Author: Винников И.З.
Tags: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства металлорежущие станки сверлильные станки
Year: 1983
Text
1 3 ВИННИКО
СВЕРЛИЛЬНЫЕ
СТАНКИ
ПРОФЕССИОНАЛЬНО -
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ЬРАЗОВАНИЕ
И. 3. ВИННИКОВ
СВЕРЛИЛЬНЫЕ
СТАНКИ
И РАБОТА НА НИХ
ИЗДАНИЕ ПЯТОЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ
И ДОПОЛНЕННОЕ
Одобрено Ученым сонетом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому
образованию в качестве учебника
для средних профессионально-
технических училищ
MocKBQj
Высшая шкала -1988
ББК 34.633.1
В 48
УДК 621.952
Рецензент
канд. техн, наук Л. М. Кордыш, заведующий лабораторией
ЭНИМСа
Винников И. 3.
В 48 Сверлильные станки и работа иа них: Учеб, для
СПТУ. — 5-е изд., перераб. и доп. — М., Высш, шк.,
1988,— 256 с.: ил.
Изложены основные сведения о сверлильных станках н работе
на них; об инструменте н приспособлениях для обработки отверстий,
приведены данные о свойствах металлов и сплавов; рассмотрены воп-
росы организации технологического процесса. Пятое издание (4-е —
а 1983 г. под названием «Устройство сверлильных станков н .работа на
инх») дополнено описанием конструкции новых моделей сверлильных
станков.
2704 040000 (4307000000) —032
В-----------------------------80—88
052(01) —88
ББК 34.633.1
6П4.66
© Издательство «Высшая школа». 1983
© Издательство «Высшая школа», 1988, с. изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пятое издание учебника <Снерлильные станки и работа на
них» предназначено для индивидуальной подготовки сверлов-
щиков на производстве.
Содержание учебника предусматривает изложение матери-
ала в соответствии с требованиями значительного повышения
эффективности машиностроения и ускорения научно-техниче-
ского прогресса, а также а соответствии с тематическим пла-
ном, программой теоретического обучения сверловщиков на
производстве.
Последовательность изложения содержания глав учебника
предусмотрена таким образом, чтобы молодой рабочий смог
усвоить теоретические знания и затем приобрести практические
навыки, необходимые для выполнения сверлильных работ на
универсально-сверлильных станках, а также на новейшем
высокопроизводительном оборудовании.
В новом издании учебника отдельные главы переработаны
и дополнены сведениями о последних достижениях в области
более совершенной технологии обработки металлов резанием,
приведены ионейшие конструкции инструментов и приспособле-
ний, применяемых сверловщиком, даны краткие сведения о
новых методах повышения стойкости режущих инструментов,
о новых моделях сверлильных станков с числовым програм-
мным управлением, многооперационных станках (обрабаты-
вающих центрах) и гибкой автоматизированной системе
производства.
Автор
ВВЕДЕНИЕ
В решениях XXVII съезда КПСС намечена программа даль-
нейшего технического прогресса народного хозяйстиа СССР.
Определяя перспективы экономического развития на 90-е годы,
XXVII съезд КПСС поставил задачу — вывести все отрасли на-
родного хозяйства на передовые рубежи науки и техники. Для
решения этой задачи партия намечает ускоренное перевооруже-
ние народного хозяйства на базе оборудования, отвечающего
не только самым современным требованиям, но и предопреде-
ляющего высокий уровень материально-технической базы про-
изводства завтрашнего дня.
Базой технического прогресса, основой модернизации,
перевооружения н подъема на высокий уровень всех отраслей
народного хозяйства является машиностроение. Решение этой
важнейшей задачи зависит прежде всего от станкостроителей,
в руках которых рычаги обновления машиностроительных за-
водов и тем самым народного хозяйства. Именно они призваны
быстрее дать предприятиям машиностроения новейшее высоко-
производительное и надежное оборудование, которое позволит
выпускать продукцию, не уступающую лучшим мировым образ-
цам и превосходящую их.
На новое пятилетие темпы развития станкостроения долж-
ны быть значительно более высокими. За двенадцатую пяти-
летку более чем вдвое будет увеличен выпуск станков с ЧПУ,
обрабатывающих центров — более чем в пять раз и полностью
будет удовлетворена потребность в них народного хозяйства.
Изготовление гибких модулей вырастет в 2,3 раза, гибких
производственных систем — в 5,3 раза, автоматических и полу-
автоматических станочных линий — на 43%. Резко возрастет
и выпуск прогрессивного инструмента, которым будет осна-
щаться это оборудование.
Научно-техническая революция предъявляет новые требо-
вания к кадрам, особенно молодым. Необходимо на научную
основу поставить профессиональную ориентацию, трудовое
воспитание и научно-техническое творчество подрастающего
поколения, развивать и углублять движение наставничества.
4
В современных условиях, когда предприятие оборудуется
новейшей техникой, внедряется научная организация труда,
совершенствуются и усложняются технологические процессы,
все более высокие требования предъявляются к рабочему.
В новых условиях одних практических навыков выполнения
приемов уже недостаточно, нужны более глубокие знания,
более высокий культурно-технический уровень.
Огромное значение приобретает систематическое повышение
квалификации работников машиностроения и других отраслей
народного хозяйства. Одной из современных форм подготовки
квалифицированных кадров для промышленности является
профессионально-техническое обучение молодых рабочих не-
посредственно на предприятиях. Обучение современного рабо-
чего должно проводиться на широкой профессионально-техни-
ческой базе, обеспечивающей достаточный объем знаний в
области современного производственного оборудования, при-
способлений и инструментов, новых технологических процессов,
средств механизации и автоматизации, основ общей технологии
металлов, организации н экономики производства.
При подготовке сверловщиков на производстве следует
иметь в виду, что на универсальных сверлильных станках
можно кроме сверления выполнять целый ряд работ: зенко-
вание, рассверливание, зенкерованне, развертывание, разваль-
цовывание отверстий, подрезание торцов, раскатку отверстий,
снятие фасок. Помимо этого на станках можно нарезать резьбу,
вырезать отверстия больших диаметров в листовом материале
и т. д. Поэтому задача настоящего учебника заключается в
том, чтобы в процессе индивидуальной подготовки сверлов-
щиков помочь им усвоить большой объем учебного материала,
предусмотренный тематическим планом и программой по под-
готовке рабочих.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ
1.1. Организационные типы производства
В зависимости от размера производственной программы,
характера продукции, а также технических и экономических
условий осуществления производственного процесса все разно-
образные производства условно делятся на три основных вида:
единичное, серийное и массовое. У каждого из этих видов
производственный н технологический процессы имеют свои
характерные особенности и каждому из них свойственна опре-
деленная форма организации работ.
Единичное производство характеризуется широ-
кой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий
и малым объемом выпуска продукции.
Единичное производство универсально, т. е- охватывает
разнохарактерные типы изделий, поэтому оно должно быть
очень гибким, приспособленным к выполнению разнообразных
заданий. Для этого завод должен располагать комплектом
универсального оборудования, обеспечивающего изготовление
изделий сравнительно широкой номенклатуры. Технологический
процесс изготовления изделий при этом виде производства
имеет уплотненный характер: па одном станке выполняются
несколько операций и часто производится полная обработка
изделий разнообразных конструкций и из различных матери-
алов.
Приспособления для обработки заготовок па станках имеют
здесь универсальный характер, т. е. могут быть использованы
в различных случаях. Специальные приспособления не приме-
няют или применяют редко, так как значительные затраты
иа их изготовление экономически не оправдываются. Необхо-
димые при этом производстве режущий и измерительный инст-
рументы также должны быть универсальными, так как при-
менение специального инструмента экономически ие пред-
ставляется возможным.
Указанные особенности этого вида производства обуслов-
6
ливают относительно высокую себестоимость выпускаемых
изделий.
Единичное производство существует в тяжелом машино-
строении, на судостроительных верфях, на предприятиях,
выпускающих сложное оборудование для химических и метал-
лургических заводов, в ремонтных цехах и т. д.
Серийное производство занимает промежуточное
положение между' единичным и массовым производством.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенкла-
турой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодиче-
ски повторяющимися партиями, и сравнительно большим
объемом выпуска.
Понятие «партия» относится к количеству изделий, а
понятие «серия» — к количеству машин, запускаемых в про-
изводство одновременно. Количество изделий в партии и коли-
чество машин в серии могут быть различными.
В зависимости от количества изделий в серин, их характера
и трудоемкости процесса, частоты повторяемости серий в тече-
ние года различают производство мелкосерийное, среднесе-
рийное и крупносерийное.
В серийном производстве технологический процесс расчле-
нен на отдельные операции, которые закреплены за определен-
ными станками. Станки здесь применяются разнообразных
видов: универсальные, специализированные, специальные,
автоматизированные, агрегатные. При использовании универ-
сальных станков должны широко применяться и специальные
приспособления, специализированный и специальный режущий
инструмент, а также стандартные и специальные калибры и
шаблоны, обеспечивающие взаимозаменяемость обработанных
изделий.
Серийное производство значительно экономичнее, чем
единичное, так как лучшее использование оборудования, спе-
циализация рабочих, увеличение производительности труда
обеспечивают уменьшение себестоимости продукции.
К серийному виду производства относятся: станкостроение,
производство прессов, компрессоров, иасосов, вентиляторов,
текстильных машин, деревообделочных станков, транспорта
и т. д.
Массовое производство характеризуется узкой
номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непре-
рывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжи-
тельного времени, самым высоким уровнем механизации и
автоматизации. Изделия изготовляются в основном на специ-
альном оборудовании, автоматических и поточных линиях,
применяются транспортные устройства для передачи деталей
7
chipmaker.ru
от одной операции к другой, широко используется специальная
оснастка. Изделия собирают на конвейерах, где рабочие выпол-
няют, как правило, одну-две постоянно закрепленные за ними
операции. По принципу массового производства работают,
например, заводы, выпускающие автомобили, тракторы, швей-
ные машины, подшипники и др.
Повышение серийности и массовости в результате увели-
чения масштабов производства, специализация предприятий,
унификация и нормализация деталей и узлов — одно из важ-
ных- направлений развития машиностроения и приборостроения.
Массовое производство позволяет повысить производительность
труда за счет углубления производственных навыков и лучшего
оснащения рабочих мест, снизить себестоимость продукции
путем рационального подбора заготовок, более точного норми-
рования материальных и трудовых элементов производства,
улучшить использование оборудования и производственных
площадей, сократить время производства изделий.
При серийном и массовом производстве распространена
наиболее совершенная, форма организации: поточное производ-
ство и его высшая форма — автоматические линии. Тип про-
изводства существенно влияет на производственную структуру
цехов и завода в целом.
1.2. Производственная структура машиностроительного
завода
Основным производственным подразделением завода явля-
ется цех.
Цехом называется обособленная в административно-
хозяйственном отношении производственная часть завода,
состоящая из нескольких участков и специально предназна-
ченная для выпуска определенной продукции — заготовок,
деталей, сборочных единиц (узлов), изделий — или выполнения
однородных технологических процессов (термических, гальва-
нических, отделочных и т. п.).
Цехи делятся на основные, вспомогательные, обслужи-
вающие и побочные. В основных цехах осуществляется
производственный процесс по выпуску продукции, расчле:
няемой на три стадии — заготовительную, обработочную и
сборочно-отделочную. К основным цехам относятся механи-
ческие, сборочные, кузнечно-прессовые, штамповочные и др.
К вспомогательным цехам завода относятся под-
разделения, в которых осуществляются процессы, обеспечи-
вающие бесперебойное выполнение основного производствен-
8
ного процесса: инструментальный, модельный, ремонтно-меха-
нический, электроремонтный и др.
Подачу энергии, транспортировку сырья, полуфабрикатов,
готовой продукции в основные и вспомогательные цехи осу-
ществляют обслуживающие цехи и хозяйства. В по-
бочных цехах используются и перерабатываются отходы
основного производства (например, цеха ширпотреба). Состав
основных и вспомогательных цехов на каждом заводе неодина-
ков и зависит от многих факторов.
Производственной структурой цеха назы-
вается состав его участков и характер их специализации и
кооперирования по совместному процессу изготовления про-
дукции.
Участок является наименьшим производственным под-
разделением машиностроительного завода, непосредственно
возглавляемым старшим мастером (начальником участка).
1.3. Предметно-замкнутые участки механических цехов
Основные производственные участки могут быть организо-
ваны по технологическому или предметному принципу.
При технологической специализации каждый участок
выполняет технологические операции определенного вида. На
предметно-замкнутых участках производится полная обработка
(или почти полная, без отдельных операций), в результате
которой получается законченная продукция (заготовки, детали,
сборочные единицы, узлы, изделия).
Предметная специализация имеет различные формы и
отличается степенью замкнутости производственных процессов
широтой номенклатуры и сочетанием стадий производства.
Предметный принцип организации производственных участков
более прогрессивен, чем технологический. Предметные участки
имеют следующие основные преимущества: возрастает роль
и ответственность мастера, так как перед ним ставится кон-
кретная производственная задача — выполнение плана в точно
выраженной ‘номенклатуре: деталях, комплектах, сборочных
единицах (узлах), изделиях; упрощаются межучастковые
связи, что улучшает и облегчает оперативно-производственное
планирование и сокращает внутрицеховые перевозки; создают-
ся широкие возможности внедрения групповых методов обра-
ботки; на основе конкретизации планов и хозрасчета участка,
бригад и отдельных рабочих социалистическим соревнованием
охватываются работающие на участке; значительно облегча-
ется освоение новой продукции и внедрение поточных методов
производства.
9
chipmaker.ru
1.4. Поточное производство и автоматические линии
Поточное производство — передовой метод орга-
низации производства, при котором обеспечивается согласован-
ность и непрерывность производственного процесса. Оборудо-
вание на предприятии располагается в соответствии с техно-
логической последовательностью операций, а предметы труда
перемещаются механическими устройствами в определенном
направлении (например, на конвейерах, с помощью роботов).
Поточные методы позволяют механизировать различные рабо-
ты, применять высокопроизводительное специальное и специ-
ализированное оборудование, автоматические линии.
Наиболее эффективная и экономичная организация произ-
водства — непрерывн о-п оточное производство.
Необходимым условием для осуществления непрерывно-
поточного производства, особенно с применением конвейеров
или автоматических линий, является ритмичность работы,
т. е. выполнение работы с постоянной скоростью.
Непрерывность потока требует, чтобы все операции в дан-
ном процессе выполнялись за ' одни промежуток времени,
равный по продолжительности промежутку, в течение которого
обрабатывамые заготовки или собираемые изделия поступают
Рис. 1.1. Автоматические линии:
а — из агрегатных станков: / — пульт управления, 2, 14, 21 — подставки и
основание, 3 — приспособления, 4 — несамодействующая силовая головка,
5 — вертикальная станина. 6 — барабан поворотной детали, 7 — накладные
подставки, 8 — салазки, 9, //, 18 — самодействующие силовые головки.
10— цилиндр зажима детали, 12— привод транспортирования стружкн,
13 — гидроаппаратура. 15 — гидростанция, 16 — насос автоматической смаз-
ки, 17 — станина-подставка, 19— поворотный стол, 20 — конвейер; б — из
агрегатных сверлильных станков
10
Рис. 1.1. Продолжение
chipmaker.ru
в поток и выходят из него. Этот промежуток времени и назы-
вают та к т о м работы.
Выполнение указанного требования лучше всего обеспечи-
вают рабочий конвейер и автоматическая линия, где такт
задается всему потоку механизмов транспортным устройством,
автоматически передающим заготовку с одной операции на
другую через установленные промежутки времени.
Высшей формой поточного производства является автома-
тическая линия.
Автоматическая линия представляет собой ряд
взаимосвязанных станков, транспортных н контрольных меха-
низмов, автоматически осуществляющих обработку деталей
или сборку по заранее заданному технологическому процессу
с единым механизмом управления, и является высокой сту-
пенью организации труда.
Автоматические линии подразделяются:
в зависимости от величины штучного выпуска деталей на
однопоточные (последовательного действия) и многопоточные
(параллельно-последовательного действия);
по роду станков — на линии, образованные из станков,
специально построенных для данной линии, из полуавтоматов
и автоматов общего назначения, из агрегатных станков, из
модернизированных (автоматизированных) универсальных
станков;
по способу передачи обрабатываемых деталей со станка
на станок — на линии со сквозным транспортированием с
проходом детали сквозь места зажима, применяемые при
обработке корпусных деталей на агрегатных станках, на линии
с верхним транспортированием — горизонтальным в продоль-
ном направлении и вертикальным в поперечном, на линии с
боковым (фронтальным) продольно-поперечным транспортиро-
ванием, на линии с комбинированным транспортированием,
иа линии с роторным транспортированием, применяемым в
роторных линиях;
по расположению оборудования — на замкнутые и незамк-
нутые. Замкнутые линии бывают круговые и прямоугольные.
У круговых имеется небольшое число позиций и используется
поворотный стол (например, станки-комбайны). Большинство
автоматических линий имеет незамкнутое расположение
оборудования: прямолинейное, Г-образное, П-образное, Ш-об-
разное, зигзагообразное.
Основными факторами, влияющими на тип автоматической
линии, являются вид детали и технологический процесс ее
обработки.
По виду обрабатываемых деталей различают следующие
12
автоматические линии: для корпусных деталей, валов, деталей
в форме дисков (зубчатых колес и др.), для колец шарико-
подшипников, для мелких деталей (винтов, штифтов, роликов
и т. п.).
Автоматические линии из агрегатных станков применяют
для обработки корпусных деталей. Агрегатные станки автома-
тических линий в основном состоят из нормализованных узлов,
поэтому они получили широкое распространение. На рис. 1.1, а
показана типовая схема автоматической линии из агрегатных
станков. Обрабатываемые детали, последовательно проходя
через все позиции обработки, не снимаются с транспортера.
В каждой рабочей позиции детали фиксируются и зажима-
ются в стационарных приспособлениях.
На рис. 1.1,6 показана автоматическая линия сверлильных
агрегатных станков с горизонтальным расположением шпин-
делей, применяемая на автомобильных заводах. Весь процесс
обработки и перемещения деталей с операции на операцию
в линии автоматизирован. Рабочий только следит за работой.
1.5. Бригадная форма организации труда
Бригадная форма организации и материального стимули-
рования труда должна стать основной во всех отраслях народ-
ного хозяйства.
Производственная бригада представляет собой трудовой
коллектив рабочих одной или нескольких специальностей
различной квалификации, объединенных общностью предметов
и средств труда и совместно выполняющих общее производ-
ственное задание, работающих на единый наряд, несущих
индивидуальную и коллективную материальную ответственность
за своевременное и качественное выполнение этого задания.
Бригады создаются специализированными и комплексными.
Специализированная бригада объединяет, как правило, рабо-
чих одной профессии, занятых на однородных технологических
процессах. Комплексная бригада организуется из рабочих
различных профессий для выполнения комплексов технологи-
чески однородных, не взаимосвязанных работ, охватывающих
полный цикл производства продукции, или ее законченную
часть.
В зависимости от характера производства сверловщики
могут входить в специализированную или комплексную брига-
ду. Наиболее распространенной формой организации труда
сверловщиков является комплексная бригада, куда помимо
сверловщиков входят и рабочие других профессий: токари,
фрезеровщики, слесари и др. При этом полную обработку
13
chipmaker.ru
отверстий на деталях и сборочных узлах выполняет в ком-
плексной бригаде группа сверловщиков.
Однако в связи с внедрением станков с ЧПУ все меньше
становится сверловщиков, работающих только на сверлильных
станках. Поэтому в комплексных бригадах операции сверления
в порядке совмещения должны выполнять члены бригады дру-
гих специальностей. Обычно это делают слесари.
Для выполнения плана бригаде создаются необходимые
организационно-технические условия. За ней закрепляются
производственная площадь и оборудование, бригада обеспе-
чивается технической документацией, инструментом, сырьем и
полуфабрикатами.
Производственную бригаду возглавляет бригадир. Основ-
ные задачи производственной бригады: выполнение в установ-
ленные сроки производственных заданий; выпуск продукции
высокого качества; систематическое повышение производитель-
ности труда; снижение трудоемкости выпускаемой продукции.
Оплата труда рабочих производится по конечным результа-
там работы коллектива бригады. В целях более полного учета
индивидуального вклада каждого рабочего в результаты кол-
лективного труда по решению общего собрания бригады для
распределения коллективного заработка применяются коэффи-
циенты трудового участия (КТУ).
Бригадир ведет ежедневный учет показания труда каждого
рабочего бригады. За базовый коэффициент трудового участия
принимается единица. За добросовестное выполнение основных
показателей (повышенне производительности труда, высокое
качество продукции, образцовая трудовая дисциплина и т. д.)
бригадир выставляет оценки, которые могут колебаться в
пределах от 0 до 2 в ту и другую сторону.
1.6. Основные процессы машиностроительного
производства
Производственный процесс современного предприятия со-
стоит из непосредственной обработки материалов, в результате
которой изменяются форма, размеры или свойства материалов,
и сопутствующих ей процессов.
Сопутствующие процессы непосредственно не влияют иа
форму или свойства обрабатываемого материала, но они необ-
ходимы для планомерного и рационального осуществления
процессов производства.
Таким образом, производственный процесс —
это совокупность всех процессов, связанных с превращением
сырья и материалов в готовую продукцию данного предприятия.
!4
Процессы непосредственной обработки материалов и сборки
изделий на машиностроительных предприятиях подразделяются
на следующие основные стадии: изготовление заготовок, пре-
вращение заготовок в детали, термическая и химико-терми-
ческая обработка деталей, нанесение защитных покрытий, сбор-
ка узлов и изделий.
Заготовки металла в виде прутков, проволоки, ленты, листа,
проката и т. п., как правило, поступают иа машиностроитель-
ный завод с металлургических заводов.
Часто машиностроительные заводы специализируются иа
изготовлении заготовок или деталей не только для своего
производства, ио и для других заводов, поставляя их по коопе-
рации. Специализация и кооперирование производства значи-
тельно повышают выпускную способность предприятий и сни-
жают себестоимость продукции.
1.7. Получение заготовок
Перед тем как приступить к изготовлению детали, материал,
из которого она должна быть сделана, превращают в заготов-
ки. Заготовки стараются получить такими, чтобы их форма и
размеры максимально приближались к формам и размерам
готовой детали. Это позволяет сократить расход материалов и
электроэнергии, увеличить производительность труда.
В зависимости от характера материала, назначения детали,
требуемой точности ее изготовления и т. д. заготовки получают
литьем, ковкой, штамповкой, высадкой, прокаткой, волочением
и другими способами.
Литье. Расплавленный жидкий металл заливают в специ-
альные формы, после остывания металла и разъема (или
разрушения) форм получается заготовка (отливка) заданной
конфигурации и размеров. Заготовки отливают из чугуна,
стали, цветных металлов и сплавов различными способами:
в песчаные, металлические и оболочковые формы, под давле-
нием, по выплавляемым моделям, центробежным.
Литье в песчаные формы довольно распростра-
нено, так как стоимость таких форм значительно меньше, чем
при других способах литья. Песчаные формы изготовляют из
формовочной смеси, в состав которой входят песок, глина и
специальные добавки.
Металл в такую форму можно заливать только одни раз,
так как после получения отливки форму разрушают. Поэтому
такой способ литья малопроизводителен и, кроме того, дает
меньшую точность по сравнению с другими способами литья
заготовок.
15
chipmaker.ru
Литье в металлические формы (ко кил и)
более производительно, так как оно допускает многократную
заливку металла в одну форму. При этом обеспечивается
более высокий параметр шероховатости поверхности и более
точные размеры заготовок.
Литье в оболочковые формы — сравнительно
новый способ литья заготовок и деталей из черных и цветных
металлов, при котором форму изготовляют из смесей, содержа-
щих термореактивные смолы. Формовочная смесь наносится
иа поверхность подогретой металлической модели, вследствие
чего терморсактивная смола оплавляется и на модели образу-
ется предварительно отвердевшая форма (корка) толщиной
5—7 мм. Затем модель со слегка отвердевшей оболочкой поме-
щают в электропечь, где происходит окончательное отвердение
формы. После этого форму снимают с модели и направляют для
заливки металлом.
Простота изготовления оболочковых форм, значительное
уменьшение припусков на механическую обработку, высокая
точность размеров отливок сложной конфигурации (±0,2 мм на
100 мм длины) являются основными преимуществами этого
способа.
Литье под давлением особенно распространено в
производстве электро- и радиоаппаратуры и других подобных
изделий. Сущность этого способа состоит в том, что жидкий
металл подается в металлическую форму под давлением в
ейециальных литьевых машинах, благодаря чему ои хорошо
заполняет все ее полости. Литье под давлением используют
для получения из цветных сплавов литых заготовок слож-
ной формы с различными выступами, приливами и отверс-
тиями.
Литье по выплавляемым моделям основано
на использовании моделей, которые изготовляют в металли-
ческих пресс-формах заполнением их парафииостеариновой
смесью. Полученные таким образом модели покрывают тонким
слоем специальной жидкой массы и мелким кварцевым песком,
просушивают и прокаливают в электропечи. При этом парафи-
иостеариновая смесь вытекает из формы, которая затем исполь-
зуется для получения точных металлических деталей. Этим
способом получают весьма точные и чистые отливки. Особен-
ностью такого способа литья является то, что оио позволяет
получать не только заготовки, но и готовые детали сложной
формы без дальнейшей механической обработки.
При центробежном литье жидкий металл зали-
вают в форму, быстро вращающуюся вокруг вертикальной или
горизонтальной оси. Этот способ наиболее эффективен при
16
получении заготовок кольцевидной формы, труб, зубчатых
колес и т. д.
Ковка и горячая штамповка. При этих процессах нагретый
металл обрабатывают ударом или давлением, пользуясь моло-
тами и ковочными машинами. Если нагретый воздух обрабаты-
вают без специальных форм (штампов), то процесс называется
свободной ковкой, если же в штампах — горячей штамповкой.
При горячей штамповке на изготовление заготовок затрачива-
ется значительно меньше времени, чем при свободной ковке.
При этом заготовки получаются более точные по форме и раз-
мерам, с меньшими припусками для дальнейшей механической
обработки.
Холодная штамповка. Это процесс получения заготовок и
деталей из листового, ленточного и полосового материала
способом вырубки, гибки, вытяжки, отбортовки в штампах на
прессах. Способ холодной штамповки очень производителен и
широко применяется в различных видах производства. При
различных способах получения заготовок припуск на их обра-
ботку будет различным.
1.8. Способы обработки заготовок и сборка изделий
Обработка резанием. Чтобы получить изделие, заготовку
обрабатывают, удаляя с поверхности излишний слой металла —
припуск. При этом форма, размеры и шероховатость по-
верхностей изделия должны соответствовать требованиям чер-
тежа, по которому она изготовлена. Достигается это обработ-
кой резанием поверхностей заготовки различными режущими
инструментами.
В зависимости от формы обрабатываемой поверхности,
свойств материала, требуемой точности изготовления и других
факторов механическая обработка выполняется иа различных
металлорежущих станках.
Наружные цилиндрические, конусные и фасонные поверх-
ности обрабатывают обточкой, фрезерованием, протягиванием,
шлифованием. Отверстия круглой формы получают сверлением,
зеикероваиием, растачиванием, развертыванием, протягивани-
ем, а фасонные отверстия и канавки различной формы — дол-
блением, фрезерованием, шлифованием и протягиванием. Плос-
кие поверхности обрабатывают строганием, фрезерованием,
шлифованием и протягиванием.
Наружную резьбу нарезают на токарных, резьбонакатных
и резьбошлифовальных станках, внутреннюю резьбу (в отвер-
стиях) — на токарных, сверлильных, резьбонарезных и резьбо-
фрезерных станках.
17
chipmaker.ru
Заготовки зубчатых колес обрабатывают на специальных
зубообрабатывающих (зубофрезерных, зубодолбежных и т .д.)
станках методами копирования или обкатки. В первом случае
применяют режущий инструмент, профиль которого соответст-
вует форме впадин между зубьями; впадины при этом прореза-
ют предварительно (одну за другой) по всей обрабатываемой
поверхности заготовки. Во втором случае режущий инструмент
и заготовка получают движение, соответствующее качению
зубчатого колеса по рейке или качению одного зубчатого коле-
са по другому. Зубья отделывают шлифованием, шевинговани-
ем и хонингованием.
За последние годы в машиностроении все большее распро-
странение получают новые виды обработки заготовок. К ним
относятся ультразвуковая, электроэрозионная, химическая
(например, химическое фрезерование), обработка изделий
различными методами пластической деформации металла
(например, накатка зубьев зубчатых колес, шлицевых валов).
Сборка — процесс, в результате которого из отдельных
деталей получают готовые изделия. Детали в большинстве слу-
чаев поступают иа сборку не сразу. Их вначале собирают в
несложные, затем более сложные узлы, группы и, наконец, в
изделие. Такой порядок сборки значительно упрощает процесс,
позволяет механизировать его, применять приспособления,
конвейеры, промышленные манипуляторы и т. д.
Контрольные вопросы
1. Каковы характерные признаки единичного, серийного и массово-
го типов производства?
2. Назовите группы цехов завода.
3. Что такое непрерывно-поточный вид производства и каковы
его достоинства?
4. Перечислите способы получения заготовок и укажите основные
характеристики каждого из них.
5. Какие известны способы обработки заготовок для получения
из них деталей?
6. Какими способами получают отверстия круглой формы?
7. В чем преимущество бригадной формы организации труда?
2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ
2.1. Металлы и сплавы
Металлы и их сплавы являются важнейшими материалами,
применяемыми для изготовления различных машин, станков,
приборов, инструментов и сооружений. Металлы имеют боль-
шое значение для развития народного хозяйства страны.
18
Характерными признаками металлов являются металли-
ческий блеск, высокая электропроводность и теплопроводность,
а также пластичность, т. е. способность изменять свою форму
при обработке давлением.
Технически чистые металлы имеют ограниченное примене-
ние в промышленности. Большинство наиболее распространен-
ных металлов в технике применяются в виде металлических
сплавов, которые обладают более ценными механическими,
технологическими и другими свойствами, чем чистые металлы.
Металлы и сплавы делятся на черные и цветные. К черным
относят железо и сплавы на его основе (сталь, чугун и т. д.),
к цветным — все остальные металлы и сплавы.
2.2. Свойства металлов
Свойства металлов подразделяются на физические, хими-
ческие, механические и технологические.
Физические свойства металлов. К физическим свойствам
относятся плотность, плавление (температура плавления),
теплопроводность, тепловое расширение.
Плотность — количество вещества, содержащееся в
единице объема.
Плавление— способность металла переходить из кри-
сталлического (твердого) состояния в жидкое с поглощением
теплоты.
Теплопроводность — способность металла с той
или иной скоростью проводить теплоту при нагревании.
Электропроводность — способность металла про-
водить электрический ток.
Тепловое расширение — способность металла
увеличивать свой объем при нагревании.
Химические свойства металлов. Химические свойства метал-
лов характеризуют отношение их к химическим воздействиям
различных активных сред. Каждый металл обладает определен-
ной способностью сопротивляться этим воздействиям. Основны-
ми химическими свойствами металлов являются окисляемость
и коррозионная стойкость.
Окисляемость — способность металла вступать в
реакцию в кислородом под воздействием окислителей.
Коррозионная стойкость —способность металла
сопротивляться коррозии.
Механические свойства металлов. К механическим свой-
ствам металлов относят твердость, прочность, вязкость,
упругость и пластичность.
19
chipmaker.ru
Твердость — способность металла сопротивляться про-
никновению в него более твердого тела.
Прочность — способность металла сопротивляться раз-
рушению под действием внешних сил.
Вязкость — способность металла сопротивляться быст-
ро возрастающим ударным нагрузкам.
Упругость — способность металла восстанавливать
Свою первоначальную форму и размеры после снятия действу-
ющей нагрузки.
Пластичность — способность металла, не разруша-
ясь, изменять свою форму под действием нагрузки и сохранять
полученную форму после снятия нагрузки.
Технологические свойства металлов. Технологические свой-
ства металлов определяют их способность подвергаться различ
ным видам обработки. Основными технологическими свойст-
вами металлов являются ковкость, свариваемость, жидкотеку
честь, прокаливаемость, обработка резанием.
Ковкость — способность металла изменять свою форму
в нагретом или холодном состоянии под действием внешних
сил.
Свариваемость — способность двух частей металла
при нагреваиин прочно соединяться друг с другом.
Жидкотекучесть — способность расплавленного ме-
талла легко растекаться и хорошо заполнять форму.
Прокаливаемость — способность металла закали
ваться на ту или иную глубину.
Обрабатываемость резанием — способность
металла подвергаться механической обработке режущим ин-
струментом с определенной скоростью и усилием резаиня.
2.3. Черные металлы
К черным металлам относятся чугуны и стали, представля-
ющие собой сплавы железа с углеродом, в состав которых
входят еще и кремний, марганец, сера и другие элементы.
Чугун — железоуглеродистый сплав, в котором содержа-
ние углерода превышает 2%. В состав его также входят крем-
ний, марганец, фосфор и сера. Чугун выплавляется в доменных
печах из железных руд. Исходными материалами для его
получения кроме руды служат топливо н флюсы.
Железная руда представляет собой горную породу, в кото-
рой содержатся соединения железа и примесн других элемен-
тов. Чугун получают из красного, бурого и магнитного желез-
няков.
В качестве топлива используют главным образом камеино
угольный кокс. Флюсы применяют для отделения от железной
20
руды пустой породы (оксиды кремнезема, кальция, марганца),
которая, способствуя образованию шлаков, оказывает вредное
влияние иа процесс выплавки чугуна.
В чугуне углерод содержится в свободном состоянии в виде
графита нли в связанном состоянии в виде карбида железа
илн цементита. Чугуны, в которых углерод находится в виде
графита, имеют в изломе серый цвет и крупиозерннстое строе-
ние. Оии хорошо обрабатываются режущим инструментом,
имеют высокие литейные качества, относительно невысокую
температуру плавления (1100—1200"С), небольшую усадку
(1%) и применяются для изготовления многих деталей машин
и механизмов. Эти чугуны называются серыми или литей-
ными.
Чугуны, в которых углерод содержится только в виде хими-
ческого соединения с железом, имеют в изломе белый цвет.
Оии плохо обрабатываются режущим инструментом и обычно
используются для получения стали. Эти чугуны называются
белыми или передельными.
Кроме белого и серого чугунов для отливки деталей в
тракторной, автомобильной и других отраслях промышленности
употребляется еще и так называемый ковкий чугун, который
получается из белого чугуна специальным отжигом (томлени-
ем) его в особых нагревательных печах при температуре
950—1000°С. При этом чрезмерная хрупкость в твердость,
характерные для белого чугуна, намного снижаются. Ковкий
чугуи, как и серый, ие куется, а название «ковкий» указывает
лишь иа значительную его пластичность.
Для повышения прочности чугуны легируют, т. е. вводят
в их состав никель, хром, молибден, медь и другие элементы
(легированный чугуи), а также модифицируют, т. е. добавляют
магний, алюминий, кальций, кремний (модифицированный
чугун).
Наибольшее применение получили чугуны следующих ма-
рок: отливки из серого чугуна: СЧ-10, СЧ-15, СЧ-18, СЧ-20 и др.
(ГОСТ 1412—79); отливки из ковкого чугуна: КЧЗО-6, КЧЗЗ-8,
КЧ35-10, КЧ37-12 и др. (ГОС 1215—79).
Буквы и цифры марок чугуна обозначают: СЧ — серый
чугун, КЧ — ковкий чугуи. Цифры после букв у серого чугуна
указывают на предел прочности при растяжении.
Сталь — сплав железа с углеродом, содержащий углеро-
да ие более 2%. По сравиеиию с чугуном сталь обладает зна-
чительно более высокими физико-мехаиическими свойствами.
Оиа отличается высокой прочностью, хорошо обрабатывается
резанием, ее можно ковать, прокатывать, закаливать. Кроме
того, сталь в расплавленном состоянии жидкотекуча, из иее
21
chipmaker.ru
изготовляют различные отливки. Поэтому она широко применя-
ется во всех областях народного хозяйства, особенно в машино-
строении.
Сталь получают из передельного чугуна его переплавкой и
удалением избытка углерода, кремния, марганца и других
примесей и выплавляют в мартенах, электропечах и конвер-
торах.
Наиболее распространенным способом получения обычных
сортов стали является мартеновский, а для выплавки высоко-
качественных сталей применяют электроплавку.
Сталь, выплавленная из чугуна на металлургических заво-
дах, в виде слитков поступает в прокатные, кузнечные или
прессовые цехи, где перерабатывается на фасонный и листовой
прокат, а также в поковки различной формы и размеров.
Все применяемые в настоящее время стали классифици-
руются по следующим признакам: по химическому составу —
углеродистая, легированная; по качеству — сталь обыкновенно-
го качества, качественная, высококачественная; по назначе-
нию — конструкционная, инструментальная.
Углеродистая сталь широко используется в про-
мышленности. Основной составляющей частью, определяющей
ее механические и другие свойства, является углерод. Увеличе-
ние содержания углерода в стали повышает прочность н твер-
дость, ио уменьшает вязкость и делает ее более хрупкой.
В зависимости от назначения углеродистая сталь делится
на конструкционную и инструментальную.
Углеродистые конструкционные стали делятся на стали
обыкновенного качества (ГОСТ 380—78) и качественные
(ГОСТ 1050—74). В зависимости от условий и степени раскис-
ления различают спокойные стали (сп), полуспокойные(пс) и
кипящие (кп). Стали обыкновенного качества маркируют бук-
вами Ст (сталь) и цифрами 1, 2, 3,...,6 (СтО, Ст1, Ст2 и т. д.).
Чем больше это число, тем больше в ией содержится углерода.
В зависимости от назначения эти стали делятся на три группы:
группа А—стали, поставляемые по механическим свойствам
без уточнения их химического состава (СтО, Ст1кп, Ст2пс,
Ст1сп, Ст2кп, Ст2сп, СтЗкп и др.); группа Б — стали с гаран-
тийным химическим составом (БСтО, БСт1кп, БСт1сп, БСт2кп
и др.); группа В — стали повышенного качества с гарантиро-
ванным химическим составом и механическими свойствами
(ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСт5).
Цифры, обозначающие марку стали, показывают среднее
содержание в стали углерода в сотых долях процента (напри-
мер, сталь марки 45 содержит в среднем 0,45% углерода).
Низкоуглеродистые стали марок 05, 08, 10, 20, 25 примеия-
I
22
ются для ма лона груженных деталей, изготовление которых
связано со сваркой и штамповкой. Из средиеуглеродистых
сталей марок 40, 45, 50, 55 изготовляют оси, валы, зубчатые
колеса и другие детали. Высокоуглеродистые стали идут иа
изготовление спиральных пружин, тросов и других ответствен-
ных деталей.
Инструментальная качественная сталь обозначается буквой
У, после которой ставится цифра, указывающая содержание
углерода в десятых долях процеита, например У7, У8, У10 и т. д.
Инструментальная высококачествеииая сталь содержит
меньше, чем качественная, вредных примесей (серы, фосфора).
Маркируют ее так же, как и качественную, но с добавлением
буквы А, например У7А, У8А и т. д. Применяется инструмен-
тальная углеродистая сталь для изготовления различных ин-
струментов (ударных, режущих, измерительных и др.).
В состав легированной стали кроме углерода
вводят элементы, улучшающие ее свойства. К таким элементам
относятся: хром, никель, кремний, вольфрам, марганец, вана-
дий, кобальт и др. В зависимости от вводимых лигирующих
элементов стали делятся иа хромистые, никелевые, кремнистые,
хромоникелевые, хромоваиадиевые и др.
Легирующие элементы придают стали в зависимости от ее
назначения необходимые свойства. Рассмотрим, какое влияние
оказывают оии на свойства стали.
Хром способствует увеличению прочности стали, ее твер-
дости и сопротивляемости износу. Никель увеличивает проч-
ность, вязкость и твердость стали, повышает ее коррозионную
стойкость и прокаливаемость. Кремний при содержании его
более 0,8% увеличивает прочность, твердость и упругость ста-
ли, снижая при этом ее вязкость. Марганец повышает твер-
дость и прочность стали, улучшает ее свариваемость и прока-
ливаемость.
Легированная сталь по количеству введенных в нее легиру-
ющих элементов классифицируется на низколегированную
(до 5% легирующих элементов), средиелегироваииую (от 5
до 10%) и высоколегированную (свыше 10%).
По назначению легированная сталь, как и углеродистая,
подразделяется на конструкционную и инструментальную.
Легирующие элементы, введенные в состав стали согласно
стандарту имеют следующие обозиачеиия: X — хром, В —
вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, Г —
марганец, Т — титаи, С — кремний, Н — никель, Д — медь,
Ю — алюминий, Р — бор, А — азот. Высококачественную сталь
обозначают с добавлением в конце маркировки буквы А.
Легированная сталь маркируется сочетанием цифр и букв.
23
Первые две цифры обозначают среднее содержание углерода
в сотых долях процента, буквы — легирующие элементы, по-
следующие за буквами цифры — содержание в процентах этих
элементов в стали. Так, марка 40Х обозначает хромистую сталь
с содержанием 0,4% углерода и 1% хрома; 12ХНЗА — хромо-
никелевую сталь, содержащую около 0,12%-углерода, 1% хрома
и 3% никеля и т. д.
Из коиструкциониой легированной стали изготовляют
ответственные детали машин и различные металлические кон-
струкции. Для улучшения механических свойств детали из
этой стали подвергаются термической обработке.
К конструкционным легированным сталям относятся: хро-
мистая (15Х, 20Х, ЗОХ и др.), хромованадиевая (15ХФ, 20ХФ,
40ХФ), хромокремиистая (ЗЗХС, 38ХС, 40ХС), хромоникелевая
(12ХН2, 12ХИЗА и др.).
Ииструмеитальиая легированная сталь по сравиеиию с угле-
родистой обладает износоустойчивостью, оиа глубже прокали-
вается, обеспечивает повышенную вязкость в закаленном
состоянии и меиее склоина к деформациям и трещинам при
закалке.
Режущие свойства легированных сталей примерно такие
же, как и углеродистых, потому что у них низкая теплостой-
кость, равная 200—250°С.
Назначение некоторых марок легированных инструменталь-
ных сталей следующее: сталь 9ХС применяется для изготовле-
ния плашек, сверл, разверток, фрез, гребенок и метчиков; стали
ИХ и 13Х — для напильников, бритвенных ножей, хирурги-
ческого и гравировального инструмента; сталь ХВГ — для
длинных метчиков, разверток и других инструментов.
Для изготовления режущего инструмента применяется
быстрорежущая сталь, которую так назвали за высокие режу-
щие свойства. Благодаря наличию в ее составе вольфрама и
ванадия эта сталь обладает высокой теплостойкостью, красно-
стойкостью, т. е. способностью сохранять высокие твердость и
износостойкость при повышенных температурах. Инструмент,
изготовленный из быстрорежущей стали, нагреваясь в процессе
резаиия до 550—600°С, не теряет своих режущих свойств.
2.4. Цветные металлы
Цветные металлы широко применяются в промышленности,
несмотря иа сравнительно высокую их стоимость. К цветным
металлам относятся: медь, алюминий, магний и др.
Медь — металл красноватого цвета, плотность 8,93 г/см3,
температура плавления 1083°С. Наиболее ценные свойства
24
меди — высокая электропроводность, пластичность, теплопро-
водность, повышенная коррозионная стойкость. Медь широко
применяется в электропромышленности, а также для получения
различных сплавов, используемых в машиностроении. Основные
марки меди: MOO, МО, Ml, М2, М3, М4.
Алюминий — легкий серебристо-белый металл, плот-
ность 2,7 г/см3, температура плавления 658°С. Он обладает
высокой электропроводностью, хорошей пластичностью и кор-
розионной стойкостью, поддается обработке давлением и про-
катывается в тонкую фольгу. Алюминий служит для изготов-
ления электропроводов, посуды, фольги, а также для получе-
ния многих сплавов, применяемых в промышленности. В чис-
том виде алюминий используется мало, так как ои имеет не-
высокие механические свойства. Основные марки алюминия:
А999, А995, А99, А97, А95.
Магний — блестящий белый металл, плотность 1,74 г/см3,
температура плавления 650°С. Магний употребляется для по-
лучения легких сплавов, обладающих высокими механически-
ми свойствами (сплавы с алюминием, марганцем, цинком).
Основные марки магния: Мг1, Мг2.
2.5. Сплавы
Цветные сплавы. Как уже было сказано ранее, цветные
металлы (медь, алюминий, магний и пр.) в чистом виде имеют
ограниченное применение. Для улучшения их механических,
технологических и других свойств из цветных металлов го-
товят различные цветные сплавы: латуни, бронзы, алюминие-
вые н др.
Наиболее распространенными в промышленности сплавами
цветных металлов являются следующие.
Латунь — сплав меди с цинком. По сравнению с чистой
медью она имеет повышенную прочность, пластичность и твер-
дость, а также, обладает большей коррозионной стойкостью
и жидкотекучестью. Латунь служит для изготовления листов,
проволоки, литой и штампованной арматуры, посуды и т. д.
Основные виды латуни: литейные (для фасонного литья)
и обрабатываемые давлением. Латунь обозначается буквой Л
и цифрой, указывающей процент Содержания меди в сплаве.
Например, марка латуни Л62 обозначает, что в ней содержит-
ся около 62% меди.
Наряду с простой применяется также специальная латунь,
в состав которой входят железо, марганец, никель, олово и др.
По прочности некоторые латуни не уступают углеродистой ста-
ли.
25
chipmaker.ru
Специальная латунь кроме буквы Л маркируется условными
обозначениями легирующих элементов: Ж — железо, Мц —
марганец, Н — никель, О — олово, К — кремний, С — свинец.
Количество элементов указывается цифрами. Например, марка
ЛС59-1 обозначает свинцовистую латунь, в которой содержит-
ся 59% меди, 40% цинка и 1% свинца.
Наиболее часто употребляются простые латуни Л62,
Л68 и специальные ЛМц58, ЛС59-1, ЛО62-1 и др.
Бронза — сплав меди с оловом, свинцом, кремнием, мар-
ганцем и некоторыми другими элементами. Бронзы обладают
высокой коррозионной стойкостью, жидкотекучестью и высоки-
ми антифрикционными свойствами. В зависимости от легирую-
щих элементов, входящих в сплав, бронзы делят на оловянные,
алюминиевые, марганцевые, кремниевые, свинцовые и др.
Оловянная бронза имеет повышенную коррозион-
ную стойкость, жидкотекучесть и обладает хорошими анти-
фрикционными свойствами. Она применяется в основном для
отливки подшипников и других подобных деталей и обозначает-
ся буквами БрО с цифрами, указывающими содержание в
ией олова в процентах. Основные марки оловянной бронзы:
БрО10, БрО14, БрО20.
Алюминиевая бронза по сравнению с оловянной
имеет большую пластичность, коррозионную стойкость и лучше
сопротивляется износу, ио обладает более низкими литейными
свойствами.
Добавление в алюминиевую бронзу железа, никеля и мар-
ганца повышает ее коррозионную стойкость и механические
свойства. Такая бронза используется для изготовления фасон-
ного литья, арматуры, зубчатых колес и других деталей. Основ-
ные марки алюминиевой бронзы: БрАЖ9-4, БрАЖН 10-4-4.
Марганцевая бронза обладает пластичностью,
хорошо сопротивляется коррозии, ио имеет сравнительно не-
высокие механические свойства и служит в основном для из-
готовления паровой арматуры. Основной маркой марганцевой
бронзы является БрМц5.
Кремниевая бронза характеризуется высокой
пластичностью и хорошими литейными свойствами. Для увеличе-
ния коррозионной стойкости в иее добавляют марганец, а для
улучшения антифрикционных свойств — свинец. Из кремниевой
бронзы изготовляют пружинящие контакты, проволоку и т. д.
Наиболее распространена бронза марки БрКМцЗ-1.
Бериллиевая бронза обладает высокой упругостью,
износоустойчивостью и твердостью. Бронза марки БрБ2 упот-
ребляется для изготовления пружин, износоустойчивых дета-
лей и т. д.
26
Бронзы маркируются следующим образом: Бр — бронза,
последующие буквы обозначают легирующие элементы, циф-
ры — процентный состав олова и других элементов. Например,
марка БрОЦС-5-5-5 обозначает, что в бронзе содержится
5% олова, 5% цинка, 5% свинца, остальное медь.
Силумин — сплав алюминия с кремнием, обладает хо-
рошими литейными свойствами и широко применяется для
всевозможных отливок. По сравнению с алюминием имеет луч-
шие механические свойства и повышенную плотность. Основ-
ные марки силумина: АЛ2, АЛЗ, АЛ4, АЛ5, АЛ9.
Дюралюмии — сплав алюминия с медью, магнием и
марганцем. Медь и магний при термической обработке уве-
личивают прочность сплава, а марганец — твердость и кор-
розионную стойкость. Дюралюмии подвергают термической
обработке для повышения его механических свойств, которые
при этом приближаются к свойствам среднеуглеродистой стали.
Особенно распространен этот сплав в авиационной промышлен-
ности. Основные марки дюралюмииа: Д1, Д6, Д16, Д18.
Магниевые сплавы — сплавы магния с алюминием,
цинком, марганцем и другими элементами. Литейные свойства
магниевых сплавов ниже алюминиевых, олиако благодаря своей
малой плотности они часто применяются в авиастроении, ра-
диопромышленности и т. д. Прочность магниевых сплавов мо-
жет быть повышена термической обработкой. Основные марки
магниевых сплавов: МЛ4, МЛ5.
Твердые сплавы. Такие сплавы применяют для изготовле-
ния режущих инструментов, предназначенных для обработки
металлов с высокими скоростями резания (от 100 до
1200 м/мии и более). Твердые сплавы получают спеканием
порошков вольфрама, титана, кобальта и угля при температуре
1500—1550°С. Пластинки из твердого сплава обладают твер-
достью HRA 87—90, малой теплопроводностью и низким коэф-
фициентом расширения при иагреве.
Твердые сплавы вольфрамовой группы предназначаются
для обработки хрупких материалов, например чугуна, бронзы
и других металлов. Сплавы этой группы обозначаются буквой
В: ВК2, ВКЗ, ВК6, ВК8. ВКН и др. (2—11% кобальта и ос-
тальное— карбиды вольфрама). Широкое применение находят
твердые сплавы с более мелкозернистой структурой — ВКЗМ,
ВК6М, ВК8М. Твердые сплавы вольфрамотитановой группы
применяются для обработки стали и обозначаются буквой
Т—Т5К10, Т15К6. Т14К8, Т15К6Т, Т30К4, Т60К6 и др. (5-
60% карбидов титана, 6—10% кобальта, остальное — карбиды
вольфрама).
Введение карбида тантала в твердые сплавы увеличивает
27
chipmaker.ru
сопротивление к трешинообразованию при резких сменах тем-
пературы и прерывистом резании, повышает стойкость и по-
зволяет применять скорости резания в 1,5—2 раза выше, чем
при использовании инструментов из обычных сплавов. К тн-
таиотанталовольфрамовой группе относятся марки сплавов
ТТ7К12, ТТ7К15, Т5К12В и др.
Минералокерамические твердые сплавы обладают твер-
достью HRA 92—93 и сохраняют режущие свойства при тем-
пературе до 1200°С. Этот инструментальный материал не со-
держит таких дефицитных н дорогостоящих материалов, как
вольфрам, кобальт и титаи. Его основой является спеченный
оксид алюминия. Из минералокерамики изготовляют пластин-
ки, которые применяются при различных видах обработки, где
используется инструмент с механическим креплением пласти-
нок.
2.6. Термическая и химико-термическая обработка стали
Термическая обработка стали. Термической обра-
боткой называется процесс, заключающийся в нагреве ме-
талла до определенной температуры, выдержке при этой тем-
пературе и последующем охлаждении с той или иной ско-
ростью. В результате такого процесса не изменяется хими-
ческий состав металла, ио меняются его структура и механи-
ческие свойства.
Структуру металла (его строение) можно определить по
излому. На поверхности излома видно большое количество
зерен, связанных между собой. Каждое такое зерно состоит
из мельчайших частиц — атомов, которые, располагаясь в оп-
ределенном порядке, образуют кристаллическую решетку.
В металлах чаще всего встречаются три типа расположе-
ния атомов: атомы располагаются в углах и в центре куба,
образуя кубическую объемио-центрироваииую решетку (рис.
2.1, о), атомы располагаются в углах и в центре иа шести-
гранных основаниях призмы и три атома внутри ее, образуя
гексагональную решетку (рис. 2.1, в); атомы располагаются
по углам куба и в середине каждой его грани, образуя кубиче-
скую гранецеитрироваииую решетку (рис. 2.1, б).
Процесс перестройки атомов одного вида пространственной
решетки в другой при определенных температурных условиях
называют аллотропическим превращением. Ал-
лотропические формы, в которых кристаллизуется металл, на-
зывают модификациями и обозначают а, ₽, у, 6 и т. д.
Атомы меняют свое расположение в зависимости от тем-
пературы иагрева. При иагреве железа до температуры 910°С
28
Рис. 2.1. Строение кристаллической ре-
шетки:
а — кубическая объемно- центрирова иная, б —
кубическая гранецснтрнроваиная, е — гексаго-
нальная
атомы располагаются в виде куба, образуя кристаллическую
решетку а-железа — восемь атомов расположены по углам ре-
шетки и одни — в центре ее (рис. 2.1, а). Если нагревать желе-
зо выше 910°С, кристаллическая решетка с перегруппирован-
ными атомами превращается в куб с четырнадцатью атомами
и образует решетку у-железа (рис. 2.1,6).
В сталях превращение a-железа в у-железо протекает при
температуре более низкой (723°С), чем в чистом железе. Если
нагретый металл медленно охлаждать, то перестройка кристал-
лической решетки происходит в обратном порядке.
Свойства металла зависят от расположения атомов в крис-
таллической решетке. Железо в отожженной стали находится
в форме a-железа и называется ферритом. Углерод же
с железом связан химически, и такая структура называется
цементитом (карбид железа). Феррит вязок, а цементит
обладает большой твердостью и хрупкостью. Структура, при
которой зерна цементита равномерно расположены в феррите,
29
chipmaker.ru
называется перлитом. Твердый раствор углерода в же-
лезе, образующийся при высокой температуре, называется
аустенитом. Структура закаленной стали, полученная при
быстром охлаждении, называется мартенситом; такая
сталь обладает высокой твердостью и хрупкостью.
Термическая обработка бывает нескольких разновидностей;
отжиг, нормализация, закалка и отпуск, поверхностная закал-
ка, обработка холодом.
Отжиг применяется в основном для снижения твердости,
чтобы облегчить механическую обработку и снять в стали внут-
ренние напряжения. Температура нагрева при отжиге зависит
от содержания в стали углерода. Сталь с содержанием углеро-
да более 0,8% нагревают до температуры 750—760°С, для
стали с меньшим содержанием углерода температуру постепен-
но повышают до 930—950°С. После нагрева металл медленно
охлаждают в печи. В отожженном состоянии сталь приобрета-
ет перлитную структуру.
Нормализация предназначается для улучшения
структуры стали, снятия внутренних напряжений и обеспече-
ния лучших условий обработки резанием. Она отличается от
отжига тем, что охлаждение производится не в печи, а на
воздухе.
После нормализации сталь приобретает также перлитную,
но более мелкозернистую и однородную структуру. Твердость
и прочность стали при этом выше, чем после отжига.
Закалка заключается в нагреве стали до определен-
ной температуры, выдержке при этой температуре и последую-
щем быстром охлаждении в воде, масле, расплавленных солях
или на воздухе. Закалка применяется в сочетании с отпуском
для повышения твердости, прочности и износоустойчивости
стали.
