прибору.

Конструктивные особенности станков с ЧПУ

В продаже встречается просто огромное количество различных станков с ЧПУ. Для плавного и точного перемещения устанавливаемых координатных столов монтируются опоры качения, а перемещение обеспечивается за счет соединительного винта. Ключевые моменты классической конструкции:

  1. Большая часть нагрузки приходится на основание. Она изготавливается при применении чугуна.
  2. Вращение и подача осуществляется от шагового электрического двигателя. Для изменения силы подачи и перемещения основных узлов во многих случаях устанавливается гидравлический усилитель.
  3. Рабочий стол требуется для закрепления заготовки и ее перемещения во время обработки.
  4. Сверлильное оборудование может применяться для выполнения нескольких операций. К примеру, устанавливаются сверла различным диаметром, а также расточные фрезы. Для обеспечения быстрой смены инструмента используется револьверная головка. Она встречается крайне часто.
  5. Суппорт предназначен для размещения шестерен и коробки скоростей.
  6. Устройство ЧПУ может быть представлено небольшим блоком с процессором. Кроме этого, есть блок управления для ввода программы.
  7. Электрический шкаф часто монтируется в шпиндель. Некоторые модели имеют подвесные пульты управления.
  8. Основные элементы закрепляются на несущей стойке.

Перемещение рабочих органов может быть реализовано несколькими методами:

  1. За счет применения небольших переключателей и упоров.
  2. Путем разработки программы на специальной штекерной панели.
  3. Применение перфоленты в качестве носителя программы. В последнее время станки с перфолентой встречаются крайне редко, что связано со сложностью программирования и переноса информации.

Различные приспособления могут расширить функциональность сверлильного оборудования:

  1. Резьбонарезные патроны.
  2. Рабочие столы, которые могут быть поворотного, наклонного или маятникового типа.
  3. Быстросъемные патроны и револьверные головки. Они предназначены для обеспечения быстрого смена инструмента.
  4. Навесные кондукторы.

Более сложная конструкция у радиально-сверлильного станка с блоком числового программного управления. Несущая колонна в этом случае может поворачиваться на 360 градусов. Рабочая головка, предназначенная для размещения режущего инструмента, монтируется на специальной траверсе.

В заключение отметим, что современные станки ЧПУ могут иметь компактную конструкцию, которая устанавливается в домашней мастерской. Для управления подобным оборудованием нужно обладать минимальным набором навыков, но могут возникнуть проблемы с составлением правильной программы обработки.