Современное машиностроение выдвигает все более жесткие требования к качеству изготовляемых деталей. Данную технологическую задачу возможно выполнить исключительно путем повышения требований к точности металлообрабатывающих станков с их постоянным контролем. Эти тезисы относятся в полной мере к современным сверлильным станкам. Поддержание заданной точности оборудования позволяет обеспечить высокий уровень качества обработки деталей (в данном случае сверлением), увеличить технологические возможности, облегчить условия работы, снизить себестоимость готовой продукции и качественно изменить показатели производительности труда на предприятии в сторону их значительного увеличения.

Виды и принципы работы сверлильных станков

Основной задачей для модернизации машиностроительного оборудования всегда являлась многофункциональность. Современные сверлильные станки по металлу при оснащении их дополнительным оборудованием и инструментами могут справиться не только со сверлением и рассверливанием отверстий. Спектр производимых ими операций достаточно широк. Он представляет собой: зенкерование, зенкование, развертывание, нарезание резьбы (метчиком), растачивание отверстий (резцом), выглаживание (роликовыми или шариковыми оправками).

При выборе того или иного вида сверлильного станка главным из параметров считается размер отверстий (максимального условного диаметра). К весомым относятся технологические показатели перемещения шпинделя (его вылета, максимального хода), а также скорость работы станка.

Все они подразделяются на следующие виды по направлению самого сверления:

• горизонтально-сверлильный – служит для получения отверстий разной глубины (возможно пятикратное и более превышение диаметра) при сверлении в горизонтальном положении;
• радиально-сверлильный – принцип его работы заключается в совмещении осей шпинделя с заготовкой, при этом шпиндель перемещается на траверсе в радиальном направлении по отношению к заготовке, которая при этом закрепляется неподвижно;
• вертикально-сверлильный – принцип функционирования здесь заключается во вращении самого шпинделя с жестко зафиксированным в нем инструментом (сама подача осуществляется в вертикальном направлении). Заготовка располагается на рабочем столе, а совмещение осей вращения шпинделя и заготовки осуществляется за счет ее перемещения.

Общие показатели, которые характеризуют собой точность станков, регламентируются ГОСТ 8-82. Именно по этому ГОСТ анализируется следующий ряд показателей:

• база (на которой устанавливается рабочий инструмент и заготовка);
• траектория перемещения рабочего органа, которая подает заготовку к самому режущему инструменту;
• расположение осей вращения и направление перемещений рабочих органов, которые непосредственно осуществляют подачу заготовки и инструмента;
• установочные и двигательные перемещения рабочих органов;
• координатные перемещения (другой термин — позиционирование) этих органов, подающих обрабатываемую заготовку к режущему инструменту (сверлу).

Скачать ГОСТ 8-82

Особенности процесса сверления и проверки точности сверлильного оборудования

Особенности геометрии инструмента резания (в данном случае сверла), а также более сложные условия работы выделяют процесс резания при сверлении среди аналогичных процессов обработки металлов резанием, таких как фрезерование, точение или строгание. Особенностью здесь служит тот факт, что само сверло не однолезвийное (по сравнению с резцом). Данный режущий инструмент — многолезвийный, в процессе его работы участвуют два главных лезвия, два лезвия вспомогательных (располагаются на направляющих ленточках самого сверла) и лезвие перемычки.

Технологические особенности процесса сверления требуют специфической проверки точности сверлильного станка. Эту процедуру регламентирует ГОСТ 370-93 и включает в себя исследование точности с учетом следующих нюансов:

• общие требования – по ГОСТ 8-82;
• геометрические параметры — по ГОСТ 22267-76 регламентируются способы и схемы измерений;
• устанавливают подвижные органы в среднее положение и закрепляют их;
• изучают радиальное биение поверхности центрирующего отверстия;
• измеряют радиальное биение самого конуса шпинделя. Здесь рассматриваются такие виды биения:
  • внутреннее биение;
  • наружное биение;
• изучают осевое биение самого шпинделя;
• исследуют торцевое биение рабочей поверхности поворотного стола;
• проводят исследование перпендикулярности рабочей поверхности стола относительно оси вращения шпинделя;
• проверяют перпендикулярность траектории перемещения самого шпинделя к поверхности стола;
• для накладных столов проводят проверку вне стола.