Углеродистые и легированные стали под закалку нагревают-
ся в электрических печах или в соляных ваннах. В результате
закалки сталь получает мелкозернистую структуру, в которой
преобладает мартенсит — самая твердая и хрупкая структура.
При быстром охлаждении во время закалки в металле
возникают внутренние напряжения, которые могут вызвать тре-
щины, коробление и хрупкость. Эти дефекты устраняют по-
следующим отпуском.
Отпуск заключается в нагреве стали до температуры,
значительно более низкой, чем при закалке, выдержке при
этой температуре и охлаждении. Углеродистые и легирован-
ные стали нагревают до температуры 150—250°С, а быстро-
режущие подвергаются трехкратному отпуску при температуре
550—580°С. Охлаждение осуществляется на воздухе.
30
Поверхностная закалка представляет собой
нагрев до определенной температуры (температуры закалки)
поверхностного слоя стального изделия с последующим быст-
рым охлаждением. При этом можно получить высокую твер-
дость в относительно тонком слое (от 0,3 до 10 мм) рабочих
поверхностей изделия без измерения структуры и твердости
внутренней массы металла этого изделия. Такое свойство осо-
бенно ценно для напряженно работающих деталей (коленчатые
валы двигателей, зубчатые колеса и др.), которым необходима
большая твердость трущихся рабочих частей и упругая (не-
хрупкая) основная масса металла изделия.
Поверхностная закалка осуществляется на специальных
высокочастотных установках с помощью индукторов, через ко-
торые пропускают токи высокой частоты (ТВЧ). Высокочастот-
ная поверхностная закалка обеспечивает хорошее качество
металла, поэтому широко применяется в промышленности.
Обработка холодом заключается в повышении
твердости и износоустойчивости стали в результате перевода
остаточного аустенита закаленной стали в мартенсит. Эта об-
работка производится на специальных установках, обеспечи-
вающих температуру ниже нуля.
Химико-термическая обработка. Химико-термическая обра-
ботка применяется для изменения химического состава и
свойств поверхностей — твердости, износоустойчивости и кор-
розионной стойкости. Достигается это внедрением (диффузией)
определенных элементов из внешней среды в поверхностный
слой металла.
К химико-термической обработке стали относятся: цемен-
тация, азотирование, цианирование, алитирование.
Цементация — насыщение поверхностного слоя стали
углеродом при иагреве до температуры 880—950°С с последую-
щей закалкой. Цель ее — получение высокой твердости и из-
носоустойчивости поверхности детали. Цементации подвергают-
ся детали из иизкоуглеродистой стали с содержанием углеро-
да 0,1—0,25%. При насыщении количество углерода может
быть доведено до 1 —1,25%. Цементацию деталей обычно про-
изводят после их механической обработки с оставлением при-
пуска на окончательную шлифовку.
Азотирование — поверхностное насыщение стали азо-
том при иагреве до температуры 500—ТОО^С в аммиаке. Азоти-
рованию подвергают для повышения твердости, износоустой-
чивости поверхностного слоя и коррозионной стойкости глав-
ным образом детали, изготовленные нз сталей, содержащих
алюминий, хром и молибден.
Цианирование — одновременное поверхностное на-
31
сыщение стали углеродом и азотом при температуре 530—
550°С. Оно может выполняться в жидкой, твердой и газообраз-
ной средах. Цианирование применяют для повышения стой-
кости спиральных сверл и других быстрорежущих инструмен-
тов и деталей сложной конфигурации.
Алитирование — поверхностное насыщение стали
алюминием на глубину 20 мкм — 1,2 мм диффузией его сред,
содержащих алюминий. При этом сталь приобретает высокую
окалиностойкость (при температурах до 800—850°С). Приме-
няется алитирование для топливных баков газогенераторных
машин, чехлов термопар, разливочных ковшей и т. д.
2.7. Коррозия металлов и защитные покрытия
Коррозией называется процесс разрушения металлов
вследствие химического и электрохимического взаимодействия
их с окружающей внешней средой. В деталях и сооружениях
под действием коррозии происходит постепенное разрушение
поверхности, образование раковин, а также полное изменение
металла, например, тонкие листы металла могут целиком прев-
ратиться в ржавчину.
Потери металла от коррозии довольно велики и наносят
ущерб народному хозяйству. В обычных условиях коррозия
развивается под действием воды н кислорода. Известно не-
сколько видов коррозии, основными из иих (по разрушитель-
ному действию) являются химическая и электрохимическая.
Химическая коррозия является результатом воз-
действия на металл агрессивной среды, не проводящей электри-
ческий ток. Такой средой могут быть газы или некоторые ор-
ганические вещества, например масла. На поверхности металла
образуются химические соединения, чаще всего пленки оксидов.
Электрохимическая коррозия возникает при
соприкосновении металла с жидкостью, проводящей электриче-
ский ток и называемой электролитом. Такими жидкостя-
ми могут быть кислоты, щелочи, растворы солей, почвенная
вода и пр.
Чтобы предохранить металл от коррозии, применяют следую-
щие основные способы его защиты: металлические покрытия;
неметаллические покрытия; химические покрытия.
Металлические покрытия. На защищаемый от коррозии
металл наносят тонкий слой другого металла, обладающего
большей антикоррозионной стойкостью. Нанесение металличе-
ских покрытий производится следующими способами: горячим,
гальваническим, металлизацией (распылением) и др.
При горячем способе покрытие образуется в ре-
32
зультате погружения деталей в ваииу с расплавленным ме-
таллом. Этим способом производятся цинкование (покрытие
цинком), лужение (покрытие оловом), свинцевание (покрытие
свинцом), алитирование (покрытие алюминием).
Гальванический способ заключается в том, что
на поверхность изделий, погруженных в ваину с электролитом,
под действием электрического тока осаждается тонкий слой
металла. Гальванические покрытия образуются при электроли-
зе раствора солей таких металлов, как цинк, олово, свинец,
никель, хром и др.
Преимущество этого способа перед другими в том, что он
допускает иаиесенне любого металла на изделие с требуемой
толщиной слоя защитного покрытия (от 0,005 до 0,030 мм) без
нагрева изделия. Распространены следующие гальванические
покрытия: хромирование, никелирование, цинкование и др.
Металлизация (распыление) заключается в нанесе-
нии тонкого слоя расплавленного металла на изделие специаль-
ным аппаратом — металлизатором.
Неметаллические покрытия. Для защиты от коррозии из-
делия покрывают лаками, красками, эмалями и смазкой. На-
значение этих покрытий — изоляция металла от воздействия
внешней среды.
Лакокрасочные покрытия составляют около 65—70% от
всех антикоррозионных покрытий. Недостаток этих покрытий —
нх малая механическая прочность и обгорание прн высоких
температурах.
Химические покрытия на поверхности изделий образуют
защитные неметаллические пленки, чаще всего оксидные. Та-
кие покрытия образуются в результате обработки паром и др.
При оксидировании изделия погружают в растворы азот-
нокислых солей прн температуре около 140°С.
Обработку паром готовых ииструмеитов нлн деталей ма-
шин применяют для увеличения коррозионной стойкости и
уменьшения износа рабочих поверхностей инструментов и де-
талей в процессе их работы. Паром обрабатывают детали и
инструменты после термической и окончательной механической
обработки, включая заточку и доводку. Стальные изделия при
нагреве до 400—600°С под действием паров воды подвергают-
ся активному окислению с образованием на поверхности ха-
рактерной оксидной пленки.
При этом происходит дополнительный отпуск — снимаются
напряжения, полученные иа предыдущих операциях. Оксидная
пленка играет роль твердого и смазывающего вещества и спо-
собствует увеличению износостойкости и коррозионной устойчи-
вости деталей.
33
chipmaker.ru
2.8. Неметаллические материалы
Наряду с металлами во всех отраслях промышленности
большое распространение получили неметаллические материа-
лы. К иим относятся пластические массы, резина, химикаты,
формовочные, текстильные, древесные, лакокрасочные и другие
материалы. Особо следует отметить пластмассы, с каждым
годом все шире внедряемые в промышленность.
Пластмассы. Пластмассы представляют собой материалы,
основой которых служат природные или синтетические соедине-
ния, способные при нагревании или под давлением формовать-
ся и устойчиво сохранять приданную им форму. В состав
пластмасс входят различные наполнители (древесная мука,
ткань, бумага, стеклянное волокно, хлопковые очесы н др.),
повышающие прочность, связующие вещества (естественные и
искусственные смолы, фенолоформальдегидиые смолы), краси-
тели, пластификаторы, повышающие пластичность и эластич-
ность, а также ряд других вспомогательных веществ.
Большинство изделий из пластмасс изготовляется горячим
прессованием в металлических пресс-формах или литьем под
давлением. Поэтому они не нуждаются в последующей ме-
ханической обработке. Из пластмасс (слоистых), выпускаемых
в виде прутков и листового материала, изделия изготовляют
механической обработкой.
Изделия из пластмасс имеют малую плотность, достаточ-
ную прочность, высокие антикоррозионные и электроизоляцион-
ные свойства; они значительно дешевле металлических изделий.
Пластмассы применяются в качестве заменителей дефицит-
ных цветных металлов и сплавов при производстве электро-
аппаратуры, зубчатых колес, вкладышей, подшипников, вытяж-
ных штампов и даже крупногабаритных изделий (кузова ав-
томобилей и др ).
Основные виды пластмасс, имеющие промышленное значе-
ние, следующие: текстолит (содержащий ткань), гетинакс (со-
держащий бумагу), лигнофоль и дельта-древесина (содержа-
щие древесину), стеклопластики (со стекловолокиистым напол-
нителем), полиэтилен, полистирол, карболит, волокнит, различ-
ные полимеры и др.
Абразивные материалы. Абразивные материалы представ-
ляют собой большую группу неметаллических материалов вы-
сокой твердости, предназначенных для шлифования заточки и
доводки инструмента, деталей и т. д. Из абразивных материа-
лов изготовляются шлифовальные круги, шлифовальные шкур-
ки, шлифовальные порошки, доводочные пасты и др.
Абразивные материалы бывают природные (алмаз, кварц,
34
корунд, гранат) и искусственные (электрокорунд нормальный,
электрокорунд титанистый, моиокоруид, карбид кремния зеле-
ный и черный, карбид бора, синтетические алмазы, кубический
нитрид бора н др.). Чаще всего на машиностроительных за-
водах используют искусственные абразивные материалы.
Режущие свойства абразивных материалов зависят от их
зернистости, твердости, рода связки и структуры.
Зернистость (размер зерна) абразивного материала по
ГОСТ 3647—80 имеет следующие номера: 200, 160, 125, 100,
80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20,
MI4, М10, М7, М5 в порядке уменьшения размера зерна. Но-
мер зерна соответствует длине стороны ячейки сита в сотых
долях миллиметра. В зависимости от размера зерна абразив-
ные материалы делятся иа три группы: шлифзериа (№ 200—
16), шлифпорошкн (№12—3) и мнкропорошки (М40—М5).
Абразивные материалы имеют высокую твердость и усту-
пают по твердости только алмазу. Под твердостью шлифоваль-
ного круга понимают не твердость зерна, а прочность связки,
ее способность удерживать шлифующие зерна при эксплуата-
ции. Согласно ГОСТ 19202—80, различают следующую твер-
дость шлифовальных кругов: мягкие (Ml, М2, М3), средне-
мягкие (СМ1, СМ2), средиетвердые (СТ1, СТ2, СТЗ), твердые
(Т1, Т2).
Абразивные зерна при изготовлении абразивных инструмен-
тов соединяются между собой связками: керамической (К),
бакелитовой (Б), вулканитовой (В) н др.
Структура абразивного инструмента характеризуется объ-
емным соотношением между зернами, связкой и порами. Абра-
зивный инструмент имеет три структуры: плотную (№ 0—3),
среднеплотную (№4—8) и открытую (№9—12).
Абразивная промышленность выпускает все необходимые
для народного хозяйства абразивы, причем электрокорунд со-
ставляет 75% от всего выпуска абразивов, ои содержит 92—
94% оксида алюминия. Электрокорунд обладает большой твер-
достью и вязкостью. Он бывает двух разновидностей:, электро-
корунд нормальный (Э-1А) и электрокору ид белый (ЭБ-2А).
Тот и другой применяют для обработки сталей, чугуна, вяз-
кой бронзы.
Для обработки твердых сплавов, серого чугуна, меди, алю-
миния и других металлов и сплавов, обладающих низким со-
противлением разрыву, применяют абразивные инструменты из
карбида кремния двух марок: КЗ-6С (зеленый) и К.Ч-5С (чер-
ный).
Природные и искусственные (синтетические) алмазы. Из
всех абразивных материалов особое место занимают природные
35
chipmaker.ru
и искусственные (синтетические) алмазы. Твердость алмаза
значительно превосходит твердость всех применяемых в про-
мышленности инструментальных и абразивных материалов.
Алмаз заслуженно называют «королем твердых тел».
Алмаз и технический прогресс неотделимы. Одиако до не-
давних пор применение природных алмазов в промышленности
ограничивалось их добычей. В настоящее время, несмотря на
успешную разработку богатейших месторождений, добыча ал-
мазов еще не может удовлетворять возрастающую потребность
общества.
Поэтому наряду с природными алмазами все большее зна-
чение для техники приобретают искусственные (синтетические)
алмазы. Синтетические алмазы при изготовлении из них ал-
мазно-абразивного инструмента не только не уступают природ-
ным, но имеют перед ними значительные преимущества — они
дешевле и обладают большой работоспособностью. Синтети-
ческому алмазу покоряются самые твердые труднообрабаты-
ваемые материалы: оптическое и техническое стекло, хрусталь,
кварц, твердые сплавы, фарфор, корунд, мрамор, гранит, раз-
личная керамика, бетон, огнеупоры и др.
В первую очередь синтетические алмазы получили широкое
применение в инструментальном производстве для заточки и
доводки твердосплавного металлорежущего инструмента, что
повышает его стойкость в 2—3 раза, сокращает расход твердых
сплавов в 1,5—2 раза, улучшает параметры шероховатости
обрабатываемой поверхности.
Наиболее перспективными являются синтетические сверх-
твердые материалы, созданные на базе поликристаллов алма-
за (карбонадо, баллас) и кубического нитрида бора (эльбор-Р,
композит, гексанит-Р).
Поликристаллы кубического нитрида бора превосходят по
теплостойкости алмазы, быстрорежущую сталь, твердый сплав
и мииералокерамику. Сочетание таких уникальных физико-
химических свойств позволяет применять эльбор-Р при обработ-
ке закаленных сталей, чугунов и различных труднообрабаты-
ваемых материалов.
Эльбор-Р применяется для изготовления резцов, зенкеров,
фрез, шлифовальных и полировальных кругов и другого ин-
струмента.
В нашей стране получили наибольшее распространение
марки синтетических алмазов: АСО, АСР, АСВ.
АСО — алмазные зерна обычной прочности. Используют
для изготовления кругов на органической связке и применяют
для чистовой заточки и доводки режущих инструментов.
АСР — алмазные зерна повышенной прочности. Используют
36
для изготовления кругов на органической, металлической и
керамической связках и применяют для снятия больших при-
пусков и предварительной заточки инструмента.
АСВ — алмазные зерна особо высокой прочности. Исполь-
зуют для изготовления алмазных кругов на металлической
связке, работающих в особо тяжелых условиях.
Алмазно-абразивный инструмент изготовляется на орга-
нической, металлической, керамической, металлогальваничес-
кой, эластичной (резиновой) и других связках. Выбирают ее
с учетом применяемой марки алмаза, обрабатываемого ма-
териала, вида и режима обработки.
Одной из важнейших характеристик алмазно-абразивиого
инструмента, определяющей его режущую способность, про-
изводительность и срок службы, является концентрация ал-
маза в инструменте. В нашей стране наибольшее распростра-
нение получил инструмент с концентрацией алмаза 50, 100 и
150%. За 100%-ную концентрацию принимается содержание
алмаза в алмазоносном слое, равное 25% его объема, что со-
ставляет 4,4 карата алмаза в 1 см3 (карат равен 0,2 г).
Из синтетических алмазов изготовляются резцы, шлифо-
вальные круги, бруски, надфили, головки, шлифовальные шкур-
ки и пасты.
2.9. Вспомогательные материалы
К вспомогательным материалам относятся смазочные, сма-
зочно-охлаждающие жидкости, обтирочные материалы н др.
В качестве смазочных жидкостей применяют минеральные
масла. К охлаждающим жидкостям, которыми пользуются при
обработке металлов резанием, относятся мыльная и содовая
вода, масляные эмульсии н др.
Смазочными жидкостями обычно смазывают узлы машин
и механизмов для уменьшения трения, а также для охлажде-
ния в процессе работы режущими ниструментами. При сверле<
нии, зенкеровании и развертывании углеродистых и легиро-
ванных сталей в качестве охлаждающих жидкостей исполь-
зуют эмульсии и реже растительные масла, а при нарезаинн
резьбы — эмульсии, сульфофрезол и растительные масла.
Для удаления со станков мелкой стружки и масла, обтира-
ния инструментов и обрабатываемых деталей применяются
хлопчатобумажные концы и тряпки.
Контрольные вопросы
1. Какими свойствами обладают металлы?
2. Чем отличается чугун от стали?
37
chipmaker.ru
3. Как влияют на свойства стали легирующие элементы?
4. Какими свойствами обладает быстрорежущая сталь?
5. Какие цветные металлы вы знаете? Чем отличается латунь от
бронзы?
6. Назовите основные марки твердых сплавов и укажите области
их применения.
7. Как производится закалка, отпуск и цементация стали?
8. Что такое коррозия металлов? Как предохранить металл от
коррозии?
9. Какие абразивные материалы применяют в машиностроении?
10. Как природные н синтетические алмазы используют в машино-
строении?
3. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
3.1. Технологический процесс и его элементы
Технологическим процессом называется часть
производственного процесса, содержащая действия по измене-
нию и последующему определению состояния предмета про-
изводства, т. е. по изменению размеров, формы, свойств ма-
териалов, контроля и перемещения заготовки.
Совокупность научно н практически обоснованных методов
и приемов, применяемых для превращения материалов в го-
товую продукцию данного производства, называется техно-
логией этого производства.
Технологический процесс разрабатывается на основании
чертежа изделия и отдельных его деталей н определяет по-
следовательность операций: изготовление заготовок деталей —
литье, ковка, штамповка нли первичная обработка из прокат-
ного материала; обработка заготовок на металлорежущих
станках для получения деталей с окончательными размерами
и формами; сборка узлов н агрегатов, т. е. соединение отдель-
ных деталей в сборочные единицы и агрегаты; окончательная
сборка всего изделия; регулирование и испытание изделия;
окраска н отделка изделия.
На каждом этапе производственного процесса по отдель-
ным операциям технологического процесса осуществляется
контроль за нзготовленнем деталей в соответствии с техни-
ческими условиями.
Технологический процесс механической обработки должен
проектироваться и выполняться таким образом, чтобы посредст-
вом наиболее рациональных н экономичных способов обработ-
ки удовлетворялись требования к деталям (точность обработки
и шероховатость поверхностей, взаимное расположение осей
и поверхностей, правильность контуров и т. д.), обеспечиваю-
щие правильную работу собранного изделия.
38
Согласно ГОСТ 3.1109—82 технологический процесс может
быть проектным, рабочим, единичным, типовым, стандартным,
временным, перспективным, маршрутным, операционным,
маршрутно-операцнонным.
Для обеспечения наиболее рацнриального процесса меха-
нической обработки заготовки составляется план обработки с
указанием, какие поверхности надо обработать, в каком по-
рядке и какими способами.
В связи с этим весь процесс механической обработки рас-
членяется на отдельные составные части — технологические
операции.
Технологической операцией называют закон-
ченную часть технологического процесса, выполняемую на од-
ном рабочем месте.
В зависимости от размера партии изделий, нх конструкции,
уровня техники и организации производства данного предприя-
тия операция может быть укрупненной н расчлененной.
Например, в единичном производстве всю сборку де-
талей в изделие зачастую выполняет одни рабочий на одном
рабочем месте, причем ее планируют как одну операцию. Эту
же работу в крупносерийном и массовом производстве раз-
деляют на целый ряд мелких самостоятельных операций, вы-
полняемых разными рабочими на различных рабочих местах.
Объем операции имеет очень важное значение. Как прави-
ло, чем крупнее н сложнее операции, тем ниже производитель-
ность труда н тем более высокая квалификация рабочего тре-
буется..
И, наоборот, чем больше крупная операция расчленена
на мелкие, тем выше производительность труда и меньше сто-
имость обработки изделия. Расчленение крупной операции
позволяет рабочему лучше приспособиться к выполнению прос-
тых однообразных приемов работы н применить специальные
приспособления.
Операция, в свою очередь, делится на элементы, число ко-
торых изменяется в зависимости от объема н методов ее вы-
полнения. Основными элементами операции являются установ,
технологический переход, вспомогательный переход, рабочий
ход, вспомогательный ход, позиция.
Установом называют часть технологической операции,
выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых
заготовок или собираемой сборочной единицы. Например, фас-
ки 2X60° у втулки, изображенной на рнс. 3.1, а обрабатывают
за два установа, сначала фаску снимают у одного конца от-
верстия (рнс. 3.1, в), а затем, переставив заготовку и закрепив
ее вновь, снимают фаску у другого конца (рнс. 3.1, г).
39
г
Рис. 3.1. Элементы операции
Технологическим переходом называют закон-
ченную часть технологической операции, характеризуемую по-
стоянством применяемого инструмента и поверхностей, обра-
зуемых обработкой и соединяемых при сборке. Когда изменит-
ся режим резання или режущий инструмент, начинается сле-
дующий переход. Например, сверление отверстия 0 9 мм у
втулки (рис. 3.1, б) —первый переход (выполняется сверлом),
а снятие фаски 2X60° (рис. 3.1, в) — второй переход (выпол-
няется зенкером).
Вспомогательный переход — законченная часть
технологической операции, состоящая из действии человека
и (или) оборудования, которые не сопровождаются измене-
нием формы, размеров и шероховатости поверхности, но не-
обходимы для выполнения технологического перехода. Приме-
рами вспомогательных переходов являются установка заготов-
ки, смена инструмента и т. д.
Изменение только одного нз перечисленных элементов (об-
рабатываемой поверхности, инструмента нлн режима резания)
определяет новый переход. Переход состоит из рабочих и вспо-
могательных ходов.
Под рабочим ходом понимают законченную часть
технологического перехода, состоящую из однократного пере-
мещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемо-
го изменением формы, размеров, шероховатости поверхности
или свойств заготовки.
Вспомогательный ход — законченная часть техно-
логического перехода, состоящая из однократного перемещения
инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого из-
менением формы, размеров, шероховатости поверхности или
свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего
хода.
Позицией называется каждое фиксированное положе-
ние, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой за-
готовкой нли собираемой сборочной единицей совместно с
приспособлением относительно инструмента или неподвижной
части оборудования для выполнения определенной части опера-
ции.
Примером позиционной обработки заготовки может слу-
жить выполнение операции сверления отверстий и нарезание
в ннх резьбы на трехпозициоином поворотном приспособлении,
изображенном иа рис. 3.2.
На позиции 1 заготовку закрепляют, при повороте приспо-
собления на позицию 2 на заготовке просверливают отверстия,
затем прн следующем повороте
резают резьбу.
Операциям и переходам в
технологической документации
придают порядковые номера,
причем операции обозначаются
римскими цифрами, а перехо-
ды — арабскими. Порядковые
номера переходов дают в каж-
дой операции самостоятельно,
начиная с первого номера.
Установы обозначаются бук-
вами, причем в каждой опера-
ции буквенное обозначение на-
чинается с первой буквы алфа-
вита. Ходы знаками не обозна-
чают, но указывается их число.
Содержание операций и пе-
на позицию 3 в заготовке на-
Рис. 3.2. Обработка отверстий
на трехпозициоином приспособ-
лении
41
। chipmaker.ru
Рис. 3.3. Примеры переходов обработки:
а — сверлить отверстие 0 0,6 — зенкеровать отверстие 0 D, в — развернуть
отверстие 0 О начерно (начисто), г — зенковать фиску Л X о при обработке
отверстия
Chipmaker.ru
НаиБамаа/и ололуатеяьнь/й размер^
Яаименьааи окончательны/размер
----------:-----------------
ПаиБальа/аа размер под отделку
'аимельа/аиразмер подотдел/^
реходов с указанием нх номеров н буквенных обозначений
установок, нанменовання оборудования, приспособлений, ин-
струментов, режимов работы, норм времени и другие данные,
необходимые для выполнения технологического процесса, ука-
зываются в технологической документации.
Операции называются кратко по виду обработки, например:
сверлильная, токарная, фрезерная н т. д.; переходы излагают-
ся подробно с указанием наименования, порядкового номера
или размера обрабатываемой поверхности.
Для более ясного н точного представления способа обработ-
ки технологический процесс иллюстрируется эскизами перехо-
дов обработки со схематическим указанием поверхностей об-
работки, способа крепления детали на станке (в приспособле-
нии), положения детали, приспособления и инструментов. Та-
ким образом, эти эскизы изображают технологические наладки
для обработки поверхностей детали. Эскиз дается для каждого
перехода отдельно. Примеры переходов обработки отверстия
приведены на рис. 3.3.
ДааВоиьи/аи размер под
vocmody/o оВраВотиу
Наамельи/иа размер под
vacmody/o оВработиу
размер отверстия
Прапусл под vepHoSyro оБраВотлу
Допусл ла черлодую оБраВотлу
ПааВояьи/иа прапусл ла vucmoBp/o оБ^
Уаимельаши прапусл ла vucmodym оБраБатлу
Допуслла vac/подую оБраВотлу___________
//ааВатиа/а прапусл ла отдеа/лу_______
Паимельаши прапусл ла отдерну_________
Допусл ла точность изгото&оенил про отдепле
Рис. 3.4. Схема расположения операционных припусков
и допусков
3.2. Последовательность обработки отверстий
Операционным припуском называют слой ме-
талла, удаленный при выполнении данной операции. Он явля-
ется частью общего припуска на обработку, т. е. того слоя
металла, который снимается с заготовки на всех операциях,
выполняемых для получения готовых изделий. Общий припуск
равен сумме операционных припусков. Операционный припуск
для отверстий обычно задается на сторону и на диаметр.
Операционный допуск характеризует величину
допускаемых отклонений от заданного операционного размера.
Схема расположения операционных припусков и допусков при-
ведена на рис. 3.4. Выбор наиболее рациональных значений
операционных припусков н допусков играет важную роль. Ои
должен обеспечить высокую производительность и качество,
а также низкую себестоимость обработки. Рекомендуемые зна-
чения операционных припусков при обработке отверстий ква-
литетов Ш и /79 и диаметры сверл под резьбу указаны в При-
ложении.
Определение припусков в случае обработки отверстий до
окончательного размера. Припуск при обработке под оконча-
тельный размер определяется как разность между диаметром
последующего и диаметром предыдущего инструмента. Напри-
мер, припуск на развертывание отверстия (черновое и чисто-
вое) диаметром 20 мм (квалитета /77) равен (табл. 3.1) 19,94—
—19,8=0,14 мм на диаметр, где 19,94 — диаметр развертки для
чернового развертывания, а 19,8—диаметр зенкера. Припуск
под расточку после сверления будет равен 19,8—18=1,8 мм иа
диаметр или 0,9 мм на сторону. Припуск при обработке от-
верстий квалитета /79 указан в табл. 3.2.
43
42
chipmaker.ru
3.1. Диаметры отверстий квалнтета Н1 в сплошном материале
и размеры инструмента
Диаметр, мм
обраба- тываемого отверстия сверл отверстия после растачи- вания резцом зенкера развертки
1-го 2-го черновой чистовой
3 2,9 — — — — 3
4 3,9 — — — — 4
5 4,8 — — — — 5
6 5,8 — .— — — 6
8 7,8 — — — 7.96 8
10 9.8 — — — 9,96 10
12 н.о — — 11,85 11.95 12
13 12,0 — — 12,85 12.95 13
14 13,0 — — 13,85 13.95 14
15 14.0 — — 14,85 14.95 15
16 15,0 — — 15,85 15,95 16
18 17,0 — — 17.85 17,94 18
20 18,0 — 19,8 19,8 19.94 20
22 20,0 — 21.8 21,8 21,94 22
24 22,0 — 23,8 23,8 23,94 24
25 23.0 — 24,8 24,8 24.94 25
26 24,0 — 25,8 25,8 25,94 26
28 26,0 — 27,8 27,8 27,94 28
30 15,0 28,0 29,8 29,8 29,93 30
32 15.0 30,0 31,7 31,75 31,93 32
35 20,0 33,0 34,7 34,75 34,93 35
38 20,0 36.0 37,7 37,75 37,93 38
40 25.0 38,0 39,7 39,75 39.93 40
42 25.0 40,0 41,7 41,75 41,93 42
45 25.0 43,0 44,7 44,75 44,93 45
48 25.0 46,0 47,7 47,75 47,93 48
50 25,0 48,0 49,7 49,75 49,93 50
Примечания: 1. Прн обработке отверстий диаметром до
15 мм в чугуне зенкер не применяется. 2. В случае работы одной раз-
верткой на нее распространяется суммарный припуск черновой и
чистовой разверток, указанный в настоящей таблице.
Выбор способа (последовательности) обработки отверстий
в зависимости от их размеров, требуемой точности обработки
и вида заготовки (сплошной металл, прошитые и литые от-
верстия) производится по данным табл 3.3.
В табл. 3.4 приведены данные о технологической точности,
достигаемой прн обработке отверстий.
44
3.2. Диаметры отверстий квалитета Н9 в сплошном материале
и размеры инструмента
Диаметр, мм
обрабатыва- емого отверстия сверл отверстия после растачивания резцом зенкера развертки
1-го 2-го
3 2,9 — — — 3
4 3.9 — — — 4
5 4.8 — — — 5
6 5.8 — — — 6
8 7,8 — — — 8
10 9,8 — — — 10
12 Н.8 — — — 12
13 12,8 — — — 13
14 13.8 — — — 14
15 14,8 — — — 15
16 15.8 — — 15,85 16
18 17,0 — — 17,85 18
20 18,0 — 19,8 19,8 20
22 20,0 — 21.8 21,8 22
24 22,0 — 23,8 23,8 24
25 23,0 — 24,8 24,8 25
26 24,0 — 25,8 25,8 26
28 26,0 — 27,8 27,8 28
30 15,0 28,0 29,8 29,8 30
32 15,0 30,0 31,7 31,75 32
35 20.0 33,0 34,7 34,75 35
38 20,0 36,0 37,7 37,75 38
40 25,0 38,0 39,7 39,75 40
42 25,0 40,0 41,7 41,75 42
45 25,0 43,0 44,7 44,75 45
48 25,0 48,0 47,7 47,75 48
50 25,0 48,7 49,7 49,77 50
3.3. Последовательность обработки отверстий квалнтетов
Н7—Н11
Диа метр отвер- стия, мм Заготовка под отверстие Квалитеты
Н7 Н9 //11
До 10 Сплошной материал Сверление, развертыва- ние черновое, развертыва- ние чистовое Сверление, развертыва- ние Сверление
Сплошной Сверление, Сверление, Сверление,
материал зенкерование. зенкерование, зенкерование
45
продолжение табл. 3.3
обрабатываемых отверстий
на
3.4. Средняя Диаметр отверстия, мм технологическая точность разлн» Показатель точности 4НЫЛ МС1идиг Сверление Рас- свер- л н ва- нне по кон- дук- тору (енкерованне Развертывание
без кон- дук- тора по кон- дук- тору чер- новое чис- товое чер- новое однократное чистовое чистовое повышенной точности
сталь чугун сталь чугун сталь чугун
До 6 Средняя точность 0,12 0,07 — — — 0,025 Н9 0,021 Н9 0,018 Н8 0,017 Н8 0,013 Н7 0,013 Н7 0,008 Н6
Квалитет Н12 0,16 Н\ 1 0,08 — — — 0,025 0,025 0,018 0,018 0,013 0,013 0,008
6—10 Средняя точность 0,16 0,09 НИ 0,10 — — — 0,030 Н9 0,025 Н9 0,023 Н8 0,020 Н8 0,016 Н7 Н7
Квалитет Допуск на отверстие Н\2 0,20 — — — 0,030 0,030 0,018 0,022 0,016 0,016 0 019 0,011 0 013
10-18 Средняя точность Квалитет Допуск на отверстие 0,21 Н12 0,24 0,12^ ни 0,12 0,11 НН 0,12 0,2 П Н12 0,24 0,11 НН 0,12 0,035 Н9 0,035 0,030 Н9 0,035 0,02/ Н8 0,027 Н8 0,027 Н7 0,019 Н7 0,019 0 023 Н6 0,013 0 015
18—30 Средняя точность Квалитет Допуск на отверстие 0,27 Н12 0,28 0,16 НИ 0,14 0,141 НИ 0,14 0,25 Н12 0,28 0,13 НИ 0,1 0,045 Н9 0,045 0,036 Н9 0,045 0,033 Н8 0,033 Н8 0,033 Н8 0,023 Н7 0 023 Н6 0,015
30—50 Средняя точность Квалитет Допуск на отверстие 0,34 Н12 0,34 0,21 Н12 0,34 0,18 Н12 0,34 0,30 Н12 0,34 0,15 НИ 0,17 0,050 Н9 0,050 0,042 Н9 0,050 0,039 Н8 0,039 0,035 Н8 0,039 0,02/ Н7 0,027 0 030 Н7 0,027 0 030 Н6 0,018 0 018
50—80 Средняя точность — - 0,22 Н\2 0,35 //12 0,18 Н11 0,060 //9 0,049 Н9 Н9 Н8 Н7 Н7 Н6
Квалитет Допуск на отверстие —— — 0,40 0,40 0,20 0,060 0,060 0,046 0,046 0,030 0,030 0,018
80—120 Средняя точность — — — 0,40 Н\2 0,20 НИ 0,070 Н9 0,057 Н9 0,054 Н8 0,047 Н8 0,и3о Н1 Н7 Н6
Квалитет Допуск на отверстие — — — 0,46 0,23 0,070 0,076 0,054 0,054 0,035 0,035 1 0,021
chipmaker.ru
3.3. Брак при обработке отверстий, его предупреждение
и устранение
В результате обработки детали с нарушением требования
чертежа и технических условий деталь получится некачествен-
ной. Различают брак исправимый — когда деталь дополнитель-
ной обработкой может быть приведена в соответствие с упо-
мянутыми требованиями, и брак окончательный, неисправи-
мый — когда исправить некачественную обработку нельзя.
Основными причинами брака при обработке отверстий
являются: неправильная наладка и настройка станка; неумелое
пользование инструментом; работа на неисправном станке;
применение непригодного оснащения — приспособлений, режу-
щего, вспомогательного, контрольно-измерительного инструмен-
та; несоблюдение технологического процесса обработки; невы-
полнение установленных режимов резания; небрежное и невни-
мательное отношение к работе.
Виды брака, встречающегося при сверлении, развертывании
и нарезании резьбы метчиком, и рекомендации о способах
его предупреждения н устранения приведены в табл. 3.5,
3.6 н 3.7.
3.5. Виды брака при сверлении и способы его
предупреждения и устранения
Виды брака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Перекос отвер- стия Смещение от- верстия Стол станка непер- пендикулярен шпинде- лю Попадание стружки под нижнюю поверх- ность детали Неправильные (непа- раллельные) подкладки Неправильная уста- новка обрабатываемой детали на столе стайка Неисправные и неточ- ные приспособления Биение сверла в шпинделе Увод сверла в сто- рону Неправильная уста- новка н слабое креп- Выверить правиль- ность положения стола При установке дета- ли очищать стол и де- таль от стружки и гря- зи Исправить или сме- нить подкладки Проверить установку и крепление детали Заменить приспособ- ления исправными Устранить биение сверла Проверить правиль- ность заточки сверла, выверить его на биение и правильно заточить Проверить установку н крепление детали, на-
48
Продолжение табл. 3.5
Виды брака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Завышенный диаметр отвер- стия Грубо Обрабо- танная поверх- ность стенок от- верстия Увеличение глубины отвер- стия ление детали на столе станка (деталь сдви- нулась при сверлении) Неверная разметка детали (при сверлении по разметке) Люфт шпинделя станка Неправильные углы или различная длина режущих лезвий; сме- щено поперечное лез- вие Завышена подача сверла Тупое или неправиль- но заточенное сверло Плохая установка сверла н детали Недостаточное ох- лаждение или непра- вильный состав охлаж- дающей смеси Неправильность уста- новки упора на глубину дежно закрепить ее на столе станка Правильно разметить деталь Отрегулировать рабо- ту шпинделя Во всех случаях — правильно заточить сверло Уменьшить подачу Правильно заточить сверло Проверить правиль- ность установки и креп- ления сверла и детали Увеличить охлажде- ние сверла или заме- нить охлаждающую смесь Точно установить упор на заданную глу- бину сверления
3.6. Виды брака при развертывании и способы его
предупреждения и устранения
Виды брака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Не выдержан размер отверстия по диаметру Следы предва- рительной обра- ботки отверстия Неправильно выбран диаметр развертки Биение развертки Недостаточный при- пуск под развертывание Грубая обработка отверстия под развер- тывание Заменить правиль- ной по размеру разверт- кой Применить разверт- ку с качающейся оправ- кой Увеличить величину припуска Улучшить предвари- тельную обработку от- верстия
49
r.ru
Продолжение табл. 3.6
Виды брака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Следы дробле- Завышенный припуск Уменьшить величину
иия на поверхно- сти отверстия на развертывание Неправильные углы припуска Правильно заточить
Надиры и вы- заточки зубьев раз- вертки Неправильное креп- ление развертки Плохо заточенная развертку Применить с качающейся Правильно развертку оправкой заточить
хваты на поверх- ности или затупившаяся раз- вертка Завышенный припуск на обработку Неудовлетворитель- ный состав или недо- статочное количество охлаждающей жидко- сти (особенно при обра- ботке вязких металлов) развертку Установить припуск в соответствии с норма- тивами Увеличить подачу ох- лаждающей жидкости, изменить ее состав
3.7. Виды брака при нарезании резьбы метчиками и
способы его предупреждения и устранения
Виды брака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Рваная резьба Затупившийся метчик Неудовлетворитель- ное охлаждение Неправильная уста- новка — перекос мет- чика относительно от- верстия Применение остро заточенного метчика Применение рацио- нального и достаточно- го охлаждения Правильная установ- ка метчика без переко- сов
Тупая резьба Завышенный диаметр отверстия под резьбу Правильный выбор и обработка диаметра от- верстия под резьбу
Неудовлетво- Малая величина пе- Применение остро
рительная шеро- редиего угла заточенных сверл тре-
ховатость по- Недостаточная длина буемой конструкции и
верхиостн про- филя резьбы заборного конуса Сильное затупление и неправильная заточ- ка метчика Низкое качество сма- зочно-охлаждающей жидкости геометрии Применение соответ- ствующей смазочно- охлаждающей жидко-
50
Продолжение табл. 3.7
Виды бака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Провал по ка- либрам-пробкам Тугая резьба Конусность резьбы Несоблюдение размеров резьбы (проходной ка- либр не прохо- дит, непроход- ной — проходит) Образование рваной резьбы (заваривание метчика) Несоответствующие качества материала де- тали Применение чрезмер- но высоких скоростей резания Разбивание резьбы метчиком при непра- вильной его установке Большое биение мет- чика Снятие метчиком стружки при выверты- вании Применение повы- шенных скоростей ре- зания Использование раз- ных смазочно-охлажда- ющих жидкостей Неправильная регу- лировка или непригод- ность плавающего пат- рона Неточные размеры метчика Большая шерохова- тость резьбы Неправильное враще- ние метчика (разбивкг верхней части отвер- стия) Отсутствие у метчика обратного конуса (зубья калибрующей части срезают металл) Некачественный мет- чик; перекос метчика при установке и нару- шение нормальных ус- ловий его эксплуата- ции. Срезание резьбы прн обратном ходе мет- чика Низкая твердость ре- жущей части (зубьев) метчиков; низкая шеро- ховатость поверхности зубьев; малые передние и задние углы; нзно- сти и материала тре- буемого качества Выбор рациональных скоростей резания Правильная установ- ка метчика Применение метчиков с допустимым биением и правильными канав- ками Выбор нормальных скоростей резания Применение наиболее эффективной смазочно- охлаждающей жидкости Применение исправ- ного патрона Применение метчиков требуемых размеров Нарезание чистой резьбы Правильная установ- ка метчика н устране- ние неправильности вра- щения Применение метчиков правильной конструк- ции Применение качест- венных метчиков, пра- вильная установка и со- хранение нормальных условий работы Применение качест- венных остро заточен- ных метчиков требуе- мой конструкции и гео- метрии с учетом обра- батываемого материала
51
chipmaker.ru
Продолжение табл. 3.7
Виды брака Причины брака Способы предупреждения и устранения
Ухудшение ка- чества резьбы (выкрашивание зубьев метчика) Брак резьбы вследствие по- ломки метчика шенность метчиков; вы- сокая вязкость мате- риала детали Неудовлетворитель- ное охлаждение Повышенная твер- дость н хрупкость; за- вышенная величина пе- редних и задних углов; короткая заборная часть; сильное затупле- ние метчика Неравномерная пода- ча метчика -(удар о де- таль) в начале нареза- ния резьбы Закалочные трещины и повышенная хруп- кость режущей части метчика; недостаточная глубина отверстия под резьбу; малый объем стружечных канавок и плохой отвод стружки; защемление стружки при вывертывании метчика Заниженный диаметр отверстия под резьбу Применение рацио- нального охлаждения Применение качест- венных метчиков с пра- вильной термообработ- кой, своевременная сме- на затупившихся мет- чиков Внимательное отно- шение к работе Применение метчиков требуемой конструкции с качественной термооб- работкой Выполнение правиль- ных по размеру отвер- стий под резьбу
3.4. Технологическая документация
Разработанный технологический процесс изготовления или
сборки изделия отражают в специальном документе—тех-
нологической карте. В зависимости от типа производ-
ства (единичное, серийное, массовое) технологические карты
бывают разные.
Для единичного, а иногда и мелкосерийного производст-
ва технологические карты оформляют в виде маршрута (марш-
рутная карта), где приводят лишь перечень операций и ука-
зывают последовательность их выполнения.
Для крупносерийного н массового производства техно-
логические карты составляют на каждую операцию обработ-
ки данного изделия. Такие операционные карты содержат под-
52
ровные указания, необходимые для обработки и контроля на
данной операции. Так, например, в операционных картах ме-
ханической обработки содержатся:
нанменоваиие изделий, номер чертежа изделия, наименова-
ние операции;
материал изделия, род и размер заготовки; количество изде-
лий в партии;
номера операций, установов, переходов; содержание устано-
вов и переходов;
эскиз изделия с указанием мест его обработки, размеров,
допусков, шероховатости поверхностей; эскизы переходов с раз-
мерами для каждого перехода;
наименование, тип, краткая характеристика и модель стан-
ка; номера и наименования приспособлений, режущего и изме-
рительного инструмента (по переходам);
режим работы (глубина резания, подача, скорость резания,
частота вращения, число переходов); нормы времени и разряд
работы;
указание о проверке (контроле) тех или иных элементов
изделия, обрабатываемых на данной операции; о том, кто
(рабочий, мастер или контролер) должен проверять и какой
инструмент при этом используется.
В технологических картах указываются также необходимые
оборудование, приспособления и инструмент.
Технологическая карта является основным документом про-
изводства и ее указания обязательны для всех, участвующих
в изготовлении изделия; нарушение технологии производства
карается советскими законами.
Однако это не значит, что технологический процесс не мо-
жет быть изменен. Наоборот, технология любого производства
должна совершенствоваться так, чтобы непрерывно росла про-
изводительность труда, улучшалось качество, снижалась себе-
стоимость изделия. Но все изменения в технологические карты
имеют право вносить только работники технологической служ-
бы предприятия. Поэтому самоличное изменение технологии
рабочим, мастером н т. д. является нарушением технологиче-
ской дисциплины.
Контрольные вопросы
1. Что такое технологический процесс?
2. Дайте определение технологической операции.
3. Назовите элементы технологической операции.
4. Какая применяется технологическая документация?
5. Какие бывают причины брака при обработке отверстий и как
его устранить?
53
4. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПРОЦЕССЕ
И РЕЖИМАХ РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ
4.1. Основы теории резания металлов
Сущность обработки металлов резанием заключается в уда-
лении с поверхности заготовки излишней части металла (при-
пуска). При этом заготовка, превращаясь в изделие, приобре-
тает необходимую форму, размеры и шероховатость поверх-
ности, предусмотренные чертежом.
Обработка металлов резанием производится режущими
инструментами на различных металлорежущих станках: токар-
ных, фрезерных, строгальных, сверлильных, шлифовальных
и др.
В процессе резания различают: обрабатываемую, обрабо-
танную поверхность и поверхность резания (рис. 4.1).
Поверхность, подлежащая обработке, называется обра-
батываемой поверхностью. Поверхность, получен-
ная в результате обработки (прн сверлении — это цилиндри-
ческая поверхность просверленного отверстия), называется
обработанной. Поверхность, образуемая режущей кром-
кой инструмента в процессе резания, называется поверх-
ностью резання.
Процесс резання прн сверлении может быть осуществлен
при наличии двух рабочих движений режущего инструмента
по отношению к обрабатываемой детали: вращательно-
го движения и подачн (рнс. 4.2).
Обработанная поверхность
Рис. 4.1. Поверхности обра-
батываемого изделия
Рнс. 4.2. Рабочие
движения при свер-
лении
54
Элементы резания при сверлении. В процессе образования
отверстий на сверлильных станках сверло одновременно
совершает вращательное н поступательное движения. При этом
режущие кромки сверла срезают тонкие слои металла у не-
подвижно закрепленной заготовки, образуя стружку, которая,
завиваясь и скользя по спиральным канавкам сверла, выходит
из обрабатываемого отверстия. Чем быстрее вращается сверло
и глубже перемещается вдоль осн за одни оборот, тем быстрее
осуществляется процесс обработки.
Частота вращения сверла и его диаметр характеризуют
скорость резания, а перемещение его вдоль осн за один оборот
определяет толщину срезаемой стружки.
Сверло по сравнению с другими режущими инструментами
работает в довольно тяжелых условиях, так как прн сверлении
затрудняется отвод стружкн н подвод смазочно-охлаждающей
жидкости.
В отлнчне от резца сверло является не однолезвийным, а
многолезвийным режущим инструментом. В процессе резания
при сверлении участвуют не только два главных лезвия, но и
лезвие перемычки, а также два вспомогательных лезвия,
находящихся на направляющих ленточках сверла, что весьма
усложняет процесс образования стружки.
В начале обработки передняя поверхность сверла сжимает
прилегающие к ней частицы металла. Затем, когда давление,
создаваемое сверлом, становится большим, чем силы сцепления
частиц металла, происходит их отделение от обрабатываемой
поверхности н образование элементов стружкн. При обра-
ботке пластичных металлов (сталей) резанием образуются
три вида стружки; элементная (скалывания), ступен-
чатая, сливная, а прн обработке малопластичных ме-
таллов (чугун, бронза) —стружка надлома. Прн сверле-
нии образуются два вида стружки: сливная и надлома. Сре-
заемая стружка значительно изменяет свою форму (увеличи-
вается по толщине н укорачивается по длине). Это явление
называется усадкой стружки.
Основными элементами резания при сверлении являются:
скорость и глубина резання, подача, толщина н ширина
стружки (рис. 4.3).
Скорость резання и — путь перемещения режущей
кромки сверла относительно обрабатываемой заготовки в еди-
ницу времени — определяется по формуле* п = л0м/1000, где
* Так как диаметр отверстия выражается в миллиметрах, а ско-
рость резаиия — в метрах, то произведение ПО необходимо разделить
на 1000.
55
ctiipmaker.ru
I
v — скорость резания, м/мин; D — диаметр сверла, мм; п —
частота вращения сверла, об/мин; л — постоянное число, рав-
ное 3,14.
Величина скорости резания зависит от обрабатываемого
материала, диаметра, материала сверла и формы его заточки,
подачи, глубины резания и охлаждения.
Подача S (мм/об) —перемещение сверла вдоль осн за
один его оборот. Величина подачи при сверлении и рассвер-
ливании зависит от заданного параметра шероховатости и точ-
ности обработки, обрабатываемого материала, прочности
сверла и жесткости технологической системы станка.
Глубина резання t (мм) — расстояние от обрабаты-
ваемой поверхности до оси сверла (т. е. радиус сверла).
Определяется глубина резания по формуле t = DjQ., где D —
диаметр сверла, мм.
Толщина среза (стружки) а измеряется в направле-
нии, перпендикулярном режущей кромке сверла, и равна S/2.
Ширина среза (стружки) b измеряется вдоль режу-
щей кромки и равна ее длине.
Таким образом, площадь поперечного сечеиия среза стано-
вится больше с увеличением диаметра сверла.
[Материал прн обра-
5 ботке отверстия оказыва-
ет сопротивление резанию
и снятию стружки. Для
Рис. 4.4. Силы, действующие
на сверло
Рис. 4.3. Элементы резаний прн
сверлении
56
осуществления процесса резания с помощью механизма пода-
чи станка к режущему инструменту должна быть приложена
сила подачи Р, превосходящая силы сопротивления
материала, а к шпинделю станка — крутящий момент Л4кр
(рнс. 4.4).
Сила подачи прн сверлении н крутящий момент зависят
от диаметра сверла D, величины подачн и обрабатываемого
материала; так, например, прн увеличении диаметра сверла
и подачи они также увеличиваются.
Крутящий момент AfKp (Н-м) станка подсчитывается по
формуле AfKp = 9750 Nmn/n, где Лш„ — мощность на шпинделе;
кВт; п — частота вращения шпинделя, об/мнн.
В свою очередь, Мшп = Л/стг), где N„ — мощность электро-
двигателя стайка; т] — КПД станка.
Мощность, затрачиваемая на резание, будет складываться
из мощности, затрачиваемой на вращение, и мощности, затра-
чиваемой на движение подачн, т. е. Npe3 = W„p + Мюд -
Мощность (кВт), затрачиваемая на вращение, =
= Л1п/975 000, где М — суммарный момент от сил сопротивле-
ния резанию, Н-м; п — частота вращения сверла, об/мин.
Расчеты показывают, что мощность, затрачиваемая на дви-
жение подачн, мала (0,5—1,5% мощности, затрачиваемой на
вращение сверла), н ею можно пренебречь.
Поэтому Npc3 = N„p = Mn/QTb ООО или Wpe3 = Мп/(3060D).
Нагрев инструмента и охлаждение при обработке. В процес-
се сверления выделяется большое количество теплоты вслед-
ствие деформации металла, трення выходящей по канавкам
сверла стружки и трення задней поверхности сверла об обра-
батываемую поверхность. Основная часть теплоты уносится
стружкой, а остальная распределяется между заготовкой и
инструментом.
Для предохранения от затупления и преждевременного
износа прн нагреве режущего инструмента в процессе резання
применяют смазочно-охлаждающую жидкость (табл. 4.1),
которая отводит теплоту от стружкн, заготовки н инструмента.
Смазочно-охлаждающая жидкость, смазывая трущиеся поверх-
ности инструмента и заготовки, значительно уменьшает тренне
и облегчает тем самым процесс резания.
Применяя прн обработке отверстий указанные в табл. 4.1
смазочно-охлаждающне жидкости, можно увеличить стойкость
режущего инструмента от 1,5 до 3 раз.
chipmaker.ru
4.1. Смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые при обработке отверстий
Нарезание резьбы метчиками Т о 6 6 о. -о* о. -о- -е- -С. Е- < Е- Е- О —ч о о лр хр \о Ex' оХ о\ оЧ г; о к; СО СО - 00 о сч *сч о '—' — • —- ' со _ « со < \о \О О . О —. —’ , 0X4 о\ GX — сх • • ю * to XX. ’ © XX о х о ч-, О о О 2 X о х „ х -0-х -0- х со с х со сч е; х сч с *7 -° х со, к; ”7 Л СХ ‘ СХ СХ • о СХ .'ОС СХ ' $“« о CL « < о (— со х f— со ZS >• X < L< со >» □ m m « S 0 >. □ m « S <-> 0 О «• -& 0 -е-
Развертывание Укринол-1 (3%) ЭТ-2 (5%) Укринол-1 (5%),ОСМ-3, МР-1 ЭТ-2 (5%), сульфофре- зол Укринол-1 (5%),ОСМ-3, МР-1 Сульфофрезол, ЭТ-2 (5%) Укринол-1 (10%) ЭТ-2 осерненная (10%), сульфофрезол Укринол-1 (16%), ОСМ-3 МОТ-2, керосиново-мас- ляная смесь РЗ-СОЖ8 (10%), МР-1, ОСМ-3 ЭТ-2 осерненная (10%), сульфофрезол
Сверление и зенкерование Укринол-1 (3%) ЭТ-2 (5%) Аквол-2 (5%), Аквол-10 (3%), Укринол-1 (5%), МР-1, ОСМ-3 ЭТ-2 (5%), ЭТТ (5—20%), сульфофрезол Укринол-1 (3%), СДМУ-2 (10), МР-1,ОСМ-3 ЭТ-2 (5%), сульфофре- зол Аквол-10 (10%), Укри- нол-1 (3%), МР-1 ЭТ-2 осерненная (10%); ЭТ-2 (5%), сульфофрезол Укринол-1 (3%) РЗ-СОЖ8 (10%), МР-1, МР-4 ЭТ-2 осерненная (10%), сульфофрезол
сож Рекомендуемая Заменяемая Рекомендуемая Заменяемая Рекомендуемая Заменяемая Рекомендуемая Заменяемая Рекомендуемая Заменяемая Рекомендуемая Заменяемая
Обрабатываемый материал Серый чугун Углеродистые стали • Легированные стали Нержавеющие стали Алюминиевые стали Титановые стали
58
4.2. Выбор рациональных режимов резания при работе на
сверлильных станках
Назначение рационального режима резания при работе на
станках сверлильной группы заключается в выборе такой ско-
рости резання и подачи, при которых процесс обработки был
бы наиболее производительным и экономичным.
Для уменьшения основного (технологического) времени
следует работать с возможно большей технологически допусти-
мой подачей и соответствующей скоростью резаиия.
При этом должны быть наиболее полно использованы
режущая способность инструмента и его прочность, динами-
ческие возможности станка при соблюдении технических усло-
вий.
Теоретический расчет элементов режима резания произво-
дится в следующем порядке:
1. Выбирают подачу по табличным данным в зависимости
от характера обработки, требуемого качества обработанной
поверхности, прочности сверла и других технологических
и механических данных изделия.
2. Подсчитывают скорость резания, допускаемую режущими
свойствами инструмента.
3. По найденной скорости подсчитывают частоту вращения.
Полученную частоту вращения корректируют по паспортным
данным станка (принимается ближайшая меиьшая или ближай-
шая большая, если она ие более чем 5% от расчетной).
4. Определяют действительную скорость резания, с которой
будет производиться обработка.
5. Проверяют выбранные элементы режима резаиия по
прочности слабого звена механизма главного движения и мощ-
ности электродвигателя стайка.
6. Подсчитывают основное (технологическое) время обра-
ботки.
Обычно в производственных условиях при выборе элементов
режима резания для сверления, зеикерования, развертывания
и иарезки внутренних резьб пользуются готовыми данными тех-
нологических карт и таблиц справочников.
Ниже приводится пример выбора режима резания при
сверлении, зенкеровании, развертывании, нарезании резьбы
на основании данных официального издания Центрального
бюро промышленных нормативов по труду при Государственном
комитете Совета Министров СССР по вопросам труда и зара-
ботной платы (Общемашиностроительные нормативы режимов
резания для технического нормирования работ на металло-
режущих станках, 1974).
59
chipmaker.ru
Пример расчета режимов резания
Исходные данные. Изделие — вилка. Операции: сверление отверс-
тия 0 14,5 мм под зенкерование; зенкерование отверстии 0 15,9 мм
под развертывание; развертывание отверстия 0 16 мм //9; нарезание
резьбы М16Х2 в отверстии 0 14 мм изделии. Материал изделия —
сталь 45, о, = 680 МПа. Количество изделии — 50 шт. Станок верти-
кально-сверлильный, модель 2Н118.
Паспортные данные станка 2Н118: максимальный диаметр свер-
ления отверстия — 18 мм; частота вращения шпинделя (об/мин): 180,
250, 355, 500, 710, 1000, 1420, 2000, 2800, подача (мм/об): 0.1, 0,14,
0,2, 0,28. 0,4, 0,56; мощность на шпинделе станка — 1,7 кВт.
1-й переход: сверление отверстия 0 14,5 мм на глубину Z = 30 мм;
сверло спиральное 0 14,5 мм из стали Р6М5.
Выбор подачи. По нормативам определнем величину подачи
прн обработке стали с пределом прочности о, = 680 МПа.
При сверлении отверстия с припуском под последующую обработку
устанавливается подача, равная 0,31—0,37. Принимаем ближайшее зна-
чение подачи по паспорту стайка, равное 0,28 мм/об. Для диаметров
отверстий 35—40 мм выбранные подачи проверяются по силе резания,
допускаемой прочностью механизма подачи станка.
Определение скорости резания. По нормативам
определнем скорость резания для стали 45 с пределом прочности
о, = 680 МПа.
Прн сверлении отверстия 0 14,5 мм на глубину I = 30 мм сверлом
нз стали Р6М5 с подачей 0,28 мм/об величина скорости резаннн
v = 24 м/мин.
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле n = t>X
X 1000/(лО) = 24 - 1000/(3,14 - 14,5) = 527 об/мии. Принимаем по пас-
порту станка ближайшее п — 500 об/мнн. Определяем фактическую
скорость резання: v = nDn/1000 = 3.14 - 14,5 500/1000 — 22,7 м/мин.
Проверка выбранного режима по мощности
станка. По нормативам определяем мощность, необходимую для
резания.
Прн обработке стали о, = 680 МПа сверлом 0 14,5 мм с подачей
S = 0,28 мм/об и со скоростью резання v = 22,7 м/мнн мощность,
необходимая для резаннн, N = 1 кВт.
Согласно паспортным данным мощность на шпинделе по приводу
стайка N = 1,7 кВт, т. е. по слабому звену станка в данном случае
мощность не лимитирует режим резании.
Следовательно, установленный на станке режим резаиня осущест-
вим.
Определение основного (технологического)
времени. Основное (технологическое) время определяется по фор-
муле То = Д/(ЗД = (/ + Д)/(п5) = 30 + 6/(500 • 0,28) = 0,26 мнн, где I —
глубина обрабатываемого отверстия, мм; Д — длина врезания н пере-
бега сверла, мм (/, устанавливается по нормативам для сверла
0 14,5 мм; /| — 6 мм); S, = Sn (мм/мин); i — число рабочих ходов.
2-й переход: зенкерование отверстия 0 15,9 мм на глубину / —
— 50 мм; зенкер 0 15,9 мм из стали Р6М5.
Выбор подачи. По нормативам определяем величину подачн
при обработке стали с пределом прочности о, = 680 МПа зенкером
0 15,9 мм.
При зенкерованнн отверстия с припуском под последующую
обработку устанавливаем подачу, равную 0,5—0,6 мм/об.
60
Принимаем ближайшее значение подачи по паспорту станка, рав-
ное 0,56 мм/об.
Определение скорости резання. По табличным дан-
ным нормативов определяем скорость резания для стали 45 с пределом
прочности о, = 680 МПа.
Прн зенкерованнн отверстия 0 15,9 мм на глубину / = 30 мм
зенкером нз стали Р6М5 с подачей S = 0,56 мм/об величина скорости
резаиия v = 17,3 м/мин.
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле п = v X
X 1000/(лО) = 17,3- 1000/(3,14- 15,9) = 346 об/мнн.
Принимаем по паспорту станка ближайшую частоту вращения
п = 355 об/мин.
Определнем фактическую скорость резання: v = лОл/ЮОО =
= 3,14 - 15,9 - 355/1000 = 17,7 м/мнн.
Определение основного (технологического)
времени. Основное (технологическое) время определяетсн по фор-
муле То= L/(S.i) = (l + h)/(nS)= 30 4-5/(355-0,56) = 0,17 мин, где I —
глубина зенкеруемого отверстия, мм; / — длина врезания н перебега
зенкера, мм (Ц устанавливается по нормативам, длн зенкера 0 15,9 мм
она равна 5 мм); = Sn; число рабочих ходов i — 1.
3-й переход: развертывание отверстия 0 16 мм /79 на глубину
i = 30 мм, развертка машинная нз стали Р6М5.
Выбор подач н. По табличным данным нормативов опреде-
ляем величину подачи при обработке стали с пределом прочности
о, = 680 МПа разверткой машинной из стали Р6М5.
Прн развертывании отверстия по 9-му квалитету устанавливается
подача, равная 0,8 мм/об. По паспорту станка принимаем ближайшее
значение подачи 0,56 мм/об.
Определение скорости резаннн. По нормативам
определяем скорость резання для стали 45 с пределом прочности
о, = 680 МПа.
При развертывании отверстия 0 16 мм /79 на глубину Z = 30 мм
разверткой из стали Р6М5 с подачей 0,56 мм/об величина скорости
резания v = 14,3 м/мнн.
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле л = v X
X ЮООДлО) = 14,3 • 1000/(3,14 - 16) = 286 об/мин.
По паспорту станка выбираем ближайшую частоту вращении
л = 25 об/мнн.
Определяем фактическую скорость резания v = лОл/ЮОО = 3,14 X
X 16-250/1000= 12,6 м/мин.
Определение (технологического) времени. Ос-
новное (технологическое) время определяют по формуле To—L(S„i) =
= (Z 4* Zi)/(Sn) = 30 4-15/(0,56 • 286) = 0,28 мин, где / — глубина раз-
вертываемого отверстия, мм; h — длина врезания и перебега развертки,
мм (/1 устанавлнваетсн по нормативам, для развертки 0 16 мм /79
она равна 15 мм).
4-й переход: нарезание резьбы М16Х2 на глубину 30 мм; метчик
машинный М16Х2 нз стали Р6М5. Отверстие сверлить под резьбу
сверлом 0 14 мм.
Выбор подачи. Подача соответствует шагу резьбы метчика
ЛП6Х 2 и равна S = 2 мм/об.
Определение скорости резання. По нормативам ско-
рость резання для стали при нарезании резьбы ЛП6Х2 машинным
метчиком и= 11,1 м/мни.
Частоту вращении шпиндели прн нарезании резьбы определяем по
формуле л = v • ЮООДлО) = 11,1 • 1000/(3,14 • 16) = 221 об/мин.
61
chipmaker.ru
Принимаем ближайшую частоту вращения по паспорту станка
п = 250 об/мин.
Определяем фактическую скорость резания: = лОп/ЮОО =
= 3,14 • 16 • 250/1000 = 12,5 м/мин.
Определение основного (технологического)
времени прн нарезании резьбы. Основное (технологи-
ческое) время определяем по формуле T0=L/(S„i) = (l + li)/(Sn) +
+ (/+/1)/(Snl) = 30 + 6/(2-250) = 30+6/(2-15) = 1,27 мни, где и,—
частота вращения метчика прн вывертывании (глубину нарезки I =
= 30 мм делим на шаг, равный 2 мм); — величина врезания и пере-
бега метчика равна 6 мм (определяем по нормативам).
Контрольные вопросы
1. Какая поверхность называется обрабатываемой, обработанной
и поверхностью резания?
2. Назовите основные элементы резании при сверлении.
3. Как определяется скорость резания прн сверлении?
4. Как определить прн сверлении мощность, необходимую для
резания?
5. Для чего применяются смазочно-охлаждающие жидкости при
обработке отверстий?
6. Как по нормативам выбирают рациональные режимы резания
для сверления?
5. ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
5.1. Инструменты для обработки отверстий
Отверстия на сверлильных станках обрабатывают различ-
ными режущими инструментами: сверлами, зенкерами, зенков-
ками, развертками, резцами и метчиками.
Сверла. Служат для образования отверстия в различных
материалах н делятся на спиральные, с прямыми канавками,
перовые, для глубокого, кольцевого сверления и центровоч-
ные (рис. 5.1).
Сверла изготовляют из быстрорежущих, легированных и
углеродистых сталей, а также их оснащают пластинками из
твердых сплавов.
Наибольшее распространение в промышленности получили
спиральные сверла. Спиральные сверла (рис. 5.2) изготовляют
диаметром от 0,1 до 80 мм. Они состоят нз рабочей части,
хвостовика (конусного или цилиндрического), служащего для
крепления сверла в шпинделе станка или в патроне, и лапки,
являющейся упором при удалении сверла из шпинделя.
Рабочая часть сверла представляет собой цилиндрический
стержень с двумя спиральными канавками, по которым стружка
из просверливаемого отверстия выходит наружу.
Режущая часть сверла заточена по двум коническим по-
62
Рис. 5.1. Разновидности сверл:
а, б— спиральное, в —с прямыми канавками, г — перовое, д — ружейное,
е — однокромочиое с внутренним отводом стружки для глубокого сверления.
ж—двухкромочиое для глубокого сверления, з—для кольцевого сверления,
и — центровочное, к — с твердосплавными пластинками
Рабочая часть
кромки Ленточка
Рнс. 5.2. Части и элементы спиральных сверл
63
chipmaker.ru
верхностям, имеет переднюю и заднюю поверхности и две
режущие кромки, соединенные перемычкой под углом 55°С.
На цилиндрической части по винтовой линии проходят две
узкие ленточки, которые центрируют и направляют сверло в
отверстие. Ленточки значительно снижают трение сверла о
стенки отверстия. Кроме того, для уменьшения трения на рабо-
чей части сверла по направлению к хвостовику сделан обрат-
ный конус (диаметр сверла уменьшается от 0,03 до 0,1 мм на
каждые 100 мм длины).
Эксплуатационные качества любого режущего инструмента,
в том числе н сверла, зависят от материала инструмента, его
термообработки, а также от углов заточки режущей части.
Геометрические параметры режущей части сверла (рис. 5.3)
Рис. 5.3. Геометрические параметры режущей
части сверла
состоят из переднего угла у (гамма), заднего угла а (альфа),
угла при вершине 2 <р (фн), угла наклона поперечной кромки
сверл ф (пси) и угла наклона винтовой канавкн ы (омега),
указанного на рис. 5.2.
Передний угол заточки у определяется в плоскости N — N,
перпендикулярной режущей кромке. В различных точках режу-
щей кромки передний угол имеет равные значения. Наиболь-
шее значение он имеет у наружной поверхности сверла, наи-
меньшее — у поперечной кромки. У вершины сверла передний
угол заточки будет равен 1—4°. Изменение значения перед-
него угла является недостатком спирального сверла и вызы-
вает неравномерный и быстрый износ его.
Задний угол заточки а измеряется в плоскости О — О,
64
параллельной оси сверла. Его значения так же, как и переднего
угла, изменяются. У наружной окружности сверла задний угол
равен 8—12°, а у оси — 20—25°. Задний угол сверла уменьшает
трение его задней поверхности о поверхность резания.
Угол при вершине сверла 2<р измеряется между главными
режущими кромками и имеет различные значения в зависи-
мости от обрабатываемого материала.
Значения угла 2ср (град) спиральных сверл из различных
материалов указаны ниже:
Сталь, чугун............................116—118
Красная медь............................... 125
Мягкая бронза.............................. 130
Алюминий................................130—140
Целлулоид, эбонит.......................85—90
Мрамор и другие хрупкие материалы .... 80
Гетннакс, винипласт......................90—100
Органическое стекло......................... 70
Угол наклона поперечной кромки тр стандартных сверл ра-
вен 50—55°.
Угол наклона винтовой канавки <о определяет значение перед-
него угла: чем больше угол ы, тем больше передний угол у. Это
облегчает процесс резания и улучшает выход стружки.
Угол наклона канавки выбирается в зависимости от диаметра
сверла и свойств обрабатываемого материала. Для цветных ме-
таллов (медь, алюминий и др.) его принимают равным 35—45°, а
для обработки стали — 25—30°. Среднее значение угла ы незави-
симо от обрабатываемого материала принимают равным 25—30°.
Сверла перовые представляют собой круглый стержень, на
конце которого оттянута плоская лопатка, имеющая две режу-
щие кромки, наклоненные друг к другу под углом 120°, и при-
меняются сравнительно редко.
Сверла глубокого сверления используют в основном при
сверлении сквозных и глухих отверстий в валах, шпинделях
и других деталях большой длины. Обладая довольно низкой
производительностью, они обеспечивают, однако, прямолиней-
ные, точные и чистые отверстия.
К сверлам этого типа относятся: ружейные, однокромочиые
и двухкромочные с внутренним отводом стружки.
На рис. 5.4. показано сверло для обработки глубоких от-
верстий с двумя режущими кромками (Ki и Кг), расположен-
ными с левой стороны от оси сверла. Такой тип сверла отно-
сится к группе ружейных сверл. Эти сверла применяются для
сверления точных отверстий диаметром от 3 мм и более с
прямолинейной осью.
Вершина сверла смещена влево относительно оси инстру-
65
chipmaker.ru
Рнс. 5.4. Сверла:
о — ружейное: / — режущий зуб, 2 — коническая резьба, 3 — направляющая
планка, 4 — паз для зуба; б — для кольцевого сверления
мента на величину Ь, равную 0,201 мм, и поэтому при враще-
нии сверла в процессе резания на дне отверстия образуется
кольцевая поверхность. Сверло имеет полость для подвода
под давлением СОЖ и канавку для отвода стружки. На
рис. 5.4, б показано сверло для кольцевого сверления, которое
предназначено для высверливания отверстий в сплошном ма-
териале диаметром от 60 до 200 мм и глубиной отверстий до
500 мм. Данная конструкция кольцевого сверла дает возмож-
ность осуществить экономию металла при обработке отверстий.
Режущие пластинки 1 закрепляются в корпусе сверла 3.
В стейках корпуса между винтовыми канавками под винтами
2 смонтированы шарики. Они обеспечивают сверлу постоянное
направление в работе до тех пор, пока высверливаемый сер-
дечник может направлять сверло в обрабатываемой заготовке.
Корпус 3 соединен с оправкой 4 резьбой. При сверлении сталь-
ных заготовок предусмотрено устройство для подачи СОЖ
в зону резания, состоящее из кольца 5 со штуцером 6 и рези-
новым шлангом 7. Кольцевые сверла могут оснащаться ножа-
ми из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Применение
кольцевых сверл данной конструкции наряду с экономией ме-
талла дает повышение производительности труда в 4 раза.
Центровочными сверлами (рис. 5.5, а) обрабатывают
центровые отверстия в различных заготовках. Они изготовля-
66
В)
Рис. 5.5. Сверла:
а — центровочное для сверления отверстий в платах печатного монтажа;
б — твердосплавное, в — алмазное трубчатое
ютСя комбинированными — без предохранительного конуса и с
предохранительным конусом.
Для сверления отверстий диаметром 0,4—2 мм в многослой-
ных платах из стеклопластика и гетииакса применяются цель-
иотвердосплавиые спиральные сверла с цилиндрическим хвосто-
виком (рис. 5.5,6).
Для тех же целей применяются алмазные трубчатые перфо-
рированные сверла (рис. 5.5, в), которые изготовляют образо-
ванием мелких отверстий на рабочей части сверла с помощью
лазерной установки и последующим нанесением гальваниче-
ским способом слоя алмазного синтетического шлифпорошка.
Алмазные сверла имеют диаметр 0,5—6,0 мм. Стойкость таких
сверл и чистота обработки ими во много раз выше, чем у
твердосплавных сверл.
Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов
(рис. 5.6), обладают стойкостью и вследствие повы-
шенных скоростей резания обеспечивают высокую производи-
тельность труда. Ими можно обрабатывать отверстия в зака-
67
chipmaker.ru
Рнс. 5.6. Сверла, оснащенные пластинками из твердого
сплава с прямыми канавками (а) н с винтовыми канавка-
ми (б)
ленных сталях, чугунах, пластмассе, стекле и других материа-
лах. Их изготовляют с прямыми и винтовыми канавками. Корпус
сверла выполняют из инструментальной легированной или
углеродистой стали. Пластинки твердого сплава припаивают
к режущей части сверла медным или латунным припоем.
Изготовляют также для обработки отверстий малых диа-
метров цельные твердосплавные сверла и сверла с припаян-
ным хвостовиком к твердосплавной спирали. Жесткость и
стойкость таких сверл выше сверл с напаянными пластинками.
Сверла с пластинками из твердых сплавов ВК6, ВК8 ис-
пользуют при сверлении чугуна, а с пластинками из твердых
сплавов Т15К6, Т5К10 — при сверлении сталей.
Сверла с прямыми канавками обычно применяют для сверле-
ния чугуна н других хрупких материалов, а сверла с винтовы-
ми канавками — для сверления вязких материалов.
Сверла для обработки закаленных сталей (рис. 5.7) из-
готовляют цельными из твердых сплавов ВК6М, ВК8 или с
твердосплавной рабочей частью, припаянной к стальному хвос-
товику. Профиль канавок выполняется методом вышлифовы-
вания цельных твердосплавных заготовок. Сверла отличаются
повышенной жесткостью, что позволяет обработать отверс-
тия в закаленных сталях с твердостью HRC 50.
Рис. 5.7. Сверло для обработки закаленных сталей
68
Для обработки высокомарганцевых сталей, которые особо
трудно обрабатываются, так как во время обработки они имеют
склонность к наклепу, обладают низкой теплопроводностью,
значительным абразивным воздействием на режущий инстру-
мент, используют сверла, показанные на рис. 5.8.
На рис. 5.8, а представлено сверло, разработанное в Ленин-
градском политехническом институте. Сверло отличается укоро-
ченной рабочей частью, оснащенной твердосплавной пластин-
кой и имеющей упрочняющие фаски f=l<-2 мм, с большим
отрицательным углом (у до —15°). В корпусе сверла имеются
отверстия для подвода смазочно-охлаждающих жидкостей
(СОЖ) в зону резания. Отверстия размещены на минимально
возможном расстоянии от пластинки твердого сплава. Через
отверстия в сверле к зоне резания подводится сжатый воздух.
Обработку отверстия в высокомарганцевых сталях можно про-
изводить таким инструментом при скорости резания 40—
45 м/мин и с подачей S = 0,22 мм/об.
°)
Рис. 5.8. Сверла для обработки высокомарганцевых сталей:
а — конструкция сверла ЛПИ, 6 — форма заточкн рабочей части сверла,
разработанного А. А. Виноградовым н Ю. А. Аносовым
На рис. 5.8, б показана форма заточки режущей части
сверла, разработанная кандидатами технических наук Ю. А. Ано-
совым и А. А. Виноградовым. Сверло оснащено твердым спла-
вом, как и обычные сверла, но форма заточки режущих кро-
мок отличается тем, что поперечная кромка смещена относи-
тельно оси сверла для создания постоянного радиального
усилия при работе инструмента. Смещение, так же как и дру-
гие параметры, зависит от обрабатываемого материала и усло-
вий обработки. Сверла рекомендуются для обработки различ-
ных труднообрабатываемых материалов, в том числе высоко-
марганцевых сталей.
69
Рнс. 5.9. Сверло, оснащенное
твердосплавными сменными пла-
стинками
Сверла, оснащенные много-
гранными иеперетачиваемыми
пластинками (рис. 5.9), пред-
назначены для обработки от-
верстий до двух диаметров в
деталях из конструкционных
сталей и чугунов. В точных
базовых гнездах корпуса свер-
ла 1 расположены две спе-
циальные сменные многогран-
ные твердосплавные пласти-
ны 2, закрепляемые через цент-
ральное отверстие специальным
винтом 3 с конической головкой. В корпусе сверла выполнены
два отверстия для подвода СОЖ в зону резания.
Применение сверл с многогранными иеперетачиваемыми
пластинами по сравнению с быстрорежущими спиральными
сверлами обеспечивает повышение производительности в 2—
4 раза. Изношенная режущая кромка восстанавливается по-
воротом пластины или ее заменой.
Сверла с иеперетачиваемыми пластинами (от 20 до 60 мм)
разработаны ВНИИ инструментальной промышленности.
Зенкеры. Служат для дальнейшей обработки ранее просвер-
ленных отверстий или отверстий, полученных при литье или
штамповке заготовок. В отличие от спиральных сверл зенкеры
(рис. 5.10) имеют три или четыре режущие кромки и у них
отсутствует перемычка.
Зенкер, как и спиральное сверло, имеет канавки (см.
рис. 5.10, е). Угол наклона канавки ш выбирается в зависи-
мости от обрабатываемого материала. Для более твердых ма-
териалов угол <о принимается больше, для мягких — меньше.
Угол наклона каиавки для зенкеров общего назначения со-
ставляет 10—30°. При обработке чугуна этот угол обычно
берется равным нулю. Для зенкеров, оснащенных пластинками
из твердого сплава, угол <о рекомендуется 10—20°.
Передний угол у играет большую роль в процессе зенкеро-
вания. Увеличение этого угла облегчает условия резания.
У зенкеров из быстрорежущей стали, предназначенных для
обработки стали средней твердости и стального литья, у =
= 8-=-12°, для чугуна средней твердости у = 6-=-8°.
Для твердосплавных зенкеров при обработке чугуна перед-
ний угол у=5°, при обработке стали средней твердости перед-
ний угол принимается равным от 0 до —5°.
Задний угол а устанавливается в зависимости от величины
подачи и толщины срезаемого слоя. Для быстрорежущих зен-
70
Рис. 5.10. Зенкеры:
а — спиральный из быстрорежущей стали; б — спиральный с пластинками из
твердого сплава, в — основные углы зенкеров, г — насадной, оснащенный
пластинками твердого сплава, д — насадной нз быстрорежущей стали,
е — с механическим креплением твердосплавных пластин
керов ои принимается равным 6—10°, для зенкеров с пластин-
ками твердых сплавов — 10—15°.
Зенкеры бывают двух типов: цельные с коническими
хвостовиками и насадные. В свою очередь, насадные могут
быть цельными и со вставными ножами.
Рабочая часть цельного зенкера выполняется из быстро-
режущей стали и приваривается к коническому хвостовику,
изготовленному из конструкционной стали. Ножи насадных
зенкеров изготовляют из быстрорежущей стали нли твердого
сплава.
Цельные зенкеры, подобно сверлу, закрепляют непосред-
ственно в коническом отверстии шпинделя сверлильного стан-
ка, а насадные насаживают на специальную оправку, имеющую
также конический хвостовик для крепления в шпинделе станка.
Цельные зенкеры с коническим хвостовиком изготовляют трех-
зубыми. Ими обрабатывают отверстия диаметром до 35 мм.
Насадные зенкеры имеют четыре зуба и служат для обработки
отверстий диаметром до 100 мм.
В последние годы в связи с широким распространением
многогранных твердосплавных пластинок появился ряд конст-
рукций зенкеров, в качестве режущей части которых исполь-
зуются эти пластинки.
71
chipmaker.ru
На рис. 5.10, е представлен зенкер с механическим креп-
лением четырехгранных твердосплавных пластинок. Режущая
пластинка 1 закрепляется в корпусе 2 тягой 3. Для замены
пластинок без съема зенкера со станка достаточно сместить
тягу 3, повернуть пластинку следующей гранью (или сменить
пластинку), снова закрепить ее и продолжать работу. Преиму-
ществами этой конструкции по сравнению с напайным инстру-
ментом являются: быстрая смена затупившейся грани поворо-
том пластинки без съема зенкера со станка; повышение про-
изводительности обработки за счет использования более
производительных марок твердых сплавов, склонных к трещи-
иообразованию при пайке; сокращение расходов на заточку
и переточку зенкеров и т. д. Подобные конструкции должны
в ближайшие годы получить значительное развитие, так как
позволяют оснащать зенкеры самыми современными инструмен-
тальными материалами (твердым сплавом, минералокерамикой,
синтетическими сверхтвердыми и т. п.), что должно обеспечить
расширение их технологических возможностей, повышение
производительности и качества обработки.
Развертки. Применяют для окончательной обработки отверс-
тий с целью получения высокой точности и меньших параметров
шероховатости поверхности. Режущая часть развертки (рис. 5.11)
расположена к оси под углом 2<р и выполняет основную ра-
боту резания. Для обработки вязких металлов <р=124-15°,
для хрупких и твердых материалов <p=3-v-5°.
Твердосплавные развертки имеют угол <р=30 4-45°. На-
правляющий конус развертки расположен под углом 45°. Он
направляет развертку, предохраняя ее зубья от повреждения.
Задний угол а на режущей части принимается от 6 до 15°. На
калибрующей части угол а обычно равен нулю. Передний угол
у принимается от 0 до 15°. Для хрупких металлов у=0°, для
твердосплавных разверток у от 0 до —5°.
По своей конструкции и назначению развертки делятся на
ручные н машинные, цилиндрические и конические, насадные
и цельные.
Ручные развертки изготовляют с цилиндрическим хвосто-
виком; ими вручную обрабатывают отверстия диаметром от
3 до 50 мм.
Машинные развертки выпускают с цилиндрическими и ко-
ническими хвостовиками и используют для развертывания от-
верстий диаметром от 3 до 100 мм. Обрабатывают отверстия
этими развертками на сверлильном или токарном станке.
Насадные развертки служат для развертывания отверстий
диаметром от 25 до 300 мм. Их насаживают на специальную
оправку, имеющую конический хвостовик для крепления на
72
Рис. 5.11. Типы разверток:
а — части и элементы разверток, б — машинная развертка с цилиндрическим
хвостовиком, в — машинная развертка с коническим хвостовиком, г — ма-
шинная развертка со вставными ножами, д — насадная развертка, оснащен-
ная пластинками твердого сплава
станке. Насадные развертки изготовляют из быстрорежущей
стали или оснащают пластинками из твердых сплавов.
Конические развертки применяют для развертывания кони-
ческих отверстий. Обычно в комплект входят две развертки:
черновая и чистовая.
Цельные развертки изготовляют из инструментальной
углеродистой легированной илн быстрорежущей стали.
Прн развертывании отверстий в твердых металлах исполь-
зуют развертки, оснащенные пластинками твердого сплава,
73
chipmaker.ru
обладающие по сравнению с быстрорежущими развертками
большей износоустойчивостью.
Метчики. Метчик применяют для нарезания внутренних
резьб, он представляет собой винт с продольными прямыми
или винтовыми канавками, образующими режущие кромки и
служащими одновременного для вывода стружки.
Метчики по своей конструкции и назначению делятся на
следующие основные виды:
ручные (слесарные) для нарезания метрических, дюймовых
и трубных резьб вручную; в комплекте содержатся два или
три метчика;
гаечные (длинные и короткие) для нарезания метрических
и дюймовых резьб в гайках и сквозных отверстиях различных
деталей преимущественно на сверлильных станках. Для наре-
зания гаек на стайках-автоматах используют гаечиые длинные
метчики с изогнутым хвостовиком. Они также могут приме-
няться на сверлильных станках для непрерывного нарезания
гаек специальными приспособлениями;
машинные для нарезания метрических, дюймовых и трубных
резьб в сквозных или глухих отверстиях на сверлильных стан-
ках с механизмом изменения направления вращения шпинделя,
а также иа токарных станках.
Метчик (рис. 5.12) имеет рабочую часть и хвостовик. Рабо-
, Затылочная поверхность
Канавки хвостовик Мадрат '
Рабочаярежущая часть
'Заборная часть
поверхность
Режущая'
кромка.
Задняя
кромка
Рис. 5.12. Части, поверхности и режущие элементы метчиков
чая режущая часть метчика имеет заборную и калибрующую
части. Заборная часть производит резание, а калибрующая
зачищает (калибрует) нарезанную резьбу. На конце хвосто-
вика находится квадрат, которым метчик закрепляется в пат-
роне или в воротке. Канавки предназначены для отвода струж-
ки и образования передних и задних поверхностей режущих
зубьев.
Метчики изготовляют из инструментальных углеродистых,
легированных и быстрорежущих сталей. На рис. 5.13 приведена
конструкция метчиков со сменной твердосплавной рабочей
74
Рис. 5.13. Метчик со сменной твердосплавной рабочей частью
частью. Твердосплавная коронка I винтом 2 присоединяется
к хвостовику 4 и стопорится винтом 3. Крутящий момент пере-
дается от хвостовика иа коронку через торцовые выступы.
Конструкция метчиков с механическим креплением рабочей
части позволяет увеличить стойкость метчиков и сократить
расход инструмента.
В серийном и массовом производстве широко распростра-
нены комбинированные многоразмерные или
м н о г о п е р е х о д н ы е режущие и н с т р у м е н т ы , к
которым относятся ступенчатые сверла, ступенчатые зенкеры и
другие инструменты (рис. 5.14). С их помощью за один переход
можно получить отверстие с двумя-тремя ступенями.
При работе комбинированными инструментами значительно
сокращается время обработки отверстий за счет уменьшения
количества переходов, сокращения вспомогательного и машин-
ного времени.
5.2. Износ и стойкость сверл, зенкеров и других
инструментов
Сверла в процессе резания так же, как и другие режущие
инструменты, изнашиваются.
Износ быстрорежущих сверл происходит по задней поверх-
ности 1, ленточкам 2 и уголкам 3, а иногда и передней по-
верхности 4 (рис. 5.15,а), сверл с пластинками твердого
сплава — по уголкам 5 и ленточке 6 (рис. 5.15,6). Задняя
поверхность сверла изнашивается в результате трения об обра-
зующуюся стружку.
Стойкостью сверла называется суммарная продолжи-
тельность резания между переточками режущей кромки и вы-
ражается в минутах или в количестве обработанных деталей.
Стойкость сверла зависит от: материала обрабатываемой
заготовки; материала, из которого изготовлено сверло; шеро-
ховатости поверхности режущей части сверла; качества терми-
ческой обработки его; режимов резания (особенно от скорости
резания и подачи); охлаждающей жидкости и т. д.
Чем быстрее изнашиваются задняя и передняя поверхности,
75
ленточки и уголки (места перехода от режущих кромок к
ленточкам), тем меньше стойкость сверла.
Износ ленточек и затупление сверла сопровождаются уве-
личением крутящего момента и осевого усилия и ухудшением
качества обработки. Износ и затупление перемычки характери-
зуются увеличением осевого усилия. Виды износа и поломок
сверл при обработке металлов и способы их устранения
приведены в табл. 5.1.
Развертки в процессе эксплуатации изнашиваются как по
Рис. 5.14. Конструкции комбинированных режущих инструментов
а — зенкер — развертка, б — развертка — развертка, в — развертка — мет-
кер — развертка — метчик, ж — сверло — сверло, з — сверло — зенкер, и —
кер — зенковка
76
задней и передней поверхностям, так и по ленточкам (рис. 5.16, а).
Величина допустимого износа разверток определяется техноло-
гическими факторами — увеличением разбивания отверстия и
увеличением параметра шероховатости поверхности.
Метчики работают с небольшими толщинами среза, не
превышающими 0,15 мм с износом только по задним поверх-
ностям зубьев. Износ режущих зубьев метчика происходит
в основном только по наружному диаметру заборной части
h3, распространяясь на уголки зубьев (рис. 5.16,6).
и схемы их работы:
чик, г — сверло — зенкер — развертка, д — многоступенчатый зенкер, е — зен-
сверло — развертка, к — сверло — метчнк, л — зенкер — зенкер, м — зен-
77
Рис. 5.15. Характер износа сверл:
а — износ быстрорежущего сверла, б — износ твердосплавного
сверла
5.1. Виды износа и поломок сверл и способы их устранении
Характер износа и поломки Причины Способы Предупреждения и устранения
Выкрашивание Высокая скорость ре- Уменьшить скорость
режущих лезвий зання Неправильный режим охлаждения (ко- личество и состав охлаждающей жидкости) Наличие твердых включений резания Увеличить количество охлаждающей жидкости; изменить ее состав Заменить заготовку
Затупление ре- жущих лезвий Продолжительная ра- бота сверлом с изношен- ной перемычкой Завышенная подача Неправильная заточка Провертывание свер- ла в патроне Плохая пригонка ко- нусных поверхностей хво- стовика сверла и пере- ходной втулки Заточить сверло Уменьшить подачу Правильно заточить сверло Тщательно закрепить сверло То же
78
Продолжение табл. 5.1
Характер износа и поломки Причины Способы предупреждения и устранения
Быстрый износ режущих лезвий Повреждение кромок ленточек Поломка сверла Поломка лапкн хвостовика Высокая скорость ре- зания Кондукторная втулка большего размера, чем сверло Сильное затупление сверла Перегрузка сверла Спиральная канавка сверла забивается стружкой Малая скорость при большой подаче Недостаточная вели- чина заднего угла сверла Пустоты, раковины и неоднородность обраба- тываемого материала Наличие в переходной втулке грязи и заусенцев Плохая пригонка хвостовика в конусной переходной втулке Уменьшить скорость резания Заменить втулку Не доводить сверло до сильного затупления Установить правиль- ный режим работы Чаще выводить сверло нз отверстий, очищать его и отверстие от струж- ки Увеличить скорость или уменьшить подачу Заправить сверло, уве- личить задний угол Заменить заготовку Очистить и насухо про- тереть переходную втул- ку и хвостовик сверла Исправить переходную втулку или заменить ее новой
Основную работу резания совершают зубья заборной части
метчика. Чрезмерно большой износ метчиков приводит к выкра-
шиванию режущих лезвий и даже к их поломкам. Характер
износа метчиков зависит от качества обрабатываемого мате-
риала, материала метчика и его термической обработки, режи-
ма резания и геометрических параметров режущей части
инструмента, качества и количества подаваемой в зону реза-
Рис. 5.16. Износ разверток (а), метчиков (б), зенкеров: быстрорежу-
щих (в), твердосплавных (г)
79
chipmaker.ru
ния смазочно-охлаждающей жидкости, типа нарезаемого от-
верстия (сквозное или глухое).
Зенкеры в процессе эксплуатации изнашиваются по задней
и передней поверхности и по ленточке (рис. 5.16,в). Зенкеры,
оснащенные твердым сплавом, при обработке стали изнаши-
ваются по задней поверхности, а при обработке чугуна — по
ленточке (рис. 5.16,г).
5.3. Прогрессивные методы упрочнения режущего
инструмента
I
Электроэрозиониое упрочнение режущего инструмента.
Электроэрозионное упрочнение сверл, фрез и другого режущего
инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали, произ-
водится с помощью установки ЭЛУ1.
Принцип действия установки ЭЛУ1 основан на процессе
переноса твердосплавного материала на режущие поверхности
инструмента в результате искрового разряда.
К упрочняемому инструменту, являющемуся анодом, под-
ключают с помощью токоподвода, отрицательно заряженные
обкладки накопительных емкостей генератора установки ЭЛУ1,
а к твердосплавному электроду, закрепленному в электродо-
держателе вибратора, подключают положительно обкладки
накопительных емкостей.
Электроду задается колебательное движение электромагни-
тами вибратора относительно упрочняемого инструмента. Меж-
ду электродом и инструментом, при достижении пробойного
расстояния, возбуждается искровой разряд, в результате ко-
торого происходит разогрев и перенос в основном в жидкой
фазе материала электрода на поверхность упрочняемого ин-
струмента.
Стойкость режущего инструмента, упрочненного электро-
эрозионным способом, повышается в 1,5—2 раза.
Плазменное упрочнение режущего инструмента. Это уп-
рочнение режущего инструмента основано на принципе осажде-
ния покрытий в вакууме на режущие кромки инструмента с по-
мощью плазменных ускорителей на установке типа «Булат».
На этой установке плазмохимическим синтезом можно наносить
практически любые покрытия простого и сложного состава.
Процесс состоит из двух стадий. Вначале в камере при вакууме
бомбардировкой положительными ионами проводится ионная
очистка инструмента. При этом поверхность инструмента очи-
щается от загрязнений и упрочняется.
Вторая стадия заключается в нанесении собственно покры-
80
тия из нитрида титана. Потенциал понижается, и в камеру
поступает реактивный газ для плазмохимических реакций.
Вещества, образующиеся в результате этих реакций, конденси-
руются на инструменте.
После плазменного упрочнения стойкость режущего инстру-
мента увеличивается до 3 раз и выше.
Лазерное упрочнение режущего инструмента. Упрочнение
режущего инструмента производится импульсным облучением
рабочих кромок инструмента на лазерной технологической
установке ЛТУ-2М. При этом стойкость инструмента может быть
повышена в 1,5 — 3 раза.
Лазерное поверхностное упрочнение является окончательной
операцией для инструмента, прошедшего полную механическую и
термическую обработку.
Под воздействием лазерного излучения происходит скорост-
ной нагрев металла в области аустенитного состояния без суще-
ственного оплавления рабочих кромок инструмента и последую-
щее охлаждение металла. В результате на поверхности образует-
ся слой толщиной 60—80 мкм микротвердостью. 1100—
1200 Н/мм2. Упрочненный слой имеет особо дисперсную аусте-
нитно-мартенситовую структуру. На границе упрочненного слоя с
основным металлом имеется тонкая зона отпуска с микротвер-
достью, которая несколько ниже микротвердости основного ме-
талла. Наличие такой зоны положительно сказывается на стой-
кости инструмента. Толщина упрочненного слоя в зоне лазерной
импульсной закалки зависит от плотности, мощности лазерного
излучения и времени импульса.
Упрочнение режущего инструмента методом карбонитрации
в газообразных продуктах. Сущность процесса карбонитрации
инструмента из быстрорежущей и легированной стали заклю-
чается в диффузионном насыщении поверхностных слоев
инструмента азотом и углеродом, получаемых при разложении
карбамида (мочевины) в интервале температур 480—660°С с
образованием нитридов и карбоннтридов, повышают твер-
дость, износостойкость и теплостойкость инструмента.
Процесс осуществляется на действующем оборудовании
термических цехов — стандартных шахтных печах типа СИЩ
и США с применением дозирующего устройства. Время обра-
ботки режущего инструмента изменяется от 2—3 до 30—60 мин
в зависимости от типоразмера и назначения инструмента.
Процесс нетоксичен.
Полученные после карбонитрации диффузионные слои тол-
щиной от нескольких микрон (для мелкоразмерного инстру-
мента) до 0,01—0,02 мм (для инструмента с крупным зубом)
обеспечивают повышение стойкости инструмента в 1,5—3 раза.
81
chipmaker.ru
Упрочнение режущего инструмента методом эпиламиро-
вания. Повышение стойкости режущего инструмента может
быть получено нанесением эпнлама на поверхность инстру-
мента.
Эпиламы представляют собой композиции, состоящие из
растворителя или смеси растворителей, которые содержат по-
верхностно-активное вещество (ПАВ).
Из раствора ПАВ адсорбируется на твердой поверхности
в виде мономолекулярного или близкого к нему слоя, снимая
микротвердость, а следовательно, поверхностную энергию.
При нанесении эпнлама на поверхность режущего инстру-
мента износостойкость его повышается в 2—5 раз.
Эпилам наносится на предварительно обезжиренные поверх-
ности методом окунания или пульверизатором.
Процесс эпиламирования состоит из следующих операций:
обезжиривание в ацетоне, бензине или другом растворителе;
сушка на воздухе 3—8 мин; окунание в эпиламирующий раст-
вор 3—5 мин; сушка на воздухе 10—15 мин.
При эксплуатации режущего инструмента, упрочненного
эпиламами, следует учитывать, что температура в рабочей зоне
не должна превышать 250—300°С.
При необходимости длительного хранения эпиламирован-
ный инструмент покрывают консервирующей смазкой.
5.4. Заточка режущих инструментов для обработки
отверстий
Режущие инструменты, применяемые для обработки отверс-
тий, по мере их затупления подвергаются заточке для вос-
становления режущей способности. Правильная заточка и до-
водка режущих граней и углов инструмента увеличивают его
стойкость и производительность, обеспечивают получение тре-
буемого параметра шероховатости поверхности и точности
обработки отверстий.
Заточка спиральных сверл. Спиральные сверла затачивают
главным образом по конической поверхности. Различают сле-
дующие формы заточки сверл: одинарную и двойную, заточку
с подточкой перемычки, ленточки и др. (табл. 5.2).
При этом должна быть обеспечена одинаковая длина ре-
жущих кромок по конической поверхности и ось сверла должна
проходить через середину поперечной кромки.
Рекомендуемые формы заточек и размеры режущих эле-
ментов быстрорежущих сверл приведены в табл. 5.3, 5.4, 5.5.
82
5.2. Формы заточки спиральных сверл
Форма заточки и обозначение Эскиз Обрабатываемый материал
Одинарная (нор- мальная) н Одинарная с под- точкой перемычки НП Одинарная с под- точкой перемычки и Сталь, стальное литье, чугун Сталь и стальное литье с ов до 500 МПа с неснятой коркой Сталь и стальное литье с ов до 500 МПа со снятой коркой
ленточки НПЛ Двойная с подточ- кой перемычки ДП Стальное литье с св более 50 МПа с неснятой коркой,
Двойная с подточ- чугун с неснятой коркой Сталь и стальное литье с ов
кой перемычки и лен- точки ДШ1 более 500 МПа со снятой кор- кой; чугун со снятой коркой
5.3. Форма заточек спиральных быстрорежущих сверл
Форма заточки и обозначение Эскиз Обрабатываемый материал
Сталь, стальное
литье, чугун
Одинарная
(нормальная)
Н
Одинарная
с подточкой
перемычки НП
Сталь и сталь-
ное литье о, до
500 МПа с не-
снятой коркой
83
Продолжение табл. 5.3
Форма заточки
и обозначение
Эскиз
Обрабатываемый
материал
Одинарная
с подточкой
перемычки и
ленточки НПЛ
Двойная с
подточкой пе-
ремычки ДШ1
Сталь и сталь
ное литье с ов
до 500 МПа со сня-
той коркой
Сталь и сталь-
ное литье с о8
более 500 МПа сс
снятой коркой; чу-
гун со снятой кор-
кой
При двойной заточке на заборном конусе сверла образуется
вторая затылованная часть, имеющая угол при вершине 2(р =
= 70-т-75°. Стойкость сверла с двойной заточкой увеличива-
5.4. Размеры режущих элементов быстрорежущих спиральных сверл
Диаметр сверла, мм Заточка углов, град Подточка, мм
между режу- щими кром- ками заднего накло- на по- переч- ной кром- ки поперечной кромки ленточки
длина подто- ченной кром- ки длина под- точки длина под- точки ширина фаски
Свыше 12—15 14—11 50 1.5 3 1,5
» 15—20 2 4
> 20—25 12—9 2,5 5 2
» 25—30 118+2 3 6
» 30—40 55 3.5 7 0,2—0,4
> 40—50 4 9 3
> 50—60 11—8 5,5 11
» 60—70 6,5 13 4
» 70—80 7,5 15
Примечание. При подточке ленточки задний угол принимается
6—8°.
84
5.5. Формы заточек твердосплавных спиральных сверл
Форма
заточки и
обозначение
Эскиз
Двой-
ная Д
Нор-
мальная Н
Нор-
мальная с
подточкой
поперечной
кромки НП
Двойная
с подточ-
кой попе-
речной
кромки ДП
Обрабатываемый
материал и
назначение
Для сверления
отверстий в сером
чугуне
Для сверления
отверстий в сером
чугуне. Подточка
делается с целью
уменьшения осе-
вого усилия и луч-
шего направле-
ния сверла
Для сверления
сквозных отвер-
стий в сером чу-
гуне
Для сверления
сквозных отвер-
стий в сером чугу-
не. Подточка де-
лается с целью
уменьшения осе-
вого усилия и луч-
шего направле-
ния сверла
ется в 2,5—3 раза прн обработке стали и в 5—6 раз при обра-
ботке чугуна по сравнению с нормальной заточкой.
Ленточку подтачивают на длине 1,5—4 мм под углом 6—
8°, при этом образуется узкая фаска шириной 0,1—0,2 мм,
которая устраняет защемление и поломку сверла. После такой
заточкн стойкость сверла при обработке вязких сталей увели-
чивается в 2—3 раза.
85
Рис. 5.17. Заточка сверл методами сверловщиков-новаторов:
а — сверло конструкции сверловщика-скоростника В. И. Жирова, б — сверло,
заточенное по методу В. Я. Костыря, в — сверло конструкции А. П. Медикова,
г — сверло со ступенчатой заточкой по методу В. Я. Карасева
Подточка перемычки состоит в образовании дополнитель-
ных выемок у вершины сверла с обеих сторон вдоль его оси
на длине 3—15 мм (в зависимости от диаметра). При этом
значительно уменьшается сила подачи, а стойкость сверла
увеличивается приблизительно в 1,5 раза.
Многие новаторы производства работают над совершен-
ствованием конструкции сверл для обеспечения более высоких
режимов резания, а также увеличения стойкости инструмента.
Так, например, по методу сверловщика-новатора В. И. Жи-
рова перемычка перерезается канавкой на глубину 0,15 D,
в результате облегчается врезание сверла в обрабатываемый
металл (рис. 5.17,а). При такой заточке усилие подачи умень-
шается в 2 раза, а производительность сверления отверстий
увеличивается в 2—2,5 раза.
Размеры режущих элементов (мм) твердосплавных сверл
приведены ниже:
86
Диаметр Длина подточенной Ширина фаски
поперечной кромки
5—6 ...............0,6......................1
6—7 ..............0,64 . . -.................1,5
7—8 ..............0,72.......................1,5
8—10..................0,8........................1.5
10—10.5................0.8........................1.5
10,5—12 ...... 1,0..................................2.0
Новатор Грозненского машиностроительного завода «Крас-
ный молот» В. Я. Костырь предложил специальную заточку
сверл, которая характеризуется образованием особой формы
перемычки в наиболее прочном сечении двух перьев (рис. 5.17,6).
При сверлении отверстий в вязкой стали угол прн вершине
рекомендуется принимать 2<р = 130°, а при обработке серого
чугуна 2<р= 118 4-120°. Сверла из быстрорежущей стали, за-
точенные по методу В. Я. Костыря, имеют повышенную стой-
кость и работают с большими подачами.
На рис. 5.17, в изображено сверло конструкции А. П. Меди-
кова со стружколомательной канавкой на передней грани. Им
рекомендуется сверлить отверстия в вязких металлах (латунь,
мягкая сталь), при этом можно увеличить подачу в 2,5—
3 раза.
Сверло со ступенчатой заточкой по методу новатора
В. Я. Карасева (рис. 5.17, г) обеспечивает повышенную точ-
ность обработки и малую шероховатость, а также позволяет
работать на высоких скоростях резания при больших подачах.
Сверление может производить-
ся без кондуктора, прн этом
устраняется увод сверла от оси
отверстия.
Заточка сверл. Сверла зата-
чивают в заточных мастерских
на специальных станках спе-
циалисты-заточники. На рнс.
5.18 приведен полуавтомат для
заточки правых и левых быст-
рорежущих и твердосплавных
сверл диаметром от 3 до 32 мм.
Станок состоит из следую-
щих узлов: головки 9 с меха-
низмом винтовой заточки; узла
закрепления сверла с махови-
ком 6 зажима; шлифовальной
бабки 10 с маховиком 1 подво-
Рис. 5.18. Полуавтомат для за-
точки сверл
да шлифовального круга; ме-
ханизма привода, расположен-
87
r. ru
ного в станине, с маховиками набора припуска 3 и настройки
величины поперечной подачи 2; узла перевода 4 сверла из
рабочей позиции в загрузочную камеру.
Для установки сверла головку станка с помощью рукоятки
поворачивают в загрузочную позицию, в которой оси сверла
н круга параллельны. Установив сверло в оправку, вводят его
сзади в отверстие патрона. На переднем конце головки имеет-
ся откидной упор, ограничивающий осевое перемещение сверла
и ориентирующий его по одному из перьев. Сведение кулачков
патрона и закрепление сверла осуществляется маховичком 6.
Кнопками 7 и 8 устанавливается требуемый задний угол
сверла 2<р, а также угол наклона поперечной кромки сверла.
За последовательным нажатием пусковых кнопок шлифо-
вального круга маховик 3 поворачивают по часовой стрелке
до упора и, продвинув его вперед, включают цикл обработки.
Прн заточке первого сверла в партии необходимо маховиком 1
подвести шлифовальный круг к сверлу до касания. После съема
основной части припуска станок автоматически отведет круг
от сверла и остановится.
Монолитные твердосплавные сверла затачиваются алмазным
кругом. Сверла, оснащенные пластинками твердого сплава,
затачиваются в две операции: с задним углом 20—24° по кор-
пусу н пластинке кругом из зеленого карбида кремния, затем
с 0=8 4-12° только по пластинке алмазным кругом.
В ряде случаев сверловщик сам затачивает сверла вручную
на простых заточных станках, оборудованных специальным
приспособлением (рис. 5.19, о). Для этого он должен пройти
специальную подготовку и изучить правила заточки сверл.
При заточке вручную сверло держат левой рукой, как мож-
но ближе к режущей части, а правой рукой — за хвостовик
(рис. 5.19,6). Прижимая режущую кромку сверла к боковой
поверхности заточного круга, плавным движением правой руки
покачивают сверло, добиваясь, чтобы его задняя поверхность
получила правильный наклон и приняла надлежащую форму.
Снимать надо небольшие слон металла, слабо прижимая сверло
к кругу.
Необходимо следить за тем, чтобы режущие кромки имели
одинаковую длину и были заточены под одинаковыми углами.
Сверло с режущими кромками разной длины или с разными
углами наклона может сломаться или просверлить отверстие
большего диаметра.
Инструменты из углеродистых и быстрорежущих сталей,
применяемые для обработки отверстий (сверла, зенкеры, раз-
вертки, метчики), затачивают на шлифовальных кругах из
электрокорунда нормального и белого на керамической связке
88
Рис. 5.19. Приемы заточки сверл:
а — на точиле с приспособлением; б — на точиле без приспособления
твердостью СМ, зернистостью 16—40, а также на шлифоваль-
ных кругах из эльбора.
Для заточки инструментов, оснащенных твердым сплавом,
применяют шлифовальные круги из карбида кремния зеленого
зернистостью 16—40, а также круги из синтетических алмазов.
Из-за ошибок, допущенных при ручной заточке, сверла
могут иметь следующие недостатки:
неравной длины режущие кромки, вследствие чего ось
сверла не будет проходить через середину поперечного лезвия;
режущие кромки будут нагружаться неправильно, диаметр
просверленного отверстия получится больше диаметра свер-
ла — сверло бьет;
режущие кромки образуют с осью сверла разные углы,
вследствие чего ось сверла не проходит через середину по-
перечного лезвия; сверло имеет одностороннюю нагрузку;
диаметр отверстия больше диаметра сверла — сверло бьет;
равной длины режущие кромки, но разные углы, образуе-
мые ими с осью сверла; в результате середина поперечного
лезвия не совпадает с осью сверла; оба лезвия получат неравно-
мерную нагрузку; диаметр отверстия больше диаметра свер-
ла — сверло бьет;
одностороннюю выточку у поперечного лезвия; ось сверла не
проходит через середину поперечного лезвия — сверло бьет н от-
верстие получается слишком большим.
После заточки у сверл должны быть проверены: угол при
вершине 2<р, угол в плане <р, угол двойной заточки <j>i, задний
89
угол а, угол наклона поперечной кромки, длина режущих кро-
мок, правильность положения поперечной кромки относительно
режущих кромок, ширина поперечной кромки и в отдельных
случаях биение сверла.
Углы и длину режущих кромок проверяют специальными
шаблонами (рнс. 5.20), а правильность положения перемыч-
ки— оптическим прибором (рис. 5.21).
Рис. 5.20. Шаблоны для измерения углов н длины режущих
кромок сверл
Рис. 5.21. Оптический прибор для проверки правильности положения
перемычки сверла:
/ — оптическая трубка, 2 — штатив, 3 — призма
Угол 2ф можно проверить нониусным или оптическим угло-
мером. Более точно измерить задний угол и длину режущих
кромок можно инструментальным микроскопом. Биение сверла
проверяют приспособлением с индикатором (рнс. 5.22).
Заточка зенкеров. Цельные зенкеры с винтовыми канавка-
ми затачивают на специальных сверлозаточных станках в
приспособлениях, обеспечивающих образование плоских или
винтовых задних поверхностей.
Зенкеры со вставными зубьями и оснащенные пластинками
из твердого сплава рекомендуется затачивать по задней н пе-
редней поверхностям на универсально-заточном станке с ис-
90
Рнс. 5.22. Приспособление для
проверки биения сверл
пользованием универсальной
заточной головки. При силь-
ном выкрашивании или затуп-
лении режущих кромок зенкер
следует предварительно зато-
чить на простом станке вруч-
ную.
Передний угол у и задний а
у зенкера можно проверить
специальным угломером или
на инструментальном микро-
скопе.
Заточка разверток. Заточка
разверток, предназначенных
главным образом для точной чистовой обработки отверстий, —
операция весьма ответственная и выполнение ее требует
высокой квалификации. Эту операцию обычно выполняют иа
универсально-заточном станке.
Передний и задний углы развертки проверяют специальным
угломером конструкции ВНИИ или на инструментальном мик-
роскопе. Способ измерения углов у и а на угломере ВНИИ
показан на рис. 5.23. Биение контролируют так же, как у сверл
и зенкеров.
Рис. 5.23. Угломер ВНИИ для проверки переднего и
заднего углов развертки
Заточка метчиков. Метчики затачивают главным образом
по передней поверхности. Заточка метчика по передней поверх-
ности на универсально-заточном стайке показана на рис. 5.24.
Заточку метчиков следует выполнять на специальных заточных
или универсально-заточных станках ЗА64Д.
Для контроля переднего и заднего углов метчика сущест-
вует специальный индикаторный прибор. Передний угол можно
91
chipmaker.ru
I
I
Рис. 5.24. Заточка метчика по передней поверхности
।
также проверять угломером конструкции ВНИИ и др. Угол
наклона заборной части и ее длину контролируют шаблонами
(рис. 5.25).
Заточный инструмент и охлаждающие жидкости. На про-
цесс заточки и качество затачиваемых поверхностей режущих
инструментов, производительность и экономичность операций
большое влияние оказывает правильный выбор шлифовального
круга, режима обработки и охлаждающей жидкости. Выбор
шлифовального круга зависит от конструкции и назначения
режущего инструмента и материала его рабочей части
(табл. 5.6, 5.7).
На всех заточных и доводочных операциях рекомендуется
применять смазочно-охлаждающие жидкости. Они поглощают
теплоту и снижают температуру поверхностного слоя режущих
кромок инструмента, что предотвращает появление на нем
прижогов, сколов, трещин, повышает стойкость круга и способ-
ствует увеличению производительности обработки.
При заточке режущих инструментов шлифовальными круга-
ми наиболее широко применяют водные растворы и соды сле-
Рнс. 5.25. Шаблон для про-
верки угла наклона и длины
заборного конуса метчика
дующего содержания: соды каль-
цинированной 1,5%; соды кальци-
нированной 0,8% и нитрита на-
трия 0,25%; соды кальцинирован-
ной 0,5% и силиката натрия 0,3%.
Применяют и другие охлаждаю-
щие жидкости, например водные
растворы тринатрийфосфата или
эмульсии мыльного порошка.