Скачать ГОСТ 22267-76

Скачать ГОСТ 370-93

Следует обратить внимание на тот факт, что, по взаимному согласию с изготовителем, потребитель имеет право выбирать только те виды проверок функционирования (соответствие ГОСТ показателей биения и перпендикулярности), которые интересуют его в большей степени и соответствуют его технологическим требованиям. Этот момент в обязательном порядке фиксируется документально при оформлении заказа на изготовление станка.

Исследование соответствия нормам точности ГОСТ производится для всех вновь выпускаемых станков на заводе-изготовителе.

Проверка сверлильных станков после проведения ремонта

Абсолютно ясно, что те станки, которые прошли капитальный или текущий ремонт, должны быть в обязательном порядке подвергнуты проверке на их соответствие нормам точности согласно ГОСТ.

Так, после окончания проведения ремонта, станки проходят в первую очередь внешний осмотр, затем проверяются на точность и жесткость. Окончательным является этап проведения испытания работы, как на холостом ходу, так и под рабочей нагрузкой.

Эти мероприятия проводят в ремонтно-механическом цеху на специализированных стендах в несколько этапов:

1. Внешний осмотр;
2. Испытание в ненагруженном режиме (на холостом ходу) – здесь механизмы главного движения проверяются последовательно на всех значениях оборотов шпинделя (контролируя биение). Станок работает на верхних граничных показателях скорости от полутора до двух часов, до момента, когда для всех элементов установится рабочая температура.

Теперь изучается температурный режим, который должен соответствовать следующим основным показателям:

• подшипники: ˂ 70°С (скольжения)
• ˂ 80°С (качения);
• масло: ˂ 60°С;
• механизмы подач: ˂ 50°С.

Далее внимательно изучают системы охлаждения и смазки. На протяжении всего периода проведения испытания характер функционирования станка должен быть плавным, не иметь толчков, биения, шума и вибрации. В этом отношении работа считается удовлетворительной в случае, если шум, производимый в ненагруженном состоянии (при холостом ходе), практически не различим на удалении более пяти метров от источника шума.

При проведении комплексной проверки сверлильного станка изучают также его паспортные данные, предоставленные заводом –изготовителем. Диапазон допустимых отклонений полученных результатов от паспортных значений составляет 5%.

Испытание под нагрузкой – этот этап дает возможность определить как качество его работы, так и технологическую мощность. Данное исследование целесообразно проводить в таких условиях, которые были бы максимально приближены к производственным (допускают даже кратковременные перегрузки до 25% от мощности номинальной).

Под такой нагрузкой проверка станка продолжается некоторое время, но не менее, чем 0,5 часа.

Испытание на точность и жесткость – выполняется контрольным мастером с обязательным присутствием на испытаниях сотрудников ремонтно-механического цеха, которые непосредственно производили ремонт. Этот контроль включает в себя исследование геометрической точности и жесткости (согласно ГОСТ) самого станка, а также образцов деталей, которые на нем обработаны.

В случае, когда процесс испытания сверлильного станка после капитального или текущего ремонта выявил недочеты и дефекты, то их перечень заносят в специальную технологическую ведомость дефектов с последующей передачей бригаде ремонтников для устранения неполадок.

После завершения всех видов проверок станок нужно обезжирить, тщательным образом прогрунтовать и покрасить. Затем он передается для дальнейшей эксплуатации в цех. При этом обязательно необходимо составить соответствующий акт.