При заточке твердосплавных
режущих инструментов алмазными
5.6. Характеристика шлифовальных кругов и режимы обработки для заточки многолезвийных режущих инструментов
chipmaker, ru
кругами на бакелитовой связке допускается работа без охлаж-
дения, но его применение дает лучшие результаты. Заточку
алмазными кругами на металлической связке из-за их значи-
тельного засаливания выполнять без смазочно-охлаждающей
жидкости нельзя.
При заточке кругами на органической связке рекоменду-
ется охлаждение водным раствором следующего состава:
0,6% тринатрийфосфата, 0,05% вазелинового масла, 0,3% бу-
ры. При заточке кругами на металлической связке рекоменду-
ется применять раствор такого состава: 0,3% тринатрийфосфа-
та, 0,5% буры, 0,4% триэтаноламина.
Заточку быстрорежущего инструмента кругами из эльбора
рекомендуется производить, применяя охлаждающую жидкость
следующего состава: 0,6% триэтаноламина, 0,25% буры (тех-
нической), 0,5% олезарннового масла, остальное вода. При
заточке режущего инструмента требуется непрерывное охлаж-
дение с подачей охлаждающей жидкости в зону заточки в
количестве 6—10 л/мин.
5.5. Вспомогательные инструменты
Для крепления сверл, разверток, зенкеров и других режу-
щих инструментов в шпинделе сверлильного станка применяют
следующие вспомогательные инструменты: переходные свер-
лильные втулки, сверлильные патроны, оправки и т. д.
Переходные конические втулки. Конические втулки служат
для крепления режущего инструмента с коническим хвостови-
ком, когда номер конуса хвостовика инструмента не соответ-
ствует номеру конуса в шпинделе станка.
Наружные и внутренние поверхности переходных втулок
выполняют с конусом Морзе семи номеров от 0 до 6 по ГОСТ
8522—70. Если конус сверла не соответствует коническому
отверстию шпинделя станка, то на конусный хвостовик сверла
надевают переходную втулку. Втулку вместе со сверлом
вставляют в конусное гнездо шпинделя станка. Если одной
втулки недостаточно, применяют несколько переходных втулок,
которые вставляют друг в друга.
Сверлильные патроны. Сверлильные патроны используют
для крепления режущих инструментов с цилиндрическим хвос-
товиком диаметром до 20 мм.
На рис. 5.26,о изображен трехкулачковый сверлильный
патрон, в котором инструменты закрепляют ключом. Внутри
корпуса патрона (рис. 5.26,6) расположены наклонно три ку-
лачка /, имеющие резьбу, связывающую нх с гайкой 2. Обойма
3 вращается специальным ключом 4, вставленным в отвер-
94
Рис. 5.26. Сверлильный патрон для закрепления сверл с цилиндриче-
ским хвостовиком
стие корпуса патрона. При вращении обоймы по часовой стрел-
ке вращается также гайка.
Зажимные кулачки, опускаясь вниз, постепенно сходятся
и зажимают цилиндрический хвостовик сверла или другого
режущего инструмента. При вращении обоймы в обратном
направлении кулачки, поднимаясь вверх, расходятся и осво-
бождают зажатый инструмент.
Двухкулачковые сверлильные патроны, так же как н трех-
кулачковые, применяют для закрепления режущего инстру-
мента с цилиндрическим хвостовиком на сверлильных станках.
Хвостовик инструмента в них зажимается перемещением в
Т-образных пазах корпуса патрона двух кулачков. Эти кулачки
сближаются и разводятся с помощью ключа винтом, имеющим
правую и левую резьбу.
Для зажима сверл малого диаметра с цилиндрическими
хвостовиками часто пользуются цанговыми патронами.
Корпус такого патрона (рис. 5.27) имеет с одной стороны
конический хвостовик 1 для закрепления патрона в шпинделе
сверлильного станка, а с другой — утолщенную цилиндриче-
скую часть 2 с наружной резьбой и конической выточкой
внутри.
На резьбовую часть патрона навертывают кольцо 4, внутри
которого имеется коническая расточка, а снаружи — рифление
(накатка), облегчающее ручное закрепление сверл. В кониче-
скую расточку корпуса патрона и наружного кольца вставляют
разрезную коническую цангу 3 с цилиндрическим отверстием,
соответствующим диаметру зажимного инструмента. Наверты-
вая кольцо на резьбовую часть корпуса патрона, обжимают
коническую поверхность цанги, которая вследствие сближения
разрезанных частей зажимает хвостовик инструмента. При
95
chipmaker.ru
свертывании кольца цанга разжимается и освобождает
инструмент.
Быстросменные сверлильные патроны применяют для сокра-
щения вспомогательного времени при работе на сверлильных
станках. Они позволяют быстро менять режущий инструмент,
не выключая станок. Один из таких патронов, предназначенный
для крепления режущих инструментов с коническими хвостови-
ками, изображен на рис. 5.28,а.
В коническое отверстие 6 сменной втулки 2 вставляют ре-
жущий инструмент с коническим хвостовиком соответству-
ющего номера конуса,, после чего втулку заводят в цилиндри-
ческое отверстие корпуса патрона 1. Притом кольцо 4 поднима-
ется в верхнее положение и два шарика 3 углубляются в от-
верстие корпуса и выточку кольца 5. Кольцо, опускаясь своей
внутренней поверхностью, заставляет шарики входить в выемки
сменной втулки 2, таким образом прочно закрепляя втулку
вместе с инструментом в корпусе патрона.
Инструмент меняют, не выключая станок.
Для этого левой рукой поднимают наружное
кольцо 4 в верхнее крайнее положение, и
I шарики под действием центробежной силы
II// расходятся. Затем сменную втулку 2 с закреп-
I ленным в ней инструментом легко вынимают
.. правой рукой из корпуса патрона. В комплек-
L- -И те вместе с патроном должен быть набор
Д! ;И сменных конических втулок различных номе-
Еж ров-
Рнс. 5.27. Цан-
говый сверлиль-
ный патрон для
крепления сверл
Рис. 5.28. Быстросменный сверлильный патрон (а)
и коническая втулка для крепления сверл с цилинд-
рическими хвостовиками (б)
96
В последнее время в серийном и массовом производстве
широко применяются разрезные конические втулки для крепле-
ния сверл с цилиндрическими хвостовиками диаметром до
10 мм. Эти втулки имеют конусную поверхность н прорезь,
проходящую через центр отверстия (рис. 5.28,6). Будучи встав-
ленной в шпиндель сверлильного станка, такая втулка обеспе-
чивает прочное закрепление сверла.
Самоустанавливающиеся сверлильные патроны применяют
в тех случаях, когда требуется обрабатывать предварительно
просверленные отверстия. Патроны позволяют центрировать
режущий инструмент по оси обрабатываемого отверстия. Один
из таких патронов показан на рис. 5.29.
Корпус патрона 1, имеющий конический хвостовик для креп-
ления в шпинделе станка, передает вращательное движение
оправке 6 через поводок 3, помещенный в глухих шестигран-
ных отверстиях. Между торцовыми поверхностями корпуса
патрона и оправки установлен упорный шарикоподшипник 4,
Оправка и корпус патрона соединены между собой муфтой 7,
навернутой на резьбовую часть оправки. Стопорное кольцо
5 предохраняет муфту от провертывания на оправке патрона.
Внутри оправки расположена спиральная пружина 2, которая,
упираясь одним концом в нижний поясок корпуса патрона,
а другим в дно муфты, прижимает оправку к нижней торцовой
части корпуса патрона. Такое устройство позволяет оправке
патрона в процессе работы самоустанавливаться в предвари-
тельно обработанном отверстии относительно оси вращения
корпуса патрона.
Предохранительные патроны служат для крепления метчи-
ков при нарезании резьбы на сверлильных станках. Применение
таких патронов улучшает качество нарезаемой резьбы н
предохраняет метчик от поломок.
Конструкция предохранительного патрона изображена на
рис. 5.30. Ведущая кулачковая полумуфта 5 пружиной 6 при-
жимается к ведомым полумуфтам 2, 4, свободно сидящим на
оправке 7. При этом выступы 3, расположенные на торце
полумуфты 4, входят во впадины полумуфт 2, 5 и приводят
нх в движение. По окончании нарезания резьбы в отверстии
полумуфты 2, 4 вместе с метчиком прекращают вращение, а
полумуфта 5, выйдя из зацепления с полумуфтамн 2, 4 и про-
должая вращаться, начинает проскальзывать (щелкать). Из
нарезанного отверстия метчик вывертывают обратным вра-
щением шпинделя станка. Кольцо / служит для закрепления
метчика в патроне.
Реверсивные патроны используют при нарезаинн резьбы
на сверлильном станке, который не имеет реверса (устройства
97
chipmaker.ru
Рис. 5.29. Самоустанавливаю-
щийся сверлильный патрон
Рис. 5.30. Предохранительный
патрон для нарезания резьбы
в глухих и сквозных отверстиях
для переключения на обратное вращение шпинделя). С их
помощью метчики обратным вращением вывертываются из
нарезанного отверстия.
Корпус головки 1 реверсивного патрона (рис. 5.31) зак-
реплен на шпинделе станка. При нарезании резьбы вращатель-
ное движение от шпинделя передается иа хвостовик патрона
98
Рис. 5.31. Реверсивный пат-
рон для нарезания резьбы
Рис. 5.32. Качающаяся
оправка для разверток
2, а затем от него через муфту 4 на валик 5. При подъеме
головки в начале обратного хода муфта переключается в
нижнее положение и передача вращения на валик 5 происходит
Рис. 5.33. Клинья для удаления ин-
струмента из шпинделя станка:
а — плоский, б — радиусный
Рис. 5.34. Эксцентрико-
вый ключ для удаления
режущего инструмента из
шпинделя станка
99
chipmaker.ru
в обратном направлении через конические зубчатые коле-
са 3, 7 и 6.
Оправки. На рис. 5.32 изображена качающаяся оправка
для разверток, закрепляемая в шпинделе сверлильного станка
коническим хвостовиком 1. В отверстии корпуса 4 крепится
штифтом 5 с зазором качающаяся часть оправки 6, опирающа-
яся шариком 3 в подпятник 2. Развертка, вставленная в
качающуюся часть оправки, может легко принимать положение,
совпадающее с осью развертываемого отверстия.
Клинья для удаления инструмента. Удалять режущий ин-
струмент, переходные втулки и сверлильные патроны из отвер-
стия шпинделя рекомендуется только с помощью специальных
клиньев (рис. 5.33) или эксцентрикового ключа (рис. 5.34).
S.6. Приспособления
Для правильной установки и закрепления обрабатываемых
заготовок на столе сверлильного станка применяют различные
приспособления, наиболее распространенными из которых явля-
ются тиски машинные (винтовые, эксцентриковые и пневмати-
ческие) , призмы, упоры, угольники, кондукторы, специальные
приспособления и др.
Широкое применение получили прихваты, призмы и уголь-
ники. На рис. 5.35 показаны примеры закрепления заготовок
на столе сверлильного станка с помощью прихватов, призм
и угольников, а на рис. 5.36 изображены конструкции уголь-
ников.
Машинные тиски. Машинные винтовые тиски (рис. 5.37)
Рис. 5.35. Крепление заготовок иа столе станка с помощью простых
приспособлений:
/ — заготовка, 2 — угольник
100
Рис. 5.36. Угольник (а) и поворотная стойка (б) для крепления
заготовок
Рис. 5.37. Машинные тиски
Рис. 5.38. Быстродействую-
щие машинные тиски с ры-
чажно-кулачковым зажимом
широко используют в единичном производстве. Они состоят
из основания 4, закрепляемого на столе станка болтами,
подвижной губки 2, неподвижной губки 3, винта / и рукоятки
5. Заготовка крепится между губками поворотом рукоятки,
сообщающей вращение винту.
Быстродействующие машинные тиски с рычажио-кулачко-
вым зажимом (рис. 5.38) применяют при работе иа сверлиль-
ных станках. Они обеспечивают быстрый зажим заготовок.
Основные части тисков: корпус 1 и поворотная часть 2 с
установочным виитом 4 и неподвижной губкой 3. На плоских
направляющих поворотной части смонтировано основание 9
подвижной губки 5. Расстояние между губками тисков в
зависимости от размеров обрабатываемой заготовки регулиру-
ется винтом 4, имеющим трапецеидальную резьбу. Губка 5
имеет вид рычага, на конец которого действует двойной кула-
101
chipmaker, ru
чок 8 эксцентрикового валика 7, перемещаемого рукояткой 6.
Основание 9 представляет собой опору для губки 5 рычага
и кулачка 8. Для зажима обрабатываемой заготовки рукоятку
6 нужно перевести в горизонтальное положение.
Пневматические машинные тиски (рис. 5.39) применяют
чаще всего в серийном и массовом производстве. Они служат
для закрепления заготовок. Этн тиски снабжены поршневым
пневматическим цилиндром / (или пневматической камерой).
Шток 4 поршня соединен с разноплечим рычагом 3, которым
приводится в движение подвижная губка тисков 2. Зажи-
маются и разжимаются заготовки поворотом рукоятки 6,
после чего воздух из сети через обратный клапан 5 поступает
в пневматический цилиндр 1.
Универсальные поворотные пневмогидравлические тиски
(рис. 5.40) состоят из пневмогидроусилителя /, соединительных
Рис. 5.39. Пневматические машинные тиски
102
Рис. 5.40. Пневмогидравлические тиски
рукавов 2 высокого давления и поворотных тисков, имеющих
подвижную 5 и неподвижную 6 губки. Основание тисков 4
обеспечивает поворот на 90 и 180°. Максимальное усилие
зажима на губках тисков 35 кН. Максимальное давление гидро-
системы 0,6 МПа. Рабочий ход подвижных губок 6,0 мм при
разводе губок от 0 до 200 мм.
При зажиме в тисках обрабатываемой детали на сверлиль-
ном станке масло от пневмогидроусилителя I попадает в левую
полость рабочего цилиндра 1 и заставляет поршень цилиндра
перемещаться вправо. Прн этом обрабатываемая деталь за-
жимается.
Кран управления 3 пневмогидроусилителя служит для
подачи сжатого воздуха в правую или левую полость цилиндра
пневмогидроусилителя. Краном можно регулировать предвари-
тельное или окончательное усилие зажатия деталей.
Разжим тисков происходит следующим образом. Сжатый
воздух через масловодоочиститель поступает от сети в пневмо-
гидроусилитель /. Через рукав 2 воздух поступает в правую
полость гидроцилиндра 7. При этом поршень цилиндра пере-
мещается влево и в свою очередь отводит подвижную губку
влево — происходит отжатие детали.
Пневмогидравлические тиски успешно применяются при
обработке деталей на сверлильных и фрезерных станках.
Кондукторы для закрепления заготовок. Для крепления
заготовок и обеспечения правильного положения инструмента
относительно оси обрабатываемого отверстия на сверлильных
станках пользуются специальными приспособлениями — кон-
дукторами.
Для направления режущего инструмента в корпусе кондук-
103
chipmaker.ru
Рис. 5.41. Кондукторные втулки:
а — постоянные; б — быстросменные
тора имеются кондук-
торные втулки, кото-
рые обеспечивают точную
обработку отверстий в со-
ответствии с чертежом. Кон-
струкция и размеры этих
втулок стандартизованы.
Они бывают: постоянные
(рис. 5.41, а) — применя-
ются в кондукторах для мел-
косерийного производства
при обработке отверстия од-
ним инструментом и быстро-
сменные с замком (рис.
5.41, б) — в кондукторах
для массового и крупносерийного производства. Втулки изго-
товляют из стали У10А нлн 20Х и подвергают термической
обработке для придания им необходимой твердости.
Для уменьшения износа втулок и уменьшения смещения оси
обрабатываемого отверстия из-за возможного перекоса ин-
струмента во втулке между ее нижним торцом и поверхностью
заготовки оставляют зазор. Тогда стружка не проходит через
втулку, а сбрасывается в сторону. При сверлении чугуна зазор
берут от 0,3 до 0,5 мм.
При сверлении стали и вязких материалов (меди, алюми-
ниевых и других сплавов) зазор увеличивается до размера
диаметра.
Правильное расположение обрабатываемых заготовок отно-
сительно инструмента в кондукторах обеспечивается установоч-
ными опорами. К ним относятся штыри и пластинки. Штыри
(рис. 5.42, а) применяются с плоской (/), сферической (II)
и насеченной (III) головками. Первые предназначены для
установки заготовок обработанными поверхностями, вторые и
третьи — для установки заготовок необработанными поверх-
ностями. Установочные пластинки (рис. 5.42, б) закрепляются
в корпусе кондуктора двумя или тремя винтами. Если на по-
верхности обрабатываемой заготовки имеется припуск, который
надо удалить при последующих операциях, применяются регу-
лируемые опоры (рис. 5.42, в).
Кондукторные плиты служат для установки в их
отверстиях кондукторных втулок. В зависимости от способа
соединения с корпусом кондуктора кондукторные плиты под-
разделяются на постоянные, поворачиваемые, объемные, под-
весные и подъемные. Постоянные плиты изготовляют заодно
с корпусом кондуктора или жестко соединяют с ним сваркой
104
Рис. 5.42. Установочные опоры для обрабатываемых заготовок:
а — установочные штыри; б — установочные пластинки; в — регулируемые
опоры
или винтами. Поворачиваемые плиты вращаются на оси от-
носительно корпуса кондуктора при установке и снятии обра-
батываемой детали. Съемные плиты изготовляют отдельно
от корпуса. Деталь закрепляют в кондукторе, устанавли-
вают съемную плиту, а после обработки съемную плиту сни-
мают.
Подвесные кондукторные плиты по краям имеют два отвер-
стия, которыми их устанавливают на нижних концах двух на-
правляющих скалок и закрепляют гайками. Верхние концы
скалок свободно входят в отверстия втулок, запрессованных
в отверстия корпуса миогошпиндельной сверлильной головки,
которая закреплена на гильзе шпинделя станка. Подъемные
кондукторные плиты по краям имеют два отверстия, которыми
их устанавливают на верхних концах двух направляющих
скалок и закрепляют гайками. Нижние концы направляющих
скалок входят в отверстия корпуса кондуктора. Подъем и
опускание направляющих скалок с кондукторной плитой произ-
водится от пневмопривода.
Применение кондукторов устраняет необходимость в раз-
метке, нанесении центровых отверстий, выверке заготовок при
креплении и других операциях, связанных со сверлением по
разметке. Поэтому их широко используют в серийном и массо-
вом производстве. Кондукторы по своей конструкции бывают
накладные, скользящие, опрокидываемые и поворотные.
105
r.ru
Накладными кондукторы называют потому, что они
накладываются на обрабатываемую заготовку и могут свободно
лежать на ией или закрепляться.
На рис. 5.43 дана схема незакрепляемого накладного кон-
Рис. 5.43. Незакрепляемый накидной кондуктор
дуктора для сверления четырех отверстий 6. Обрабатываемая
заготовка устанавливается базой 5 на наклонной плоскости
приспособления так, чтобы оси просверливаемых отверстий
расположились вертикально, соответственно направлению
рабочей подачи сверла. После закрепления в таком положении
на заготовку накладывают кондукторную плиту 4. Два фикси-
рующих пальца 1 и 2 обеспечивают правильное положение
направляющих втулок 3 относительно осей отверстий.
Скользящие кондукторы ие крепятся к столу станка,
а для каждого просверливаемого отверстия устанавливаются
в рабочее положение сверловщиком. Поэтому работа на них
менее производительна, чем на закрепляемых. Эти кондукторы
применяются при работе на одиошпиндельном сверлильном
станке, когда иа одной поверхности заготовки требуется про-
сверлить несколько отверстий. Направляющие втулки в таких
кондукторах монтируют на откидных планках.
На рис. 5.44 изображена схема скользящего кондуктора для
сверления двух отверстий в бобышках заготовки 14 (на рисунке
указана штрихпунктиром). На основании кондуктора 13 на осн
2 смонтирована кондукторная планка 4, в которой расположены
две сменные направляющие втулки 5 и пружинный прижим 6,
106
S 6
7
Рис. 5.44. Скользящий кондуктор для сверления двух отверстий
служащий для удержания планки гайкой 7 при установке и
снятии заготовки. Обрабатываемая заготовка 14 устанавливает-
ся торцом на шлифовальную поверхность основания кондуктора
и с помощью двух призм — неподвижной И и подвижной 15,
соединенной со штифтом 16 шпильками 3, определяется необ-
ходимое положение заготовки относительно кондукторных
втулок 5. Фиксируется положение призм контрольными штиф-
тами 12.
При установке заготовки 14 планка 4 откидывается до
упора 1. Во время обработки заготовки кондукторная планка
4 удерживается защелкой 9, сидящей на оси 10, и прижимается
плоской пружиной 8.
Опрокидываемые кондукторы используют, когда
нужно сверлить отверстия в нескольких плоскостях.
На рис. 5.45 показана схема опрокидываемого кондуктора.
Заготовка 7 для сверления в ней отверстий, расположенных
в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, фиксируется
втулкой 2 и подвижной призмой 4. Заготовку зажимают откид-
ным болтом 5 с помощью откидной планки 1, снабженной
самоустанавливающимся сухарем 6.
Сверление производится через направляющие втулки 3 и 8.
После того как просверлено отверстие в одной плоскости,
кондуктор поворачивают и сверлят отверстия в другой плос-
кости.
Поворотные кондукторы применяют главным образом
для сверления отверстий на цилиндрических поверхностях.
Их изготовляют с горизонтальными, вертикальными и наклон-
ными осями поворота. Направляющие втулки устанавливаются
в корпусе кондуктора или на поворотном шпинделе.
107
chipmaker, ru
На рис. 5.46 показан поворотный кондуктор, предназначен-
ный для сверления в заготовке 4 (указана штрнхпунктиром)
девяти отверстий. Заготовку устанавливают на шпинделе 7 и
зажимают гайкой 5 через разрезную шайбу 6. Делительный
диск 1 соединяется со шпинделем Z шпонкой 2. Люфт шпинделя
регулируется гайками 3. Фиксатор 9 включается пружиной 8.
В современных условиях мелкосерийного и серийного произ-
водства наиболее целесообразно применять универсальные
нормализованные кондукторы, которые, переналаживая, можно
использовать для обработки большого количества однотипных,
но различных по размерам заготовок. К нормализованным
кондукторам относятся скальчатые с быстродействующими
ручными и пневматическими зажимами и др. Скальчатые
кондукторы как с ручным, так и с пневматическим зажимом
заготовки обеспечивают быстрый зажим и освобождение заго-
товки и допускают большое число переналадок. Скальчатые
кондукторы используют для сверления, развертывания и наре-
зания резьбы в различных изделиях, как, например, рычагах,
крышках, втулках, валиках и т. д.
На рис. 5.47 показана схема установки и закрепления
сменной кондукторной плиты и сменной наладки в скальчатом
кондукторе консольного типа с пневматическим приводом.
108
Рис. 5.46. Поворотный кондуктор
На плоскости корпуса и установочных пальцах / помещена
сменная наладка (подставка 8), в нее круглым концом устанав-
ливают обрабатываемую деталь, в прямоугольном фланце
которой требуется просверлить четыре отверстия 9. На нижней
плоскости постоянной кондукторной плиты 6 с прямоугольной
выемкой установлена на пальцах 7 сменная кондукторная
плита 4 с четырьмя кондукторными втулками 5. К сменной
109
chipmaker.ru
Рис. 5.47. Схема установки и
закрепления сменной кондук-
торной плиты и сменной налад-
ки в скальчатом кондукторе
кондукторной плите 4 винтами
прикреплены призмы 3, которые
при опускании кондукторных
плит 4 и 6 производят ориен-
тацию и зажим обрабатывае-
мой детали 2 в сменной налад-
ке скальчатого кондуктора.
Поворотные и передвижные
приспособления. К числу по-
воротных и передвижных при-
способлений, используемых на
сверлильных станках, относят-
ся нормализованные стойки, по-
воротные и передвижные столы,
применяемые для обработки
отверстий обычно вместе со
съемными рабочими приспо-
соблениями — поворотными
кондукторами для установки и
закрепления обрабатываемой
заготовки и направления режу-
щего инструмента. Поворотные
приспособления, имеющие го-
ризонтальную ось вращения делительной планшайбы, принято
называть поворотными стойками, а приспособления с вер-
тикальной осью вращения — поворотными столами.
Поворотные стойки применяют для обработки
отверстий в изделиях типа втулок, дисков, колец, в корпусных
деталях и т. п. на радиально-сверлильных станках. Заготовки
Рнс. 5.48. Одноопорная (консольная) поворотная стойка
110
устанавливают непосредственно на рабочую поверхность план-
шайбы или в приспособлении.
На рис. 5.48 показана схема одноопорной поворотной стойки.
В шпинделе 11 планшайбы 9 установлен валик 4. Сегменты 1,
находящиеся в кольцевой канавке валика 4, входят в пазы
шпинделя 11. Через отверстие валика 4 проходит эксцентрико-
вый валик 7 с рукояткой 8. При повороте рукоятки 8 по стрелке
эксцентрик оказывает давление на пробку 6. Вследствие этого
валик 4 с помощью соединенного с ним шпинделя // прижи-
мает планшайбу 9 к корпусу 10. В делительном механизме
(реечном фиксаторе) имеется палец 12, который пружиной 2
Рис. 5.49 Круглый поворотный стол с делительной
планшайбой
11)
chipmaker.ru
автоматически устанавливается во втулке 13, фиксирующей
положение планшайбы.
Перед очередным поворотом планшайбы фиксатор выводит-
ся из втулки 13 зубчатым валиком 3 с рукояткой 5.
Круглые поворотные столы применяются для
обработки отверстий, расположенных по окружности парал-
лельно оси вращения в кольцах, дисках, фланцах, ступицах,
втулках и других подобных изделиях. Нормализованные столы
допускают деление на 2, 3, 4, 6, 8 и 12 равных частей, а также
под углами 15 и 30°. Такие столы находят широкое применение
при миогопозициониой обработке отверстий на станках, осна-
щенных многошпиндельными сверлильными головками.
На рис. 5.49 приведена конструкция круглого поворотного
стола, получившая широкое распространение. Стол состоит из
делительной планшайбы 4 и шпинделя 3, центрирующего ее
в корпусе приспособления. Шпиндель вращается во втулке 2,
которая запрессована в корпусе стола 1, так же как втулка 9,
направляющая реечный фиксатор 7, вводимый пружиной 8
во втулку 5. Реечный фиксатор управляется рукояткой 6. Рабо-
чие приспособления центрируются на планшайбе по централь-
ной цапфе и закрепляются в Т-образиых пазах. Поворотные
столы рассмотренной конструкции имеют диаметр планшайбы
200, 250, 350 и 400 мм при высоте 120 мм.
На рис. 5.50 приведена кинематическая схема поворотного
Рис. 5.50. Кинематическая схема
поворотного стола МС-800
стола модели МС-800 (диаметр
планшайбы 800 мм), широко
применяемого на специальных
сверлильных станках.
Делительный поворот стола
осуществляют от электродвига-
теля 15 через зубчатые коле-
са 16, червячную передачу, к
червячному колесу которой при-
креплен криволинейный кула-
чок 13, несущий палец 6, от
которого поворачивается маль-
тийский крест 20 с четырьмя
пазами, и далее через сменные
колеса А и Б приводится во
вращение планшайба 4. Пово-
рот стола иа одну позицию
происходит за '/« оборота
мальтийского креста 20.
Стол поворачивается иа
упорном подшипнике в при-
Ш
поднятом положении на величину 0,5—0,8 мм. Подъем и зажим
планшайбы производят с помощью пневматического цилинд-
ра 7. Стол снабжен автоматическим воздухораспределителем 3
для зажима и отжима установленных в приспособлениях
деталей. Сжатый воздух к распределителю подают из блока
подготовки воздуха 8 через центральную 5 и зажимную 12 оси.
При повороте стола воздух поступает в нижнюю полость
цилиндра 7 и, перемещаясь вверх, поднимает планшайбу 4.
При этом кулачок 10 рычага 11 воздействует на переключа-
тель 9, от которого и последует команда на включение электро-
двигателя 15. От электродвигателя через зубчатую передачу 16
вращение передается кулачку 13, который воздействует иа
доводящий фиксатор 17 с помощью рычажной системы 14,
освобождая путь фиксаторным штырям 1 с роликами 2. Па-
лец 6 входит в паз мальтийского креста, начинает поворот
планшайбы. Доводочный фиксатор посредством толкателя 18
воздействует на микропереключатель 19. В конце поворота
планшайбы фиксаторный штырь с роликом нажимает на скос
фиксатора 17 и, утопив его в гнездо, проходит дальше. Упор-
ный фиксатор под действием пружин возвращается в исходное
положение, а палец поводка выходит из паза мальтийского
креста.
Криволинейный кулачок рассчитывают так, что как только
рычажная система 14 попадает в его выемку, фиксаторный
штырь с роликом должны пройти упорный фиксатор 17. Дово-
дящий фиксатор с помощью пружины быстро выходит из гнез-
да, ловит фиксаторный штырь с роликом, доводит его иа малый
угол против часовой стрелки и прижимает к лыске упорного
фиксатора. Поворот планшайбы закончен. Толкатель 18 входит
в выемку доводящего фиксатора, освобождая микропереключа-
тель 19, который дает команду на отключение электродвигате-
ля. Воздух подается в верхнюю полость цилиндра зажима
планшайбы. Кулачок 10 на рычаге 11 воздействует иа конечный
переключатель 9, последний дает команду на подвод сверлиль-
ной головки. Цикл поворота стола закончен.
Стол плавающий для сверлильных стан-
ков изображен на рис. 5.51. Заготовки можно устанавливать
в кондукторе, укрепленном на подвижном столе 5, или непо-
средственно на столе, когда требуется подвод к инструменту
мест обработки, расположенных в различных точках поверх-
ности заготовки. Заготовку к инструменту подводят перемеще-
нием стола вручную.
Для закрепления стола в заданном положении служит
пневматический прижим с приводом от мембранной камеры 1,
113
chipmaker.ru
Рис. 5.51. Стол плавающий для сверлильных станков
обеспечивающий плотное прилегание стола к опорной поверх-
ности плиты 2.
Перемещение стола ограничено пределами перемещения
цапфы 4. Для легкого и свободного передвижения стола воздух
к крану 3 подводится мягкими и гибкими шлангами.
Стол координатный универсальный (рис. 5.52)
применяется для сверлильных работ. Он имеет два перпенди-
кулярных перемещения.
Заготовки можно устанавливать непосредственно на столе
или в приспособлении. Для этого на столе имеются пазы 3 для
крепления и отверстия 4 для центрирования.
114
Рнс. 5.52. Стол координатный универсальный
Перемещение стола в обоих направлениях винтовое, с по-
мощью маховичков 1, 2. Каждое перемещение равно 230 мм.
Заданное перемещение устанавливают по нониусу с ценой де-
ления 0,05 мм
Уннверсально-сборные приспособления (УСП). Универ-
сально-сборные приспособления (УСП) широко используют на
заводах с опытным, мелкосерийным и единичным типом про-
изводства и при освоении новой продукции в серийном произ-
водстве.
Детали и сборочные единицы предназначены для сборки
приспособлений, используемых при различных видах механиче-
ской обработки и контроля деталей машин.
Быстрота сборки обеспечивается универсальной конструк-
цией, высокой точностью и взаимозаменяемостью элементов.
115
chipmaker.ru
Рис. 5.53. Базовые детали УСП:
а — плита; б — угольник
После обработки заданной партии деталей компоновка
разбирается, а составляющие ее элементы могут быть исполь-
зованы для сборки новых компоновок, предназначенных для
обработки других деталей.
Комплекты УСП состоят из базовых, опорных, установоч-
ных, направляющих, прижимных, крепежных и других элемен-
тов, а также из созданных на их основе сборочных единиц.
Из элементов и сборочных единиц УСП можно компоновать
специальные станочные приспособления для фрезерных, расточ-
ных и сверлильных станков.
Базовые детали (рис. 5.53) служат основанием,
на котором монтируется до 80% УСП. К ним относятся плиты
(квадратной н прямоугольной формы) и угольники, имеющие
сетку Т-образных пазов и резьбовых отверстий. На нижней час-
ти основания плит и угольников имеются шпоночные пазы,
с помощью которых собранное приспособление координируется
относительно центра стола станка. От качества базовых дета-
лей зависит жесткость н точность УСП.
Опорные детали (рис. 5.54) предназначены для обра-
зования корпуса приспособления и его основных опорных
поверхностей. К опорным деталям относятся прокладки, опо-
ры, призмы, угольники. Основными в корпусе приспособления
являются опоры, имеющие Т-образные и П-образные пазы и
резьбовые отверстия. Остальные детали служат для регулиро-
вания опор по высоте и увязки опор между собой в целях
создания единого жесткого приспособления. Широкая номен-
116
fO'
Рис. 5.54. Опорные детали УСП:
а — прокладка прямоугольная, б — опора прямоугольная; в — опора угловая;
г — призма опорная; д — угольник установочный
клатура и многообразие опорных деталей позволяют собирать
(с их помощью) большое число разнообразных УСП.
Установочные детали — шпоики, пальцы, пере-
ходники, штыри, постоянные н колпачковые опоры — предна-
значены для взаимной фиксации базовых и опорных элементов
между собой и создания базовых опор для закрепляемой заго-
товки.
Направляющие детали служат для направления
подвижных частей УСП и режущего инструмента. К ним отно-
сятся валики, колонки, кондукторные втулки и хвостовики
призм.
К прижимным деталям относятся прихваты, кото-
рые одним концом опираются на обрабатываемую деталь, а
другим — иа квадратные или круглые опоры. Прижим детали
к опоре осуществляется с помощью пазовых болтов различной
длины, которые проходят через овальное отверстие прихвата.
Для крепления деталей переменной высоты используются само-
устанавливающиеся прихваты.
К прижимным деталям относятся пазовые болты и
гайки различной формы и высоты, работающие в сочетании с
прихватом.
Наиболее часто применяемые сборочные единицы УСП
показаны на рис. 5.55.
Подвижная призма (рис. 5.55, а) регулируется вращением
винта 1 за четырехгранник К. При этом винт, имеющий на
117
chipmaker.ru
Рис. 5.55. Сборочные единицы УСГ1:
а —призма. 6— прижим Г-образный, в — прижим плоский, г — прижим
универсальный; д— опора регулируемая, е — опора регулируемая подводи-
мая, ж — опора универсальная
концах правую и левую резьбу, сдвигает губки 2. Болты для
крепления призмы к плите приспособления или столу станка
устанавливаются в пазы П.
Г-образный прижим (рис. 5.55,6) своей хвостовой частью
5 устанавливается в Т-образный паз плиты и закрепляется
гайкой 4. Обрабатываемая деталь зажимается угольником 2,
который притягивается винтом 1. Втулка 3 имеет заплечик И,
который воспринимает усилие зажима. При освобождении
детали угольник 2 возвращается в исходное положение пру-
жиной, смонтированной в стакане угольника.
Прижим (рис. 5.55, в) отличается от Г-образного прижима
наличием плоского прихвата /, который одним концом опира-
ется на обрабатываемую деталь, а вторым — на регулируемую
опору 2. Универсальный прижим (рис. 5.55,г) предназначен
для бокового прижима детали, осуществляемого винтом 1,
установленном в стойке 2, которая фиксируется иа плите при-
способления болтами (через пазы П).
Опоры (рис. 5.55, д.е.ж) имеют ручную регулировку и кре-
пятся непосредственно к базовой плите УСП (с помощью суха-
рей и винтов).
Конструкция элементов, габаритные и присоединительные
118
размеры, допуски и шерохо-
ватость поверхности даны с
учетом взаимозаменяемости и
собираемости элементов в раз-
личных комбинациях без натя-
гов и пригонки. Возможность
сборки проверена на многих
заводах страны длительной
практикой создания приспособ-
лений для различных видов об-
работки.
Такой вид оснащения зна-
Рис. 5.56. Универсально-сбо-
рный кондуктор для свер-
ления двух отверстий
чительно сокращает сроки под-
готовки производства, так как
сборка приспособлений из го-
товых элементов занимает
гораздо меньше времени, чем проектирование и изготовление
специальных приспособлений. Многократное использование
в течение длительного времени одних и тех же элементов для
сборки различных приспособлений позволяет уменьшить рас-
ход металла на специальную оснастку, сократить объем работ
в инструментальных цехах, высвободить часть оборудования
и т. д.
На рис. 5.56 изображена монтажная схема универсально-
сборного кондуктора для сверления двух отверстий с точным
расстоянием между их осями О — О\.
Миогошпиидельные сверлильные головки. Такие головки
являются дополнительным приспособлением к сверлильному
станку, ими можно одновременно обрабатывать несколько от-
верстий. При использовании таких головок производительность
сверлильных станков значительно увеличивается.
Многошпиндельные сверлильные головки бывают различ-
ной конструкции. Восьмишпиндельная с кривошипным приво-
дом рабочих шпинделей показана на рис. 5.57. Головки с кри-
вошипным приводом рабочих шпинделей допускают произволь-
ное их расположение в пределах максимальных расстояний
между соседними шпинделями.
Головка крепится разрезным хомутом / иа шпинделе стан-
ка. На ведущем шпинделе 2 головки насажен маховик 3 с кри-
вошипным пальцем 4, который сообщает движение водилу 7,
связанному через кривошипы 5 с рабочими шпинделями 6.
Все рабочие шпиндели и кривошипные пальцы смотироваиы на
шарикоподшипниках. Для уравновешивания кривошипного ме-
ханизма головки в ободе маховика 3 просверлены отверстия,
залитые свинцом.
119
chipmaker.ru
Рис. 5.57. Универсальная восьмишпнндельная сверлильная го-
ловка
На рис. 5.58 показан общий вид (а) и схема (б) универ-
сальной шестишпиндельной револьверной сверлильной головки.
Применяемой для последовательного сверления от двух до
шести отверстий разного диаметра и выполнения других опера-
ций по обработке отверстий. В неподвижном корпусе 2 головки
на оси 13 поворачивается корпус / с шестью шпинделями 10,
у которых на одном конце насажены кулачковые или цанговые
патроны для крепления инструмента, а на другом — трехзубые
кулачки 11. Ведущий кулачок /2 через втулку 4 и шпонку 5
получает вращение от шпинделя сверлильного станка, кулачок
можно перемещать по втулке 4 и выводить из зацепления с
ведомым кулачком 11. Эти перемещения осуществляются
крючком 8, связанным с кулачком серьгой 7 и рычагом 6. При-
чем крючок 8 одновременно выводит фиксатор 9 из зацепления
с поворотным корпусом /, что позволяет подвести под ведущий
кулачок любой из шести шпинделей головки. Сверлильную
120
Рис. 5.58. Универсальная
шестишпиндельная свер-
лильная головка
r.ru
головку закрепляют на шпинделе сверлильного станка хомутом
горловины 3.
Производительность труда при сверлении отверстий диа-
метром 0,8—6 мм этой сверлильной головки может увеличиться
иа 10—15%.
На рис. 5.59 показана конструкция шестишпиндельиой
револьверной головки для последовательной обработки отверс-
тий в детали различными режущими инструментами. В головке
устанавливают сменные шпиндели, приводы которых имеют
различные передаточные числа. Такая конструкция головки
позволяет без остановки и переналадки вертикально-сверлиль-
ного станка при последовательном повороте шпинделей выпол-
нить различные виды обработки отверстия: сверление, зеике-
рование, развертывание, нарезание резьбы и цекование торцов.
Каждый шпиндель головки поворачивается в вертикальное
Рис. 5.59. Шестншпиндельная револьверная головка
122
положение для последующей обработки отверстия соответству-
ющим режущим инструментом автоматически без остановки
станка и переключения скорости. Для включения в работу
очередного шпинделя с инструментом револьверная головка,
закрепленная на пиноли станка, поднимается, регулировочный
винт 7 упирается в торец шпиндельной бабки и при дальнейшем
подъеме головки он перемещает вниз стержень 6, который
нажимает на рычаг 4. Рычаг, поднимая муфту 3 и соответству-
ющий рабочий шпиндель, перестает вращаться. Затем стер-
жень 6 нажимает на рычаг 2 и поворачивает его на оси. При
повороте рычаг 2 выводит фиксатор / из втулки. Во время
дальнейшего подъема головки регулируемый болт 8 упирается в
торец шпиндельной бабки и перемещает вниз стержень 9 с
зубчатой рейкой. При этом рейка на стержне 9 вращает зубча-
тое колесо 10, которое через пару конических зубчатых колес
//и храповой механизм 12 в свою очередь вращает зубчатое
колесо 13, которое поворачивает корпус 14 с соответствующим
шпинделем в вертикальное рабочее положение.
Шариковый фиксатор предварительно фиксирует поворот
головки. При перемещении вниз револьверная головка работает
в обратной последовательности и фиксатор 1 под действием
пружины фиксирует точное положение очередного шпинделя
при повороте головки. Корпус головки не может повернуться
в обратную сторону, потому что храповый механизм проскаки-
вает вхолостую. Пружина, установленная на шпинделе 15,
включает зубчатую муфту 3, и шпиндель с режущим инстру-
ментом начинает вращаться и производит соответствующую
обработку отверстия. Максимальный диаметр сверла, устанав-
ливаемого в сменном шпинделе головки, 15 мм. Сменные шпин-
дели расположены пол углом 30° к плоскости разъема корпусов
5 и 14 и под углом 60° к оси вращения поворотного корпуса 14.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные части и геометрические элементы спиральных
сверл.
2. Какие типы сверл применяют в машиностроении?
3. Каково назначение зенкера, развертки и метчика?
4. Какие основные виды износа н поломок сверл и способы их
устранения вы знаете?
5. Какие вы знаете формы заточки сверл?
6. Как правильно заточить сверло, зенкер, развертку н метчик?
7. Какие шлифовальные круги применяют для заточки сверл?
8. Назовите основные вспомогательные инструменты, применяемые
сверловщиком.
9. Какие приспособления применяют при сверлильных работах?
10. Какие вы знаете прогрессивные методы упрочнения инстру-
мента?
123
6. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
6.1. Способы м средства измерения отверстий
При работе на сверлильных станках сверловщику прихо-
дится часто пользоваться измерительным инструментом для
контроля диаметров и глубины отверстий, а также других раз-
меров.
Измеряют и проверяют размеры отверстий различными
контрольно-измерительными инструментами, которые выбира-
ют в зависимости от требуемой точности измеряемого размера
и характера производства.
Часто сверловщику приходится пользоваться следующими
измерительными инструментами: измерительной линейкой, ну-
тромером, угольниками, штангенциркулем, калибрами гладки-
ми и резьбовыми, штаигеиглубиномером.
Измерительная лииейка представляет собой
жесткую стальную ленту длиной от 150 до 1000 мм и более с
нанесенными на нее делениями через I мм и используется для
приближенных измерений габаритных размеров обрабатывае-
мых заготовок, расстояний между центрами отверстий, диамет-
Рис. 6.1. Нутромеры:
а — индикаторный, б — микрометриче-
ский
ров отверстий и т. д. Воз-
можная точность измерения
линейкой до 0,5 мм.
Индикаторный ну-
тромер (рис. 6.1, а)
применяют для измерения
точных отверстий диаметром
от 6 мм и более Погреш-
ность показаний нутромера
от ±0,15 до 0,025 мм. Цена
деления 0,01 мм. В комплект
нутромеров входит набор
сменных вставок, с помощью
которых устанавливают нуж-
ные пределы измерения.
Установка индикатора на
нуль производится по аттес-
тованному кольцу или блоку
концевых мер. При измере-
нии диаметра отверстия нут-
ромер, предварительно на-
клонив, осторожно, без уда-
ров наконечниками о стенки
заготовки вводят в отверстие.
124
Нутромер перпендикулярно оси отверстия устанавливают лег-
ким покачиванием его, после чего отмечают отклонение стрел-
ки от нуля. Если при измерении стрелка индикатора отклоняет-
ся вправо, измеряемый размер меньше настроенного, если
влево — больше настроенного.
Например, при измерении отверстия диаметром 25 мм стрел-
ка индикатора отклонилась вправо на 15 делений, следова-
тельно, действительный размер отверстия будет равен 25 —
— 0,15= 24,85 мм. При отклонении стрелки на то же число
делений влево измеряемый размер составит 254-0,15 =
= 25,15 мм.
Для проверки точных отверстий применяют микромет-
рические нутромеры, которые имеют цену деления
0,01 мм и погрешность показаний не менее чем ±0,006 мм.
Микрометрический нутромер (рис. 6.1, б) имеет следующие
основные части: стебель 3 с запресованным в него сферическим
измерительным наконечником /, микрометрический винт 5,
барабан 6, жестко соединенный с микрометрическим винтом,
колпачок 7, закрепляющий барабан на микрометрическом вин-
те, измерительный наконечник 8, предохранительный
колпачок 2 и стопор 4.
Нутромеры выпускают в виде микрометрической го-
ловки и нескольких удлинителей, свинчивая которые
можно получить различные пределы измерения.
Штангенциркули имеют особую шкалу —
нониус, позволяющий снимать показания с точностью
до 0,1 и 0,05 мм.
На рис. 6.2, а изображен штангенциркуль с точностью
отсчета по нониусу 0,05 мм. Он предназначается для
наружных и внутренних измерений, а также для разме-
точных работ. Штангенциркуль состоит из штаиги 6 с
миллиметровыми делениями, на одном конце которой
имеются две губки 1 и 2. По штанге 6 перемещается
рамка 9 с губками 11 и 3. На рамке укреплена иониусная
линейка 10.
Для облегчения точных измерений в отдельных кон-
струкциях штангенциркулей имеется микрометрическое
устройство для подачи рамки 9, состоящее из виита 8,
гайки 7 и зажимного винта 5. Стопорный винт 4 служит
для закрепления рамки 9 на штанге 6.
Нониус 10 служит для отсчета дробных частей деле-
ния шкалы штанги 6. Длина его 39 мм и разделен он на
20 частей. Цифрами отмечается число сотых долей мил-
лиметра через каждые пять делений. Поэтому против
пятого штриха нониуса стоит цифра 25, против десято-
125
chipmaker.ru
Рис. 6.2. Штангенциркуль:
а — с отсчетом но нониусу, б — показания ноннуса, в —- с отсчетом по индика-
тору
го — 50 и т. д. Длина каждого деления нониуса равна
39:20= 1,95 мм, т. е. отсчет может быть произведен с
точностью до 0,05 мм.
При измерении штангенциркулем к количеству целых
миллиметров, которое пройдено нулевыми штрихами
нониуса, надо прибавить столько сотых долей милли-
метра, сколько покажет штрих нониуса, совпадающий
со штрихами измерительной штанги. Например, по
штанге штангенциркуля (рис. 6.2, б) нулевой штрих
нониуса прошел 24 мм, а его восьмой штрих совпал с
одним из штрихов измерительной штанги. В этом случае
штрих соответствует размеру 0,40 мм (0,05X8), а изме-
ряемый размер равен 24,40 мм, т. е. 24 -|-0,40= 24,40 мм.
Штангенциркули изготовляют с пределами измерения
от 0 до 125, 160, 250, 400, 630, 1000 мм и более.
При измерении диаметра отверстия губки /и 11 штан-
генциркуля вводят в отверстие и фиксируют винтом 4
их положение. Затем по показаниям нониуса определяют
размер диаметра. При этом к отсчитаииому размеру
прибавляется действительная толщина губок 1 и 11 для
внутренних измерений.
Штангенциркуль с отсчетом по индикатору (рис. 6.2, в) при-
126
меняют для наружных и внутренних измерений, а также для
разметочных работ. На подвижной рамке штангенциркуля
укреплен индикатор с ценой деления на циферблате 0,02 мм.
Один оборот стрелки равен 2 мм. Максимальная погрешность
при измерении с большими измерительными губками +30 мкм.
При измерении штангенциркулем происходит комбинированный
отсчет измеряемых величии: грубая индикация положения движ-
ка на линейной шкале, а также точная индикация эффектив-
ного измеряемого значения по положению стрелки иа цифер-
блате. Диапазон измерения 0—150 мм.
Шлангенглубиномер (рис. 6.3, а) применяют для
измерения глубины отверстий, выточек, канавок и размеров
выступов. Устройство его аналогично устройству штангенцир-
куля.
Рис 6.3. Способы измерения глубины отверстия:
а — штаигеиглубиномером, б — микрометрическим глубиномером,
в — индикаторным глубиномером» г — предельным шаблоном-глу-
биномером
127
chlpmaker.ru
Штанга 4, имеющая миллиметровые деления, свободно пере-
мещается в рамке 8 с нониусом / и основанием 9 и закреп-
ляется в нужном положении стопорным винтом 2. Рамка 8
соединена с механизмом микрометрической подачи, состоящим
из движка 5, винта 7, гайки 6 и стопорного винта 3.
Для промера глубины просверленного отверстия с помощью
штангенглубиномера необходимо левой рукой прижать основа-
ние 9 к поверхности детали, а правой рукой, вращая гайку 6,
довести штангу 4 до соприкосновения с диом просверленного
отверстия.
Отсчет по нониусу производится так же, как и при измере-
нии штангенциркулем. Штангенглубииомеры изготовляют с
верхними пределами измерений до 150, 200, 300 и 500 мм и с
точностью отсчета от 0,1 до 0,02 мм.
Микрометрический глубиномер (рис. 6.3, б)
позволяет измерять отверстия глубиной 0—25; 25—50; 50—75;
75—100 мм с точностью до 0,01 мм. Своим основанием /
он устанавливается на обработанную поверхность детали 7 и
плотно к ней прижимается. Затем вращением трещотки 3 изме-
рительный стержень 6 микрометрического винта 5 перемещает-
ся до соприкосновения с дном отверстия. Расстояние между
измерительными плоскостями основания и стержня микрометри-
ческого винта определяет глубину отверстия, паза и т. д.
Отсчитывают размеры по шкале стебля 4 и барабана 2.
Индикаторный глубиномер (рис. 6.3, в) пред-
ставляет собой измерительный прибор с отсчетным устройст-
вом — индикатором часового типа с зубчатой передачей от
измерительного стержня к отсчетной стрелке.
Стрелка вращается вокруг оси и дает показания по круговой
шкале. Один оборот стрелки соответствует перемещению
измерительного стержня иа 1 мм, т. е. цена деления индикатора
равна 0,01 мм. По второй шкале циферблата с малой стрелкой
отсчитываются целые миллиметры.
Индикаторный глубиномер состоит из корпуса 2, большой 3
и малой 5 шкал циферблата, отсчетной стрелки 4 и измеритель-
ного стержня 6. Для замера глубины отверстия глубиномер
устанавливается на поверхность детали своим основанием /.
Шаблон ы-г луби иомеры (рис. 6.3, г) рекомендуется
применять для проверки отверстий глубиной до 100 мм. Ими
можно быстро и надежно проверить глубину обрабатываемых
отверстий в пределах заданных допусков.
Гладкие калибры — бесшкальиые измерительные
инструменты; используются главным образом в серийном или
массовом производстве для контроля правильности изготов-
ления отверстий. Они обеспечивают быстроту и точность
128
измерений и делятся на нор-
мальные и предельные.
Нормальные калибры
имеют размеры, равные толь-
ко номинальному размеру
проверяемого элемента изде-
лия. Эти калибры входят в
проверяемую деталь с боль-
шей или меиьшей степенью
плотности.
В настоящее время при-
меняют в основном предель-
ные калибры. Их изготовля-
ют двусторонними, из кото-
рых одна сторона имеет
Рис. 6.4. Калибры-пробки:
а — гладкая предельная, б — резьбо-
вая
наибольшие, а другая — наименьшие предельные размеры
детали. Одна сторона называется проходной (ПР), а вторая —
непроходной (НЕ).
К предельным гладким калибрам относятся гладкие
пробки (рис. 6.4, а), служащие для проверки отверстий.
У гладких пробок проходной стороной считается сторона с наи-
меньшим предельным размером, непроходной — с наибольшим.
Если непроходные стороны калибров входят в отверстие, то
изделия считаются окончательным браком. Если же проходные
стороны калибров не входят в отверстие, то изделия могут быть
исправлены.
Изделия, имеющие внутренние резьбы, контролируются
резьбовыми калибрами. Резьбовые калибры для контроля внут-
ренних резьб являются прототипами сопрягаемых изделий.
Рабочими калибрами для контроля внутренних резьб являются
резьбовые пробки: проходная ПР и иепроходная НЕ
(рис. 6.4,6). Ввинчиваемость пробки ПР в нарезное отверстие
показывает, что средний диаметр резьбы ие выходит за уста-
новленный предельный размер. Если иепроходная пробка НЕ не
ввинчивается, это означает, что средний диаметр гайки не
больше установленного наибольшего предельного размера.
Следовательно, если проходная пробка ввинчивается в нарез-
ное отверстие, а непроходная не ввинчивается, изделие
считается годным.
6.2. Погрешности геометрической формы отверстий
Величина отклонений отверстий от правильной геометриче-
ской формы проверяется лишь в том случае, если этого тре-
буют чертеж и технические условия. Погрешность геометри-
129
chipmaker.ru
ческой формы обрабатываемых отверстий в остальных случаях
особо не оговаривается и отдельно не контролируется, а учи-
тывается допуском на точность обработки.
При проверке отклонений от правильной геометрической
формы отверстий ГОСТ 24642—81 определяет: овальность
(рис. 6.5, а) —отклонение от круглости, при котором реальный
профиль представляет собой овальнообразную фигуру, наи-
больший и наименьший диаметры которой находятся во взаим-
но перпендикулярных направлениях; огранку (рис. 6.5, б) —
Рис. 6.5. Погрешности геометрической формы отверстий
отклонение от круглости, при котором реальный профиль пред-
ставляет собой многогранную фигуру; бочкообразность
(рис. 6.5, в) — отклонение профиля продольного сечения, при
котором образующие непрямолинейны и диаметры увеличива-
ются от краев к середине сечения; седлообразиость
(рис. 6.5, г) — отклонение профиля продольного сечения, при
котором образующие непрямолинейиы и диаметры уменьша-
ются от краев к. середине сечения; конусообразность
(рис. 6.5, д) — отклонение профиля продольного сечения, при
которо образующие прямолинейны, но не параллельны.
В зависимости от допустимой точности отклонения от пра-
вильной геометрической формы проверяют микрометрическими
и индикаторными инструментами для внутренних измерений.
Замеры производят в нескольких сечениях по длине н по двум
взаимно перпендикулярным диаметрам.
130
6.3. Методы контроля отверстий корпусных деталей
Для измерений диаметров отверстий и точности их отно-
сительно положения в корпусных деталях при обработке
на сверлильных станках применяют как универсальные средст-
ва, так и различные калибры-пробки. Универсальными измери-
тельными средствами являются индикаторные нутромеры, мик-
рометрические штихмассы, штангенциркули и др.
Погрешности формы отверстий в поперечном сечении
(овальность, огранка) определяются измерениями в различных
радиальных направлениях. Погрешность формы в продольном
сечении (конусообразность, бочкообразность и т. п.) определяют-
ся по результатам измерений в различных поперечных сечениях.
Для измерения длин отверстий используют штангенглубино-
меры, шаблоны, калибры.
Для контроля точности относительно положения отверстий
преимущественно используются контрольные оправки.
Принципиальные схемы измерения по основным параметрам
точности относительно положения отверстий показаны на
рис. 6.6. Соосность отверстий обычно проверяют контрольными
оправками и индикаторными приспособлениями (рис. 6.6, а).