Описанные выше столь скрупулезные методы проверок сверлильных станков необходимы для обеспечения их бесперебойной и качественной, согласно всем требованиям ГОСТ, работы на протяжении всего срока службы.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОНЦЫ ШПИНДЕЛЕЙ
СВЕРЛИЛЬНЫХ, РАСТОЧНЫХ
И ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ

РАЗМЕРЫ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Республика Беларусь	Белстандарт
Республика Кыргызстан	Кыргызстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикстандарт
Туркменистан	Туркменглавгосинспекция
	Госстандарт Украины

3 Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 297-88 в части размеров концов шпинделей с конусом 7:24 и размеров шпонок, используемых в их конструкциях

4. Размеры, заключенные в скобки, - для станков, спроектированных до 01.01.94.

Таблица 1

Размеры, мм

		D 1 не менее
						пред. откл.
Метрический

Примечания:

1. Размеры D, d, d 1 , l 1 , l 2 , g , h - по ГОСТ 25557 .

3. Форма и размеры отверстия d 1 для станков с механизированным креплением инструмента не регламентируются.

Исполнение 3

Таблица 2

Размеры, мм

Исполнение 4

Исполнение 5

Исполнение 6

Исполнение 7

Исполнение 8

* Для станков с ручной сменой инструмента допускается принимать предельное отклонение положения основной плоскости относительно ее теоретического положения равным ±0,4 мм.

1 - шпонка; 2 - винт по ГОСТ 11738 ; 3 - штифт по ГОСТ 3128

Таблица 3

Размеры, мм

Исполнение

Значения размеров для конуса конца шпинделя

не менее

3-й ряд (поле допуска h5)

D 2 (поле допуска Js12)

d 1 , не менее

d 2 (поле допуска H12)

L, не менее

l 2 , не менее

С , не менее

m , не менее

n , не более

E/2, не менее

(поле допуска М6)

Шпонка (поз. 1) (поле допуска h5)

r, не более

(пред. откл. ±0,2)

M6 - 6g × 16.56.05

М8 - 6g × 20.56.05

М10 - 6g × 30.56.05 M12 - 6g × 25.56.05

М16 - 6g × 35.56.05 (M12 - 6g × 45.56.05

М16 - 6g × 55.56.05 (M12 - 6g × 45.56.05

М20 - 6g × 45.56.05

М20 - 6g × 65.56.05 (М20 - 6g × 60.56.05

M6 - 6g × 25.56.05

М8 - 6g × 25.56.05

М10 - 6g × 35.56.05 M12 - 6g × 30.56.05

Примечания:

1. 1-й ряд размера D 1 - для концов шпинделей со шпонками (поз. 1), выполненными задело со шпинделем, или с привертными шпонками, имеющими максимальную длину, уменьшенную по сравнению с указанной в табл. 4 и определяемую размером D 1 .

2-й ряд размера D 1 - для концов шпинделей с привертными шпонками, размеры которых соответствуют указанным в табл. 4.

3-й ряд размера D 1 - для концов шпинделей с привертными шпонками и возможностью закрепления инструмента с базированием по наружному диаметру шпинделя.

2. Для станков с автоматической сменой инструмента размеры d 1 , d 2 и L, а также резьбовые отверстия d 3 не регламентируются.

3. Допускается увеличение длины винта и размера l до значений, определяемых расчетом.

4. Для концов шпинделей с размерами D 1 по 1-му ряду значения размеров D 2 и f не регламентируются.

5. Допускается изготовление концов шпинделей исполнения 5 без стопорных, штифтов (поз. 3) и с резьбовыми отверстиями d 3 в торце шпинделя.

6. Значения размеров a, a 1 d 4 , l 1 являются рекомендуемыми.

7. Допускается применение винтов (поз. 2) по ГОСТ 11738 с механическими свойствами, соответствующими классу прочности 6.8 по ГОСТ 1759.4 , с покрытием 06 по ГОСТ 1759.0 .

8. Допускается исполнять концы шпинделей станков с ручной сменой инструмента с резьбой по наружной поверхности для крепления инструмента.

Пример условного обозначения конца шпинделя исполнения 1 с конусом Морзе 1:

То же, исполнение 1 с метрическим конусом 80:

То же, исполнение 5 с конусом 30:

5. Шпонки (поз. 1), используемые в конструкциях концов шпинделей исполнений 4 - 8, должны изготавливаться следующих исполнений:

1 - для концов шпинделей исполнений 4 и 6;

2 - для концов шпинделей исполнения 5;

3 - для концов шпинделей исполнений 7 и 8.