Расстояние h от оси отверстия до базовой плоскости опре-
деляется на контрольной плите измерением размеров hi и hi
блоком плиток и штихмассом или измерением размеров от верх-
ней образующей оправки до плоскости плиты штангенрейс-
Рис. 6.6. Методы контроля отверстий корпусных деталей:
а — проверка соосности отверстия; б — проверка параллельности отверстий
до базовой плоскости; в — проверка неперпендикулярностн торцовой пло-
скости осн отверстий; г — проверка неперпендикулярностн осей отверстий
131
chipmaker.ru
масом, штаигеиглубиномером илн индикаторным устройством
(рис. 6.6, б).
Отклонение от перпендикулярности торцовой плоскости от-
носительно оси отверстий можно проверить индикаторным
приспособлением или специальным калибром (рнс. 6.6, в).
Отклонение от перпендикулярности осей отверстий опреде-
ляется измерением зазоров Ai и Д2 оправкой с индикатором
или калибром (рис. 6.6, г).
Основные правила ухода за контрольно-измерительным
инструментом. Для обеспечения правильности и безотказности
работы контрольно-измерительных инструментов необходимо
соблюдать следующие правила при пользовании ими:
1. Касаться измерительными поверхностями изделий плавно,
с минимальными усилиями на мерительный инструмент.
2. Предохранять инструмент от резких колебаний темпе-
ратуры, измерения производить при нормальной (18—20°С)
температуре окружающей среды.
3. Не производить измерения во время работы станка.
4. Оберегать инструмент от ударов и вибрации, перед изме-
рением очищать отверстие от стружки.
5. По окончании работы протирать инструмент и хранить
его в сухом, специально отведенном месте.
6. Пользоваться только аттестованными измерительными
инструментами.
Контрольные вопросы
1. Какие измерительные инструменты применяют для контроля
диаметров и глубины отверстий?
2. Как устроены штангенциркуль и штангенглубиномер? Как про-
извести по ним отсчет размера?
3. В каких случаях применяют гладкие и резьбовые калибры?
Как ими пользуются?
4. Как измерить глубину отверстия с помощью микрометрического
глубиномера?
5. Какие существуют погрешности геометрической формы отвер-
стий?
6. Перечислите основные методы контроля отклонения отверстий
от правильной геометрической формы.
7. Какие существуют основные правила пользования контрольно-
измерительным инструментом?
7. СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
7.1. Классификация сверлильных станков
В зависимости от вида технологических операций, выпол-
няемых иа станках, а также степени автоматизации и спе-
циализации станка все металлорежущие станки подразделяют-
132
ся на девять групп. В свою очередь, каждая группа имеет
девять подгрупп — типов станков.
Модели станков обозначают двумя или четырьмя цифрами,
при этом первая цифра показывает группу станка, вторая —
тип, третья и четвертая цифры в обозначении стайка характе-
ризуют важнейший для данного станка эксплуатационный па-
раметр. Буква между цифрами или в конце марки станка
указывает, что станок представляет собой модернизированную
или модифицированную модель базовой модели станка.
Сверлильные станки согласно классификации относятся ко
2-й группе. Например, станок 2Н118 относится к сверлильной
группе (первая цифра 2), тип станка вертикально-сверлиль-
ный (вторая цифра 1), максимальный диаметр сверления от-
верстия 18 мм, буква Н — новая модификация базовой мо-
дели.
Сверлильные станки с автоматизированным циклом в конце
шифра имеют букву А (2Н118А), облегченно-упрощенные
Л (2Н125Л), однопозиционные — С (2Н118С), многопозицион-
ные— Н (2Н118Н) и т. д.
По степени автоматизации станки бывают автоматические,
полуавтоматические, автоматизированные, с программным уп-
равлением, с механической и ручной подачами.
По классу точности станки делятся на станки нормальной
точности (Н), станки повышенной точности (П), высокой
(класс В), особо высокой точности (класс А), а также особо
точные (класс С).
По числу рабочих шпинделей станки делятся на одношпии-
дельные и многошпиндельные.
По типу стола станки бывают с обычными подъемными,
плавающими, крестовыми, поворотными и другими типами
столов.
В СССР основные параметры и размеры большинства ти-
пов металлорежущих станков регламентированы государствен-
ными стандартами.
Сверлильные станки делятся иа три группы: универсаль-
ные (общего назначения), специализированные и специальные.
Универсальные станки являются самой многочислен-
ной группой в парке сверлильного оборудования. На них мож-
но производить все технологические операции, характерные для
обработки отверстий (сверление, нарезание резьбы, зеикеро-
ваиие, развертывание и т. д.). К универсальным относятся
вертикально- и радиально-сверлильные станки.
Все вертикально-сверлильные станки могут быть разделены
иа три группы: станки легкие, настольные с наибольшим ди-
аметром сверления 3, 6 и 12 мм; средних размеров с наиболь-
133
chipmaker.ru
шим диаметром сверления 18, 25, 35 и 50 мм; тяжелые станки
с наибольшим диаметром сверления 75 мм.
Радиально-сверлильиые станки бывают стационарные, пе-
реносные, передвижные, с поворотной головкой и др.
Специализированные станки в отличие от уни-
версальных предназначены для выполнения ограниченного
числа технологических операций и представляют собой в ос-
новном автоматизированные сверлильные станки, налаженные
для обработки двух или более отверстий одновременно только
в определенных изделиях. Типичными для этой группы являют-
ся агрегатные станки, изготовленные из стандартных узлов
и силовых головок.
Специализированные сверлильные станки снабжаются спе-
циальной оснасткой (приспособлениями, специальным режу-
щим инструментом и т. д.) и применяются обычно в крупно-
серийном и массово-поточном производстве.
Специальные сверлильные станки служат для выпол-
нения одной или нескольких операций в данном изделии. Они,
как правило, не переналаживаются для обработки других из-
делий.
В моделях станков с программным управлением для обозна-
чения степени автоматизации добавляется буква Ф с цифрой:
Ф1—станки с цифровой индикацией и преднабором коорди-
нат; Ф2 — станки с позиционными и прямоугольными система-
ми числового программного управления (ЧПУ); ФЗ — станки
с контурными системами ЧПУ и Ф4 — станки с универсаль-
ной системой ЧПУ для позиционной и контурной обработки.
Кроме того, введены индексы, отражающие конструктив-
ные особенности станков, связанные с автоматической сменой
инструмента; Р — смена инструмента поворотом револьверной
головки; М — смена инструмента из магазина. Индексы Р и М
записываются перед индексами Ф2 и ФЗ; например: РФ2 —
станки с позиционной системой ЧПУ с револьверной инстру-
ментальной головкой; МФЗ — станки с контурной системой
ЧПУ со сменой инструмента из магазина.
7.2. Вертикально-сверлильные станки
Характерной особенностью вертикально-сверлильных
станков является вертикальное расположение шпинделя.
Одной из разновидностей вертикально-сверлильных стан-
ков являются настольные станки.
Настольные вертикально-сверлиль-
ные станки применяют в единичном и мелкосерий-
ном производстве — в механических, инструментальных
134
и других цехах металлообрабатывающих предприятий
для сверления в мелких изделиях отверстий диаметром
от 0,25 до 12 мм. Они устанавливаются на верстаке и
крепятся к нему болтами. Эти станки выпускаются раз-
личных моделей. Однако почти у всех станков вращение
передается шпинделю от электродвигателя клиноремен-
ной передачей. Кроме того, режущий инструмент в осе-
вом направлении перемещается не механически, а вруч-
ную, рукояткой осевой подачи шпинделя.
Рассмотрим в качестве примера устройство и работу одного
из нескольких сверлильных станков.
Настольный сверлильный станок 2М112 предназначен для
сверления отверстий диаметром не более 12 мм в небольших
деталях.
Станок 2М112 состоит из следующих основных узлов
(рис. 7.1): стола 5, колонны /, привода 2, кронштейна 4, меха-
низма подъема 3, шпиндельной бабки 8, шпинделя 7, рукоятки
ручной подачи шпинделя 6.
Шпиндельный узел (рис.
7.2) смонтирован в корпусе
шпиндельной бабки 3. Шпи-
ндель 9 находится в гильзе
6 на шарикоподшипниках 7
и 4 и вращается шкивом 1
через шлицевое соединение
2.
I
-6
9
6
7
Рис. 7.2.
стольного
2М112
Шпиндельный узел на-
сверлильного станка
Рис. 7.1. Настольный сверлиль-
ный станок 2М112
135
chipmaker.ru
Ручная подача шпинделя осуществляется вращением руко-
ятки ручной подачи 6 (см. рис. 7.1) с помощью валика-шес-
терни 5 и гильзы 6 с рейкой (см. рис. 7.2).
Гайка 8 предназначена для снятия с конуса шпинделя свер-
лильного патрона. В нем крепится режущий инструмент.
На станке установлен асинхронный электродвигатель трех-
фазиого переменного тока, который управляется барабанным
переключателем.
На переключателе имеются надписи «Влево», «О», «Вправо».
Для осуществления правого или левого вращения рычажок
барабанного переключателя поворачивают в соответствующее
положение.
Вертикально-сверлильные станки (основ-
ной и наиболее распространенный тип) применяют преиму-
щественно для обработки отверстий в изделиях сравнительно
небольшого размера.
Рассмотрим конструкцию вертикально-сверлильного стайка
2Н118, предназначенного в основном для работы в ремонтных,
инструментальных и производственных цехах мелкосерийного
производства.
Он относится к конструктивной гамме вертикально-свер-
лильных станков средних размеров (2Н118, 2Н125, 2Н125Л),
2Н135, 2Н150, 2Г175) с условным ди-
аметром сверления соответственно 18,
25, 35, 50 и 75 мм. По сравнению с ра-
нее выпускавшимися станками (с индек-
сом А) станки новой гаммы имеют бо-
лее удобное расположение рукояток уп-
равления коробками скоростей и по-
дач, лучший внешний вид, более про-
стую технологию сборки и механической
обработки ряда ответственных деталей,
более совершенную систему смазки. Аг-
регатная компоновка и возможность ав-
томатизации цикла обеспечивают созда-
ние на их базе специальных станков.
Общий вид стайка 2Н118 показан
на рис. 7.3. На фундаментной плите 1,
являющейся основанием стайка, укреп-
лена монолитная колонна 9 (станина стан-
ка), имеющая вертикальные направляю-
щие в форме ласточкина хвоста. По вер-
тикальным направляющим колонны пе-
ремещается стол 2, служащий для креп-
ления обрабатываемых заготовок, и
Рис. 7.3. Вертикально-
сверлильный станок
2Н118
136
сверлильная головка 7, в которой монтируются все основные
узлы станка: коробка скоростей 5, коробка подач 4 и шпин-
дель 3. Привод станка состоит из электродвигателя 6 мощ-
ностью 1,5 кВт. Управление механизмом подач осуществля-
ется рукояткой 8.
Кинематическая схема станка приведена на рис. 7.4.
Главное движение (вращение шпинделя) осуществляется от
вертикально расположенного электродвигателя (W=l,5 кВт;
п= 1420 об/мин). Коробка скоростей с помощью двух тройных
блоков зубчатых колес сообщает шпинделю девять различ-
ных значений скорости вращения шпинделя. Через зубчатую
Рис. 7.4. Кинематическая схема станка 2Н118
137
chipmaker.ru
передачу 1, 2 (вал /) и блок шестерен 3, 4, 36, сидящих на
валу II, вращение передается валу Ш через неподвижно ук-
репленные на нем зубчатые колеса 37, 35, 34, 5 и 6, а затем
валу IV и непосредственно на шпиндель станка через блок
зубчатых колес 33, 32 и 31.
Движение подачи передается на гильзу шпинделя через
зубчатые колеса 30 и 7, 17 и 18, червячную передачу 23 и 24
и рейку 29. Коробка подач обеспечивает получение шести раз-
личных подач переключениями, используя блоки шестерен 1D,
14, 8, 9, 12, 15 и И, 13, 16. Вспомогательные движения, обес-
печивающие перемещение вдоль колонны сверлильной головкн
с расположенными внутри ее коробками скоростей, подачи
шпинделя и механизма подач, осуществляются вращением
соответствующей рукоятки через червячную 20, 21 и реечную
19, 22 пары.
Вертикальное перемещение стола производится также вруч-
ную поворотом рукоятки через коническую 25, 26 и винтовую
28, 27 пары.
Коробка скоростей предназначена для приведения шпинде-
ля станка во вращение, а также для изменения частоты его
вращения (рис. 7.5). Коробка скоростей посредством двух ше-
стерен 3 и 7 сообщает шпинделю девять различных интер-
валов частоты вращения. Опоры валов коробки скоростей раз-
мещаются в двух плитах: верхней 5 и иижней 8, которые стя-
нуты между собой тремя стяжками 4. Механизмы коробки
скоростей приводятся во вращение от вертикально располо-
женного электродвигателя через зубчатую передачу 6. Послед-
ний вал коробки скоростей 2 представляет собой полую гиль-
зу, шлицевое отверстие которой передает вращение шпинделю.
На этой же гильзе крепится шестерня 1 привода на подачу.
Переключение шестерен коробки скоростей осуществляется от
одной рукоятки, которая имеет три положения по окружности
и три положения вдоль оси.
Коробка подач представляет собой трехваловый механизм,
смонтированный в отдельном литом корпусе (рис. 7 6). Шесть
подач обеспечивают шестерни 5 и 10.
Привод подач осуществляется от шестерни, сидящей на
гильзе шпинделя, через шестерню 6. Третий вал коробки подач
9 представляет собой полую гильзу, внутри которой проходит
вал 8. Этот вал через муфту 7 передает вращение на червяк
механизма подач через шестерню 1. Муфта 7 служит для
включения механической подачи при достижении заданной глу-
бины обработки. В этом случае кулачок на лимбе через гори-
зонтальный валик перемещает вертикально вверх штангу и,
преодолевая сопротивление пружины, отключает муфту. Вал 4
138
Рис. 7.5. Коробка скоростей станка 2Н118
Рис. 7.6. Коробка подач станка 2HU8
139
через штифт 3 приводит во вращение шестеренчатый насос
для смазки.
Шестерни коробки подач переключаются одной рукояткой,
которая имеет два положения по оси и три положения по
окружности. Рукоятка располагается иа лицевой поверхности
сверлильной головки. Конструкции механизмов переключения
подач и скоростей идентичны.
Механизмы коробки подач смазываются от шестеренчатого
насоса 2, который твкже осуществляет смазку всех других
механизмов. Механизмы коробки подач собирают отдельно
и полностью собранный узел монтируют в сверлильную го-
ловку.
Сверлильная головка (рис. 7.7) состоит из чугунной от-
ливки коробчатого сечения, в которой смонтированы все ос-
новные узлы станка: коробка скоростей, коробка подач, шпин-
дель и механизм подач. Первые три узла собираются от-
дельно и только крепятся к сверлильной головке.
Механизм подач, состоящий из червячной передачи, гори-
зонтального вала 3, лимба 7 со связанными с ним деталями,
рукоятки 10, кулачковой 14 и обгонной 16 муфт, является
составной частью узла сверлильной головки.
Рис. 7.7. Сверлильная головка станка 2HI18
140
Механизм подач приводится в движение от коробки подач
через пару шестерен и предназначен для выполнения следую-
щих функций: ручной подвод инструмента и заготовки, вклю-
чение рабочей подачи, ручное опережение подачи, выключе-
ние рабочей подачи, ручной отвод шпинделя вверх, ручная
подача, используемая обычно при нарезании резьбы. Принцип
работы механизма подач заключается в следующем: при вра-
щении рукоятки 10 на себя поворачивается кулачковая муфта
14, которая через обгонную муфту 16 вращает вал 3. Проис-
ходит ручной подвод шпинделя.
Когда инструмент подойдет к заготовке, на валу 3 воз-
растет крутящий момент, который не может быть передай зуб-
цами кулачковой муфты, и ступица перемещается влево вдоль
вала до тех пор, пока торцы кулачковой муфты 14 и обгонной
муфты 16 станут друг против друга.
В этот период кулачковая муфта 14 поворачивается сво-
бодно относительно вала на 20°, поворот ограничивают пазом
на муфте и штифтом 12.
На ступице обгонной муфты 16 сидит двусторонний хра-
повой диск 1, связанный с ней собачками 9. При смещении
ступицы зубцы диска 1 входят в зацепление с зубцами второго
диска 8, прикрепленного к червячному колесу 2.
Таким образом, вращение от червяка передается реечной
шестерне и происходит механическая подача. При двльнейшем
вращении рукоятки при включенной подаче собачки 9, сидя-
щие в ступице обгонной муфты 16, проскакивают по зубцам
внутренней стороны диска 1 и таким образом производится
ручное опережение механической подачи.
Для ручного выключения подачи рукоятку поворачивают от
себя на 20° относительно горизонтального вала 3, и зуб муфты
14 встает против впадины храпового диска 1.
Ступица под действием осевой силы, возникающей благо-
даря наклону зубцов дисков 1 и 8, специальной пружины 15
смещается вправо и расцепляет диски — механическая подача
прекращается.
Для осуществления ручной подачи с помощью рукоятки не-
обходимо выключить штурвалом механическую подачу, а затем
колпачок 11 переместить вдоль оси горизонтального вала впра-
во. При этом штифт 13 передает крутящий момент непосред-
ственно от кулачковой муфты 14 иа вал 3.
На левой стенке сверлильной головки смонтирован лимб 7,
который во время подачи шпинделя приводится во вращение
через пару шестерен 4 и 6. Лимб предназначен для визуаль-
ного отсчета глубины обработки и для настройки кулачков.
Для визуального отсчета глубины обработки инструмент
141
r. ru
доводят вручную до контакта с обрабатываемой заготовкой
и левой рукой с помощью штырьков 5 устанавливают лимб
в нулевое положение. Глубину обработки отсчитывают по шка-
ле на цилиндрической поверхности лимба.
Шпиндель станка (рис. 7.8) смонтирован в двух шариковых
подшипниках 7 и 4. Осевое усилие подачи воспринимается
упорным подшипником 6.
Подшипники расположены в гильзе
шпинделя 5, которая с помо-
щью реечной передачи имеет
возможность перемещаться
вдоль оси. Подшипники шпин-
деля регулируются гайкой 3,
расположенной над верхней
опорой шпинделя.
Смазка подшипников шпин-
деля производится фитилем из
полости гильзы 2. На конец
шпинделя свободно посажено
кольцо 8, в торец которого вхо-
дит штифт 9. Для предохране-
ния от выпадения служит спе-
циальный колпачок 1.
Рис. 7.9. Вертикально-сверлиль-
ный станок 2Н25Л-1
Рис. 7.8. Шпиндель стан-
ка 2Н118
142
При смене инструмента необходимо резким движением ру-
коятки механизма подачи послать шпиндель в верхнее поло-
жение, при этом свободно посаженное кольцо 8 упрется в
корпус головки, а штифт 9, ударяясь о верхний торец инстру-
мента, выбьет его.
Универсальный вертикально-сверлильный станок 2Н125Л-1
(рис. 7.9) рассчитан для работы во вспомогательных и основ-
ных цехах машиностроительных заводов. Станок предназначен
для сверления, рассверливания, зенкерования и развертыва-
ния, а также . нарезания резьб с ручным управлением ревер-
сирования шпинделя. Основными частями этого станка яв-
ляются фундаментная плита 1 и установленная на ней колон-
на 10. На колонне смонтированы стол 2, шпиндельная бабка 6,
внутри которой размещены коробка подач и коробка скорос-
тей. Вращение шпинделя 3 осуществляется от электродвига-
теля 7, расположенного в верхней части станка.
Ручное перемещение шпинделя произвсдится рукояткой 8,
переключение скоростей шпинделя и изменение величины по-
дач — двумя рукоятками 4 и 5. Стол 2 поднимается и опус-
кается с помощью рукоятки 9. Наибольший диаметр сверле-
ния 25 мм.
7.3. Радиально-сверлильные станки
На радиально-сверлильных станках выполняют те же техно-
логические операции, что и на вертикально-сверлильных, а
именно: сверление отверстий в сплошном материале, рассвер-
ливание и зенкерование предварительно просверленных от-
верстий, зенкование торцовых поверхностей, развертывание от-
верстий, нарезание внутренней резьбы метчиками в основном
в средних и крупных корпусных деталях.
С помощью специальных инструментов и приспособлений
на радиально-сверлильных станках можно растачивать отвер-
стия, вырезать отверстия большого диаметра в дисках из
листового материала, притирать точные отверстия цилиндров,
клапанов и т. д. Как видно из перечня технологических опера-
ций, радиально-сверлильные станки являются универсальными.
Основное назначение их — обработка отверстий в крупных де-
талях в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Принципиальное отличие их от вертикально-сверлильных
станков состоит в том, что при работе на них приходится
перемещать обрабатываемую деталь относительно шпинделя,
в радиально-сверлильных станках, наоборот, шпиндель переме-
щают относительно обрабатываемой детали. Это сделано не
случайно, так как при обработке тяжелых деталей на их уста-
443
новку, выверку и закрепление требуется больше времени, чем
иа подвод сверла.
Шпиндель радиально-сверлильного станка легко можно пе-
ремещать как в радиальном направлении, так и по окруж-
ности различных радиусов. Это дает возможность сверлить от-
верстия в любой точке участка детали, ограниченного двумя
концентрическими секторами окружностей: одна из них обра-
зована радиусом наибольшего, а другая — наименьшего вылета
шпинделя при круговом вращении рукава относительно колон-
ны станка.
Универсальность радиально-сверлильных станков позволяет
широко применять их от ремонтного до машиностроительного
цехов крупносерийного производства.
В промышленности применяют различные типы радиально-
сверлильных станков. Некоторые из них показаны иа рис. 7.10.
Радиально-сверлильный станок общего назначения показан
на рис. 7.10, а. Обрабатываемую заготовку устанавливают на
плите или на столе. Шпиндель станка занимает вертикальное
положение и может перемещаться в трех направлениях: во-
круг оси колонны, по радиусам этой окружности и вертикаль-
но — вдоль своей оси.
На рис. 7.10,6 показан радиально-сверлильный станок с
колонной, перемещающейся по направляющим станины. Такие
станки предназначены для обработки тяжелых и громоздких
деталей.
правляющнм станины; в — передвижной
по рельсам, г — переносный
Радиально-сверлильиый станок (рис. 7.10, в) может быть
смонтирован иа самоходной тележке, которая перемещается с
помощью электропривода по нормальной железнодорожной
колее.
На рис. 7.10, г показан радиально-сверлильный переносный
станок, применяемый для обработки отверстий в крупных кор-
пусных стальных и чугунных отливках. Такие станки широко
применяют в тяжелом машиностроении, на судостроительных
заводах.
Перемещение колонны по станине, вертикальное и гори-
зонтальное перемещения рукава осуществляют механически.
Зажим колонны, рукава и салазок на станине производят
гидравлически.
Радиально-сверлильные станки имеют широкий диапазон ча-
стот вращения и большое число скоростей шпинделя и меха-
нических подач при высокой мощности главного привода. Вспо-
могательное время при работе на радиально-сверлильных
станках достаточно велико. Для его уменьшения станки снаб-
жают механизмами с минимальным временем переключения
частот вращения шпинделя и изменения величины подачи.
Органы управления станком сосредоточивают в одном месте —
на сверлильной (шпиндельной) головке. Включение и реверси-
рование вращения шпинделя осуществляют многодисковой
фрикционной муфтой, а изменение скоростей и подач — гид-
равлическим управлением. Система предохранительных уст-
ройств исключает поломки станка вследствие его перегрузки.
На рис. 7.11 показан общий вид радиально-сверлильного
станка 2А554. Основанием
станка является фундаментная
плита 1, иа которой укреплен
цоколь 2. Рукав станка 3 со
сверлильной (шпиндельной) го-
ловкой 5 смонтирован на колон-
не и может перемещаться по ней
с помощью механизма подъема
4, установленного на верх-
нем торце колонны. Управле-
ние станком осуществляют с
пульта 6. Сверлильная (шпи-
ндельная) головка выполнена в
виде отдельного агрегата, в
котором смонтированы следую-
щие элементы: коробка скоро-
стей и подач, механизм подач,
шпиндель с противовесом, ме-
Рис. 7.11. Радиально-сверлиль-
иый станок 2А554
145
chipmaker.ru
ханизм управления коробкой скоростей и подач и др. Ее вруч-
ную перемещают по направляющим. В нужном положении
шпиндельную головку фиксируют механизмом зажима.
В фундаментной плите имеется бак, смонтирована насосная
установка для подачи охлаждающей жидкости к режущему
инструменту. На фундаментной плите расположен стол 7 для
закрепления и обработки на нем заготовок небольшого раз-
мера. Детали большого размера закрепляют непосредственно
на плите.
Все органы управления станком сосредоточены в одном
месте на сверлильной головке, удобном для рабочего. На
рис. 7.12 даны обозначения органов управления.
Станок предназначен для сверления, зенкерования и раз-
вертывания отверстий и нарезания резьбы в заготовках круп-
ных деталей при единичном и серийном производстве. Он
также удобен для миогоинструментальной обработки. Совме-
щение оси отверстия заготовки с осью шпинделя достигается
перемещением шпиндельной головки относительно неподвижной
детали по направляющим траверсы и поворотом траверсы вмес-
те с поворотной наружной колонной вокруг неподвижной внут-
ренней колонны.
Обрабатываемую заготовку устанавливают на приставном
столе 7 (см. рис. 7.11) или непосредственно на фундаментной
плите I. Инструмент закрепляют в шпинделе станка (могут
быть применены многошпиндельные сверлильные головки).
Затем инструмент устанавливают относительно обрабатывае-
мой заготовки поворотом траверсы 3 вместе с поворотной
наружной колонной 2 и перемещением шпиндельной головки 5
по траверсе. В соответствии с высотой заготовки траверса
может быть поднята или опущена. Станок имеет механизиро-
ванные зажимы шпиндельной головки, траверсы н поворотиой
наружной колонны.
Главным движением в радиально-сверлильном станке яв-
ляется вращение шпинделя, а движением подачи — осевое
перемещение шпинделя вместе с гильзой. К вспомогательным
движениям относятся: поворот траверсы вместе с поворотной
наружной колонной и последующее закрепление на неподвиж-
ной внутренней колонне, вертикальное перемещение по наруж-
ной колонне и закрепление траверсы на наружной высоте,
перемещение и закрепление шпиндельной головки на траверсе,
переключение скоростей и подач шпинделя и т. д.
Ручное горизонтальное перемещение шпиндельной головки
по траверсе происходит с помощью маховичка и реечной пере-
дачи. Механическое вертикальное перемещение траверсы по
поворотной колонне осуществляется отдельным электродвига-
146
Рис. 7.12. Расположение органов управления станком 2А554:
/ — рукоятка ускоренного подвода шпинделя и включения механической пода-
чи, 2 — кнопка включения упора устройства для настройки глубины сверления,
3 — фиксатор блокировки механизма подачи при нарезании резьбы, 4 — кнопка
отжима сверлильной головки, 5 — кнопка отжима колонны н сверлильной го-
ловки, 6 — кнопка зажима колонны и сверлильиой головки, 7 — рукоятка для
соединения лнмба с механизмом подачи, 8 — рукоятка точной настройки лимба
на глубину сверления, 9 — указатель нагрузки, 10 — рукоятка натяжения пру-
жины, // — сигнальная лампа предварительного набора скоростей н подач,
12 — кнопка управления подъемом рукава, 13 — кнопка отключения шпинделя
от коробки скоростей; 14 — рукоятка предварительного набора скоростей,
15 — кнопка пуска главного двигателя, 16 — кнопка управления опусканием
рукава и остановкой его прн подъеме, 17 — рукоятка предварительного набора
подач, 18 — кнопка «Обший стоп», 19 — рукоятка управления пусковой ревер-
сивной муфтой и переключением скоростей подач, 20—выключатель механи-
ческой подачн, 21 — рукоятка включения подачи, 22 — маховичок тонкой ручной
подачи шпинделя, 23 — край включения охлаждающей жидкости
телем. Закрепление траверсы после окончания перемещения,
а также освобождение траверсы перед началом перемещения
происходит автоматически.
Закрепление поворотной наружной колонны на неподвижной
внутренней, а также закрепление шпиндельной головки на
направляющих траверсы происходит с помощью гидромеханиз-
мов, управляемых кнопками. Нажнм одной кнопки вызывает
закрепление колонны и головки, нажим другой — их освобож-
147
chipmaker.ru
дение. Сила закрепления регулируется продолжительностью
нажима кнопки. Поворот траверсы с полой колонной произ-
водится от руки. Радиально-сверлильный станок 2А554 имеет
высокую жесткость и надежные зажимы узлов.
На рис. 7.13 показан радиально-сверлильный станок пере-
движной по рельсам 2532Е. Станок предназначен для обработ-
ки отверстий диаметром до 35 мм главным образом в крупных
изделиях. На станке можно производить сверление, рассвер-
ливание, нарезание резьбы метчиками, а при использовании
специального инструмента — зенкерование, развертывание, ра-
стачивание отверстий и подрезание торцов.
Рис. 7.13. Радиальио-сверлильный станок передвижной по
рельсам 2532Е
Широкие диапазоны скоростей вращения и механических
подач шпинделя 4, а также прочность силовых узлов и жест-
кость конструкции станка позволяют применять наиболее ра-
циональные режимы резания при сверлении отверстий в стали
средней твердости. Станок смонтирован на тележке 1, пере-
мещающейся по рельсовому пути 2. Органы управления стан-
ком сосредоточены на сверлильной головке 3. Для сокращения
вспомогательного времени служат механизм-предварительного
набора скоростей вращения и подач шпинделя, гидравлические
зажимы колонны, сверлильной головки и рукава. Вертикаль-
ное перемещение рукава по колонне механическое. Сверлиль-
ная головка имеет механизм автоматического выключения
подачи, срабатывающий при достижении заданной глубины
сверления. Станок снабжен системой устройств, предохраняю-
щих станок от поломок вследствие перегрузок.
148
Радиально-сверлильный переносный станок 2К.52-1 изобра-
жен на рис. 7.14. Этот станок предназначен главным образом
для сверления отверстий в труднодоступных местах средних
и крупных деталей в условиях единичного и мелкосерийного
производства.
Особенностью станка является возможность обработки от-
верстий, оси которых различным образом сориентированы в
пространстве. Для этого предусмотрен поворот рукава вокруг
горизонтальной оси и поворот сверлильной головки вокруг оси,
перпендикулярной плоскости ее перемещения. На стайке можно
производить сверление отверстий в стали диаметром до 25 мм,
рассверливание, зенкерование, развертывание и нарезание
резьбы.
Станок состоит нз фундаментной плиты /, колонны 2, элек-
трооборудования 3, бачка 4, рукава 5 и сверлильной голов-
ки 6. При необходимости станок может быть перенесен в место
расположения средних и крупных деталей.
Рис. 7.14. Радиально-сверлильный переносный ста-
нок 2К52-1
149
7.4. Многошпиндельные сверлильные станки
Многошпиндельные сверлильные станки применяют главным
образом в серийном производстве для обработки изделий, в
которых требуется одновременно просверлить, развернуть, на-
резать резьбу в большом количестве отверстий на разных пло-
скостях изделия.
Использование для этих целей одношпиндельных сверлиль-
ных станков было бы неэкономично, так как потребовалось бы
значительно больше станков и рабочих, а также удлинился
бы цикл обработки деталей.
Например, четырехшпиндельный вертикально-сверлильный
станок с постоянными шпинделями предназначен для выпол-
нения последовательно целого ряда различных операций:
сверления, зенкерования, развертывания и т. Д- Каждый шпин-
дель получает вращение от самостоятельного электродвигателя.
Рис. 7.15. Сверлиль-
ный станок с раз-
движными шпинде-
лями модели
2Г175М
150
Сверлильный станок с раздвижными шпинделями модели
2Г175М (рис. 7.15) имеет один общий привод для всех шпин-
делей. На станине 1 смонтированы все основные узлы. От
электродвигателя через коробку скоростей 6 получает вращение
главный шпиндель 5, который в свою очередь через группу
зубчатых передач приводит в движение рабочие шпиндели 3,
расположенные в многошпиндельной сверлильной головке 4.
Последняя с гидравлическим или механическим приводом по-
дач перемещается по направляющим станины вниз и вверх.
При этом рабочий ход (вниз) шпинделей совершается мед-
ленно, а холостой (вверх) — быстро. Стол 2 с помощью
рукоятки может также перемещаться вверх и вниз по на-
правляющим станины.
Шпиндели в сверлильной головке могут быть установлены в
зависимости от расположения отверстий у обрабатываемого
изделия — симметрично и несимметрично.
Раздвижение шпинделей осуществляется с помощью двух-
шарнирной передачи, соединяющей ведущий вал / со шпинде-
лем 5 (рис. 7.16). Последний смонтирован на двух радиальных
и одном упорном подшипниках на кронштейне 4, который мож-
пг.улгтьъитоъ ъдьиъ Торгаши тлэауь пптоы 7 вдлтоалмл 6.
Плита 7 закреплена на колоколе 8. В качестве шарнира ис-
пользованы шарниры Гука 2 и 3. Для возможности перемеще-
ния кррнштейна 4 шарниры имеют телескопическое соединение.
7.5. Специализированные сверлильные станки
Станки для глубокого сверления предназначены для свер-
ления глубоких отверстий в сплошном материале и растачи-
вания глубоких или сквозных отверстий в валах, распреде-
лительных валиках, колоннах гидропрессов и в других подоб-
ных деталях, когда глубина сверления или растачивания в 10
и более раз превосходит их диаметр.
Станки для глубокого сверления относят к группе специа-
лизированных станков.
Конструкция станков для глубокого сверления зависит от
характера выполняемой обработки, предъявляемых к ней тре-
бований, длины и диаметральных габаритов детали, а также от
ряда других факторов. В связи с тем, что условия обработки
глубоких отверстий очень разнообразны, на производстве
встречается большое число типов станков для глубокого свер-
ления.
Станки могут быть одно- и двусторонними, т. е. предназна-
ченными для обработки отверстий с одной или двух сторон
одновременно.
151
chipmaker.ru
Рис. 7.17. Горизонтально-сверлильный станок для глубокого сверления
вращающихся деталей
На рис. 7.17 показан станок для глубокого сверления, когда
обрабатываемая деталь вращается со скоростью резания v
(м/мин), а режущцй инструмент перемещается со скоростью
подачи S (мм/мин). Заготовка 2 получает вращение от шпин-
дельной бабки I и поддерживается люнетом 3. Режущий
инструмент 4 с полой штангой 6 движется с опорой 5 от задней
бабки 7. Охлаждающая жидкость, подаваемая через штангу
6 к инструменту 4, одновременно выносит стружку по каналу
между штангой и отверстием.
В станке для глубокого сверления, на котором большие
тяжелые заготовки остаются во время обработки неподвиж-
ными, режущий инструмент получает вращательное и поступа-
тельное движение.
При сверлении отверстия диаметром 40—60 мм охлаждаю-
щая жидкость в количестве 200—400 л/мин подводится под
давлением 2—4 МПа.
Отметим, что у полых валов глубокое сверление производят
после предварительной токарной обработки наружных поверх-
ностей, так как для выверки при установке заготовки на станке
перед глубоким сверлением должны быть подготовлены базы.
7.6. Агрегатные станин для сверления
Агрегатными называют специальные станки, состоя-
щие из нормализованных деталей и узлов. Их применяют в
крупносерийном и массовом производстве для сверления, зен-
керования, развертывания, нарезания резьбы, растачивания
внутренних и наружных поверхностей и других операций. Чаще
всего на этих станках обрабатывают корпусные детали, ко-
торые в процессе обработки остаются неподвижными.
Станки могут быть с горизонтальными, наклонными или
вертикальными головками илн в различных компоновках.
На рис. 7.18 изображены схемы некоторых компоновок агре-
гатиых станков. Электродви-
гатели / через силовые голов-
ки 2 и шпиндельные короб-
ки 3 передают вращение
группе рабочих шпинделей 4,
в которых закреплены ре-
жущие инструменты. Эти
узлы монтируют иа колон-
нах или подставках 5, кото-
рые в свою очередь крепя-
тся к столу 6. На столах уста-
навливаются зажимные при-
способления 7 для обрабаты-
ваемых заготовок.
В качестве примера на
рис. 7.19 показан специаль-
ный шестипозиционный агре-
гатный сверлильный станок
колонного типа для сверле-
ния, зенкерования, развер-
тывания, цекования и на-
резания резьбы в блоке ци-
линдров автомобильного
двигателя.
Станок имеет 150 шпин-
делей; производительность
его около 60 блоков в час.
Рис. 7.18. Схемы компоновок агре-
гатных станков:
а — с горизонтальным расположением
головок; б —с наклонным расположе-
нием головок; в — с вертикальным
расположением головок
Отверстия в заготовке об-
рабатываются по кондуктор-
ным плитам 2, движу-
щимся вместе с рабочими
головками. Приспособления
для закрепления заготовок установлены на столе /, который по-
ворачивается вокруг центральной колонны 7, опираясь на боль-
шой шариковый подшипник (диаметром около 2800 мм).
После окончания рабочего цикла, когда головки отведены
в исходное положение, стол поворачивается с помощью де-
лительного механизма специальным электродвигателем. Цент-
ральная колонна имеет шесть граней, на пяти гранях кре-
пятся и скользят вертикальные многошпиндельные рабочие
головки 6, против шестой грани располагается загрузочная
(установочная) позиция.
Горизонтальные головки 5 ходят по станинам 4, привин-
ченным к центральному основанию 3. Каждый шпиндель, на-
резающий резьбу, движется по копиру — резьбовой втулке в
из
chipmaker.ru
Рис. 7.19. Шестипозиционный агрегатный сверлильный станок
кондукторной плите, имеющей шаг нарезки, соответствующий
шагу резьбы нарезаемого отверстия.
Таким образом, хотя рабочая многошпиндельная головка
имеет одну подачу, в отверстиях на блоке могут быть нарезаны
резьбы с различными шагами.
На рис. 7.20 показаны два варианта компоновки быстро
переналаживаемых агрегатных станков. Силовые сверлильные
2, фрезерные 7 и другие головки устанавливают на унифици-
рованных кронштейнах 5, закрепленных на направляющих
круглой 8 или продольной 4 станины. Изменяя число головок
и их взаимное расположение перестановкой по пазам станины.
154
Рис. 7.20. Переналаживаемые агрегатные станки:
а — с прямоугольным столом; б — с круглым столом
можно быстро переналадить станок на новую партию деталей.
Детали устанавливают на круглом 6 или прямоугольном 3 де-
лительном столе в универсально-сборных илн универсально-
наладочных приспособлениях. Станки оснащены системой про-
граммного управления, размещенной в блоке управления 1.
Нормализованные узлы (станины, силовые головки и столы,
155
шпиндельные коробки, элементы гидропривода и т. д.) имеют
ряд разновидностей как по своей конструкции, так и по типо-
размерам, что вызвано условиями компоновки станка, его раз-
мерами, характером обработки и т. д.
Специальные узлы (зажимные приспособления и кондукто-
ры, которые проектируются в зависимости от конфигурации
обрабатываемой детали, ее размеров и т. п.) также имеют
отдельные нормализованные элементы: эксцентрики и ручки
для быстродействующих эксцентриковых зажимов, пневмоци-
линдры и штоки, пневмораспределительиые золотники для
автоматических зажима и отжима обрабатываемых деталей,
патроны для закрепления инструмента, кондукторные втулки
и т. п.
Силовая головка является самостоятельным узлом агрегат-
ного станка и предназначена для вращения рабочих шпин-
делей и осуществления продольной подачи инструмента. Сило-
вые головки делятся на самодействующие и несамодействую-
щие. Самодействующие силовые головки имеют встроенный
привод для осуществления вращательного движения и движе-
ния подачи инструмента. У несамодействующих головок имеет-
ся только привод вращения шпинделей, головку устанавливают
неподвижно на перемещающемся силовом столе, который имеет
привод подачи, находящийся вне головки.
Самодействующие головкн могут иметь механический, пнев-
матический, гидравлический и пневмогидравлический приводы
подачи. Большое распространение в агрегатных стайках полу-
Рис. 7.21. Самодействующая гидравлическая силовая головка:
/ — электродвигатель, 2 — зубчатая передача. 3 — выходной вал для передачи
вращения инструментом, 4 — зубчатая пара для вращения лопастного насоса,
5 — гидроцилиндр
156
чили силовые головки с гидравли-
ческим приводом.
Корпус головки (рис. 7.21) слу-
жит резервуаром для масла, которое
гидронасосом подается в панель уп-
равления, оттуда поступает в наруж-
ные трубопроводы для подвода к пе-
редней и задней полостям цилиндра.
От главного электродвигателя 1
через зубчатую передачу 2 и 4 дви-
жение передается к валу 3, который
осуществляет вращение инструмента,
а также вращение насоса, подающе-
го масло в гидроцилиндр 5. С помо-
щью поршня гидроцилиндра осущест-
вляется продольная подача инстру-
мента.
Рис. 7.22. Шпиндельная
коробка агрегатного стан-
ка
Шпиндельная коробка предназначена для размещения ра-
бочих шпинделей и зубчатых передач, передающих вращение
шпинделям от приводного вала головки. Она монтируется на
корпусе силовой головки.
Различают шпиндельные коробки со шпинделями, расстоя-
ние между осями которых остается постоянным, и коробки
с раздвижными шпинделями, расстояние между которыми мож-
но изменять в определенных границах. Шпиндельные коробки
первого типа, как более жесткие, применяют значительно чаще.
Шпиндельная коробка (рис. 7.22) состоит из нормализован-
ных деталей. Основными частями ее являются корпус 4, про-
межуточная плита 2, задняя плита 1, передняя крышка 5 и
верхняя крышка 3. В качестве опор шпинделей часто ис-
пользуют конические роликоподшипники, а при очень малом
расстоянии между шпинделями передние опоры выполняют
с игольчатыми роликоподшипниками или подшипниками сколь-
жения.
7.7. Электроискровой и ультразвуковой станки для
обработки отверстий
В процессе работы сверловщику приходится сверлить от-
верстия в различных заготовках из труднообрабатываемых
сталей. В этом случае режущий инструмент из быстрорежу-
щих сталей и твердых сплавов быстро выходит из строя и за-
частую на обычных сверлильных стайках сверловщику не уда-
ется изготовить отверстие по чертежу.
Кроме того, в отверстиях обрабатываемых заготовок
157
часто остаются поломанные инструменты, которые невозможно
извлечь, и приходится браковать детали.
В нашей промышленности для образования отверстий в де-
талях из твердых сплавов и закаленных сталей довольно
широкое распространение получили электрические и ультра-
звуковые методы обработки. Это дало возможность также вос-
станавливать забракованные в результате поломки инструмен-
та детали.
Процесс извлечения электроискровым способом поломанных
инструментов из отверстий забракованных деталей очень прост,
однако, прежде чем ознакомиться с ним, необходимо понять
существо электрических и ультразвуковых методов обработки
отверстий.
Электроискровой метод обработки отвер-
стий основан иа электроэрозии металлов. Сущность его за-
ключается в том, что под воздействием электрических разря-
дов, посылаемых источником электрического тока, металл раз-
рушается.
На рис. 7.23, б приведена схема электроискрового станка
для прошивки отверстий. Обрабатываемая заготовка 2 по-
гружена в жидкость в баке 3, соединена с положительным
полюсом электрической схемы и является анодом. Электрод
(инструмент) 4, являющийся катодом, соединяется с отрица-
тельным полюсом и укрепляется на ползуне 5, имеющем
вертикальное перемещение вверх и вниз по направляющим
6. Заготовка 2, стол 1, иа котором она закреплена, корпус
бака и станина станка электрически соединены между собой
Рис. 7.23. Электроискро-
вой станок для прошивки
отверстий:
а — общий вид, б — схема
158
и заземлены, так что их электрический потенциал всегда равен
нулю. Это необходимо для безопасности работы на стайке.
Если теперь, опустив ползун 5, прикоснуться электродом 4 к за-
готовке 2, то в электрической цепи возникнет электрический
ток, направленный от отрицательного зажима 7 генератора Г
к положительному зажиму 8. В электрическую цепь включено
сопротивление 11, представляющее собой катушку из длинной
тонкой проволоки. Изменяя величину сопротивления, можно
регулировать силу тока, контролируя ее по амперметру 10.
Для того чтобы получить импульсные разряды, непрерывно
следующие друг за другом, между электродом 4 и заготовкой
2 в электрическую схему стайка включается конденсаторная
батарея 12. Если замкнуть выключатель электрической цепи
при разведенных электродах станка, то в первый момент мы
увидим, как резко отклонится стрелка амперметра 10 и посте-
пенно возвратится на нуль. Стрелка вольтметра 9, наоборот,
плавно отойдет от того значения напряжения, которое созда-
ется генератором. Это означает, что произошла зарядка кон-
денсаторов. Теперь можно приблизить электрод к заготовке.
Как только расстояние между ними станет очень малым, воз-
никнет электрический разряд. При этом вся энергия, накоп-
ленная в конденсаторах, разрядится в промежутке между
электродом и заготовкой и чем больше был запас энергии, тем
больше будет электрическая эрозия анода-заготовки. Этот
процесс идет непрерывно, импульсные разряды следуют один
за другим до тех пор, пока ие закончится обработка.
Общий вид стайка изображен на рис. 7.23, а. Обрабаты-
ваемая заготовка 3 располагается на столе 2. С помощью
рукояток 5 и 6 настраивают положение электрода-инстру-
мента 4 с таким расчетом, чтобы отверстие получилось в нуж-
ном месте. Затем вращением рукоятки 7 бак / поднимают
вверх, пока деталь не скроется под поверхностью жидкости
(керосина). После этого включается станок и электрод-инстру-
мент 4 опускается с помощью рукояток 5 и 6 до появления
первых разрядов. Дальнейшая обработка производится автома-
тически.
Для удаления из заготовки сломанного сверла, метчика,
развертки и другого инструмента электроискровым способом
необходимо с помощью листовой латуни толщиной 0,3—1 мм
прошить щель между перьями по сердцевине удаляемого
инструмента и затем извлечь обе его половники из отверстия.
Время удаления сломанного инструмента определяется диамет-
ром, глубиной и шириной прошивки.
При удалении сломанного инструмента из крупных загото-
вок вокруг удаляемого инструмента делается местная ванночка
159
chipmaker.ru
из шпатлевки или замазки и заполняется маслом. Удаление
его производится так же, как было указано выше.
С помощью ультразвукового метода обра-
ботки можно изготовлять отверстия любой формы и глубины
в заготовках из твердых сплавов, жаропрочных и нержавею-
щих сталей, фарфора, стекла и других материалов. Ультра-
звуковой метод основан на принципе использования упругих
колебаний среды со сверхзвуковой частотой, т. е. колебания
с частотой свы ше 20 000 Гц.
Процесс работы ультразвуковой установки заключается в
следующем. В зону между обрабатываемой заготовкой и виб-
рирующим пуаисоиом (инструментом), который очень близко
подходит, но ие касается обрабатываемой заготовки, посту-
пает абразивный порошок, находящийся в жидкости во взве-
Рнс. 7.24. Универсальный настольный прошивочный ультразвуко-
вой станок модели 4770
160
шейном состоянии. От воздействия вибратора (преобразовате-
ля) абразивные зерна с большой силой ударяются о заготовку
и с большой скоростью выбирают из иее частицы материала.
Одновременно пуансон постепенно опускается в выдолбленное
таким способом пространство н процесс продолжается до об-
разования требуемого отверстия..
Универсальный настольный прошивочный ультразвуковой
станок модели 4770 изображен на рис. 7.24.
Стол 2 стайка перемещается в горизонтальной плоскости
по направляющим. Ходовые винты снабжены лимбами с иеной
деления 0,02 мм. Ползун 5 перемещается по шариковым
направляющим станины 1 вручную с помощью реечной переда-
чи Z\—zi или механически от регулируемого двухфазного асин-
хронного электродвигателя 8 через редуктор z3/zt и реечную
передачу. Электродвигатель работает на заторможенном режи-
ме, развивая крутящий момент в соответствии с силой подачи
инструмента. Ползун вместе с укрепленной на нем головкой
уравновешен грузом 11, подвешенным иа ленте 10, намотанной
на барабан 9 валика привода ручкой передачи. Для плав-
ности хода ползуна имеется масляный демпфер, цилиндр 4
которого крепится к корпусу каретки 7, а шток 6 — к пол-
зуну.
Основным узлом станка является акустическая головка 3,
которая сообщает инструменту колебательное движение.
В головке применен двухстержневой никелевый магнитострик-
ционный вибратор (преобразователь).
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются сверлильные станки?
2. Как устроен н работает настольный сверлильный станок
2ЛМ 12?
3. Назовите основные узлы вертикально-сверлильного станка
2НП8.
4. Как устроена н работает коробка скоростей вертикально-свер-
лильиого ствика?
5. Как устроен механизм подач вертикально-сверлильного станка
н его назначение?
6. Объясните конструкцию н принцип работы шпинделя вертн-
кально-сверлнльного станка.
7. Как устроена н работает система охлаждения режущего ин-
струмента в процессе работы сверлильного станка?
8. Как устроены и работают многошпиндельные сверлильные
станки?
9. В чем заключается принцип работы агрегатных станков, их на-
значение и разновидность?
161
chipmaker.ru
10. Объясните устройство радиально-сверлильных станков и прин-
цип нх работы.
11. Какие вы знаете сверлильные станки для глубокого сверле
ния?
12. Расскажите о сущности электроискрового и ультразвукового
метода обработки отверстий.
8. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
8.1. Асинхронные электродвигатели
К электрооборудованию сверлильных станков относятся
электродвигатель, аппаратура ручного управления, аппаратура
контактного управления, автоматическое управление движения-
ми механизмов станка, электромагнитные устройства.
Подавляющее большинство металлорежущих станков при-
водится в движение асинхронными электродвигателями трех-
фазиого тока. Они отличаются простотой, надежностью и ма-
лой стоимостью.
Способ их крепления и форма защиты от воздействия
окружающей среды определяет конструктивные формы этих
двигателей. Широко применяют фланцевые электродвигатели
для горизонтальной и вертикальной установок, а также нор-
мального исполнения на лапах.
Применяемые в станках электродвигатели имеют различ-
ные формы защиты от воздействия окружающей среды. Для
предотвращения попадания внутрь электродвигателя посто-
ронних предметов, а также для соблюдения правил безопас-
ности труда электродвигатели имеют решетки. У некоторых
электродвигателей для защиты от попадания жидкости делают
вентиляционные отверстия, обращенные книзу илн располо-
женные в вертикальных плоскостях. Выпускают закрытые об-
дуваемые электродвигатели, у которых имеется наружный вен-
тилятор, закрытый клапаном, прикрывающим конец вала элект-
родвигателя, противоположный шкиву.
Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым рото-
ром, применяемый иа металлорежущих станках в качестве
привода, состоит из статора и ротора. На статоре расположена
трехфазиая обмотка, питаемая трехфазным током. При вклю-
чении обмотки статора в цепь трехфазиого переменного тока
создается вращающееся магнитное поле, которое возбуждает
в короткозамкнутом роторе ток. Ток ротора, взаимодействуя
с вращающимся магнитным полем статора, создает вращаю-
162
щийся момент, под действием которого ротор начинает вра-
щаться в сторону вращения магнитного поля статора. Частота
вращения ротора всегда несколько отстает от частоты вра-
щения магнитного поля статора, поэтому такие двигатели на-
зываются асинхронными (несинхронными).
Асинхронные электродвигатели изготовляются на напряже-
ние 127—220, 220—380 и 500 В. Фактическое рабочее напря-
жение электродвигателя зависит от способа присоединения его
к сети.
Обмотки генератора и потребителя переменного тока могут
соединяться двумя способами: звездой и треугольником. Если
фазные обмотки генератора и потребителя соединить так, чтобы
концы обмоток были замкнуты в одну общую точку, а начала
обмоток подключены к линейным проводам, то такое соедине-
ние называется звездой. На рис. 8.1, а обмотки генератора
и потребители соединены звездой.
/
д; 6)
Рнс. 8.1. Соединение звездой (а) и треугольником (6)
Точки О к О' соединены проводом, который называется
нулевым или нейтральным проводом. Остальные
три провода трехфазной системы, идущие от генератора к по-
требителю, называются линейными проводами.
Напряжения, измеренные между началами фаз генератора
и потребителя и нулевой точкой или нулевым проводом, на-
зываются фазными напряжениями и обозначаются (7ф. Напря-
жения, измеренные между началами фаз генератора и потре-
бителя, называются линейными напряжениями и обозначают-
ся и,.
Зависимость между линейным и фазным напряжениями
будет иметь вид (Л — -^31/ф. Следовательно, при соединении
звездой линейное напряжение в три раза больше фазного на-
пряжения.
Ток, протекающий по фазной обмотке генератора и потре-
бителя, называется фазным током и обозначается /ф.
163
chipmaker.ru
Ток, протекающий по линейному проводу, называется линей-
ным током и обозначается
При соединении звездой линейный ток равен фазному току,
т. е. /„ = /ф.
На рис. 8.1,6 показан способ соединения фазных обмоток,
называемый треугольником. Это соединение применяют
для осветительной и силовой нагрузок.
Если обмотки генератора соединены треугольником, то ли-
нейное напряжение создает каждая фазная обмотка. У потре-
бителя, соединенного треугольником, линейное напряжение под-
ключается к зажимам фазного сопротивления. Следовательно,
при соединении треугольником фазное напряжение равно ли-
нейному. Включение электродвигателя в сеть треугольником
(рис. 8.1,6) дает меньшее рабочее напряжение (127—220 В),
при включении звездой (рис. 8.1, а) — большее (220—380 В).
Работа иа металлорежущих станках связана со значительными
переменами нагрузки, при этом частота вращения шпинделя
должна оставаться постоянной. Это оказалось возможным бла-
годаря способности асинхронных короткозамкнутых электро-
двигателей незначительно изменять частоту вращения при ко-
лебаниях нагрузки. Временная перегрузка электродвигателя в
2—2,5 раза изменяет частоту вращения лишь иа 10—15%.
При дальнейшем увеличении нагрузки электродвигатель резко
снижает частоту вращения и останавливается. Во время пуска
станка электродвигателю приходится преодолевать дополни-
тельно сопротивление сил инерции приводимых в движение
деталей, поэтому способность асинхронного короткозамкнутого
электродвигателя развивать во время пуска момент, превос-
ходящий номинальный, является также положительным качест-
вом.
Пуск асинхронных электродвигателей. При пуске электро-
двигателя с короткозамкнутым ротором пусковой электрический
ток превышает номинальный в 4—8 раз. Толчок пускового
электрического тока вызывает в сети понижение напряжения.
Если при пуске электродвигателя большой мощности напряже-
ние значительно понизится, то уменьшится его пусковой мо-
мент, а другие электродвигатели, работающие в это время с
перегрузкой, могут остановиться (перейти в режим короткого
замыкания). Поэтому асинхронный электродвигатель можно
пускать без применения средств, ограничивающих пусковой
электрический ток, лишь в том случае, когда номинальная
мощность электродвигателя составляет не более 25% мощности
трансформаторов, питающих сеть цеха. Асинхронные электро-
двигатели с фазовым ротором запускают с помощью реостата,
включенного в цепь ротора.
164
8.2. Аппаратура ручного управления
К аппаратуре ручного управления относятся автоматиче-
ские выключатели, пакетные переключатели, переключатели-
контроллеры, тумблеры и ручные пускатели.
Автоматические выключатели предназначены
для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких
замыканий, пуска и останова асинхронных электродвигателей
с короткозамкнутым ротором, оперативных включений и от-
ключений цепей.
Пакетный переключатель представляет собой
комплект из наложенных друг иа друга секций (пакетов),
каждая из которых является однополюсным поворотным
выключателем. Все секции переключаются поворотом общего
валика. Секции устанавливают так, что при повороте валика
часть цепей замыкается, а часть размыкается.
Пакетные переключатели используют для подключения стан-
ка к сети, для пуска редко включаемых электродвигателей
и т. д. Пакетные переключатели более компактны и удобны
в работе.
Переключатели-контроллеры применяют, ког-
да необходимо одновременно переключить большое число це-
пей. Они бывают барабанного или кулачкового типа. Бара-
банный переключатель рассчитан иа два рабочих положения
и одно нерабочее. Он имеет вал, на котором закреплен бара-
бан, изготовленный из диэлектрика. На барабане расположены
медные пластины, а рядом с барабаном на планке, изготов-
ленной также из диэлектрика, — контактные пальцы. Повора-
чивая барабан, соединяют различные пластины с пальцами.
Каждому положению барабана соответствует определенная
схема соединения.
Тумблеры (однополюсные или двухполюсные) находят
применение в цепях освещения станка. По устройству и прин-
ципу действия они аналогичны выключателям, используемым
в сетях электрического освещения.
Ручные пускатели применяют иногда для пуска од-
нофазных и трехфазиых электродвигателей. Ручной пускатель
работает следующим образом. При нажатии иа кнопку кон-
такты замыкаются, а под действием пружины поворачивается
защелка и удерживает контакт в замкнутом положении. При
нажатии на другую кнопку электродвигатель выключается, так
как защелка освобождает подвижную систему пускателя и под
действием пружины возвращается в прежнее положение. Кор-
пус, кнопки, защелки и другие детали пускателя изготовлены
из токонепроводящего материала.
165
8.3. Аппаратура контактного управления
Контакторы. В стайках широкое распространение получило
контакторное (кнопочное) управление электродвигателями.
Электродвигатель включается специальным аппаратом — кон-
тактором. При нажатии иа кнопку через катушку про-
ходит ток и сердечник притягивает к себе якорь. В результате
этого вал поворачивается и рабочие контакты замыкаются.
Аппараты, аналогичные по устройству контакторам, но имею-
щие контакты, предназначенные для работы в цепях управле-
ния (с небольшим электрическим током), называются проме-
жуточными реле.
Кнопки, предназначенные для управления контакторами,
могут быть с замыкающими и размыкающими контактами.
Применяют также переключающие кнопки с одним размыкаю-
щим и одним замыкающим контактами. Кнопки рассчитаны
на выполнение двух команд («Пуск» и «Стоп») или трех
команд («Вперед», «Назад» и «Стоп»),
Из кнопок комплектуют кнопочные станции. У станков с не-
сколькими кнопками «Пуск» для включения одного элемента
кнопки включаются параллельно. Они имеют один общий за-
мыкающий блок-коитакт, который также включается парал-
лельно и замыкается в момент прохождения электрического
тока по цепи. Кнопки «Стоп» включаются последовательно.
Магнитные пускатели служат для управления
асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Оии
представляют собой комплект контакторной аппаратуры и со-
стоят из контакторов, кнопочных станций и тепловых реле
(для защиты электродвигателя от перегрузки).
Схемы работы магнитного пускателя показаны на рис. 8.2.
Пускатель снабжен двухкиопочиой станцией для пуска и оста-
новки электродвигателя. Для включения электродвигателя не-
обходимо нажать иа кнопку «Пуск» (КП), в результате чего
Рнс. 8.2. Схема магнитного пускателя
166
цепь рабочей катушки контактора К1 замыкается и происходит
замыкание трех контактов К, включающих электродвигатель
в сеть. Чтобы ие произошло отключения контактора К1 после
освобождения кнопки «Пуск», в схеме пускателя имеется
блок-контакт самоблокировки КС, включенный параллельно
кнопке «Пуск», который замыкается одновременно с. контак-
тами К. Электродвигатель останавливается нажатием кнопки
«Стоп» КО, вследствие чего катушка К1 обесточивается, кон-
такты К размыкаются и электродвигатель отключается от сети.
Контактор имеет тепловое реле ТР, защищающее электро-
двигатель от перегрузок.
Магнитные пускатели предохраняют электродвигатель от
самопроизвольного включения в случае, если в сети в процессе
работы напряжение внезапно снимается, а затем включается.
Последующее включение электродвигателя возможно только
при нажатии кнопки «Пуск». Магнитные пускатели в зависи-
мости от назначения бывают нормальными (нереверсивными)
и реверсивными.
Реле представляет собой прибор, который под влиянием
тока, температуры и света автоматически замыкает и размы-
кает электрическую цепь. По конструкции и назначению реле
подразделяется иа защитные, промежуточные, времени и др.
Наибольшее распространение имеет тепловое защитное реле.
Основным реагирующим элементом этого реле является би-
металлическая пластинка, нагревающаяся при перегрузках.
Расширяясь при иагреве, пластинка механически воздействует
иа контакты в цепи управления, в результате чего они раз-
мыкаются, а аппаратура, испытывающая перегрузку, выклю-
чается.
В электромагнитном реле (рис. 8.3) регулирующим элемен-
том являются медные контакты 3. Верхний контакт, находя-
щийся иа стальном якоре 2, подвижный. При прохождении
электрического тока по обмотке 5 электромагнита подвижный
контакт притягивается сердечни-
ком 4 электромагнита к неподвиж-
ному контакту. При размыкании
электрической цепи верхние кон-
такты пружиной / возвращаются в
исходное положение.
Для регулирования времени
действия механизмов в схемах уп-
равления применяют реле времени,
которые делятся на электромаг-
нитные, маятниковые, электрон-
ные, моторные и др.
Рис. 8.3. Устройство электро-
магнитного реле
167
Защитная аппаратура. Для предупреждения перегрузок в
работе станка, которые могут привести к поломке узлов или
деталей стайка или к сгоранию обмотки статора электро-
двигателя, применяют плавкие предохранители.
При возрастании потребляемого тока выше допустимой ве-
личины токопроводящий провод предохранителя расплавляется
и прерывает цепь, питающую электродвигатель. Недостатком
такого способа защиты является отсутствие автоматического
восстановления прерванной электрической цепи. Поэтому для
этой же цепи применяют тепловые реле, которые,
выключив электродвигатель при перегрузке, автоматически
включают его, когда перегрузка снята.
Электробезопасность. Наблюдение за исправностью электро-
оборудования и проведение его текущего ремонта возлагается
на дежурных электромонтеров. Рабочим, обслуживающим ста-
нок, не разрешается заниматься устранением неполадок в
электрооборудовании станка. Независимо от этого каждый
сверловщик обязан знать основные правила электробезопас-
иости при работе на сверлильных станках: все токоведущие
и токопроводящие средства должны быть изолированы и за-
крыты; неисправности электроаппаратуры управления станком
должен устранять электромонтер; корпуса станка и электро-
двигателя должны быть надежно заземлены; при появлении
искр или ощущении тока от соприкосновения со станком не-
обходимо прекратить работу и вызвать электромонтера, чтобы
он устранил неисправности в станке.
Контрольные вопросы
1. Что относится к электрооборудованию сверлильных станков?
2. Расскажите об устройстве асинхронного электродвигателя.
3. Как осуществляется пуск асинхронных электродвигателей?
4. Что относится к аппаратуре ручного управления станком?
5. Для чего применяются пакетные переключатели и переключа-
тели-контроллеры?
6 Для чего применяют тумблеры н ручные пускатели?
7. Что относится к аппаратуре контактного управления?
8. На каком принципе основано устройство магнитного пускателя?
9. Расскажите об устройстве электромагнитного реле.
10. Перечислите основные правила электробезопасности прн работе
на сверлильных стайках.
9. РАБОТА НА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКАХ
9.1. Технологические возможности сверлильных станков
На сверлильных стайках можно производить не только свер-
ление, ио также ряд других технологических операций даль-
нейшей обработки отверстий.
На современных сверлильных станках можно выполнять
следующие работы:
сверление сквозных и глухих отверстий (рис. 9.1, а) ;
рассверливание отверстий на больший диаметр (рис. 9.1,6);
зенкерование, выполняемое для получения отверстия более
высокого квалитета и меньшего параметра шероховатости по-
верхности (рис. 9.1, е);
растачивание предварительно просверленных отверстий на
большой диаметр с помощью расточных пластин, закреплен-
ных на специальных оправках (рис. 9.1, г);
зенкование, выполняемое для образования в основании про-
сверленного отверстия гнезд с плоским дном под головки вин-
тов и болтов (рис. 9.1,5);
Рис. 9.1. Работы, выполняе-
мые на сверлильных станках:
а — сверление; б — рассверли-
вание; в — зенкерование;
г — растачивание; д — зенкова-
ние; е — развертывание; ж —
раскатывание; з — нарезание
внутренней резьбы; и — подрез-
кв (цековка) торцов; к — вырез-
ка дисков; л — проточка внут-
ренних канавок
169
chipmaker.ru
развертывание цилиндрических и конических отверстий,
обеспечивающее высокую точность и меньшую шероховатость
обрабатываемой поверхности (рис. 9.1,е);
раскатывание отверстий специальными оправками со сталь-
ными закаленными роликами или шариками для получения
плотной и гладкой поверхности отверстия, а также шерохова-
тости в пределах 0,63—0,080 мкм (рис. 9.1, ж);
нарезание внутренних резьб метчиками (рнс. 9.1,з);
подрезание (цековка) торцов наружных и внутренних при-
ливов с целью получения ровной поверхности, перпендикуляр-
ной оси отверстия (рис. 9.1. и);
вырезание отверстий больших диаметров в листовом мате-
риале с помощью специальной оправки с закрепленными в ией
резцами (рис. 9.1, к);
протачивание внутренних канавок различной формы специ-
альными оправками с закрепленным режущим инструментом
(рис. 9.1,л) .
Этими основными видами работ не исчерпываются техноло-
гические возможности сверлильных станков, на которых можно,
например, развальцовывать пустотелые заклепки, обрабатывать
многогранные отверстия, а также выполнять другие операции.
Но так как сверловщик 1—2-го разрядов должен уметь выпол-
нять ограниченный перечень операций, то ниже мы более под-
робно рассмотрим только операции сверления, рассверливания,
развертывания, зеикероваиия и нарезания резьб.
9.2. Сверление
В зависимости от требуемых качеств и количества обраба-
тываемых заготовок сверление отверстий производят по размет-
ке или по кондуктору.
Основные правила выполнения операции сверления от-
верстий:
1. При сверлении сквозных отверстий в заготовках необ-
ходимо обращать внимание иа способ их закрепления; если
заготовка крепится на столе, то нужно установить ее на под-
кладку, чтобы дать свободный выход сверлу.
2. Сверло следует подводить к заготовке только после
включения вращения шпинделя так, чтобы оно легко коснулось
поверхности заготовки, иначе могут выкрошиться режущие
кромки сверла.
3. Не следует останавливать вращение шпинделя, пока
сверло находится в просверленном отверстии. Сначала надо
вывести сверло, а затем прекратить вращение шпинделя или
ПО
остановить станок, в противном случае сверло может сло-
маться.
4. В случае появления во время сверления скрежета, вибра-
ций, в результате заедания, перекоса или износа сверла немед-
ленно вывести сверло из заготовки и остановить станок.
5. При сверлении глубоких отверстий, необходимо перио-
дически выводить сверло из обрабатываемого отверстия для
удаления стружки и устранения поломки сверла и преждевре-
менного его затупления.
6. Отверстие диаметром более 25 мм в сплошном металле
рекомендуется сверлить за два перехода (с рассверливанием
и зеикерованием).
7. Сверление производить только по режимам, указанным в
технологических картах или в таблицах справочников.
8. При сверлении отверстий в заготовках из стали или
вязких материалов обязательно применять смазочно-охлажда-
ющие жидкости для предохранения режущего инструмента от
преждевременного износа и увеличении режимов резания.
Сверление по разметке применяют в единичном и мелкосе-
рийном производстве, когда изготовление кондукторов эконо-
мически себя не оправдывает из-за малого количества обраба-
тываемых деталей.
При сверлении по разметке к сверловщику поступают раз-
меченные заготовки с наиесеииыми на них контрольными
окружностями и центром будущего отверстия (рис. 9.2, а).
В некоторых случах разметку производит сам сверловщик.
Рнс. 9.2. Сверление отверстий по разметке:
а — разметка и кернение центра отверстия; б — разметка и кернение контроль-
ной окружности, в — сверло увело от центра отверстия; г — исправление на-
правления сверла; / — след от керна, 2 — канавка
Сверление по разметке производится в два этапа: предва-
рительное сверление, затем окончательное сверление.
Предварительное сверление выполняют с ручной подачей,
высверливая небольшое отверстие (0,25 d). После этого отво-
дят обратно шпиндель н сверло, удаляют стружку, проверяют
совпадение окружности надсверленного отверстия с разметоч-
ной окружностью.
171
chipmaker.ru
Если предварительное отверстие просверлено правильно
(рис. 9.2, б), сверление следует продолжить и довести до конца.
Если же надсверленное отверстие ушло в сторону
(рис. 9.2, в), производят соответствующую корректировку,
которая заключается в прорубании крейцмейселем 2—3 кана-
вок от центра с той стороны, куда нужно сместить сверло
(рис. 9.2, г). Канавки направляют сверло в намеченное керне-
ром место. После исправления смещения продолжают сверле-
ние до конца.
Сверление в кондукторе. Для направления режущего ин-
струмента и фиксирования обрабатываемых заготовок соот-
ветственно требованиям технологического процесса применяют
кондукторы. Постоянные установочные базы и кондукторные
втулки, дающие направление сверлу, повышают точность
обработки и обеспечивают взаимозаменяемость деталей. Свер-
ление в кондукторах, кроме того, намного производительней
сверления по разметке, так как отпадает трудоемкая и дорогая
операция разметки, нет необходимости выверять каждую заго-
товку перед ее обработкой, крепление заготовки производится
гораздо быстрее, снижается утомляемость рабочего и т. д.
При сверлении в кондукторах рабочий выполняет небольшое
число простых приемов (устанавливает в кондуктор и снимает
заготовку, включает и выключает подачу шпинделя), и поэтому
этот способ сверления не требует от рабочего высокой ква-
лификации.
Сверление сквозных и глухих отверстий. В деталях машин
и механизмов встречаются в основном два вида отверстий:
сквозные, проходящие через всю толщину детали, и глухие,
просверливаемые лишь на определенную глубину.
Процесс сверления сквозных отверстий отличается от
процесса сверления глухих отверстий. Когда при сверлении
сквозных отверстий сверло выходит из отверстия,
сопротивление материала заготовки значительно уменьшается.
Если не уменьшить в это время подачу сверла, оно резко
опустится, захватит большой слой материала и, заклинясь,
может сломаться. Особенно это возможно при сверлении от-
верстий в тонких заготовках, сквозных прерывистых отверстий
и отверстий, расположенных под прямым углом друг к другу.
Поэтому сверление сквозного отверстия производится с большой
механической подачей шпинделя. В конце сверления нужно
выключить механическую подачу и досверлить отверстие с
ручной подачей, меньшей, чем механическая.
При сверлении с ручной подачей величину ее перед выходом
сверла из отверстия следует несколько уменьшить и подачу
производить осторожно, плавно.
172
Сверление глухих отверстии имеет свои особен-
ности, заключающиеся в способах определения достижения
сверлом заданной глубины сверления. Имеется три основных
способа сверления глухих отверстий.
Если станок, на котором сверлят глухое отверстие, имеет
какое-либо устройство для автоматического выключения подачи
шпинделя при достижении сверлом заданной глубины (отсчет-
ные линейки, лимбы, жесткие упоры, автоматические оста-
новы и пр.), то при настройке на выполнение дайной операции
надо его отрегулировать на заданную глубину сверления.
Если станок ие имеет таких устройств, то для определения
достигнутой глубины сверления можно пользоваться специаль-
ным патроном (рис. 9.3) с регулируемым упором. Упорную
втулку 2 патрона можно перемещать и устанавливать относи-
тельно корпуса 1 со сверлом на заданную глубину обработки.
При подаче шпинделя станка вниз он перемещается до упора
торца втулки 2 в торец кондукторной втулки 3 (при сверлении
в кондукторе) или в поверхность заготовки. Такой патрон
обеспечивает точность глубины отверстия в пределах 0,1 —
0,05 мм.
Если не требуется боль-
шая точность глубины свер-
ления и иет указанного пат-
рона, можно пользоваться
упором в виде втулки, за-
крепленной иа сверле, или
сделать иа сверле мелом от-
метку глубины отверстия. В
последнем случае шпиндель
подают до тех пор, пока све-
рло не углубится в заго-
товку до отметки.
Глубину сверления глу-
хого отверстия можно пери-
одически проверять глубино-
мером, но этот способ наиме-
нее производителен, так как
в этом случае приходится
выводить сверло из отвер-
стия, удалять стружку и
вновь после измерения вво-
дить его.
Рассверливание отвер-
стий. Отверстия диаметром
свыше 25 мм не рекоменду-
В)
Рнс. 9.3. Приспособление для
ограничения подачи шпинделя:
а — упорное кольцо; б — патрон с
регулируемым упором
173
chipmaker.ru
ется сверлить за один рабочий ход. С увеличением диаметра
сверла утолщается его перемычка и удлиняется поперечная ре-
жущая кромка, вследствие чего возрастает осевое давление и
процесс резания затрудняется. Поэтому отверстия диаметром
более 25 мм обычно сверлят за два перехода: вначале сверлом
меньшего диаметра, а затем рассверливают сверлом большего
диаметра.
Диаметр первого сверла равен примерно длине поперечной
режущей кромки второго сверла. Это дает возможность
(рис. 9.4) значительно уменьшить силу резания при обработке
сверлом большего диаметра.
При рассверливании рекомендуется подбирать размеры
сверл в зависимости от наименьшего диаметра отверстия.
Рассверливать можно только отверстия, предварительно полу-
ченные сверлением. Отверстия, полученные литьем, штампов-
кой, рассверливать не рекомендуется, так как в этих случаях
сверло сильно уводит вследствие несовпадения центра отвер-
стия с осью сверла.
Все правила и приемы работы при рассверливании отвер-
стий аналогичны правилам и приемам при сверлении.
Сверление глубоких отверстий. Отверстия глубиной более
I0d называются глубокими. Сверление глубоких отверстий явля-
ется сложной и трудоемкой операцией. Вследствие малой
жесткости длинных сверл под действием сил резания возникает
их продольный изгиб, что может привести к искривлению оси
отверстия. Кроме того, с увеличением длины отверстия созда-
ются неблагоприятные условия образования стружки и затруд-
няется извлечение ее из отверстия во время работы.
Рис. 9.4. Сверление (рассвер-
ливание) вторым сверлом
Рис. 9.5. Способы получения
глубоких отверстий сверлени-
ем:
а — сплошным; б — кольцевым
174
Различают два способа получения глубоких отверстий;
сплошное сверление и кольцевое сверление.
Способ сплошного сверления (рис. 9.5, а)
заключается в получении отверстия посредством превращения
в стружку всего металла, подлежащего удалению для образо-
вания заданного размера отверстия.
Способ кольцевого сверления (рис. 9.5, б)
заключается в получении отверстия высверливанием в заготов-
ке кольцевой полости с образованием в центральной части
отверстия стержня, который затем в конце сверления отламы-
вается или отрезается специальным приспособлением.
Этот способ применяют в основном для сверления глубоких
отверстий диаметром более 100 мм специальными сверлами на
специальных горизонтально-сверлильных станках для глубокого
сверления.
При сверлении глубоких отверстий на вертикально-свер-
лильных станках рекомендуется применять следующие приемы:
вначале сверлить отверстие коротким сверлом на глубину
примерно до 4d, а затем длинным иа заданную глубину;
необходимо периодически (не останавливая вращение
шпинделя) выводить сверло из отверстия и удалять образо-
вавшуюся в нем стружку;
для облегчения давления стружки из глубокого отверстия
целесообразно использовать специальное пневматическое при-
способление (рис. 9.6).
Диаметр трубки / для подвода воздуха в этом приспособ-
лении подбирают так,
чтобы з азор между
нею и стенками отвер-
стия был ие меиее
6—7 мм. Кожух 2 слу-
жит для защиты свер-
ловщика от разлетаю-
щейся стружки, зазор
между кожухом и тор-
цом заготовки должен
быть 15—20 мм.
При сверлении глу-
боких отверстий к ре-
жущим кромкам ин-
струмента необходимо
подводить в больших
количествах смазочно-
охлаждающую жид-
кость, которая облег-
Рис. 9.6. Приспособление для извлечения
стружки из глубоких отверстий
175
r.ru
чает процесс резания, обеспечивает надежное и своевременное
вымывание образовавшейся стружки и отвод теплоты от режу-
щих кромок инструмента.
Наиболее совершенным методом является подача жидкости
через отверстия, проходящие внутри перьев сверла. Инструмен-
тальными заводами выпускается ряд конструкций спиральных
сверл с отверстиями для подвода СОЖ, проходящими через
хвостовик сверла илн через радиальные отверстия.
Такие сверла изготовляются из специального проката с
винтовыми отверстиями, из заготовок, полученных радиальной
ковкой, прокатом заготовок с использованием твердых наполни-
телей, прокатом трубчатых заготовок, литьем.
Наиболее эффективно применение этих сверл при сверлении
отверстий на глубину, превышающую 3d инструмента.
На рис. 9.7, а приведено спиральное сверло, изготовленное
из специального проката с отверстиями для внутреннего подво-
да жидкости в зону резания.
Применение таких сверл позволяет увеличить скорость
резания в 1,2—1,8 раза, стойкость сверл в 2—2,5 раза, а также
при этом облегчает удаление стружки и устраняет необходи-
мость периодического вывода сверла из обрабатываемого
отверстия.
Сверление более глубоких отверстий (свыше 10 d) целесооб-
разно осуществлять специальными сверлами для глубокого
сверления с подводом СОЖ в зону резания.
К таким сверлам относятся ружейные, эжекторные сверла
и сверла типа БТА. Эжекторные и сверла типа БТА имеют
пока ограниченное применение. Корпус ружейного сверла со
стальным корпусом и впаянными режущей и двумя направляю-
щими пластинками из твердого сплава группы ТК или ВК
(рис. 9.7, б) изготовляется из сталей 40Х, 9ХС, 35ХГСА и
может быть трубчатым со стружечной канавкой, образованной
пластической деформацией, сплошным или из специального
проката с эксцентрично расположенным отверстием для подво-
да СОЖ и с фрезерованной стружечной канавкой. Сверла
этого типа изготовляются диаметром 8—30 мм, длиной
L—1104-1700 мм.
Ружейные сверла с цельной твердосплавной рабочей частью
/, припаянной к стальному корпусу 2, могут выполняться с
хвостовиком (рис. 9.7, в). Твердосплавная рабочая часть
изготовляется из сплавов группы ВК или ТК, диаметр
d=2-=-15 мм, длина /(= 1,54-1 мм, общая длина L— 1104-600 мм.
Для подвода СОЖ в зону резания твердосплавная рабочая
часть имеет отверстия круглой или овальной (для увеличения
объема пропускаемой жидкости) формы. Трубчатый корпус с
Рнс. 9.7. Сверла для глубокого сверления:
а — спиральное с отверстиями для подвода жидкости в зону резания; б — ру
жейиос с припаянными твердосплавными пластинками, в — ружейное с цельной
твердосплавной рабочей частью; г — ружейное с твердосплааной пластинкой и
промежуточной быстрорежущей пластинкой; д — форма заточки вершины сверл
канавкой, образованной пластической деформацией, изготовля-
ется из сталей марок 40Х или 35ХГСА. Внутренняя полость
корпуса имеет серпообразную форму, образованную при дефор-
мации; используется она для подвода СОЖ к рабочей части и
177
chipmaker.ru
сопряжения с отверстиями в рабочей части. Сверла этого типа
обладают не только повышенным ресурсом работы из-за боль-
шей длины по сравнению со сверлами, показанными на
рнс. 9.7, б, но н повышенным расходом твердого сплава.
Ружейное сверло, показанное на рис. 9.7, г, аналогично
сверлу первого типа, но отличается от него наличием проме-
жуточной вставки 3 из быстрорежущей стали, присоединяемой
к корпусу 2. Твердосплавные режущая и направляющие пла-
стинки закрепляются на стержне 4.
Работа ружейных сверл сводится не только к срезанию
припуска режущими пластинками, но и к заглаживанию неров-
ностей на обрабатываемой поверхности направляющими
пластинками.
Форма и геометрические параметры заточки вершины свер-
ла приведены на рис. 9.7,6. Обычно zn=0,75, /(=0,64-1,5 мм,
/=0,24-0,975 мм.
Рекомендуемые режимы сверления ружейными сверлами
при обработке углеродистых сталей: v=8O4-125 м/мин,
So=0,01 4-0,1 мм/об; прн обработке чугуна с НВ^250:
0=654-100 м/мнн, So=0,0054-0,2 мм/об.
Для сверления глубоких отверстий диаметром от 25 до
130 мм в конструкционных и легированных сталях и чугунах
на универсальных станках сверлильно-расточной группы также
успешно применяются сборные перовые сверла со сменными
пластинками из быстрорежущей стали (рнс. 9.8) Глубина
обработки при горизонтальном способе сверления до 10—30
диаметров, вертикальном — до четырех диаметров сверл.
Рис. 9.8. Сверла перовые со сменными пластинками для сверления глу-
боких отверстий:
/ — сменная пластинка, 2 — прижимный винт, 3 — корпус сверла, 4 — штуцер
для подвода СОЖ
178
Сменная быстрорежущая пластина 1 зафиксирована в пазу
корпуса сверла 3 винтом 2; отверстия, выполненные в корпусе
сверла, через штуцер 4 служат для подвода СОЖ в зону реза-
ния.
Пластины изготовляются с износостойким покрытием,
повышающим стойкость инструмента в 2 раза.
Прн обработке глубоких отверстий применяется эжекторный
метод подвода и отвода СОЖ. Устройство для крепления
эжекторных сверл (рис. 9.9) позволяет выполнять скоростное
Рис. 9.9. Схема устройства для эжекторного сверления глубоких от-
верстий
сверление глубоких отверстий диаметром свыше 20 мм с отво-
дом стружки через отверстие внутренней трубы. Наружный
стебель 2 устройства закреплен гайкой 7 в корпусе 4. Корпус
хвостовиком 5 устанавливается в отверстие задней бабки или
специальной стойки, связанных с суппортом для обеспечения
машинной подачи сверлу 1. Полое сверло специальной кон-
струкции, закрепленное резьбовым хвостовиком в наружном
стебле, имеет внутри коническую насадку 8, которая с конусом
соосной внутренней трубы 3 образует эжекторный (струйный)
насос. Смазочно-охлаждающая жидкость, которая подается от
насосной станции станка через патрубок 6 и зазор между
наружным стеблем 2 и внутренней трубой 3, в зоне струйного
насоса разделяется на два потока. Один поток, пройдя отвер-
стие 9 в корпусе сверла, подается в зону резания, а второй
обеспечивает работу струйного насоса, создающего отсос
СОЖ вместе со стружкой из зоны резания и транспортирование
стружки по отверстию внутренней трубы в стружкопрнемник.
Вибрационное сверление. Эффективным способом повыше-
ния производительности сверления глубоких отверстий иа спе-
179
chipmaker.ru
циальиых горизонтально-сверлильных станках является вибра-
ционное сверление. Пря вибрационном сверлении сверлу или
обрабатываемой деталь сообщается возвратно-гоступательное
движение в направлении подачи. Прн этом образование слив-
ной стружкн становится невозможным даже прн сверлении
вязких материалов, так как во время одного оборота сверла
стружка несколько раз обрывается. Дробление стружкн зави-
сит от соотношения частоты вращения сверла и частоты вибра-
ции. Способ возбуждения вибрации основан на применении
механических кулачковых и гидравлических вибраторов.
Применение механических вибраторов, в которых возврат-
но-поступательное движение шпинделя задается кулачковой
шайбой, обычно вращающейся вместе со шпинделем, дает
возможность получить в большей или меньшей степени раз-
дробленную стружку (в зависимости от числа кулачков на
шайбе). При двух кулачках шпиндель за один оборот соверша-
ет два осевых хода и стружка обламывается дважды.
Положительный результат применения механического ви-
брационного сверления отверстий диаметром до 10 мм получен
с использованием ружейный сверл (рнс. 9.10). Этот способ
Рис. 9.10. Механическая шпиндельная головка для вибрационного свер-
ления ружейными сверлами:
/ — ружейное сверло, 2 — цанговый зажнм, 3 — шпиндель, 4 — корпус,
5 — роликовый подшипник, 6 — кулачковая шайба
внедрен в производство деталей крупносерийного выпуска.
При использовании механических кулачковых вибраторов
частота вращения сверла обычно не превышает 3000 об/мин.
Применение гидравлических вибраторов дает ряд положи-
тельных преимуществ: отсутствие износа силового привода
вследствие хорошей смазки, отсутствие шума прн надлежащем
исполнении кинематической цепи и возможности выбора благо-
приятного соотношения частоты вращения сверла и количества
возвратно-поступательных ходов благодаря независимому регу-
лированию их частоты в широких пределах.
Свепление труднообрабатываемых сплавов. Прн сверлении
труднообрабатываемых сплавов, к которым относятся жаро-
180
прочные, титановые нержавеющие стали, образуется сильно
деформированная стружка и возникают значительные силы
резания. Такая стружка задерживается в канавках сверла,
способствует увеличению вибрации и вредно сказывается на
состоянии его режущих кромок. Поэтому при обработке трудно-
обрабатываемых сплавов рекомендуется:
чтобы предотвратить илн уменьшить вибрацию, необходимо
сверлить укороченным сверлом, длина которого не должна
превышать его диаметр более чем в 5—6 раз;
так как стандартные сверла не отвечают этому требованию,
целесообразно применять разрезные втулки жесткости, которые
закрепляют непосредственно на сверле вплотную к торцу патро-
на или шпинделя станка, внутренний диаметр таких втулок
равен диаметру сверла, а наружный 35—60 мм;
для повышения стойкости сверла прн обработке жаропроч-
ных сплавов целесообразно уменьшить ширину направляющих
ленточек до 0,2—0,4 мм, увеличить задний угол до 12°, а также
производить двойную заточку;
для более плавного выхода стружки необходимо прорезать
на задней поверхности сверла в шахматном порядке стружко-
делительные канавкн (рис. 9.11), которые делят стружку иа
несколько частей, что облегчает отвод ее из отверстия;
жаропрочные сплавы обладают очень низкой теплопровод-
ностью, поэтому в зоне резания возникает довольно высокая
температура. Для уменьшения перегрева режущих кромок
сверла рекомендуется производить сверление с обильным ох-
лаждением, применяя 50%-ную эмульсию или водный раствор
хлористого бария с добавкой 1%-ного раствора натрия.
Сверление легких сплавов. Применяемые на производстве
легкие сплавы обладают значительно меньшим сопротивлением
резанию, чем черные металлы. Поэтому обработку их можно
вести с повышенными скоростями резання. Однако большие
скорости резания при обработке магниевых сплавов не реко-
мендуются, так как эти сплавы могут самовоспламеняться.
Учитывая специфику об-
работки легких сплавов,
сверление их целесообразно
производить, выполняя сле-
дующие рекомендации:
у сверл для обработки
магниевых сплавов на перед-
ней поверхности следует сде-
лать фаску с передним
углом, равным 5° (рнс. 9. 12).
Ширина фаски равна 0,2—
Рис. 9.11. Стружколомательиые ка-
навки иа задней поверхности сверла
181
chipmaker.ru
Рис. 9.12. Сверло для сверления отверстий в
магниевых сплавах
0,6 мм в зависимости от диаметра сверла (чем больше диаметр
сверла, тем шире фаска);
для уменьшения осевой силы резания и получения дробле-
ной стружки целесообразно у этих же сверл подтачивать пере-
мычку до толщины 0,08—1,0 диаметра сверла, угол <р делать
равным 45°, задний угол а= IS";
при обработке алюминиевых сплавов (особенно дюралю-
мина) режущая часть сверла должна быть хромирована. Это
предохраняет от прилипания к сверлу мелких частиц металла,
которые усложняют сход стружки, увеличивают шероховатость
обработанной поверхности н ускоряют износ сверла;
для обработки алюминиевых сплавов целесообразно при-
менять сверла с большими
углами ф и ш, чем для свер-
ления черных металлов: угол
Ф должен быть равным 66—
70°, угол наклона винтовых
канавок <u=35-F45°, задний
угол а=8-М0°.
66 А-А
Рис. 9.13. Сверло для сверления
отверстий в слоистых пластмас-
сах
Рис. 9.14. Циркульный резец для
сверления (вырезания) отвер-
стий большого диаметра в слои-
стых пластмассах
182
Сверление пластмасс и резины. Пластмассы, применяемые
в машиностроении, обладают относительной мягкостью, низкой
теплопроводностью, высокими абразивными свойствами.
В связи с этим рекомендуется применять более острый
режущий инструмент и пониженные режимы резания, чтобы
уменьшить выделение теплоты.
Ниже приводятся некоторые рекомендации по сверлению
распространенных в машиностроении пластмасс и резины;
сверлить отверстия в слоистых пластмассах (текстолит,
гетннакс и т. п.) следует специальными сверлами (рис. 9.13)
из быстрорежущей стали с острыми подрезающими кромками
по периферии сверла;
пластмассу толщиной менее 5 мм надо сверлить, подклады-
вая под нее прокладку из мягких пород древесины;
для сверления в текстолите и других слоистых пластиках
отверстий больших диаметров (более 30—40 мм) нужно при-
менять циркульные резцы (рис. 9.14) с режущей частью из
быстрорежущей стали или из твердого сплава;
при сверлении в пластмассах относительно неглубоких от-
верстий (до 30 мм) диаметром 1 —12 мм целесообразно поль-
зоваться плоскими (перовыми) сверлами из быстрорежущей
стали с углом при вершине 2<j> = 35 -т- 40° и задним углом а =
= 15 -г 20°;
для сверления отверстий в резине надо применять спи-
ральные сверла с заточкой, показанной на рис. 9.15, а, или
пустотелые (рис. 9.15, б), изготовленные из углеродистой
Рис. 9.15. Сверла для сверления отверстий в резине:
а — спиральное, б — пустотелое
183
chipmaker.ru
Рис. 9.16. Сверление не-
полных отверстий
стали УЮА. При этом допускаются
скорости резания 20—40 м/мнн.
Сверление неполных отверстий.
Прн сверлении неполных отверстий с
центром, совпадающим с линией
разъема двух деталей или двух поло-
винок детали, последние зажимаются
в машинные тиски, на деталях пред-
варительно производят разметку, пос-
ле чего сверлят обычным путем (рис.
9.16). Если необходимо просверлить
отверстие в одной детали, вместо вто-
рой детали в тисках зажимается тех-
нологическая прокладка.
Сверление многогранных отверстий При сверлении много-
гранных отверстий (например, четырехгранного) на вертикаль-
но-сверлильном станке режущие кромки сверла вращаются
вокруг оси сверла О| и совершают дополнительное движение
по окружности О2. Прн этом режущие кромки описывают
прямую линию вдоль стороны прямоугольника (рис. 9.17, а).
Вращение вокруг оси и дополнительное вращение его по окруж-
ности О2 имеют противоположные направления.
Сверление производится с помощью специальных сверл,
число режущих лезвий которого должно быть на единицу
меньше числа сторон многогранного отверстия.
Приспособление, изображенное на рнс. 9.17, б, состоит из
Рис. 9.17. Сверление четырехгранного отверстия:
а — обрабатываемое отверстие н специальное сверло, б — при-
способление
184
корпуса 1 с внутренним зубчатым
венцом.В корпусе установлена втулка
6 для вращения сверла по дополни-
тельной окружности. Эта втулка по-
лучает вращательное движение от
шестерни привода 4, которая соеди-
няется со шпинделем станка через
конус Морзе 3. Во втулке 6 эксцен-
трично установлен сверлильный
шпиндель 5, получающий основное
вращение от шестерни 2, находящей-
ся в зацеплении с внутренним зубча-
тым венцом корпуса 1.
В конусное отверстие шпинделя
устанавливается плавающий патрон
(рнс. 9.18), в котором и закрепля-
ется сверло.
В процессе сверления многогран-
ных отверстий продольная ось сверла
не совпадает с продольной осью от-
верстия, а перемещается таким обра-
зом, что очертание поперечного сече-
ния сверла вписывается в обрабаты-
ваемое многогранное отверстие. Сле-
довательно, шпиндель станка, име-
Рис. 9.18. Плавающий
патрон для сверления мно-
гогранных отверстий:
/ — стакан, 2 — хвостовик,
3 — плавающее кольцо, 4 —
сменная втулка, 5 — винт,
6 — втулка, 7 — шарики,
8 — винты
ющий лишь вращательное движение
и осевое поступательное перемещение (подачу), с помощью
приспособления (см. рис. 9.17) обеспечивает кроме вертикаль-
ной подачи одновременно два движения сверла: вращательное
вокруг собственной оси и поступательное по дополнительной
Рнс. 9.19. Оправка
для вырезки отвер-
стий в листовом ма-
териале
окружности.
Сверление и вырезание отверстий в лис-
товом и сплошном металле. Для сверления
отверстий большого диаметра в листовом
металле, а также для вырезания на свер-
лильном станке круглых заготовок целесо-
образно применять специальную оправку
(рис. 9.19) с двумя или четырьмя резцами,
которые могут быть закреплены на пос-
тоянный диаметр отверстия или могут раз-
двинуться в зависимости от требуемого
диаметра высверливаемого отверс~ня.
Вначале в заготовке 5 в центре буду-
щего отверстия высверливают отверстие
небольшого диаметра под направляющий
185
chipmaker.ru
стержень 4, закрепленный в корпусе 2. Затем в шпиндель стан-
ка вставляют хвостовик оправкн 3, включают вращение шпин-
деля станка и подают оправку к заготовке так, чтобы закреп-
ленный в корпусе оправки направляющий стержень 4 вошел в
предварительно просверленное отверстие. Этим обеспечивается
правильное центрирование резцов 1 относительно заготовки.
При дальнейшей подаче оправки резцы чисто вырезают отвер-
стие требуемого диаметра.
Образование отверстий большого диаметра указанным спо-
собом является более экономичным, чем сверление отверстий
сверлом, так как прн этом весь высверливаемый металл
превращается в стружку.
Прн сверлении больших отверстий затрачивается большое
осевое усилие, для чего требуется наличие сверлильного
станка высокой мощности.
Сверление отверстий большого диаметра в сплошном
металле также целесообразно производить кольцевыми свер-
лами.
Кольцевое сверление по сравнению со сплошным уменьшает
время обработки, расходы электроэнергии и инструмента.
Оставшийся после сверления цилиндрический сердечник может
служить заготовкой для изготовления других деталей, чем до-
стигается экономия металла
Для кольцевого сверления отверстий применяют сверла
(см. рнс. 5.4) с шестью, восемью или десятью режущими
кромками. Они предназначены для сверления отверстий диа-
метром 60—200 мм, глубиной до 500 мм и представляют
собой пустотелый цилиндр, на торце которого закрепляются
резцы с твердосплавными или быстрорежущими пластинками.
Профрезерованные на корпусе спиральные канавки обеспечи-
вают отвод стружкн. Для поддержания высверливаемого
сердечника внутри сверла размещены шариковые опоры.
Схемой резання предусмотрено разделение стружки по
ширине внутри каждой пары последовательно расположенных
резцов. Таким образом, каждый четный резец прорезает сере-
дину канавки, а каждый нечетный дорезает края, окончательно
оформляя канавку. Нечетные резцы утоплены относительно
четных на 0,7 мм вдоль осн сверла.
Прн кольцевом сверлении большое значение имеет подача
охлаждающей жидкости в зону резания и надежный отвод
стружки. Жидкость подводят через внутренний канал сверла
с помощью специального патрона. Кольцевое сверление по
сравнению с обычными методами обработки повышает произ-
водительность труда в 2—3 раза.
186
При сверлении отверстий на сверлильных станках встре-
чаются следующие виды брака:
1. Грубая поверхность просверленного отверстия; причинами
ее может быть работа тупым или неправильно заточенным
сверлом, большая подача сверла, недостаточное его охлаж-
дение. Для предотвращения этого вида брака нужно перед на-
чалом работы проверить шаблоном правильность заточки
сверла, работать только по режимам, указанным в технологи-
ческой карте, своевременно регулировать подачу охлаждающей
жидкости на сверло.
2. Диаметр отверстия больше заданного вследствие того,
что неправильно выбран размер сверла, неправильно заточено
сверло (неравные углы у режущих кромок, режущие кромки
разной длины, смещена поперечная кромка), шпиндель станка
имеет люфт, износилась кондукторная втулка. Чтобы избежать
этого, необходимо систематически до начала работы проверять
заточку сверла, состояние шпинделя, исправность кондуктора.
3. Ось отверстия смещена; причинами может быть неверно
сделанная разметка (при сверлении по разметке), сдвиг за-
готовки прн сверлении, биение сверла в шпинделе, увод свер-
ла. Чтобы предотвратить смешение оси, нужно правильно
размечать и предварительно засверливать углубление, прове-
рять прочность крепления заготовки до начала работы, вы-
верять правильность заточки и биение сверла.
4. Ось отверстия перекошена, что может быть вызвано
неправильной установкой заготовки на столе станка или в
кондукторе, попаданием стружки или чего-либо другого под
заготовку, неперпенднкулярностью стола к шпинделю станка,
слишком большим нажимом на сверло прн его подаче. Чтобы
предупредить появление этого вида брака, необходимо тща-
тельно проверять установку н крепление заготовки, предва-
рительно очищать стол от стружки н сора, выверять стол,
плавно подавать сверло.
5. Глубина глухого отверстия больше заданной как след-
ствие неправильной установки упора на глубину сверления.
Для предотвращения этого правильность установки упора
нужно проверять до начала работы.
9.3. Раскатывание отверстий
Наиболее высокая точность обработки отверстий при малой
величине шероховатости поверхности достигается применением
для окончательной обработки роликовых или шариковых рас-
каток. Обработка методом пластической деформации основана
на использовании пластических свойств металла, заключаю-
187
chipmaker.ru
щихся в их способности сохранять форму и размеры, полу-
ченные под действием внешних сил, в данном случае под
давлением роликов или шариков. Положительным свойством
накатанной поверхности является упрочнение поверхностного
слоя, т. е. повышение его твердости и износостойкости.
Применение раскатывания отверстий в незакаленных ста-
лях позволяет получить отверстия 7-го квалнтета точности
правильной геометрической формы с конусностью н эллиптич-
ностью до 0,02 мм и шероховатостью поверхности в пре-
делах Ra = 0,080 мкм.
Подготовка отверстий под раскатывание роликами может
производиться резцом, зенкером или даже сверлом. Прн рас-
катывании роликами наиболее благоприятные результаты по-
лучают, когда припуск на диаметр составляет 0,03—0,06 мм,
а при раскатывании шариками — до 0,2 мм.
Конструкция роликовой раскатки показана на рис. 9.20, а.
Рис. 9.20. Конструкция раскаток:
а — с роликами, б — с шариками
Пять роликов 3 устанавливаются в сухарях 6 и 7 и удержи-
ваются от выпадения обоймы 1 и 4. Ролики, имеющие в ра-
бочей части конусность 1:36, наклоненные к оси инструмента
под углом 1 °26'. Регулировка диаметра раскатки производится
с помощью специальной гайки 5, определяющей положение
шпинделя раскатки и величину раздвигания роликов. Осевые
усилия воспринимаются корпусом через шариковую опору.
После выхода раскатки из отверстия корпус свободно соскаль-
зывает со шпинделя, что позволяет вывести оправку нз от-
верстия.
188
Для предотвращения заклинивания в отверстии раскатка
должна быть строго сцентрирована с осью отверстия. По-
этому раскатывание рекомендуется производить сразу после
обработки режущим инструментом без переустановки детали.
Перед раскатыванием следует тщательно очистить отверстие
от стружки.
Принципиальная схема раскатки с шариками показана на
рис. 9.20, б. Расположенные по окружности шарики 4 опи-
раются на коническую втулку, закрепленную на оправке 8,
и на упорные подшипники 3, посаженные на установочную
гайку 2 и муфту 5. Для разделения шариков и равного рас-
положения их по окружности служит сепаратор 9. Муфта 5
и установочная гайка 2 посажены со скользящей посадкой
на оправку 8 и связаны между собой тягой 6 и штифтом 10,
причем тяга свободно входит в осевое отверстие оправки, а
штифт запрессован в муфту и тягу. Настройку раскатки на
размер производят гайкой 7, перемещающей всю подвижную
часть раскатки с шариками относительно конуса втулки и фик-
сируемой в определенном положении винтом 11. Гайка 1 фик-
сирует установленный размер.
При раскатывании отверстий шариками или роликами в
качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют инду-
стриальное масло или сульфофрезол.
9.4. Зенкерованме н зенкование
Зенкерованием называется процесс обработки зенке-
рами (рис. 9.21) цнлиндпнческих отверстий после отливки,
штамповки или после сверления.
Зенкерованне обеспечивает точность отверстия в пределах
9—11-го квалитетов и шероховатость поверхности в пределах
Rz = 404-10 мкм, ликвидирует овальность, конусность и другие
дефекты. Так как у зенкеров в отличие от сверл не две, а три
или четыре режущие кромки, нет перемычки и направление
благодаря большей жесткости лучше, чем у сверла, зенкеро-
вание выполняют с подачами в несколько раз большими, чем
сверление, поэтому рекомендуется по возможностч рассверли-
вание отверстий заменять зенкерованием.
Зенкерованне большей частью является промежуточной
операцией между сверлением и развертыванием, поэтому
диаметр зенкера должен быть меньше окончательного отвер-
стия на величину припуска, снимаемого разверткой.
Зенкерованне торцовых поверхностей бобышек, при-
ливов, упорных колец производится зенкерами-подрезками
(цековками), имеющими зубья на торце (рис. 9.21, б). Тор-
цовые зенкеры имеют направляющую цапфу.
189
chipmaker.ru
Рис. 9.21. Зенкерование:
а — цилиндрических отверстий,
б — торцовых поверхностей
Рис. 9.22. Зенкование отвер-
стий под головкн винтов:
а —цилиндрические, б — кони-
ческие
З.е нкование — образование цилиндрических или ко-
нических углублений под цилиндрические или конические
головки винтов и болтов с помощью цилиндрических или ко-
нических зенкеров, называемых зенковками (рнс. 9.22, а, б).
9.5. Развертывание
Развертывание является завершающей операцией
обработки отверстий, обеспечивающей высокую точность по
диаметру (7—8-й квалитеты) и наименьшую шероховатость
обработанной поверхности. Она производится разверткой после
сверления или зенкерования. При развертывании срезается
незначительный слон металла одновременно несколькими зубья-
ми развертки.
Размер сверла или зенкера, которыми отверстие обрабаты-
валось перед развертыванием, выбирают с таким расчетом,
чтобы на черновое развертывание оставался припуск, равный
0,25—0,50 мм, а на чистовое — 0,05—0,15 мм.
Следует иметь в виду, что диаметр развернутого отверстия
всегда несколько больше диаметра самой развертки.
Чтобы уменьшить разницу диаметров отверстия и развертки,
необходимо обеспечить более правильное направление разверт-
ки относительно обрабатываемого отверстия. Это достигается
применением самоустанавлнвающнхся патронов.
Прн развертывании отверстий иа сверлильных станках
наиболее часто наблюдаются следующие основные виды брака:
I. Диаметр отверстия не соответствует заданному, причиной
этого является неправильно выбранный диаметр развертки или
ее биение. Чтобы предотвратить брак, следует правильно
подбирать диаметр развертки и пользоваться для ее крепления
в шпинделе самоустанавливающимися патронами.
2. Следы предварительной обработки отверстия; этот вид
190
брака может появиться в результате малого припуска, оставлен-
ного под развертывание, а также грубой предварительной обра-
ботки отверстия. Чтобы предупредить появление брака, следует
правильно выбирать величину припуска под развертывание
и строго следить за качеством предварительной обработки (свер-
ление, зенкерование) отверстия.
3. Следы дробления на поверхности отверстия; причиной этого
могут быть: завышенный припуск под развертывание, неправиль-
но заточенная или затупившаяся развертка, а также неправиль-
ное ее крепление. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшить
припуск под развертывание, применять правильно заточенные
развертки, крепить их в самоустанавливающихся патронах.
4. Надиры и выхваты на поверхности отверстия; причинами
появления этих дефектов может быть плохая заточка или затуп-
ление развертки, завышение припуска под развертывание, не-
правильно подобранная охлаждающая жидкость или недоста-
точная ее подача (особенно при развертывании отверстий
в вязких материалах). Чтобы предупредить этот вид брака,
необходимо применять правильно заточенные развертки, назна-
чать нормативные припуски, правильно выбирать охлаждающую
жидкость и обеспечивать ее интенсивную подачу.
9.6. Нарезание внутренней резьбы
Для нарезания внутренних резьб метчиками необходимо
иметь предварительно подготовленное отверстие.
Если отверстия в заготовках получают литьем или штампов-
кой, то нарезание резьбы происходит в тяжелых условиях, так как
невозможно обеспечить размеры допусков в пределах, необходи-
мых для нарезания внутренних резьб. Исключение составляют
отверстия в заготовках, полученных литьем под давлением или
литьем по выплавляемым моделям.
Наиболее благоприятные условия для нарезания резьбы мет-
чиком создаются прн подготовке отверстия сверлением нлн зеи-
керованием. При нарезании резьбы материал детали несколько
выдавливается метчиком и внутренний диаметр резьбы получа-
ется больше диаметра отверстия, полученного при сверлении.
Поэтому при подготовке сверлением отверстий под нарезание
резьбы метчиками необходимо диаметры сверл подбирать со-
гласно ГОСТ 19257—73. Если диаметр отверстия, просверленного
под резьбу, будет меньше рекомендуемого ГОСТом, нагрузка
на метчик резко возрастет, резьба получится рваной, может
заклиниться и поломаться метчик. Если диаметр просверленного
отверстия окажется больше рекомендуемого, получится резьба
неполного профиля.
191
chipmaker.ru
При нарезании внутренней резьбы на сверлильных станках
надо руководствоваться следующими общими правилами:
1. Не рекомендуется нарезать резьбу в отверстиях, получен-
ных литьем, штамповкой и другими подобными методами. Перед
нарезанием резьбы в указанных случаях отверстия надо рассвер-
ливать или зенкеровать, чтобы удалить нагар, окалину, наклеп
и получить требуемый диаметр отверстия под резьбу.
2. Метчики прн нарезании резьбы на сверлильных станках
надо крепить в самоцентрирующих, качающихся, плавающих
или реверсивных патронах (см. рнс. 5.59 и 5.31).
3. В отверстиях, подготавливаемых под нарезание в них
резьбы, со стороны входа метчика должны быть сняты фаски
под углом 60° и высотой не менее одного шага резьбы.
4. При нарезании резьбы на сверлильных станках особое
внимание надо уделять регулированию перемещения шпинделя.
Шпиндель должен быть хорошо уравновешен противовесом,
легко перемещаться, чтобы врезание и выем метчика происходили
плавно; при тяжелом ходе шпинделя может произойти разбива-
ние резьбы по среднему диаметру.
5. Учитывая, что метчик воспринимает большие нагрузки,
нарезать резьбу надо с охлаждением и смазкой инструмента.
Метчик из отверстия по окончании операции вывинчивают при
нарезании резьбы в сквозных отверстиях. Приемы нарезания
резьб в глухих отверстиях несколько отличны от приемов наре-
зания резьбы в сквозных отверстиях.
По окончании нарезания резьбы в глухом отверстии метчик
из него можно удалить только вывинчиванием. Поэтому нарезают
такую резьбу только на станке, у которого метчик может вра-
щаться в обратном рабочему направлении и со скоростью боль-
шей, чем прн нарезании (для уменьшения непроизводительных
затрат времени).
Если нарезают глухую резьбу на станке, у которого нет ревер-
сивного механизма, изменяющего направление вращения шпин-
деля, для крепления метчиков применяют специальный реверсив-
ный патрон (см. рнс. 5.31).
Чтобы при нарезании глухой резьбы метчик не сломался,
когда он дойдет до конца отверстия н упрется в дно, на станках,
имеющих реверсивный механизм, необходимо применять специ-
альный предохранительный патрон (см. рис. 5.30), реверсивные
патроны имеют соответствующее предохранительное устройство.
Для нарезания глухих резьб следует применять машинные
метчики с небольшой заборной частью (равной примерно трем,
шагам нарезаемой резьбы). Это позволит нарезать резьбу наи-
более близко ко дну отверстия.
Процесс нарезания резьбы в сталях аустенитного класса.
192
а также в жаропрочных, титановых и легких сплавах имеет
свои специфические особенности, которые надо учитывать прн
выполнении этой работы:
1. Если заготовка нз жаропрочного сплава обладает доста-
точной жесткостью и при ее установке на столе станка обеспечи-
вается перпендикулярность оси резьбы к базовой поверхности,
резьбу можно нарезать не применяя кондуктор. Если же требу-
ется обеспечить строгую перпендикулярность оси резьбы к базо-
вой поверхности, а жесткость заготовки и ее крепление на станке
не обеспечивают получения заданной точности, резьбу надо
нарезать с применением кондукторов.
2. Для нарезания резьбы в жаропрочных сплавах следует
применять метчики с шахматным расположением зубьев. Для
сквозных отверстий применяют один метчик, для глухих — ком-
плект из двух илн трех метчиков.
3. Прн нарезании резьбы в жаропрочных сплавах надо обяза-
тельно охлаждать метчик. Если охлаждающая жидкость пода-
ется насосом, в состав ее должно входить 60% сульфофрезола
и 15% олеиновой кислоты. Если на станке нет насоса, охлажда-
ющую жидкость из 85% сульфофрезола н 15% олеиновой кис-
лоты наносят на метчик кистью нлн погружают метчнк в эту
жидкость.
4. Нарезать резьбу в алюмиПневых и цинковых сплавах,
обладающих сравнительно небольшой твердостью и большой
пластичностью, рекомендуется на станках с принудительной
подачей шпинделя по шагу резьбы. Если на станке нет механизма
принудительной подачн шпинделя, должен быть обеспечен его
легкий ход, что достигается уменьшением уравновешивающих
нагрузок (пружины, грузы). При большой массе подвижных час-
тей и тяжелом ходе шпинделя нарезаемая резьба чаще разбива-
ется по среднему диаметру.
5. Скорость резання резьбы в силуминовых сплавах должна
быть в 1,2—1,5 раза выше, а охлаждение — во столько же раз
интенсивнее, чем прн нарезании резьбы в стали.
6. Для охлаждения метчиков при обработке легких сплавов
лучше всего применять керосин; можно пользоваться и жирной
8—10%-ной эмульсией. Не следует охлаждать метчнк маслом,
так как оно не предохраняет его от налипания стружкн при наре-
зании, а также затрудняет очистку нарезанной резьбы от налип-
шей стружки.
7. Для нарезания резьбы от М4 до МЗО в заготовках из
труднообрабатываемых сталей аустенитного класса н титановых
сплавов могут быть применены бесканавочные метчики нз
быстрорежущей стали. Стойкость такого метчика по сравнению
со стандартным значительно выше.
193
chipmaker, ru
При нарезании резьб метчиками на сверлильных станках
встречаются следующие основные виды брака:
1. Рваная резьба, вызванная затуплением метчика, малыми
передним и задним углами зубьев, недостаточным охлаждением,
перекосом метчика относительно оси отверстия (неправильная
установка метчика).
Для предупреждения такого брака нужно работать только
острозаточенным метчиком; обеспечивать достаточное охлажде-
ние его; правильно, без перекосов устанавливать относительно
осн отверстия.
2. Тупая резьба вследствие завышенного диаметра отверстия
под резьбу или работы изношенным метчиком с низкой твер-
достью и малыми передним и задним углами зубьев.
Предупредить такой брак можно правильно подготовляя
отверстие под резьбу (оставляя необходимые припуски) и поль-
зуясь метчиками, конструкция и геометрия которых выбрана
с учетом обрабатываемого материала.
3. Большая шероховатость поверхности резьбы в результате
малой величины переднего угла зубьев метчнка, недостаточной
длины его заборного конуса, сильного затупления или неправиль-
ной заточки метчнка, низкого качества охлаждающей жидкости,
чрезмерно высоких режимов резания.
Устранить причины, вызывающие этот вид брака, можно
применяя метчики требуемой конструкции и геометрии, используя
соответствующую смазочно-охлаждающую жидкость, назначая
рациональные скорости резания.
4. Провал резьбы по калибрам-пробкам в результате разбива-
ния ее вследствие неправильной установки метчика, его большого
биения, снятия метчиком стружки при его вывертывании, приме-
нения больших скоростей резания н малоэффективной смазочно-
охлаждающей жидкости, неисправного патрона.
Мерами предупреждения н устранения брака являются: пра-
вильная установка метчика, применение метчиков с биением
в пределах допуска н правильно выполненными стружкоотводя-
щнми канавками, правильный выбор режимов резания и сма-
зочно-охлаждающей жидкости, пользование только исправным
плавающим патроном.
5. Тугая резьба вследствие использования метчиков непра-
вильных размеров илн получения поверхности резьбы высокой
шероховатости.
Необходимо пользоваться метчиком только соответствующих
размеров и обеспечивать требуемую шероховатость поверхности
резьбы (острые зубья метчика, правильное охлаждение его,
рациональные режимы резания н т. д.).
6. Конусность резьбы, причинами которой могут быть: биение
194
метчнка (разбивается верхняя часть отверстия), отсутствие
у метчнка обратного конуса, вследствие чего зубья калибрующей
части срезают металл.
Для предупреждения этого вида брака надо правильно уста-
навливать метчик, проверять его биение, пользоваться метчиком
требуемой конструкции.
7. Неправильные размеры резьбы (проходной калибр не про-
ходит); причинами этого вида брака может быть применение
несоответствующего по размерам и профилю метчика, перенос
метчика при его установке или нарушение нормальных условий
его эксплуатации, срезание резьбы прн выворачивании метчнка.
Чтобы избежать этого, следует правильно подбирать и устанав-
ливать метчик, обеспечивать нормальные условия его работы.
8. Срыв отдельных ннток резьбы из-за того, что диаметр
просверленного отверстия меньше требуемого, нз-за работы за-
тупившимся метчиком, наличия стружкн в канавках метчика.
Чтобы предупредить этот вид брака, надо правильно подготавли-
вать отверстия под резьбу (сверлить отверстие требуемого диа-
метра), работать острозаточенным метчиком, чаще удалять
стружку из канавок метчика.
9. 7. Наладка сверлильного станка и уход за ним
Перед началом работы на сверлильном станке необходимо
произвести его наладку.
Понятие «наладка» включает в себя все приемы подготовки
станка к выполнению заданного технологического процесса об-
работки отверстий: установку и закрепление стола станка, уста-
новку и крепление приспособления, заготовки, режущего инстру-
мента, подвод к месту обработки смазочно-охлаждающей жид-
кости, осмотр н пробный запуск станка, подбор и установку тре-
буемой частоты вращения шпинделя, подачи инструмента и т. д.
До начала работы станочник обязан осмотреть станок и опро-
бовать его на холостом ходу. При этом следует проверить со-
стояние шпинделя, который должен вращаться без бнення и
так же, как и стол станка, плавно перемещаться вверх и вниз.
При обнаружении какнх-лнбо неисправностей станка следует
сообщить о них мастеру или наладчику.
Из всех перечисленных выше видов наладки сверлильных
станков мы рассмотрим ниже лишь те, которые являются общим
для любого типа и модели станка. К таковым относятся: уста-
новка, выверка и закрепление заготовки непосредственно на сто-
ле станка, а также установка и крепление режущего инструмента.
Приемы установки, выверки и закрепления заготовки не-
посредственно на столе станка. Рассмотрим только общие
195
chipmaker.ru
правила и приемы крепления заготовки непосредственно иа столе
станка и особенности крепления тонких заготовок. Приемы
крепления заготовок в специальных приспособлениях, кондук-
торах особых пояснений не требуют.
Для правильной установки и закрепления заготовки на столе
сверлильного станка, как было сказано выше, применяют разно-
образные прихваты, упоры, а также призмы, угольники, поворот-
ные стойки, домкраты и др. Цилиндрические детали закрепляют
н с помощью универсальных настольных кулачковых нлн цан-
говых патронов.
При креплении заготовок непосредственно на столе сверлиль-
ного стайка, а также тонких заготовок необходимо придержи-
ваться следующих основных общих правил:
1. Заготовки закреплять надежно и жестко во избежание
смещения и перекоса их во время обработки.
2. Для закрепления заготовки непосредственно на столе при-
менять не менее двух упоров и прихватов, устанавливая упоры
по возможности иа одинаковом расстоянии один от другого.
3. Крепежные болты размещать как можно ближе к закреп-
ляемой заготовке.
4. Прн закреплении заготовки сложной конфигурации не-
посредственно на столе станка (без приспособления) выверять
правильность ее установки штангенренсмасом, индикатором,
угольником (для контроля правильности установки боковой
поверхности заготовки в вертикальной плоскости и перпенди-
кулярности заготовки столу), ватерпасом (для проверки пра-
вильности взаимного расположения горизонтальной и вертикаль-
ной плоскостей заготовки, т. е. нх перпендикулярности).
5. Не употреблять для регулирования положения заготовки
деревянные подкладки и клинья.
6. При обработке на сверлильном станке тонкостенных втулок,
колец, тонких листов и др., обладающих малой жесткостью,
применять способы крепления, гарантирующие их от дефор-
мации.
Пример правильного крепления заготовки из тонкого листа
показан на рис. 9.23 (для повышения жесткости крепления
увеличены число и площадь прижимных планок). На рис. 9.24 по-
казано правильное крепление тонкостенных втулок в специаль-
ных накладных кулачках (накладные кулачки имеют большие
рабочие поверхности, чем кулачки обычного патрона, и равно-
мерно зажимают втулку почти по всей окружности).
Приемы установки и крепления режущего инструмента. Все
режущие инструменты, применяемые при обработке отверстий
на сверлильных станках, выпускаются промышленностью с ко-
ническими или цилиндрическими хвостовиками. На сверлильных
196
станках их крепят тремя способами: непосредственно в кони-
ческом отверстии шпинделя, с помощью переходных втулок,
с помощью зажимных патронов.
При креплении режущего инструмента следует руководство-
ваться следующими основными правилами и приемами:
I. Режущий инструмент (или переходную втулку) с коничес-
ким хвостовиком вставлять в конусное отверстие шпинделя
(илн переходной втулки) так, чтобы лапка инструмента вошла
в паз, имеющийся в дне отверстия (рнс. 9.25, а).
Рис. 9.24. Крепление тонкостен-
ных втулок в накладных кулач-
ках:
а — для втулок с отработанной на-
ружной поверхностью; б — С необ-
работанной поверхностью
Рис. 9.23. Крепление заготов-
ки из тонкого листа
Рис. 9.25. Установка режущего
инструмента в шпинделе станка:
о — непосредственно в отверстие
шпинделя; 6 — с помощью переход-
ной втулки; в — с помощью патрона
(инструмент с цилиндрическим хво-
стовиком)
197
chipmaker.ru
Инструмент вставлять хаостовиком в отверстие шпинделя
резким толчком; для более надежного закрепления можно, по-
ложив на стол станка деревянную подкладку, опустить резко
несколько раз на нее шпиндель с инструментом.
2. Шпиндели сверлильных станков различных моделей имеют
конусные отверстия разных стандартных размеров, характеризу-
ющихся номером конуса Морзе. Поэтому, приступая к работе
на данном станке, необходимо сначала узнать номер конуса
отверстия шпинделя и в зависимости от этого в дальнейшем
крепить режущий инструмент.
Режущий инструмент правильно устанавливается в шпинделе
станка при строгом совпадении сопрягаемых поверхностей ин-
струмента и шпинделя, т е. номер конуса хвостовика инструмента
должен быть равен номеру конуса отверстия шпинделя. Если
номер конуса у инструмента меньше, чем у шпинделя, устанавли-
вать такой инструмент нельзя.
В этом случае следует применять переходные втулки соот-
ветствующего номера (с наружным конусом, соответствующим
конусу отверстия шпинделя, и с внутренним, соответствую-
щим конусу хвостовика инструмента).
Режущий инструмент надо вначале вставить хвостовиком
в отверстие переходной втулки, а затем ее вместе с инстру-
ментом — в отверстие шпинделя (рис. 9 25, б). Если нет пере-
ходной втулки требуемого р азмера, следует подобрать несколь-
ко переходных втулок и вставлять их одна в другую до получе-
ния нужного размера.
Приемы крепления инструмента с переходными втулками
те же, что н в случае непосредственного крепления инстру-
мента в шпинделе станка.
3. Удалять режущий инструмент, переходные втулки н
патроны из отверстия шпинделя можно только с помощью
специальных клиньев (см. рнс. 5.33) или эксцентрикового
ключа (см. рис. 5.34).
Для удаления инструмента в паз шпинделя вставлнют плос-
кий клин (см. рнс. 5.33, а) и легкими ударами молотка по
торцу клина выбивают инструмент из шпинделя. Радиусным
клином (см. рис. 5.33, б) надо пользоваться как рычагом:
вставив его изогнутый конец в паз шпинделя, нажимать
сверху вниз на противоположный конец, постепенно продвигая
клин глубже в паз, пока не выпадет инструмент. Эксцентри-
ковый ключ (см. рис. 5.34) также вставляют в паз шпинделя
и поворотом рычага удаляют инструмент.
Чтобы избежать повреждения и поломки при удалении из
шпинделя станка режущих инструментов, следует придержи-
198
вать нх левой рукой, а на стол станка предварительно поло-
жить деревянную подкладку.
Ни в коем случае для удаления режущего инструмента
нельзя пользоваться никакими другими предметами, не разре-
шается ударять тяжелыми предметами по хвостовикам инстру-
мента, переходных втулок, патронов и особенно по режущей
части инструментов.
4. Правильно (по назначению) использовать различные пат-
роны для зажима инструмента.
В самоцентрнрующихся кулачковых патронах закрепляют
режущий инструмент с цилиндрическим хвостовиком (см.
рис. 9.25, в). Режущий инструмент в этом патроне прочно
удерживается силами резания, и чем они будут больше, тем
прочнее будет закреплен инструмент.
Быстросменными патронами с шариковыми или кулачко-
выми зажимами рекомендуется пользоваться главным образом
в тех случаях, когда при обработке отверстия выполняется
последовательно несколько переходов (например, сверление,
рассверливание, зенкерование и т. д.) без снятия обрабаты-
ваемой заготовки со стола станка. Эти патроны, позволяю-
щие менять режущий инструмент, не выключая вращения
шпинделя, резко сокращают затраты времени на установку и
снятие режущих инструментов с коническим хвостовиком.
При развертывании отверстий на сверлильном станке раз-
вертки крепят в самоустанавлнвающихся качающихся или
плавающих патронах. Эти патроны обеспечивают правильное
направление развертки относительно обрабатываемого отвер-
стия, что снижает разницу в диаметрах развертки и развер-
нутого отверстия (см. «Развертывание»).
Метчики для нарезания резьбы на сверлильных станках
крепят в быстросменных, самоцентрнрующихся, качающихся,
плавающих, предохранительных и реверсивных патронах.
В зависимости от условий работы на сверлильном станке
следует применять тот или иной тип резьбонарезного па-
трона.
Быстросменные резьбонарезные патроны с жестким крепле-
нием метчика применяют только в случаях, когда сверлят
отверстия и нарезают в нем резьбу с одного установа, когда
отсутствует повышенное биение шпинделя и подача его произ-
водится вручную. В таком патроне метчик жестко связан со
шпинделем станка, что затрудняет получение осевой подачи
шпинделя, точно равной шагу нарезаемой резьбы; при малей-
шем же несоблюдении этого условия витки резьбы среза-
ются.
Самоцентрирующий патрон, обеспечивающий точное центрн-
199
chipmaker.ru
рование метчика, рекомендуется применять прн нарезании
точных резьб.
Точное нарезание резьбы обеспечивают также качающиеся и
плавающие самоустанавливающнеся патроны. Качающиеся
патроны позволяют метчнку самоустанавливаться в отверстии,
так как допускают некоторое его угловое отклонение и не-
большое линейное перемещение параллельно оси шпинделя;
плавающие допускают свободное линейное отклонение оси
метчика параллельно оси шпинделя и самоцентрирование
инструмента в отверстии при смещении его от осн шпин-
деля.
Предохранительные кулачковые и фрикционные патроны
используют для иарезаиия резьбы только на тех сверлильных
станках, которые имеют реверсивное (правое н левое) вра-
щение шпинделя. Их действие основано на использовании для
передачи вращения подпружиненных кулачковых или фрикци-
онных муфт, которые автоматически отключают вращение мет-
чика, как только нагрузка на метчик увеличится сверх уста-
новленной.
Основные правила ухода за станком. Работа на металло-
режущих стайках сверлильно-расточной группы, как и на лю-
бом другом станке, может быть только тогда эффективной,
когда налажен тщательный уход за станками. Уход за стан-
ком необходим для сохранения его точности и надежности в
течение длительного срока работы. К уходу за станком отно-
.сятся регулярная чистка, протирка и смазка всех трущихся
поверхностей, осмотры, регулирование и ремонты деталей и
узлов. Регулярный уход за станком дает возможность следить
за всеми отклонениями в его работе н быстро их устранять.
Но как бы тщательно ни осуществлялся уход, происходит
нарастающий постепенный износ деталей станка, что неизбеж-
но вызывает также постепенное снижение точности изготов-
ляемых деталей. Следовательно, наступает такое время, когда
необходим ремонт станка.
Рекомендуются следующие правила ухода за станком:
1. Перед пуском станка следует тщательно очистить его
от пыли и грязи, проверить исправность механизмов, наличие
смазки и охлаждающей жидкости в смазочной н охлаждаю-
щей системах.
2. Масленки необходимо тщательно закрывать крышками
во избежание попадания в них пылн.
3. Направляющие суппортов, расположенные горизонтально,
вннты и валики, открытые трущиеся части, зубчатые передачи
необходимо смазывать тонким слоем масла, а вертикальные
валики и винты, расположенные в малодоступных местах
200
передачи, — солидолом Л. Своевременно удалять грязь и отра-
ботанную смазку.
4. Масляные ванны следует заливать маслом согласно
инструкции по марке станка. Уровень масла должен быть иа
15—20 мм ниже самого низкого отверстия в корпусе коробки
скоростей или коробки подачи.
5. Замену отработанного масла в смазочных устройствах
следует производить не реже одного раза в три месяца и
тщательно промывать резервуары для масла.
6. Один раз в месяц необходимо очищать н промывать
охлаждающую систему и полностью заменять отработанную
жидкость.
7. Во время работы станка необходимо следить за нагревом
подшипников, не допуская их перегрева свыше 60°С.
8. По окончании работы убрать станок: поверхность станка
очистить от стружки, тщательно протереть чистыми салфет-
ками все трущиеся поверхности (направляющие станин, суп-
портов, открытые ходовые винты и др.); перемещать стол по
всей длине направляющих; удалять грязь и пыль из всех
пазов и отверстий, смазать все трущиеся поверхности и
залить масло в масленки. Убирать станок во время его работы
воспрещается.
Кроме паспорта заводом-изготовителем к каждому стайку
прилагается руководство илн инструкция по уходу и обслужи-
ванию, содержащая необходимые сведения для правильной
эксплуатации станка.
Смазка станка. Правильная система смазки значительно
снижает потери энергии на трение, повышает коэффициент
полезного действия станка, уменьшает износ, увеличивает
долговечность трущихся поверхностей, сохраняет точность
станка, способствует плавной его работе и получению задан-
ной шероховатости поверхностей детали, обрабатываемых на
станке.
В качестве смазочных материалов в станках применяют
жидкие минеральные масла и густые (консистентные) смазки.
Наибольшее применение для смазки станков получили инду-
стриальные масла следующих марок: И-12А, И-20А, И-ЗОА.
Эти масла больше подходят для смазкн отечественных быстро-
ходных механизмов н дают возможность осуществить центра-
лизованную смазку с ее циркуляцией и очисткой от загряз-
нения.
Выбор сорта смазки в первую очередь определяется ско-
ростями относительно скольжения и нагрузки, действующими
в сопряжениях. При прочих равных условиях, чем выше ско-
рость относительного скольжения и чем меньше удельное дав-
201
chipmaker.ru
ление (на единицу площади) в сопряжении, тем меньшей вяз-
кости должно быть масло. Для прецизионных металлорежущих
станков, как правило, выбирают смазку, имеющую наименьшую
вязкость.
В металлорежущих станках выбор сорта смазкн затруд-
няется тем, что имеет место большое разнообразие пар тре-
ния, работающих при различных относительных скоростях и
нагрузках. Применение разных смазок усложнило бы кон-
струкцию смазочной системы и затруднило эксплуатацию та-
кого станка. Поэтому обычно выбирают один (реже два) сорта
масла, ориентируясь на средние условия работы и на ответ-
ственные сопряжения станка.
На рис. 9.26 показано специальное устройство для смазкн иа
станке 2Н118. Смазке подлежат подшипники электродвнгате-
Рис. 9.26. Устройство для смазки станка 2Н118
202
Рис. 9.27. Смазка радиально-
сверлильного станка 2 \554:
/ — /9 — точки смазки
ля /, подшипники и шестерни
коробки подач и механизм по-
дач 3, винт подъема стола 6, ва-
лик подъема стола 5, подшип-
ники электронасоса 7, указа-
тель работы маслонасоса 2 и
указатель уровня масла 4.
До первоначальной заливки
смазки необходимо промыть все
масляные емкости бензином
или осветительным керосином,
заполнив нх затем маслом, сорт
которого указан в паспорте
станка
Уровень масла в сверлиль-
ной головке контролируют по
маслоуказателю. Первый раз
менять масло рекомендуется
после 10 дн работы, второй —
после 20 дн, а затем — через
каждые 3 мес. Перед заливкой
масло должно быть предвари-
тельно профильтровано через сетку. Перед началом работы на
станке, сразу же после включения вращения шпинделя впра-
во, нужно проверить работу маслонасоса. Контроль осуще-
ствляют по указателю на передней стенке сверлильной го-
ловки.
Только убедившись в нормальной работе насоса и смазав
все точки, можно приступить к работе на станке.
В качестве другого примера рассмотрим смазку радиально-
сверлильного станка модели 2А554 (рис. 9.27). Станок снаб-
жен комбинированной системой смазки. Смазка трущейся пары
колонна — рукав осуществляется автоматически с помощью
плунжерного насоса, который при каждом срабатывании
механизма отжима рукава подает порцию масла к трущимся
поверхностям. Механизмы, находящиеся внутри сверлильной
головки, смазывают автоматически от общей гидравлической
системы сверлильной головки. Остальные трущиеся элементы
станка смазывают вручную. Смазку шпиндельных подшипников
производят вручную с помощью шприца. Смазка нижних под-
шипников возможна при выдвинутом шпинделе. Смазку верхних
подшипников производят шприц-масленкой со специальным
наконечником через отверстие в корпусе сверлильной головкн.
Для этого необходимо предварительно снять передний ток свер-
лильной головки.
203
chipmaker.ru
Контрольные вопросы
1. Какие работы можно выполнить на сверлильных станках?
2. Каковы основные правила сверления отверстий на сверлиль-
ных станках?
3. Каковы основные различия в приемах сверления в кондукторе
и по разметке? Как производится разметка центра отверстия?
4. Каковы основные различия в приемах сверления глухих и
сквозных отверстий?
5. В чем заключается процесс рассверливания отверстий, в каких
случаях его применяют?
6. Какие отверстия называют глубокими, каковы приемы их
сверления?
7. Что такое вибрационное сверление и его преимущества?
8. В чем особенности сверления труднообрабатываемых сплавов?
9. Как просверлить неполное и многогранное отверстия на
сверлильном станке?
10. В чем заключается процесс раскатывания отверстий?
11. Что такое зенкерование, цекование, зенкование? Основные
особенности выполнения этих операций.
12. Что такое развертывание отверстий, для чего еще применяют,
каковы основные приемы выполнения этой операции на сверлильном
станке?
13. Каковы основные различия в приемах нарезания резьбы в
глухих и сквозных отверстиях?
14. Каковы особенности нарезания резьбы в труднообрабаты-
ваемых сплавах?
15. Каковы основные приемы установки и закрепления заготовок
режущего инструмента?
16. Каковы основные правила ухода за сверлильном станком?
10. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТ.
ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКАХ
10.1. Пути повышения производительности труда при
работе на сверлильных станках
Выполняемые на сверлильных станках работы характери-
зуются большой трудоемкостью, так как установка и закреп-
ление заготовок, а также их снятие, управление станком,
а зачастую ручная подача шпинделя с инструментом требуют
от рабочего непрерывного внимания и значительных физиче-
ских усилий. По статистическим данным, длительность ручных
операций прн работе на сверлильных станках с механической
подачей режущего инструмента составляет 28,8%, а на станках
с ручной подачей ручные операции выполняются почти в те-
чение всего процесса обработки отверстия.
Повышение производительности труда при сверлильных ра-
ботах достигается за счет сокращения основного и вспомо-
гательного времени обработки отверстия как путем рацнональ-
204
ной организации работы иа станке, так и за счет механизации
н автоматизации процесса обработки.
Автоматизация отдельных операций (загрузка станка за-
готовками, их закрепление, управление процессом обработки
и т. д.) значительно повышает производительность труда и
облегчает условия работы, но наибольший технико-экономи-
ческий эффект достигается при полной (комплексной) автома-
тизации, т. е. когда автоматизированы все приемы обработки.
Повысить производительность труда при работе на свер-
лильных станках можно сокращая основное время обработки
отверстий, а также сокращая вспомогательное время.
Основное время можно сократить, используя высоко-
производительное оборудование, многошпиндельное сверление,
комбинированные режущие инструменты, уменьшение припус-
ков обработки и т. д.
Вспомогательное время можно сократить, ис-
пользуя быстродействующие зажимные приспособления и
быстросменные инструменты, установки, снятие заготовок без
остановки станка (многопозиционные приспособления), механи-
зацию и автоматизацию ручных приемов работы.
Однако использование специальных приспособлений и обо-
рудования экономически целесообразно только в условиях мас-
сового и крупносерийного производства, когда они могут быть
использованы при обработке большого количества одинаковых
деталей.
Применять высокопроизводительные специальные приспо-
собления в условиях мелкосерийного и отчасти серийного
производства экономически нецелесообразно, так как их из-
готовление не окупается при небольших партиях изготовляе-
мых деталей.
Задача совершенствования технологии в условиях мелкосе-
рийного и серийного производства состоит в том, чтобы создать
такие условия, при которых стало бы экономически эффективно
применять методы изготовления деталей, используя оснастку
и оборудование, характерные для крупносерийного производ-
ства.
Эта задача успешно решается применением метода группо-
вой обработки деталей, внедренного на многих передовых
предприятиях машиностроения.
10.2. Групповые методы обработки деталей на сверлильных
станках
Сущность метода групповой обработки деталей состоит в
том, что технологический процесс, оснастка, вопросы органи-
205
chipmaker.ru
зации производства рассматриваются не отдельно для каждой
детали, а для группы обрабатываемых деталей.
Основным признаком, по которому группируются детали,
является их конструктивное и технологическое подобие.
Метод групповой обработки основан на подборе таких
групп деталей, которые требуют однотипного оборудования,
общих приспособлений и одинаковую наладку станка.
В группы входят технологически однородные детали, т. е.
близкие по форме, размерам, сочетанию обрабатываемых
поверхностей, требованиям точности и шероховатости поверх-
ности.
Обработку деталей данной группы можно производить при
одной наладке в одном базовом высокопроизводительном,
быстродействующем, механизированном приспособлении.
Примеры деталей, объединенных в одну группу, показаны
иа рис. 10.1, а, а кондуктор, в котором может быть обработана
любая деталь этой группы, — на рнс. 10.1, б.
Рис. 10.1. Групповая обработка деталей типа втулок:
а — детали с отверстиями, просверленными в групповом кондукторе; б — груп-
повой кондуктор
При переналадке на другую деталь достаточно передвинуть
кондукторную планку с втулкой по нониусу иа величину, обе-
спечивающую заданный размер от торца детали до оси отвер-
стия, и вставить втулку по диаметру отверстия.
При групповой обработке деталей на сверлильных стайках
применяют различные групповые зажимные устройства, пред-
назначенные для закрепления деталей иа станине станка
При работе иа радиально-сверлильных стайках широко
206
Рис. 10.2. Универсальный пневматический стол (а), примеры наладок (б)
используется для закрепления деталей универсальный пневма-
тический стол, схема которого изображена на рис. 10.2, а.
С внутренней стороны к тумбе станка винтом 8 крепится
пневматический цилиндр 9 с пневмоаппаратурой /, 2, 3. Шток
цилиндра через сквозное отверстие в столе станка гайкой 4
соединяется с тягой 7 прижима. В тяге на различной высоте
просверлены отверстия для оси 5, соединяющей прижимную
планку 6 с тягой 7.
В зависимости от высоты зажимаемой детали прижимная
планка закрепляется в нужном отверстии. Зажим или отжим
Детали производится при пуске воздуха в верхнюю или нижнюю
полость цилиндра.
207
chipmaker.ru
Рис. 10.3. Самоцентрирующий
кулачковый быстродействующий
стол
Примеры закрепления раз-
личных деталей с применением
пневматического стола пока-
заны на рис. 10.2, б.
Большой универсальностью
также отличается стол с пнев-
моцилиндром. Движение от
пневмоцилиндра через систему
рычагов передается четырем тя-
гам, из которых три действу-
ют в вертикальной плоскости
и одна в горизонтальной. С по-
мощью вертикальных тяг про-
изводится прижим деталей к
верхней плоскости стола, а го-
ризонтальная тяга обеспечивает прижим к боковой плоскости
стола.
Разное соотношение плеч рычагов обеспечивает различные
усилия на тягах пневматического стола, что способствует его
широкой универсальности.
При сверлении центральных отверстий в деталях круглой
формы на вертикально-сверлильных станках целесообразно
применять самоцентрирующие кулачковые быстродействующие
столы (рис. 10.3). Центрирование и зажим детали производят-
ся тремя кулачками 1, на торце которых прорезаны зубья.
Кулачки разводят одной рукояткой 2. После установки детали
рукоятку 2 отпускают и кулачки под давлением пружин
сходятся, производя центрирование и предварительный зажим
детали. Окончательный (силовой) зажим детали происходит
под действием сил резания, в результате которых зубья ку-
лачков прочно заклинивают деталь.
К универсальным приспособлениям, используемым при
групповой обработке деталей на радиально-сверлильных стан-
ках, относятся поворотные делительные стойки с горизонталь-
ной осью вращения.
Делительная пневмогидравлическая стойка (рис. 10.4,а)
имеет диаметр планшайбы 500 мм. Для поворота, фиксации
и поджима планшайбы применено пневмогидравлическое
устройство с ручным управлением. Привод работает от цеховой
сети сжатого воздуха. Основной делительный диск стойки дает
возможность производить деление окружности на углы, крат-
ные 15°, при числе делений 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24. На планшайбе
стойки можно устанавливать пневматическое приспособление,
для работы которого предусмотрен подвод сжатого воздуха
через шпиндель стойки. Приводом крепежного приспособления
208
Рис. 10.4. Поворотные делительные стойки с горизонтальной осью
вращения:
а — с цилиндрическим приводом б — с электромеханическим приводом
может служить также пневматический цилиндр двустороннего
действия, установленный на шпинделе стойки.
На рнс. 10.4,6 показана механизированная делительная
стойка с индивидуальным электродвигателем с диаметром
планшайбы 1120 мм, предназначенная для поворота и точного
деления прн сверлении тяжелых деталей. Она имеет корпус /
с вмонтированными червячным редуктором и зубчатой пере-
дачей внутреннего зацепления, передающих вращение от эле-
ктродвигателя 2 шпинделю стойки с закрепленной на нем
поворотной частью планшайбы 6. Во
время обработки поворотная часть
планшайбы прижимается к непод-
вижной части 4 специальными при-
жимами. Стойка позволяет произ-
водить автоматическое деление иа
2, 3, 4, 6, 8 частей. Поворот планшай-
бы при делении на неравные углы
обеспечивается установкой передвиж-
ных упоров 5, воздействующих на ко-
нечный выключатель 3, который ос-
танавливает вращающуюся планшай-
бу в нужном месте. Применение ме-
ханизированных поворотных стоек
Для групповой обработки деталей
Рис. 10.5. Пневматический
групповой кондуктор для
сверления отверстий в ва-
ликах и осях
повышает производительность труда
сверловщика на 12—15%.
Групповые кондукторы изготов-
ляют для обработки в них деталей
209
chipmaker.ru
определенной группы. Они предназначены как для установки
и зажима деталей, так и для направления инструмента. Для
закрепления деталей используют ручные быстродействующие
зажимы, встроенные пневматические цилиндры и независимые
универсальные силовые приводы.
На рнс. 10.5 показано пневматическое групповое приспо-
собление для сверления отверстий в деталях типа валиков и
осей.
Обрабатываемые детали в кондукторе — валики, оси,
шпильки, отверстия в которых сверлятся перпендикулярно
оси, — устанавливают на универсальную призму /, нужный
размер которой выбирают в зависимости от диаметра детали.
В кондукторной плите 2 закреплены втулки 3, набор которых
обеспечивает получение любого диаметра, отверстия, обрабаты-
ваемого в данной группе. При повороте кондукторной плиты
втулку наружного диаметра совмещают с осью станка и приз-
210
мы. На нужный размер по длине деталь устанавливается с
помощью упора. Корпус приспособления представляет собой
пневматический цилиндр, шток которого соединен с кондук-
торной плитой. При опускании поршня кондукторная плита
производит зажим детали.
Для сверления отверстий в группе фланцев и крышек,
типовые конструкции которых показаны на рис. 10.6,а, широко
используют групповые кондукторы (рис. 10.6,6).
На плнте / устанавливается делительный стол 10, на
котором укрепляется обрабатываемая деталь. Поворотом руко-
ятки 9 стол может быть закреплен в любом положении. Диа-
метр расположения отверстий на фланце нлн крышке устана-
вливают выдвижением кондукторной планки 5. Точная установка
планки производится по нониусу вращением винта 6. В рабочем
положении кондукторная план-
ка фиксируется зажимом гай-
ки 4. Требуемую высоту распо-
ложения планкн обеспечивает
перемещение траверсы 3 по ко-
лонкам 8 с фиксацией гайка-
ми 7. Сменные кондукторные
втулкн 2 позволяют вести об-
работку отверстий различных
диаметров.
На одном из заводов при
Рис. 10.7. Пневматический кон-
дуктор для сверления отверстий
в полумуфт ах
Рис. 10.8. Поворотный стол
к вертнкальио-сверлильному
станку
211
chipmaker.ru
сверлении отверстий в деталях типа полумуфт успешно при-
меняется пневматический кондуктор, показанный на рис. 10.7.
Краном управления 1 сжатый воздух по трубопроводу 4
поступает одновременно в три пневматических цилиндра 2,
которые прижимами 3 осуществляют прочное закрепление
двух полумуфт на основании кондуктора 5.
Охлаждающая жидкость в зону резания подается по шлан-
гу 6. Сверление отверстий производится одновременно во флан-
цах двух полумуфт.
На рнс. 10.8 показан поворотный стол, используемый на
вертикально-сверлильных станках модели 2135.
Стол приспособления, охватывающий станину станка, пред-
ставляет собой упорный шарикоподшипник, нижнее кольцо
8 которого неподвижно, а верхнее 2 свободно поворачивается
иа шариках 1. Плнты 7 приварены к верхнему кольцу и служат
для установки на них кондукторов 6 с направляющими колон-
ками подвесных кондукторных плит многошпнидельных свер-
лильных головок 5.
Нижнее кольцо 8 закреплено болтами к столу станка, а
сзади станка поддерживается двумя регулируемыми по высоте
гайками.
Верхнее кольцо удерживается от смещения в горизонталь-
ной плоскости ограничительными планками //и регулируемыми
винтами 12.
Для переналадки станка поворотом верхнего кольца 2
нужную для работы многошпиндельную головку совмещают с
осью станка. Вращением штурвала 4 гильза шпинделя станка,
на которой укреплена планшайба 3 с центрирующим пояском
снизу и поворотной шайбой 9 сверху, опускается на верхний
торец сверлильной головки. Выступающие головки трех винтов
10 сверлильной головкн входят в отверстия шайбы 9. При
повороте шайбы 9 в направлении, указанном на рис. 10.8
стрелкой, скрепляют шпиндель станка со сверлильной головкой.
Переналадка заканчивается зажимом верхнего и нижнего
колец стола. Среднее время переналадки с одной детали на
другую не превышает 2—3 мин.
При работе на радиально-сверлильных станках с при-
менением многошпиндельных головок целесообразно головки
располагать не на плите станка, а рядом с ней на отдельной
подставке. При этом при отсутствии загрузки многошпин-
дельной головки станок может использоваться на других
работах.
По такому принципу сконструирована на одном заводе
многошпиндельная сверлильная головка с пневматическим
управлением для сверления одинаково расположенных отверстий
212
в группе деталей с разными посадочными диаметрами на
радиально-сверлильном станке.
Внедрение групповых методов обработки на базе широкой
механизации и унификации деталей даже в условиях заводов
мелкосерийного производства позволяет перейти к автоматиза-
ции как отдельных элементов работы на сверлильных станках,
так и к полной автоматизации всего рабочего цикла.
10.3. Частичная автоматизация процессов обработки на
сверлильных станках
При обработке иа сверлильных станках наиболее широко
используют механизацию подачи. Почти все металлорежущие
станки, за исключением некоторых настольных, оборудованы
механизмами, осуществляющими вертикальную подачу шпинде-
ля от основного или дополнительного двигателя.
Прн механизации крепления обрабатываемых деталей в
кондукторах источником энергии является сжатый воздух,
жидкость высокого давления, электрическая энергия или маг-
нитные силы. На сверлильных станках чаще всего применяют
пневматические приспособления.
Использование для зажатия деталей пневматики облегчает
труд рабочего, резко сокращает вспомогательное время и
обеспечивает наиболее надежное закрепление обрабатываемой
детали. Силу пневматического зажатия можно регулировать
в значительных пределах.
Одним из примеров механизации (частичной автоматиза-
ции) может служить применение кондукторов с автоматизиро-
ванным зажимом заготовки, освобождающим рабочего от
выполнения ряда ручных приемов.
Схема такого кондуктора для сверления отверстия в
цилиндрической заготовке изображена на рис. 10.9. Планка
2 хомутом 3 связана с пинолью шпинделя сверлильного станка.
При опускании шпинделя для подачи сверла к заготовке
планка своим косым срезом постепенно начинает нажимать
на золотник воздухораспределительного крана /, который
пропускает воздух из магистрали в воздушный цилиндр 5.
Поршень цилиндра, перемещаясь, приводит в движение при-
жим 4, надежно зажимающий заготовки в кондукторе еще
До того, как сверло коснется заготовки. При обратном движе-
нии шпинделя по выходе сверла из отверстия кран 1 пропускает
воздух в другую полость цилиндра. Шток его движется в
обратном направлении, и прижим 4 освобождает заготовку.
На рис. 10.10 изображен пневматический кондуктор не-
сколько другой конструкции, в котором управление осуществля-
213
chipmaker.ru
Рис. 10.9. Кондуктор с ав-
томатизированным зажи-
мом заготовки
ется от штурвала подачи инструмента (на рнс. 10.10,а типовой
пневматический кран автоматического управления, а на
рис. 10.10,6 сам кондуктор).
Обрабатываемая заготовка укладывается на призму 11
до упора 13, который устанавливается иа требуемом расстоянии
от оси кондукторной втулки 17, и закрепляется гайкой 12.
б)
Рис. 10.10. Автоматизи-
рованный пневматический
кондуктор с управлением
от штурвала подачи пи-
ноли
214
На оси валика подачи закреплен диск 7 с кулачком 6. Когда
для подачи режущего инструмента к заготовке начинают
вращать штурвал, диск 7, поворачиваясь вместе с ним, своим
кулачком 6 воздействует на ролнк 8 н перемещает золотник 2.
Поступающий из штуцера 1 в корпус золотника сжатый воз-
дух направляется прн этом через штуцер 4 в пневмоцилиндр
кондуктора и перемещает влево поршень 19, который через
рейку 9 поворачивает валик-колесо 10.
Нарезанные на скалках 16 рейки, сцепленные с валиком-
колесом 10, перемещают скалки вниз и вместе с ними в кон-
дукторную плиту 14. Последняя опускается до упора сухарей
15 в призму 11. Чтобы прн зажиме не повредить заготовку,
на кондукторной плите имеется резиновая прокладка 18.
По окончании обработки отверстия, когда для отвода инстру-
мента штурвал станка вращается в обратном направлении,
ролик 8 сходит с кулачка, и золотник под воздействием пружи-
ны 3 возвращается в исходное положение.
Сжатый воздух при этом через штуцер 5 из сети поступает
в левую полость цилиндра, и кондукторная плита, поднимаясь,
освобождает заготовку.
Такие приспособления, ликвидируя два ручных приема
(зажим и освобождение заготовки), снижают утомляемость
рабочего и значительно увеличивают производительность.
Однако при пользовании этими механизированными при-
способлениями вспомогательное время еще велико и утом-
ляемость рабочего значительна. Рабочему приходится одной
рукой устанавливать н вынимать заготовки, а другой непре-
рывно перемещать шпиндель станка, причем во время уста-
новки и съема заготовок станок работает вхолостую.
Дальнейшего повышения производительности можно до-
стигнуть перекрытием вспомогательного времени основным,
например если установка и съем заготовок производятся во
время рабочего хода шпинделя. Для этого можно, например,
использовать приспособление к сверлильному стайку, изобра-
женное иа рнс. 10.11. Заготовки цилиндрической формы, в
боковой поверхности которых должно быть просрерлено от-
верстие, закладываются в желоб 1, наклонно укрепленный на
подставке 8. Так как желоб наклонен, заготовки одна за другой
свободно скатываются по нему до упора в пружинный ограни-
читель 6. При опускании шпинделя 3 кондукторная плита 4 сво-
им призматическим выступом 2 центрирует и прижимает
очередную заготовку. Одновременно два штыря 5 опускают
вниз ограничитель 6, благодаря чему ранее просверленная
заготовка скатывается в тару 7.
Таким образом, установка и съем заготовок выполняются
215
chipmaker.ru
Рис. 10.11. Приспособле-
ние к сверлильному стан-
ку с автоматизированной
загрузкой и зажимом за-
готовки
во время рабочего хода станка, что повышает производитель
кость труда.
На одном из заводов осуществлена автоматизация вертн
кально-сверлильного станка для сверления нескольких отвер
стий с пересекающимися осями,
лена на рис. 10.12.
На станке установлены до-
полнительно два узла: один —
для осуществления возвратно-
поступательного движения
шпинделя и второй — для пово-
рота обрабатываемой детали.
Подача шпинделя производится
Схема этого станка представ-
Рис. 10.13. Пневмогидравличе-
ская система управления свер-
лильного станка
Рис. 10.12. Вертикально-свер-
лильный станок с автоматизиро-
ванной подачей шпинделя
216
с помощью кулачка 6, который получает движение от отдельно-
го электродвигателя через червячный редуктор. При этом кула-
чок через рычаг 7 и тягу 2 поворачивает рукоятку 3 вертикаль-
ной подачи шпинделя. Обрабатываемая деталь 1 закрепляется
в приспособлении 8. Установка ее в требуемое положение про-
изводится пневматическим поворотным столом прн подъеме
шпинделя.
Привод пневматического крана 4 осуществляют рычагом 7
и тягой 5. Прн такой автоматизации рабочий производит
лишь установку и снятие обрабатываемой детали.
Другим решением вопроса механизации обработки отвер-
стий на сверлильных станках является устройство пневмо-
гидравлической системы автоматического управления, которые
могут быть различной сложности конструктивного оформления
в зависимости от условий выполняемой работы.
Для осуществления простого технологического цикла (бы-
стрый подвод инструмента к детали, рабочий ход, возвраще-
ние инструмента в исходное положение) используют пневмати-
ческую головку, пристраиваемую к вертикально-сверлильному
станку (рнс. 10.13). Сдвоенный цилиндр 3—15 присоединяют
к корпусу шпиндельной бабки, а шток 16 кронштейном 17,
заканчивающимся разрезным хомутом, — к втулке 1 шпинделя.
Если сжатый воздух из магистрали по трубопроводу 14
поступает в полость «а» цилиндра 15, а полость «б» трубопро-
водом 18 связана с атмосферой, то поршень 2 опускается
вниз, а вместе с ним шток 16 и кронштейн 17, перемещающие
втулку 1 шпинделя станка.
Поршень 2 соответствующим штоком связан с поршнем 4
гидравлического цилиндра 3, полости которого заполнены мас-
лом. Когда поршень 4 опускается, масло, находящееся в
полости <в», должно переходить в полость <г». Чтобы осу-
ществить быстрый подвод режущего инструмента к детали,
масло из нижней полости поступает в верхнюю следующим
путем: трубопроводы 13 и И, золотник 10, трубопровод 9,
обратный клапан 6 и трубопровод 5.
Вместе с поршнями 2 и 4 опускается и клин 7. В момент
окончания подвода клнн нажимает на золотник 10 и заставляет
его закрыть проход через трубопровод 9. Масло теперь может
попасть в полость <г» только через дроссель 12 (щелевой
кран). Через узкую щель дросселя масло протекает медленно,
поэтому дальнейшее опускание шпинделя происходит со ско-
ростью рабочей подачи. Подачу регулируют при настройке
станка поворотом сердечника дросселя, открывая его щель.
После того как обработка закончена, рукоятка 19 распреде-
лительного крана с помощью упора, закрепленного на колонне
217
chipmaker.ru
станка, поворачивается в другое рабочее положение. Теперь
сжатый воздух поступает в полость «б» пневматического
двигателя, и поршень 2, а вместе с ним н поршень 4 начинает
подниматься. Подъем происходит быстро, так как перемещение
масла нз верхней полости «г» в нижнюю «о» ничем не затруд-
нено: масло движется по трубопроводам 5 и 8, обратному
клапану 6 н трубопроводу 13. Перемещение масла продолжа-
ется до тех пор, пока шпиндель не вернется в исходное поло-
жение.
Сверлильный станок считается работающим по полуавто-
матическому циклу, если он автоматически выполняет быстрый
подвод инструмента к детали, рабочую подачу н быстрый
отвод в первоначальное положение. При этом рабочий только
устанавливает и снимает детали. Если же н эти операции
производятся механизмами станка или приспособлениями без
участия рабочего, то станок считается полностью автомати-
зированным.
На рис. 10.14 показано приспособление с полностью
автоматизированным циклом, применяемое при сверлении
отверстий в валиках. Из магазина 5 детали под действием
собственного веса поступают к верхней плоскости толкателя 6,
выполненного в виде подвижного корпуса пневматического
цилиндра.
Перед загрузкой очередной детали толкатель находится
в крайнем правом положении под действием пружины 7, опи-
рающейся на неподвижный шток 8, а верхняя деталь скаты-
вается иа плоскость выступа толкателя.
Кулачок 4, который управляет золотником 3, открывает
доступ воздуха в полость цилиндра, и толкатель переме-
Рис. 10.14. Автомати-
зированное приспособ-
ление для сверления
отверстий в валиках
218
щается в крайнее левое положение, прижимая валик к упору 1.
После окончания сверления и вывода сверла из отверстия
подача сжатого воздуха в цилиндр прекращается и толкатель
возвращается в исходное положение, а обработанная деталь
под действием собственного веса скатывается по отводящему
склизу. Базовые поверхности очищаются от стружки сжатым
воздухом, поступающим по шлангу 2.
Рассмотрим некоторые другие конструктивные решения
автоматизации сверлильных станков.
Изображенный на рнс. 10.15 вертикально-сверлильный
станок модернизирован с целью полной автоматизации процес-
са сверления центровых отверстий диаметром 6,7 мм и глубиной
32 мм в деталях типа «втулка». Для этого ему приданы бункер 2
(рис. 10.15, б), приводящийся в действие пневмоцилиндром 4,
приспособление для автоматического зажима заготовок и уда-
ления их после сверления с помощью пневмоцилиндра 1 и
механизм автоматического продольного перемещения шпинде-
ля. Из бункера в зажимиое приспособление заготовки посту-
пают по лотку (трубе) 3.
Автоматическая продольная подача шпинделя (сверла)
осуществляется с помощью кулачкового механизма следующим
образом. При включении электродвигателя 15 (рис. 10.15,а)
вращение с его ступенчатого шкива 1 с помощью плоских
ремней передается на шпиндель 11 (осуществляется главное
219
chipmaker.ru
движение) и на шкив 2, а с последнего — иа зубчатые колеса 3 и 4
и червячную пару 5 и 6. Кулачок 7, закрепленный иа оси
червячного колеса 6, при вращении сообщает качательное
движение кулачку 8 и зубчатому сектору 9. Последний через
промежуточное зубчатое колесо 10 сообщает возвратно-посту-
пательное движение шпинделю 11 станка. Профиль кулачка 7
выполнен с такой кривизной, что обеспечивает как авто-
матическую подачу сверла, так и периодический вывод его
из обрабатываемого отверстия для удаления стружки (что
необходимо при сверлении глубокого отверстия).
Бункерное загрузочное устройство и зажимное приспособ-
ление работают синхронно (сблокированы) с механизмом по-
дачи шпинделя благодаря кулачку 12, закрепленному на одной
оси с кулачком 7. Когда при вращении кулачок 12 через кноп-
ку 13 воздействует на пневмоэлектрический кран 14, вклю-
чаются в требуемый момент пневмоцилиндры загрузочного
бункера и крепежного приспособления.
Весь -цикл сверления отверстий происходит за один оборот
кулачка 7 н длится 24 с. Вначале (за 0,5 с) сверло подводится
к заготовке и выполняется сверление на часть глубины отвер-
стия (8,4 с). Затем для удаления стружки сверло выводится
из отверстия (0,8 с). Далее сверло вновь вводится в отверстие
(1,0 с) и оно сверлится на полную глубину (10 с), следуют
отвод шпинделя в исходное положение (1,3 с) и пауза (2 с)
для загрузки и крепления следующей заготовки. После этого
цикл повторяется.
Осуществленная таким образом полная автоматизация
всего процесса сверления втулок позволила рабочему обслужи-
вать одновременно 5-^6 автоматов, так как в его обязанности
входила лишь периодическая загрузка бункеров заготовками.
При сверлении сквозных отверстий в деталях типа «гайка»
на сверлильном станке рабочий за смену выполнял более 3000
вспомогательных ручных операций, загружая станок заготов-
ками, удаляя их после обработки и управляя станком.
Чтобы повысить производительность труда, уменьшить
утомляемость рабочего и создать ему условия для многоста-
ночного обслуживания, станок после модернизации был пре-
вращен в полный автомат. Станок оборудовали магазинным
загрузочным устройством, пневматическим зажимным приспо-
соблением и пневмогидравлическим устройством с пневмо-
электрическим управлением для автоматической подачи сверла.
Для приведения автомата в действие рабочий включает
электродвигатель и открывает кран 3 (рис. 10.16), откуда
сжатый воздух из сети через воздухораспределитель 4 поступает
в левые полости пневматических цилиндров 2 и 1. Благодаря
220
Рис. 10.16. Схема автоматизированного вертнкально-сверлнльного
станка
этому поршни перемещаются вправо и шток цилиндра 2
осуществляет быстрый подвод шпинделя со сверлом к заготов-
ке, а шток цилиндра 1 — перемещение заготовки из магазина
под сверло и зажим ее в приспособлении.
Быстрый подвод сверла к заготовке длится до момента,
пока плунжер, соединенный со шпинделем через тягу 5, не
соприкоснется со штоком гидротормоза 6, после чего (через
посредство тяги 5) следует замедленное, соответствующее
рабочей подаче движение сверла.
После выхода сверла из просверленного отверстия кулачок 10,
укрепленный на шпинделе, нажимает на нижний пере-
ключатель 11 воздухораспределителя 4, который направляет
сжатый воздух из сети в правые полости цилиндров 2 и 1, а
221
chipmaker, ru
Рис. 10.17. Автоматизированный
вертикально-сверлильный станок
из левых полостей выпускается
воздух в атмосферу. При этом
шпиндель станка быстро пере-
мещается вверх до момента,
когда кулачок 10 нажмет иа
верхний переключатель 9. Од-
новременно с этим происходят
разжим и выталкивание обра-
ботанной заготовки, шток 8
опускается вниз и поршень ги-
дротормоза пружиной 7 возвра-
щается в исходное положение.
Затем цикл автоматически пов-
торяется.
Автомат может быть ис-
пользован для обработки и дру-
гих заготовок, но для этого тре-
буется заменить в нем загру-
зочный магазин и зажимное
приспособление, а также уста-
новить в нужное положение пе-
реключатели 11 и 9. Рассмот-
рим еще одни пример решения
вопроса автоматизации свер-
лильного станка. На рис. 10.17 показан вертикально-сверлиль-
ный станок с колонной 3, на которой смонтированы механизм 2
автоматической подачи шпинделя, магнитная станция 4, элек-
тромагнитные клапаны 7 управления механизмом автоматиче-
ской подачи, водоотделительиый фильтр 6 с автоматическим
сбросом, масленка 5 и система трубопроводов 1.
Рис. 10.18. Механизм автоматической подачи шпинделя
222
Механизм автоматической подачи шпинделя (рис. 10.18)
представляет собой закрепленный на станке пневмоцилиндр 3
с поршнем 2 и штоком 4, которые хомутом 13 соединены со
шпинделем 14 станка. Пневматический цилиндр предназначен
для быстрого подвода шпинделя к обрабатываемой детали.
Одновременно со шпинделем движется скалка /, на которой
установлены регулируемые кулачки 6. В конце быстрого
подвода шпинделя нижний кулачок нажимает на конечный
выключатель 7, обеспечивающий падение давления в нештоко-
вой полости пневмоцилиндра 3 и одновременное включение
электромагнитной муфты 11, закрепленной на валу 12. Муфта
сцеплена через диск 10 с червячным колесом 9, которое свобод-
но сидит на валу и получает вращение от коробки подач 8
станка. Рабочая подача станка происходит при включенной
муфте. В конце хода рабочей подачи верхний кулачок 6 нажи-
мает на рычаг конечного выключателя 5, сжатый воздух
подается в штоковую полость цилиндра 3, выключается муфта 11
н происходит быстрый отвод шпинделя в исходное положе-
ние. Тормоза предназначены для регулирования скорости
быстрого подвода и отвода шпинделя станка. Пуск устрой-
ства осуществляется кнопкой или конечным выключателем,
сблокированным с поворотным кондуктором.
Для сверления 36 отверстий
в дисках фрикционной муфты
на одном из заводов была осу-
ществлена полная автоматиза-
ция вертикально-сверлильного
станка модели 2150, изобра-
женного на рис. 10.19.
Обрабатываемые детали па-
кетом загружаются в мага-
зин 3. Нижняя деталь подается
толкателем 4, приводимым в
движение пневматическим ци-
линдром, под многошпнндель-
ную головку 1, установленную
на гильзе шпинделя станка.
Подача шпинделя производится
С помощью цилиндра 2. Он
смонтирован на кронштейне и
приводит в движение вал рееч-
ного зубчатого колеса. Управле-
ние станком осуществляется с
помощью пневмогидравличе-
ской. схемы.
Рис. 10.19. Автоматизированный
вертикально-сверлильный станок
для сверления 36 отверстий
223
chipmaker.ru
Значительное повышение производительности труда может
быть достигнуто при многопознционной обработке деталей на
сверлильиых станках. Схема многопозиционной обработки
детали, в которой необходимо нарезать резьбу, приведена на
рис. 10.20,о. На поворотном столе МС-800 установлено шести-
местное пневматическое приспособление и на станке одновре-
менно обрабатывают пять деталей. Следовательно, необходимо
станок оснастить пяти шпиндельной головкой. Отметим, что
сверление, зенкерование и нарезание резьбы осуществляют
одновременно, а цекование и зенкерование фасок — в конце
указанных операций на жестком упоре при выключенной цепи
подачи шпиндельной головки.
Общий вид специального вертикально-сверлильного станка
приведен на рис. 10.20, б. К шпиндельной бабке 7 базового
станка присоединена шпиндельная головка 5. Резьбонарезной
шпиндель получает вращение от отдельного электродвигателя 6.
На скалках 4 смонтирована на пружинах кондукторная
плита 3, которую в нижнем положении фиксируют тремя фик-
саторами. Зажимные приспособления, закрытые кожухом 1,
224
установлены на планшайбе поворотного стола. Они получают
сжатый воздух от блока подготовки воздуха 9. Смазочно-
охлаждающую жидкость из емкости в фундаментной плите
подают электронасосом 10. С правой стороны станка распо-
ложен электрошкаф 8, к которому прикреплен поворотный
пульт управления 2. Станок обеспечивает производительность
70—90 дет/ч при нарезании резьбы М14Х16.5. Время перехода
от одной позиции к другой поворотного стола 5,7 с.
Полная автоматизация основных и вспомогательных
процессов обработки отверстий осуществляется на сверлильных
станках с числовым программным управлением.
10.4. Комплексная автоматизация обработки отверстий на
станках с числовым программным управлением
(ЧПУ)
Принципы числового программного управления. При ручном
управлении станком, изучив предварительно рабочий чертеж
детали и используя свой производственный опыт, станочник
мысленно составляет план своих действий: определяет порядок
переходов при обработке различных поверхностей, величину
и число рабочих ходов, необходимую смену инструмента,
режимы резання н т. д. Часто при этом программа составляется
приблизительно, определяются ее общие контуры. Окончатель-
ное решение по мелким вопросам, связанным с обработкой,
принимают позднее, в процессе самой обработки. Программу
постоянно корректируют. Приобретаемый опыт и изменяющиеся
условия обработки заставляют станочника отступать от приня-
того плана, принимать другие, более целесообразные, с его
точки зрения, решения.
Ручное управление металлорежущими станками утомитель-
но для рабочего и не позволяет достигнуть высокой производи-
тельности труда. Поэтому для освобождения рабочего от руч-
ного управления металлорежущими станками используют
систему программного управления (ПУ).
В этих системах программа на любую работу записы-
вается условным кодом на программоносителе, с помощью
которого он вводится в станок. Системы программного управ-
ления значительно сокращают время переналадки станка с
обработки одного изделия на другое, обеспечивают высокую
точность и стабильность обработки, позволяют быстро пере-
ходить с одной программы работы на любую другую программу.
Наладка станков с программным управлением на обработку
любой детали занимает несколько минут.
Использование станков с программным управлением
приносит существенный экономический эффект, так как умень-
225
chipmaker.ru
шается время и затраты на подготовку производства, ликви-
дируется необходимость в разметочных работах, упрощается
складирование приспособлений и деталей, повышается факти-
ческая стойкость инструмента за счет использования опти-
мальных режимов резания.
Принципиальной особенностью станка с числовым про-
граммным управлением является то, что вся программа его
работы, включая н величины перемещений подвижных органов,
записывается, используя принятый код (ГОСТ 13052—74),
иа программоносителе. Перенастройка станков с числовым
ПУ заключается в замене одной программы другой.
Станки с ЧПУ подразделяются на станки обычных групп
(токарные, расточные, сверлильные, фрезерные и т. д.) и много-
целевые станки, или так называемые обрабатывающие центры
(ОЦ). Многоцелевые станки имеют, как правило, компоновку
расточного или фрезерного станка и предназначены для обра-
ботки корпусных заготовок. В магазине такого станка раз-
мещается большой набор инструментов, которые с помощью
автоматического манипулятора заменяются по программе
в шпинделе станка. Это позволяет при одной установке
заготовки осуществлять обработку большого числа поверхно-
стей различными способами: фрезерованием, сверлением,
растачиванием и т. д.
Программы управления станком. Все данные, необходимые
для обработки заготовки на станке, устройство числового
программного управления (УЧПУ) получает от управляющей
программы (УП). Под управляющей программой понимают
последовательность команд на языке программирования,
обеспечивающих заданное функционирование рабочих органов
станка. Фиксируют этн команды программоносители.
Характерной особенностью ЧПУ является то, что информа-
ция о траектории движения инструмента, скорости резания,
подачи и других технологических командах задается в виде цифр,
закодированных в определенной последовательности на про-
граммоносителе, в качестве которого применяют перфокарту,
перфоленту, магнитную ленту и др.
Управляющая программа (УП) — это записанная иа про-
граммоноситель в закодированном цифровом виде маршрутно-
операционная технология на конкретную деталь с указанием
траекторий движения инструмента. Изготовление УП (менее
трудоемкое и более дешевое, чем изготовление кулачков,
шаблонов, копиров и чертежей) сводится к написанию мар-
шрутно-операционной технологии, расчетам траекторий пере-
мещения инструментов и записи на программоноситель;
большую часть этой работы можно автоматизировать.
226
Каждому символу на пер-
фоленте соответствует опре-
деленное расположение про-
битых отверстий.
В СССР в качестве ос-
новного программоносителя
принята восьмидорожечная
перфолента (рис. 10.21) ши-
риной (25,4 + 0,05) мм и
толщиной (0,1+0,008) мм,
изготовленная из бумаги или
других материалов. Перфо-
лента имеет транспортную
дорожку, которая располо-
жена между третьей и чет-
вертой кодовыми дорожками
со стороны базового края
перфоленты. Шаг перфора-
ции и расстояния между ко-
довыми дорожками (2,54 ±
+ 0,05) мм. Диаметр отвер-
стий транспортной дорожки
(1,17+0,025) мм, а диаметр
отверстий кодовых доро-
жек (1,83 ±0,05) мм.
Управляющая программа
записывается на определен-
ном языке, так называемом
языке кодирования, под ко-
торым понимают набор опре-
деленных символов и пра-
вил, комбинацией которых
можно выразить любой
текст, содержащий . необхо-
димые для управления
станком геометрические и
оо
о оо
о о
ОО
оо
оо
оо
О о
ОО
о оо
о оо
о
о оо
оо
оо
о
'12&2Я2.&
ФФФ
о
ООО
ОООО
о О
оООО
о О
-е----
-е----
О е-ОО—
25,4
Начало программы
Рис. 10.21. Стандартная восьмидо-
рожечная перфолента с основными
размерами и нанесенным кадром
управляющей программы:
1 — отверстия транспортной дорожки,
2 — рабочие отверстия
технологические команды, иа
понятном для ЧПУ языке.
Кодирование УП для станков с ЧПУ производится по
ГОСТ 13052—74 и Международной системе ISO — 7BIT с
использованием восьмидорожечной перфоленты и двоично-
десятичной системы кодирования цифровой информации. Для
записи адресов используют латинские буквы. Вспомогательные
указания («начало программы», «конец кадра», «обратная
перемотка» и т. п.) задают отдельными символами или их
227
chipmaker.ru
сочетаниями. Для кодирования информации используют семь
дорожек. Восьмая дорожка служит для пробивки контрольного
символа в случае, если в самой кодовой комбинации число
пробивок нечетное. Такой контроль на четность пробивок в
10.1. Наименование и обозначения основных символов
кода ISO-7 bit
Наименование Обозна- чение Номер дорожки и кодовое обозначение
8 7 6 S 4 т 3 2 1
Нуль 0 О о о
Единица 1 О О D о о
Двойка 2 с О 0 о С
Тройка 3 0 О о с о
ЧептЪерка 4 о о о о 0
Пятерка 5 о о о 0 о
Шестерка 6 о о о ОС
Семерка 1 с о о о ОС о
Восьмерка 8 о о о с о
Девятка 9 о о с о о
Вращение Вокруг оси X X О о о
Вращение Вокруг оси Y В о о с
Вращение Вокруг оси 2 С о о о с о
D о о о
Е о о о о о
Подача F о о о о с
Подготовительная функция Б о о ОС о
н о с О
I о о с о о
3 о о с О с
к я э rsi с О с 30
Вспомогательные команды м l=J г с О О о
~Пйрядковыи номер кадра и О с О ОС
0 о о с О о с о
Дополнительные координатные 1 р о о о
перемещения вдоль осей Л, V, Z •/ .а о о о о о
R о о о о )
Частота Вращения главного движения S о о о о
Номер (код) инструмента Т о о о о о
и о о о о о
к о о о О( 3
W о о о о ос 3 о
Перемещение по оси X X о о о ; о
—Перемещение по оси Y Y о о J О о
Перемещение по оси Z Z о о 3 ° э
Обратная перемотка до заданного кадра - о о 3 о э
Плюс -f- о 3 о э о
Минус — о 3 О о о
Пропуск информации „кадр не читать"(по желанию опер.) о о D о о эо
начало программы о о о о о
BS о Э о
(ГАВ) Э о о
Конец кадра LE D о о
ER о Э о о о
SP о о о
Задай Тстрока не читается) DEL о о О о Э о о 0 о
Следующая за знаком информация не отродотывается с J о
Следующая за иноком информация отраоатывоется о 5 о о
HUE о
228
строке позволяет выявить
большую часть ошибок, до-
пущенных при перфорации.
Наименование и обозначение
основных символов кода
ISO-7 bit приведены в табл.
10.1.
При подготовке УП ис-
пользуют системы координат
станка, детали н инстру-
мента.
В соответствии в реко-
мендациями ISO за стандар-
тную принята система коор-
динат станка. Положитель-
Рис. 10.22. Определение направле-
ния осей координат в станках с ЧПУ
по правилу правой руки (а); поло-
жительные направления осей X, Y
и Z и положительные направления
вращений вокруг Этих осей (б)
ные направления осей координат в станках с ЧПУ определяют
по правилу правой руки (рис. 10.22). Большой палец указыва-
ет положительное направление оси X, указательный — оси Y,
средний — оси Z.
Положительные направления осей X, Y и Z и положитель-
ные направления вращений вокруг этих осей показаны на
рис. 10.22,6.
Считывание информации может осуществляться различ-
ными способами (рис. 10.23).
При электрическом способе считывания (рис. 10.23,а)
контактные щетки 2 при наличии отверстия в перфоленте ПЛ
вступают в контакт с барабаном / и выдают сигнал в схему
автоматики. Метод обеспечивает достаточно высокое быстро-
действие, но имеет низкую надежность из-за возможности
загрязнения щеток. В электромеханических системах считыва-
Рис. 10 23. Схемы способов считывания информации с перфориро-
ванного программоносителя:
а — электрический, б — электромеханический, в — фотоэлектрический
229
chipmaker.ru
Рис. 10.24. Блок-схема замкнутой
системы ЧПУ:
/ — считывающее устройство, 2 —
программоноситель, 3 — электрон-
ный кодовый преобразователь, 4 —
сравнивающее устройство, 5 — де-
шифратор и усилитель, 6 — испол-
нительный двигатель, 7 — датчик
обратной связи
ния (рнс. 10.23, б) перфолента
ПЛ ощупывается шариками 1,
поджимаемыми к ией пружина-
ми 2 через штифты 3. При
наличии пробивки замыкаются
соответствующие контакты 4,
передается команда в схему
автоматики станка и выдается
сигнал большой величины. Спо-
соб имеет низкую надежность и
малое быстродействие. Наибо-
лее распространены фотоэлек-
трические системы считывания
(рис. 10. 23,в). При наличии
пробивки от лампы 1 через
линзу 2 срабатывает фотоэле-
мент 3 и выдает команду в систему автоматики. Такие систе-
мы имеют высокое быстродействие (до 1000 знаков) и высо-
кую надежность. Недостатки способа: малый сигнал и малая
помехозащищенность.
В станках с ЧПУ имеет место замкнутая система (рис. 10.24),
т. е. два потока информации: один — со считывающего устрой-
ства, другой — от датчика действительного перемещения или
положения рабочего органа. При считывании программы на
выходе считывающего устройства появляются командные сиг-
налы. После необходимых преобразований блок согласования
направляет соответствующий сигнал в сравнивающее устрой-
ство замкнутой системы.
Замкнутая система состоит из сравнивающего устройства,
в которое поступают задающие сигналы и сигналы обратной
связи, дешифратора и усилителя, исполнительного двигателя и
датчика обратной связи. Роль датчика заключается в том, что-
бы измерить действительное перемещение или положение рабо-
чих органов и преобразовать его в соответствующие сигналы
обратной связи. В сравнивающем устройстве сигналы обратной
связи, характеризующие действительные перемещения, сопо-
ставляются с сигналами, соответствующими заданию програм-
мы. При наличии рассогласования между ними на выходе
сравнивающего устройства появляется сигнал, который после
преобразования его, например, в напряжение, поступает к
двигателю и исполнительному устройству. Последнее переме-
щает рабочий орган станка в нужном направлении. Как только
величина действительного перемещения станет равной величине
заданного перемещения, сигнал на выходе сравнивающего
устройства исчезнет и движение прекратится.
230
Цифровая индикация. Многие металлорежущие станки, в
том числе и сверлильные, оборудуются цифровой индикацией
с ручным вводом данных на один кадр программы. Они работают
без перфолент и условно относятся к программным.
Система с цифровой индикацией применяется с обычными
универсальными станками, для чего они оснащаются датчиками
положений рабочих органов. Сигналы с датчиков после соответ-
ствующих преобразований поступают в специальное устрой-
ство, на световом табло которого непрерывно высвечиваются
числовые значения координат рабочих органов, что позволяет
оператору сократить время на выверку положений этих органов
и замеры в процессе обработки. Часто такая система имеет
пульт с панелью ручного набора программы. Набор осуще-
ствляется с помощью переключателей только иа один кадр
программы. После включения систем управления рабочий
орган стайка выходит на заданную координату, что контроли-
руется по экрану устройства. Следует отметить, что все со-
временные системы ЧПУ, работающие от перфоленты, имеют
устройства цифровой индикации и подкадрового ручного ввода
данных.
Многоцелевые станки. Наиболее полная автоматизация
основных и вспомогательных процессов обработки отверстий
может быть достигнута на многоцелевых станках с числовым
программным управлением.
Многоцелевым станком (обрабатывающим цент-
ром) называется высокоавтоматизированный станок с ЧПУ,
имеющий инструментальный магазин большой емкости, а также
устройство автоматической смены инструмента в шпинделе и
осуществляющий при одной установке заготовки механическую
обработку большого числа поверхностей различными способами
(фрезерованием, сверлением, точением). Как правило, это
фрезерно-сверлильно-расточные станки с большим числом
координатных перемещений. На таких станках осуществляется
автоматическое перемещение заготовки вдоль трех координат-
ных осей и ее вращение вокруг оси поворотного стола. Иногда
многоцелевые станки снабжаются глобусным столом, имеющим
не только вертикальную, но и горизонтальную ось поворота,
что позволяет осуществлять обработку сложных корпусных
заготовок с разных сторон при одном их закреплении.
Многоцелевые станки могут быть с одним шпинделем или
с револьверными пяти- и восьмишпиндельными головками.
В первом случае инструменты размещаются в магазинах с
числом ячеек до 138 и автоматически по программе заменяются
в шпинделе станка, на что требуется 5—6 с. Во втором случае
231
chipmaker.ru
замена инструментов производится быстрее (за 2—3 с) в
результате поворота револьверной головки.
На многоцелевых станках осуществляются почти все про-
цессы обработки резанием: сверление, зенкерованне, разверты-
вание, растачивание, нарезание резьбы, фрезерование пло-
скостей и сложных криволинейных поверхностей. На станках
можно обрабатывать всевозможные крепежные отверстия по
разнообразным постоянным циклам: сверление, зенкование,
нарезание резьбы, подрезка торцов бобышек и т. д. При
этом близкое расположение отверстий не является препят-
ствием для их обработки.
Программное управление всеми движениями рабочих орга-
нов станка и автоматическая смена инструментов при большом
числе программируемых координат позволяет осуществлять
в автоматическом цикле обработку самых сложных корпусных
деталей с одного закрепления со всех сторон, кроме поверх-
ностей, по которым производятся базирование и закрепление
заготовок. Это способствует достижению наивысшей точности
взаимного расположения обработанных поверхностей.
Возможность быстрой замены затупившегося инструмента
делает в отдельных случаях целесообразным использование
настолько высоких режимов резания, что размерной стойкости
инструмента хватает лишь на обработку одной, наиболее
протяженной поверхности.
Стабильность размеров деталей, получаемых на много-
целевых станках, позволяет сократить число контрольных
операций на 50—70%. С применением ручного труда выпол-
няются только установка и закрепление заготовки, а также
снятие детали. Для снижения связанных с этим потерь времени
многие конструкции многоцелевых станков снабжаются двумя
столами. Пока на одном столе обрабатывается очередная
заготовка, со второго стола снимается готовая деталь и на ее
место устанавливается следующая заготовка. Требуется всего
несколько секунд, чтобы новая заготовка была введена в
рабочую зону станка после завершения предыдущей заготовки.
В итоге производительность изготовления деталей на мно-
гоцелевых станках в 4—10 раз выше, чем на универсаль-
ных. При этом простота наладкн и переналадки многоцелевых
станков, а также исключение сложной и дорогостоящей
технологической оснастки (шаблонов, копиров, специальных
приспособлений н т. п.) создаются условия, позволяющие при-
менять такие станки в мелкосерийном и опытном производ-
стве, особенно в случае подготовки управляющих программ
с помощью ЭВМ.
На рис. 10.25 изображен общий вид многоцелевого верти-
232
п
Рис. 10.25. Многоцелевой вер-
тикальный сверлильно-фре-
зерно-расточный станок мод.
ГД В 400ПМ1Ф4:
I—станина, 2 — стол, 3 —
пульт управления, 4 — шпин-
дельный узел, 5 — электропри-
вод шпиндельного узла, 6 —
электрошкаф
кального сверлильно-фрезерно-расточного станка модели
ГДВ 400ПМ1Ф4 с крестовым столом, с числовым програм-
мным управлением и автоматической сменой инструмента и
заготовок.
Станок предназначен для высокопроизводительной обработ-
ки деталей особо сложной конфигурации. На нем можно
производить сверление, зенкерованне, развертывание и раста-
чивание точных отверстий, связанных между собой координа-
тами, фрезерование по контуру с линейной н круговой интер-
поляцией, нарезание резьб метчиками.
Конструкция станка позволяет выполнить контурное фрезе-
рование (в режиме программного управления) двумя подача-
ми; стола (поперечная) и шпиндельной бабки (вертикальная)
и салазок (продольная).
Автоматизированная система обрабатываемых деталей из
двухместного загрузочного устройства дает возможность мно-
гостаночного обслуживания с совмещением времени установки
н обработки детали. Класс точности станка — П.
Управление станком осуществляется системой числового
программного управления типа CNC по программе.
Программируемые перемещения; поперечное и продольное —
стола, вертикальное — шпиндельной бабки.
Шпиндельный узел смонтирован на прецизионных подшип-
никах качения, что обеспечивает длительное сохранение
точности, повышенную жесткость и виброустойчивость.
chipmaker.ru
Высокоточные комбинированные закаленные направляющие
с лентой из фторопласта для продольного и поперечного
перемещений стола и шпиндельной бабки обеспечивают точ-
ное позиционирование и длительное сохранение точности в
процессе работы.
Электрические приводы подач подвижных узлов раздель-
ные, с тиристорным управлением широкого диапазона, позво-
ляют изменять величину подачи в процессе резания.
Переключение скоростей шпинделя в каждом из двух
механических поддиапазонов производится во время резания
без остановки.
Стол крестовый и шпиндельная бабка перемещается с
помощью винтовых пар качения с применением датчиков линей-
ных перемещений.
Централизованная смазка направляющих подвижных узлов
автоматизирована. Техническая характеристика станка приве-
дена ниже.
Размер рабочей поверхности стола и поворот-
ного спутника (длинах ширина); мм . . . . 630X 400
Перемещение, мм:
шпиндельной бабки...................630
стола.................................400
поперечное .......................400
продольное . . ...............630
Частота вращения шпинделя, мин-1 . . . 40—4000
Подача, мм/мнн:
шпиндельной бабки...................... 5—2000
стола................................. 20—2000
Скорость быстрых перемещений шпиндельной
бабки, стола, мм/мин..................... 10000
Число гнезд в инструментальном магазине . 30
Конструкция другого многоцелевого станка модели ИР 500 ПМФ4
приведена на рис. 10.26. Многоцелевой сверлильно-фрезерно-
расточный станок предназначен для обработки корпусных дета-
лей на поворотном столе.
На станке производятся сверление, зенкерование, разверты-
вание, растачивание точных отверстий по координатам, фрезе-
рование по контуру с линейной и круговой интерполяцией, наре-
зание резьбы метчиками.
Поворотный стол станка устанавливается в 72 позиции с
точностью ±5", что позволяет обрабатывать соосные отверстия
консольным инструментом с поворотом стола. Станок оснащает-
ся гидромеханическим устройством для автоматической смены
столов-спутников, которое находится перед станком и обеспечи-
вает ориентацию и фиксацию стола-спутника и его загрузку —
разгрузку. Станок может поставляться в комплекте с накопите-
лем столов-спутников это уже гибкий производственный
234
модуль. Высокая степень автоматизации станка позволяет
встраивать его в автоматические линии и автоматизированные
производства с управлением от ЭВМ. Класс точности станка П.
Техническая характеристика станка приведена ниже;
Размер рабочей поверхности плиты-
спутника (длина Хширина), мм . . . 500 X500
Максимальный диаметр растачивае-
мого отверстия, мм................125
Максимальный диаметр сверления,
мм................................40
Вместимость магазина............30 инструментов
Число частот вращения шпинделя 89
Пределы частот вращения шпинделя,
мин- 1............................ 21—3000
Пределы подач стола, шпиндельной
бабки, стойки (бесступенчатое регу-
лирование), мм/мин................ 1—2000
Скорость быстрых перемещений под-
вижных механизмов, мм/мнн .... до 10000
Габаритные размеры станка, мм . . 6000X3750X3100
Устройство ЧПУ — комбинированное с линейной н кру-
говой интерполяцией. Станок укомплектован разными устрой-
ствами ЧПУ и от этого зависит дискретность задания переме-
щений, но в среднем она составляет 0,002 мм. Имеется 79 кор-
ректоров (эта цифра меняется в разных типах устройств ЧПУ).
Ввод программы с перфоленты от ЭВМ; считывание с перфо-
ленты — фотоэлектрическое. Некоторые из устройств ЧПУ, ра-
ботающих со станком, имеют диагностику неисправностей меха-
235
chipmaker.ru
нических, электрических, электронных и гидравлических систем
станка.
Компоновка, основные механизмы и движе-
ния в с т а н к е. По направляющим станины 9 (рис. 10.26) пе-
ремещается в продольном направлении стойка 4 (подача на
оси Z). Шпиндельная бабка 3 — бесконсольная, расположена
внутри стойки и имеет вертикальную подачу по оси Y. Поворот-
ный стол / получает поперечную подачу по оси X'. На верхнем
торце стойки расположен магазин 6, из которого инструмент пе-
редается в шпиндель автооператором 5. Жесткий шпиндель и
базовые детали с большим числом ребер обеспечивают высокую
жесткость и виброустойчивость.
Двухпозиционный поворотный стол 7 значительно сокраща-
ет время смены заготовок. Пока на спутнике 2 ведется обработ-
ка одной заготовки, другую устанавливают на столе-спутнике 8.
Рис. 10 27 Кинематическая схема многоцелевого станка ИР 500ПМ1Ф4М
После окончания обработки спутник 2 автоматически передви-
гается вправо на стол 7, который после этого поворачивается
на 180°. Спутник 8 с заготовкой поступает на поворотный
стол 1 для обработки, обработанная же деталь снимается со
спутника 2 и вместо нее закрепляют следующую заготовку.
Кинематика станка приведена на рис. 10.27. Глав-
ное движение шпиндель (ZZZ) получает от регулируемого элек-
тродвигателя постоянного тока Ml (N= 14 кВт, п= 1000 мин-1)
через двухступенчатую коробку скоростей. Изменение частоты
вращения шпинделя производится в пределах 1000—3150 мин-1
при постоянной мощности и 21 — 1000 мин-1 при постоянном
моменте. Блок Б1 переключается гидравлически. С блока зуб-
чатых колес z=33, z=66 крутящий момент на шпиндель пере-
дается через зубчатую муфту, таким образом шпиндель полно-
стью разгружен от изгибающих сил, возникающих от привод-
ных колес. Зажим инструмента происходит от тарельчатых
пружин, отжим — гидроцилиндром. Для того чтобы пазы опра-
вки и шпинделя для шпо-
нок совпали, нужно шпин-
дель и оправку предвари-
тельно ориентировать. Для
этого в станке имеется меха-
низм угловой ориентации
(рис. 10.28). При подаче
масла в бесштоковую по-
лость гидроцилиндра / про-
исходит фиксация шпинделя,
при этом шток через рычаг 7
прижимает ролик к диску
ориентации 9, жестко свя-
занному со шпинделем. В
положении, указанном на
схеме, планка 2 заставляет
Рис. 10.29. Привод подач станка
ИР 500ПМ1Ф4М
Рис. 10.28. Механизм угловой
ориентации шпинделя станка
ИР 500ПМ1Ф4М
236
237
| chipmaker.ru
сработать бесконтактный выключатель 3, обеспечивающий сни-
жение скорости вращения и остановку шпинделя. При попада-
нии ролика 8 в паз диска 9 происходит фиксация диска и
шпинделя в определенном угловом положении. Для расфикса-
ции масло из левой полости цилиндра сливается и поршень
со штоком перемещаются влево пружиной 6. Конечные выключа-
тели 4 и 5 контролируют фиксацию и расфиксацию шпинделя.
Подачи (см. рис. 10.27) стойки, шпиндельной бабки, стола
осуществляются от высокомоментных двигателей с постоянны-
ми магнитами М2, М3, М4 (N — 2,8 кВт, «= 1500 мин-1).
Ходовые винты качения IV, V, VI (см. рис. 10.27) соединены
с электродвигателями напрямую через специальные сильфонные
муфты 4, (рис. 10.29), обладающие высокой крутильной жест-
костью и допускающие некоторую несоосность и перекос вала
двигателя 2 и ходового винта 8. Регулировка муфты осуще-
ствляется натяжкой конических втулок 3 и 5 с помощью
винтов /. В опорах винтов качения всех приводов подач устано-
влены прецизионные подшипники 9, обладающие высокой
нагрузочной способностью и жесткостью. Предварительный
натяг в подшипниках создается гайкой 7 до исключения зазора.
Гайка 7 стопорится винтом 6.
Направляющие всех подвижных механизмов имеют смешан-
ное трение: боковые и нижние направляющие выполнены на
опорах качения, лицевые направляющие скольжения из поли-
мерного антифрикционного материала.
Приводы подач комплектуются датчиками обратной связи.
Поворотный стол (см. рис. 10.27) получает враще-
ние от высокомоментного электродвигателя М5 (N = 2,8 кВт,
п = 1500 мин-1) через червячную пару z=14- 72. Перед пово-
ротом от гидросистемы происходит расцепление двух зубчатых
полумуфт z = 72 муфты Mi с торцовыми зубьями треугольного
профиля. После поворота происходит сцепление зубчатых муфт
и зажим стола.
Механизм смены инструмента состоит из мага-
зина вместимостью 30 инструментов и автооператора. Цикл
смены инструмента происходит в следующем порядке:
1. Магазин поворачивается для поиска инструмента.
2. Автооператор делает ход вверх, захватывает инструмент
за оправку и, выдвигаясь вдоль оси, вытаскивает оправку из
гнезда, затем перемещается вниз и назад вдоль оси.
3. Шпиндельная бабка движется вверх в позицию смены
инструмента, автооператор в конце хода захватывает отрабо-
тавший инструмент.
4. Происходит смена инструмента, для этого оператор со-
вершает ход вперед, поворот на 180°, ход назад.
I
238
5. Шпиндельная бабка опускается в рабочую позицию, а
автооператор переносит отработавший инструмент в свое гнез-
до магазина.
« 6. Автооператор опускается, чтобы не мешать повороту ма-
газина при поиске следующего инструмента.
Так как большая часть перечисленных действий происходит
в период обработки, то непосредственно на смену инструмента
в шпинделе затрачивается 6 с.
Магазин получает вращение от высокомоментного элект-
родвигателя Мб (А=2,8 кВт, «= 1500 мин-1) с возбужде-
нием от постоянных магнитов через зубчатую пару Zi и г?
(колесо Z2 закреплено на корпусе инструментального магазина;
см. рис. 10.27). Номера гнезд магазина закодированы; в кор-
пусе магазина установлены упоры, воздействующие на конеч-
ные выключатели, осуществляющие отсчет поворота при поиске
необходимого гнезда.
Двухзахватный автооператор имеет механизмы
поворота, вертикального перемещения и выдвижения, работаю-
щие от гидросистемы станка (соответствующие гидроцилиндры
на схеме не показаны). Поворот происходит от реечной переда-
чи гп = 3 мм. Контроль крайних положений сборочных единиц
и управление циклом автоматической смены инструментов осу-
ществляется бесконтактными конечными выключателями.
Поворот двухпозиционного стола на 180° для автоматиче-
ской смены спутников происходит от гидроцилиндра через
реечную передачу с модулем т = 5 мм (на схеме на показана).
Гидросистема станка обеспечивает уравновешива-
ние шпиндельной бабки, переключение блока зубчатых колес
в шпиндельной бабке, отжим инструмента в шпинделе, ори-
ентацию шпинделя, фиксацию магазина, работу механизмов
автооператора, отжим—зажим поворотного стола, столов-спут-
ников, автоматическую смену столов-спутников.
Гибкие производственные системы. Гибкие производствен-
ные системы (ГПС) — наиболее эффективное средство автома-
тизации серийного производства, позволяющее переходить с
одного вида продукции на другой с минимальными затратами
времени и труда. ГПС позволяет снизить потребность в ква-
лифицированных станочниках и станках, повысить качество
продукции. Производительность станков с ЧПУ, входящих в
ГПС, в 1,5—2 раза выше суммарной производительности та-
кого же количества индивидуально работающих станков с
ЧПУ. Гибкая производственная система — это комплекс техно-
логических средств, состоящих из одного-двух (не более) мно-
гоцелевых станков с ЧПУ или других металлорежущих стан-
ков с ЧПУ, оснащенных механизмами автоматической смены
239
chipmaker.ru
инструмента, автоматической смены заготовок и транспортиро-
вания их со склада до зоны обработки с помощью различных
транспортных средств, например самоходных роботизированных
тележек. Этот комплекс связан с единым математическим
обеспечением, способствующим работе оборудования в авто-
матическом режиме с минимальным участием человека. ГПС
оснащены современными системами ЧПУ, управляющими пере-
мещениями механизмов станка, инструментом, транспортом, си-
стемами загрузки — выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дис-
плеи, помогающие оператору увидеть отклонения в работе стан-
ка, мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование
режущего инструмента, контроль размеров обрабатываемых
заготовок непосредственно на станке и т. д.
Действующие в настоящее время гибкие автоматические
системы значительно различаются по уровню технических воз-
можностей. Рассмотрим, например, схематические планировки
четырех вариантов ГПС с различными техническими возмож-
ностями (рис. 10.30).
Вариант «а» представляет собой участок станков с ЧПУ,
работой которых управляет центральная ЭВМ. Эта же ЭВМ
планирует загрузку станков на участке и управляет работой
ремонтной службы. Транспортирование заготовок, деталей,
инструментов и их складирование выполняются с помощью
обычных неавтоматических средств. Установка и снятие за-
готовок на станках осуществляются рабочими.
Вариант «б» отличается от варианта «а» только наличием
автоматической транспортно-складирующей системы заготовок
и деталей.
По варианту «в» дополнительно используются промыш-
ленные роботы, заменяющие операторов.
Наконец, в варианте «г» реализованы все функции раз-
витого ГПС: управление станками с предварительным проек-
тированием и программированием процессов обработки, авто-
матическое транспортирование, а также установка и снятие
заготовок, планирование работы участка, автоматическое обес-
печение станков инструментами с помощью второй транспорт-
но-складирующей системы.
Основной составной единицей при создании гибких произ-
водств является комплекс оборудования или так называемый
гибкий (автоматический переналаживаемый) производственный
модуль, представляющий собой комплекс взаимосвязанных ма-
шин: а) металлорежущий станок; б) промышленный робот;
в) местное транспортно-накопительное устройство для подачи
заготовок и удаления деталей, а также для накопления их за-
паса у станка.
240
ЭВМ зви
chipmaker.ru
Рис. 10.31. Технологический модуль конструкции ЭНИМСа
На рис. 10.31 изображена схема технологического модуля
конструкции ЭНИМСа.
Заготовки в специальных контейнерах 4 (прямоугольные
ящики с ячейками) подаются на правую ветвь кольцевого
транспортера-накопителя 5, откуда они периодически посту-
пают на тележку 3 робота 2.
Робот берет из ячейки заготовки, устанавливает их на ста-
нок I, снимает после обработки со станка и укладывает в те
же ячейки контейнера. Когда заготовки всех ячеек обработаны,
тележка робота с контейнерами переходит в крайнее левое
положение (показано пунктиром). Здесь стол освобождается
от деталей и получает новый контейнер с заготовками.
Контейнер с готовыми деталями передается на левую ветвь
кольцевого транспортера-накопителя. Подача контейнеров с за-
готовками на кольцевой транспортер-накопитель и удаление
с него контейнеров с готовыми деталями осуществляются кра-
ном-штабелером общей транспортно-складирующей системы
ГПС. Такой производственный модуль может использоваться
и как отдельный станок-автомат. В этом случае обслуживание
кольцевого транспортера-накопителя осуществляется обычным
краном или вилочным погрузчиком.
Гибкие производственные модули обычно применяются при
изготовлении деталей типа тел вращения. Этому способствует
геометрическое подобие заготовок таких деталей.
242
Контрольные вопросы
1. Как можно сократить основное и вспомогательное время при ра-
боте на сверлильных станках?
2. Расскажите, в чем сущность групповой обработки деталей
на сверлильных станках?
3. Какие приспособления применяются для групповой обработки
деталей на сверлильных станках?
4. Что подразумевается под понятием «частичная автоматизацияэ
сверлильных работ, в- чем она заключается? Приведите примеры.
5. Как можно добиться полной комплексной автоматизации ос-
новных и вспомогательных процессов обработки отверстий?
6. Какие станки называются обрабатывающим центром и нх
основное преимущество?
7. В чем достоинство гибких производственных систем? На какие
типы оии делятся?
11. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОНОМИКЕ
ПРОИЗВОДСТВА
11.1. Понятие о планировании
Планирование выпуска продукции является важнейшей хо-
зяйственно-организационной функцией каждого предприятия.
Производственное планирование должно обеспечить выпуск
продукции по установленной номенклатуре в определенные сро-
ки при одновременном выполнении установленных качествен-
ных и экономических показателей: повышении производитель-
ности труда, снижении себестоимости и уменьшения потерь,
возникающих при браке.
Для обеспечения планомерной бесперебойной работы каж-
дое промышленное предприятие на основе государственного
плана разрабатывает текущие и перспективные
планы. Текущее планирование охватывает ближайший пе-
риод времени (год, квартал), а перспективное—более дли-
тельный период.
Текущее планирование заключается в разработке техпром-
финплана, составляемого обычно на год, с разбивкой по квар-
талам. Техпромфинплан базируется на заданиях перспективно-
го плана, но с более уточненными показателями иа данный
плановый период. В нем указывается развитие техники произ-
водства, экономики и финансов предприятия.
Техпромфинплан предприятия включает следующие разде-
лы: план производства продукции; план технического разви-
тия; план организационно-технических мероприятий; план ма-
териально-технического снабжения; план по труду; план себе-
стоимости продукции; финансовый план.
243
chipmaker.ru
Основным является план производства продук-
ции, который определяет разработку всех остальных разделов
техпромфинплана и характеризуется товарным и валовым вы-
пуском продукции.
Товарная продукция предприятия — вся изготов-
ленная и реализуемая продукция.
К валовой продукции относится весь объем ра-
бот, выполненный на предприятии для обеспечения выпуска
товарной продукции, включая заделы изделий.
Выполнение производственного плана предприятия харак-
теризуется товарным и валовым выпуском, выполнением но-
менклатуры изделий, снижением себестоимости, внедрением но-
вой техники и т. д.
Кроме технико-экономического планирования на каждом
предприятии осуществляется также оперативно-производствен-
ное планирование, заключающееся в разработке планов ра-
боты цехов, производственных участков, рабочих мест на
месяц, сутки, смену.
При цеховом планировании очень важно вовремя довести
задания до каждого работающего, систематически контролиро-
вать выполнение сменных заданий и месячного плана.
Норматив чистой продукции (НЧП) представляет собой
часть оптовой цены изделия, включающую заработную плату,
отчисления иа социальное страхование и прибыль на момент
утверждения цены.
На каждом предприятии должны создаваться из отчисле-
ний от прибыли поощрительные фонды для развития произ-
водства и совершенствования техники, материального поощре-
ния рабочих и служащих, улучшения их труда и быта. Кроме
того, создается на предприятиях фонд социально-культурных
мероприятий и жилищного строительства.
Установленный порядок планирования ограничивает число
показателей деятельности предприятия.
Эти показатели предусматривают: общий объем реализуе-
мой продукции в действующих оптовых ценах; важнейшие ви-
ды продукции в натуральном выражении; общий фонд зарпла-
ты; общую сумму прибыли; рентабельность (отношение при-
были к сумме основных и нормируемых оборотных средств);
платежи, бюджет и ассигнования из бюджета; общий объем
централизованных капитальных вложений и ввод в действие
основных фондов; задания по внедрению новой техники; объем
поставок предприятию сырья, материалов и оборудования, рас-
пределяемых вышестоящей организацией.
Одним из важных показателей выполнения производствен-
ной программы является качество продукции, поэтому в плане
244
развития народного хозяйства нашей страны особое внимание
уделяется улучшению качества всех видов выпускаемой про-
дукции.
Качество продукции определяют по стандартам, в которых
даны обязательные для всех предприятий типовые нормы ка-
чества, размеры и свойства выпускаемой продукции соответ-
ствующим техническим условиям, показателям сортности, а
также по надежности и долговечности.
Повышение качества продукции имеет большое значение
для народного хозяйства. Оно достигается увеличением тех-
нического уровня производства, внедрением передовой техно-
логии, совершенствованием конструкций изделий, повышением
квалификации рабочих.
От хозяйственных и плановых организаций требуются на-
учное обоснование планирования, гибкость и оперативность
в управлении производством, умение своевременно учитывать
меняющуюся хозяйственную обстановку, маневрировать резер-
вами.
11.2. Рентабельность производства и себестоимость
продукции
Большинство промышленных предприятий являются хоз-
расчетными. Это значит, что все расходы предприятия покры-
вают за счет собственных доходов. Тем самым создается ма-
териальная заинтересованность коллектива в результатах сво-
ей работы.
Предприятие может работать рентабельно, т. е. с прибылью;
если будет систематически выполнять промфинплан, и снижать
себестоимость выпускаемой продукции.
Себестоимость продукции промышленного пред-
приятия есть выраженная в денежной форме сумма затрат на
потребление средств производства, выплачиваемую заработную
плату с начислениями и оплату услуг по изготовлению н реа-
лизации продукции. В себестоимость продукции входит стои-
мость материалов, рабочей силы, транспорта и накладных
расходов.
Стоимость материала, рабочей силы и транспорта называ-
ют прямыми расходами. В состав косвенных
расходов входят цеховые и общезаводские накладные рас-
ходы
Цеховыми накладными расходами называют все расходы
данного цеха, связанные с обслуживанием основного произ-
водства и управлением цеха. К общезаводским накладным
расходам относятся административно-управленческие и обще-
хозяйственные расходы. Накладные расходы влияют на себе-
245
r.ru
стоимость выпускаемой продукции н определяются в процен-
тах от расходов на основную заработную плату производст-
венных рабочих. Чем выше производительность труда н ниже
накладные расходы предприятия, тем дешевле изготовляемая
им продукция, тем больше прибыли получает предприятие.
11.3. Техническое нормирование
В условиях социалистического производства большое зна-
чение имеет учет количества труда, затраченного каждым тру-
дящимся в единицу времени при выполнении той или иной
работы.
Мерой учета производительности труда является норма
времени. С повышением производительности труда при вы-
полнении определенной работы норма времени уменьшается.
Нормы времени устанавливаются на основе научно обосно-
ванных расчетов и анализа целого ряда практических опера-
ций, выполняемых в условиях правильной организации произ-
водства.
Время, затраченное на данную операцию, определяется
секундомером-хронометром (хронометражная норма)
или подсчитывается по определенным формулам (техни-
чески расчетная норма).
Техническая норма времени определяется по формуле Т =
= То + Тв + Тобс + Готд + Тпз. где Т — техническая норма вре-
мени, мин; То — основное технологическое время, мин; 7"в—вспо-
могательное время, мин; Тобс — время технического обслужива-
ния рабочего места, мин; Готд — время перерывов на отдых, мин;
Тпз — подготовительно-заключительное время, мин.
Основное (технологическое) время — это время, в те-
чение которого призводится снятие стружки. Если этот процесс
совершается только станком без непосредственного участия
рабочего, то это время будет машинно-автоматиче-
ским; если же процесс снятия стружки совершается станком
при непосредственном управлении инструментом или перемеще-
нием заготовки рукой рабочего, то это время будет машин-
но-ручным.
При работе на сверлильных станках расчет основного
(технологического) времени (мин) для сверления, рассверли-
вания, зенкерования, развертывания, зенкования и подрезки
торца цековкой или подрезной пластиной рассчитывается по
формуле = (L/SM)» = (/+ Zi)/(Sn), где L — длина пути,
проходимого инструментом в направлении подачи, мм; I —
246
длина обрабатываемой поверхности, мм (для сверления, зенке-
рования, развертывания / — это длина обрабатываемого от-
верстия; для цекования и подрезки торца — это величина
припуска, снимаемого на данном переходе); — величина вре-
зания и перебега инструмента, мм, рассчитываемая исходя
из конструкции режущих элементов инструмента, вида и усло-
вий обработки, эта величина определяется по таблицам; SM —
минутная подача инструмента, мм; п — частота вращения ин-
струмента, об/мин; S — подача инструмента за один оборот,
мм; i — число рабочих ходов.
Вспомогательное время включает затраты на уста-
новку, закрепление, открепление и снятие заготовок; осуществ-
ление рабочего цикла (управление станком); контрольные из-
мерения.
Основная часть вспомогательного времени затрачивается на
установку, закрепление, открепление и снятие заготовки. Эти
затраты времени не зависят от типа и размера станка, а за-
висят от массы заготовок, характера базовых поверхностей,
типа установочно-крепежных приспособлений и от количества
одновременно закрепляемых заготовок. Вспомогательное время
резко сокращается при применении механизированных и авто-
матизированых устройств.
Время технического обслуживания рабоче-
го места затрачивается рабочим на уход за рабочим местом
в процессе данной работы. Сюда входит время на подналадку
и регулировку станка в процессе работы, смену затупившегося
инструмента, удаление стружки со станка в процессе работы,
уборку инструмента.
Время перерывов на отдых может быть принято
лишь в размере, регламентированном условиями производства
и работы на данном станке, причем время перерывов на отдых
вводится в норму времени только в случае физически тяже-
лых или утомительных работ.
Подготовительно-заключительное время
устанавливается на всю партию и в норму штучного времени
не входит. В подготовительно-заключительное время входит
время на ознакомление рабочего с работой и на чтение чер-
тежа, подготовку рабочего места, настройку станка, инстру-
мента и приспособления для обработки заданной партии,
снятие инструмента и приспособлений по окончании обработки
данной партии.
11.4. Заработная плата
Заработная плата в социалистической промышленности —
часть национального дохода, выражающаяся в денежной фор-
247
chipmaker.ru
ме и поступающая непосредственно в распоряжение рабочих
и служащих.
Существует две основные формы заработной платы рабо-
чих: сдельная и повременная. При сдельной оплате
труда сумма заработка рабочего зависит от количества изго-
товленной им продукции. При повременной оплате сумма зара-
ботка определяется временем работы рабочего. Сдельная фор-
ма заработной платы наиболее полно сочетает личные инте-
ресы рабочего с интересами общества и поэтому наиболее
широко применяется в промышленности.
Основой организации сдельной оплаты труда является та-
рифная система, определяющая ставку рабочего 1-го разряда
и тарифные коэффициенты, а также состояние технического
нормирования.
При сдельной оплате труда необходимо правильно опре-
делить квалификацию рабочего, выполняющего ту или иную
работу. Для этого существуют тарифно-квалификационные
справочники, в которых указано, что должен знать рабочий
соответствующей квалификации, что должен самостоятельно
уметь делать рабочий данного разряда и примеры работ,
типичные для данного разряда.
Уровень оплаты труда за час или рабочий день определяют
по тарифным ставкам, они устанавливаются для рабочих,
труд которых по своему качеству соответствует 1-му разряду.
Ставки для остальных разрядов работы определяются умноже-
нием ставки 1-го разряда на соответствующий тарифный коэф-
фициент. Соотношение в оплате труда рабочих, выполняющих
работу различной сложности, определяют по тарифным сеткам.
Для всех машиностроительных заводов введена тарифная
сетка, состоящая из шести разрядов и соответствующих им
тарифных коэффициентов.
12. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА
12.1. Организация рабочего места сверловщика
Рабочим местом называется часть производственной
площадки цеха, где расположены станок, приспособления, инст-
рументы, заготовки и т. д. От правильной организации рабо-
чего места и труда сверловщика зависит его производительность
и качество обрабатываемых изделий.
При правильной организации рабочего места и труда рабоче-
му не приходится непроизводительно затрачивать время на поис-
ки инструмента, приспособлений, заготовок, ходить за нарядами,
технической документацией и т. д.
248
Рациональная организация рабочего места сверловщика
предусматривает обеспечение полной безопасности работы,
установление и поддержание чистоты, порядка и нормальных
условий труда на рабочем месте.
На рабочем месте должны находиться только те инстру-
менты, приспособления и заготовки, которые необходимы для
выполнения данной работы. Все остальные предметы необхо-
димо хранить на стеллажах или в инструментальном шкаф-
чике с полочками и отдельными ячейками.
Инструмент, хранящийся в инструментальной тумбочке,
должен быть разложен по типоразмерам. Мелкий режущий
инструмент следует помещать в верхних ячейках, более круп-
ный и редко применяемый — в нижних. Измерительный инст-
румент нужно хранить отдельно от режущего, выделив для
него специальное место в инструментальной тумбочке. Обти-
рочный материал, щетки, скребки рекомендуется хранить в
отдельном ящике.
Инструменты н приспособления, которыми рабочий пользу-
ется чаще, следует класть ближе, которыми пользуется реже, —
дальше.
Чертежи, операционные карты, рабочие наряды должны
лежать так, чтобы ими было удобно пользоваться.
Мелкие заготовки, обрабатываемые в больших количест-
вах, следует хранить в ящиках, расположенных у станка на
уровне рук рабочего. Готовые детали складываются в отдель-
ный ящик, стоящий также вблизи рабочего места. В инстру-
ментальном шкафчике надо поддерживать строгий порядок.
На рис. 12.1 показано рабочее место сверловщика, ра-
ботающего на вертикально-сверлильном станке, а на
рис. 12.2 — на станке радиально-сверлильном.
Кроме сверлильного станка 1 (см. рис. 12.1) на рабочем
месте расположен приемный столик 2, на котором устанавли-
вается тара 5 с заготовками, подлежащими обработке. Кроме
того, предусмотрены стеллаж 3 для хранения приспособлений,
инструментальная тумбочка 8 для режущего, мерительного и
вспомогательного инструментов, стел л аж-подставка под на-
стольное оборудование 4.
На инструментальной тумбочке установлен планшет 6 для
рабочих чертежей и технологической документации. Вблизи
станка кладется деревянная решетка 7 под ноги, на которой
устанавливается вращающийся подъемный стул.
Рабочее место сверловщика, работающего на радиально-
сверлильном станке (рис. 12.2), организовано аналогично пре-
дыдущему. Помимо радиально-сверлильного станка 1 оно ос-
нащено инструментальным шкафом для хранения инструмента
249
Рис. 12.1. Рабочее место сверловщика, работающего на
вертикально-сверлильных станках
Рис. 12.2. Рабочее место сверловщика, работающего иа радиально-
сверлильиых стайках
250
2, передвижным приемным столиком 4, подставками для кор-
пусных деталей 5, стеллажами для хранения приспособления 3.
деревянной решеткой под ногн сверловщику 6 и планшетом 7
для рабочих чертежей и технологической документации. На
деревянной решетке устанавливается вращающийся стул для
сверловщика.
На рабочем месте сверловщика должны быть обеспечены
рациональное освещение, нормальней температура, влажность,
чистота воздуха и др.
12.2. Безопасность труда рабочих на производстве
В нашем государстве охране здоровья трудящихся уделяет-
ся большое внимание. Все достижения науки и техники в
СССР поставлены на службу трудящимся, подчинены инте-
ресам улучшения условий их труда и быта. На охрану труда
и создание условий для безопасности работы Советское госу-
дарство ежегодно тратит огромные средства.
В результате на промышленных предприятиях (в частности,
в металлообработке) количество несчастных случаев снижается
из года в год.
Металлорежущие станки новейшей конструкции оборудо-
ваны в большинстве случаев всеми необходимыми оградитель-
ными и предохранительными устройствами.
Безопасность труда ставит своей задачей осуществление
мероприятий, направленных на предупреждение несчастных
случаев на производстве, улучшение условий труда рабочих,
а также обучение рабочих безопасным приемам работы.
Причины травматизма иа производстве и борьба с ними.
Несчастные случаи с рабочими в механических цехах могут
произойти по целому ряду причин. Основные из них следую-
щие: неисправность станка, отсутствие ограждений отдельных
механизмов,, неисправность электропроводки, недостаточное
знание рабочим правил безопасности труда, неосторожность
самого рабочего и др.
При работе на сверлильных станках травмы могут быть
получены н вследствие неправильного крепления обрабаты-
ваемых заготовок и режущего инструмента, несоблюдения
элементарных правил удаления стружки, неправильного ноше-
ния спецодежды и головных уборов.
Причиной несчастных случаев очень часто бывает отделяе-
мая при сверлении отверстий, особенно на больших скоростях,
мелкая стружка. Она может повредить глаз, вызвать ожоги
на открытых частях тела.
251
Для предохранения глаз от травмирования стружкой не-
обходимо ставить на пути возможного отлетания стружки
оградительные щитки и надевать защитные очки.
Нельзя выдувать стружку ртом из глухих отверстий и
удалять ее со станка руками. Ее осторожно удаляют спе-
циальными скребками и щетками, намагниченными наконеч-
никами и другими приспособлениями.
Вращающиеся детали станка, вспомогательные и режущие
инструменты, не имеющие ограждений, представляют серьез-
ную опасность для сверловщика, так как могут захватить
одежду, руки и волосы. Для предупреждения несчастных
случаев применяют специальные ограждения, волосы убирают
под .головной убор, рукава спецодежды завязывают.
Для безопасности работы важное значение имеют освеще-
ние, порядок и чистота на рабочем месте. Освещение должно
быть равномерным, не ослепляющим, но достаточным. На ра-
бочем месте необходимо поддерживать чистоту и порядок.
Одной из причин профессиональных заболеваний может быть
загрязненный воздух в цехе. Для удаления из помещения за-
грязненного воздуха и замены его свежим применяют искусствен-
ную вентиляцию и проветривание помещения через фонари и
окна.
Заболевание также может вызвать загрязненная охлаж-
дающая жидкость, поэтому ее нужно тщательно фильтровать
и своевременно менять.
Каждый рабочий должен строго соблюдать следующие ос-
новные правила безопасности труда:
1. Не приступать к работе до получения инструктажа по
безопасности труда.
2. При установке заготовок массой более 20 кг на станке
пользоваться подъемными устройствами или прибегать к по-
мощи подручного рабочего.
3. Надежно закреплять обрабатываемую заготовку и ре-
жущий инструмент.
4. Перед включением электродвигателя выключить все ры-
чаги управления станка и установить их в нерабочее поло-
жение.
5. Во время работы не оставлять станок без надзора.
6. При установке и снятии обрабатываемой заготовки, при
смене режущего инструмента, чистке и смазке станка, при
удалении стружки, а также в конце смены останавливать
станок.
7. Прн обработке отверстий в металлических заготовках,
дающих мелкую стружку, обязательно одевать защитные очки.
8. Во время работы на станке не носить свободной одежды,
252
рукава должны быть завязаны у кисти, волосы убраны под
головной убор.
9. Не удалять стружку со станка руками, а пользоваться
специальными приспособлениями, магнитом и т. д.
10. Соблюдать чистоту и порядок на рабочем месте.
11. Обо всех неисправностях станка, приспособлений и ин-
струмента сообщать мастеру.
Рабочий, поступающий на завод, обязательно проходит
инструктаж по безопасности труда в отделе охраны труда.
Каждый рабочий должен строго выполнять правила внут-
реннего распорядка, утвержденные для данного предприятия.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Д ы к о в А. Т., Ясинский Г. И. Прогрессивный режущий
инструмент в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1972.
Локтев С. Е. Станки с программным управлением и промыш-
ленные роботы. — М.: Машиностроение, 1986.
Панов Ф. С., Травин А. И. Работа иа стайках с числовым
программным управлением. — Л.: Лениздат, 1984.
Серебреиицкий П. П. Пособие для станочников. — Л.:
Лениздат, 1978.
Шашков Е. В., С м и р н о в В. К. Работы на фрезерно-рас-
точных станках. — М.: Высшая школа, 1986.
К ПРИЛОЖЕНИЕ
Диаметры спиральных сверл под метрическую резьбу (ГОСТ 19257— 73)
Номиналь- ный диаметр Диаметр сверл, мм
резьбы, мм Шаг резьбы, мм
крупный 0,2 0, 5 0,35 0,5 0,75 1 1,25 1.5 2 3 4
1 0,75 0,80 — — — — — — — — — —
1,1 0,85 •0,90 — — —. — — — — — —- —
1.2 0,95 1,00 — — — — — — — — — —
1,4 1,10 1,20 — — — — —- — — — — —
1,6 1,25 1,40 — — — — — — — — — —
1,8 1,45 1,60 — — — — — — — — — —
2 1,60 — 1,75 — — —— —— — — — —
2,2 1,75 —е 1.95 — — — — — — — — —
2,5 2,05 е — 2,15 — — -— — — — — —
3 2,50 —е — 2,65 — -— — — — — —. —
3,5 2,90 —- 3,15 — — -— — — — — —
4 3,30 — — — 3,50 —- — — —- — — —
4,5 3,75 • — — 4,00 — — — — — — —
5 4,20 . — — 4,50 — — — — — — —
5,5 — — — -— 5,00 — — — — — — —
6 5,00 — — 5,50 5,25 — — — — — —
7 6,00 — — 6,50 6,25 — —- — — — —
8 6,80 ' — — 7,50 7,25 7,00 — — — — —
9 7,80 — — 8,50 8,25 8,00 —- — — — —
10 8,50 —г — — 9,50 9,25 9,00 8,80 — — —
И 9,50 — — 10,50 10,25 10,00 .—- — — — —
12 10,20 — — 11,50 11,25 11,00 10,80 10,50 — — —
14 12,00 —. 13,50 13,25 13,00 12,80 12,50 — — —
15 — — — .— — — 14,00 — 13,50 — — —
16 14,00 — — — 15,50 15,25 15,00 — 14,50 — — —
17 — — — — — 16,00 — 15,50 — .— —
18 15,50 — — — 17,50 17,25 17,00 — 16,50 16,00 — —
20 17,50 — — -— 19,50 19,25 19,00 — 18,50 18,00 — —
22 19,50 — -— 21,50 21,95 21,00 — 20,50 20,00 — —.
24 21,00 — —. — 23,25 23,00 — 22,50 22,00 — —
25 — —- — — — — 24,00 — 23,50 23,00 — —
26 — — — -— — -— — — 24,50 — — —
27 24,00 — — — 26,25 26,00 — 25,50 25,00 — —
28 -— — — -— — 27,00 — 26.50 26,00 — —
30 26,50 — — — 29,25 29,00 — 28,50 28,00 27,00 -—
32 — — — -— — -— — — 30,50 30,00 -— —
33 29,50 — — — 32,25 32,00 — 31,50 31,00 30,00 —
35 -— — — —. —- — — 33,50 — — —
36 32,00 — — — — — 35,00 — 34,50 34,00 33,00 —
38 •— — -— — — — — 36,50 л— — —
39 35,00 — — — — — 38,00 — 37,50 37,00 36,00 —
40 — — — — -— — .— — 38,50 38,00 37,00 —
42 37,50 — — — — 41,00 —. 40,50 40,00 39,00 38,00
45 40,50 — — — — — 44,00 — 43,50 43,00 42,00 41,00
48 43,00 1 * — — — 47,00 — 46,50 46,00 45,00 44.00
50 -—• — — — -— -— — .— 48,50 48,00 47,00 —
52 47,00 — —, — — — 51,00 — 50.50 50,00 49,00 48,00
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.................................................. 3
Введение .................................................... 4
1. Общие сведения о производстве............................. 6
2. Основные сведения о материалах........................... 18
3. Общие понятия о технологическом процессе................. 38
. 4. Основные понятия о процессе и режимах резаиия при свер-
лении ................................................... 54
5. Инструменты и приспособления............................. 62
6. Контрольно-измерительные инструменты.....................124
7. Сверлильные станки.......................................132
8. Электрооборудование сверлильных станков..................162
9. Работа иа сверлильных стайках............................169
10. Механизация и автоматизация работ, выполняемых на свер-
лильных стайках ...........................................204
11. Основные сведения об экономике производства.............243
12. Организация рабочего места и безопасность труда .... 248
Рекомендуемая литература....................................253
Приложение..................................................254
Учебное издание
ИЛЬЯ ЗАХАРОВИЧ ВИННИКОВ
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
И РАБОТА НА НИХ
Заведующий редакцией Г. П. Стадниченко
Редактор Е. Б. Коноплева
Младшие редакторы А. С. Шахбанова, А. Л. Сидоров
Художественный редактор Т. В. Пашина
Технический редактор Т. А. Новикова
Корректор Г. А. Чечеткина
ИБ № 7238
Изд. № М-331. Сдано в набор 23.03.87. Подл, в печать 04.09.87. Формат
84X108*/зг. Бум. кн.-журн. Гарнитура литературная. Печать высокая.
Объем 13,44 усл. печ. л. 13,86 усл. кр.-отт. 14,47 уч.-изд. л. Тираж 40 000 экз.
Зак. № 232. Цена 40 коп.
Издательство «Высшая школа», 101430, Москва. ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14.
Ярославский полиграфкомбинат Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
150014, Ярославль, ул. Свободы, 97.