Конструкция и размеры шпонок должны соответствовать указанным на черт. 4 и в табл. 4.

Таблица 4

Размеры, мм

Обозначение конуса конца шпинделя

b (поле допуска h5)

l, не более

l 2 (пред. откл. ±0,1)

с , не более

Исполнения 1 и 3

Исполнение 2

Исполнения 1 и 3

Исполнение 2

Исполнения 1 и 3

Исполнение 2

пред. откл. -0,2

Примечания:

1. Значения размеров d 2 , h 3 , l 3 являются рекомендуемыми.

2. В технически обоснованных случаях допускается увеличивать размер l в пределах габарита, определяемого значениями D 1 по табл. 3.

Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 для конца шпинделя с конусом 30:

6. Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий - по Н14, валов - по h14, прочих - .

7. Степень точности изготовления конусов шпинделей должна соответствовать указанной в табл. 5.

Таблица 5

Степень точности конуса шпинделя

ГОСТ 9953 , а также конуса шпинделя по ГОСТ 25557 должны соответствовать ГОСТ 2848 . Допуски угла и формы конуса шпинделя по ГОСТ 15945 должны соответствовать ГОСТ 19860 . 9. Поверхностная твердость концов шпинделей с конусами 30 и 40 и конусами Морзе 0...4 не должна быть ниже 55 HRC э, для остальных концов шпинделей 58 ... 64 HRC э (кроме резьбы). 10. Твердость шпонок - 30 ... 40 HRC э. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Сверлильный настольный станок ВСН выпускался предприятием Касимовский механический завод №8 .

ВСН станок сверлильный настольный. Назначение и область применения

Станок предназначен для сверления отверстий и нарезания резьбы в мелких деталях из чугуна, стали, цветных сплавов и неметаллических материалов в условиях промышленных предприятий, ремонтных мастерских и бытовых мастерских.

Основные параметры сверлильного станка ВСН:

• Максимальный диаметр сверления: Ø16 мм
• Наибольшая глубина сверления: 100 мм
• Наибольшая высота обрабатываемой детали: 400 мм
• Мощность электродвигателя: 0,75 кВт
• Масса станка: 60 кг

Шпиндель станка ВСН получает 3 скорости вращения от трехступенчатых шкивов привода, что обеспечивает выбор скоростей резания - 450, 1200, 1800 об/мин.

Конец шпинделя - наружный конус морзе КМ2, обозначение В18 по ГОСТ 9953 (Конусы инструментальные укороченные) - конус укороченный: D = 17,780 мм, длина конуса 37,0 мм.

Укороченному конусу В18 соответствует сверлильный трехкулачковый патрон 16-го типоразмера по ГОСТ 8522 (Патроны сверлильные трехкулачковые) с диапазоном зажима от 3 до 16 мм.

Пример условного обозначения сверлильного 3-х кулачкового патрона, типоразмера 16, с присоединительным конусным отверстием В18:

Патрон 16-В18 ГОСТ 8522-79

Конус Морзе инструментальный укороченный

Конус инструментальный - Конус Морзе - одно из самых широко применяемых креплений инструмента. Был предложен Стивеном А. Морзе приблизительно в 1864 году.

Конус Морзе подразделяется на восемь размеров, от КМ0 до КМ7 (на английском: MT0-MT7, на немецком: MK0-MK7). Конусность от 1:19,002 до 1:20,047 (угол конуса от 2°51’26" до 3°00’52", уклон конуса от 1°25’43" до 1°30’26") в зависимости от типоразмера.

Стандарты на конус Морзе: ГОСТ 25557 (Конусы инструментальные. Основные размеры), ISO 296, DIN 228. В российском стандарте конус КМ7 к применению не рекомендован, вместо него применяется несовместимый метрический конус № 80. Конусы, изготовленные по дюймовым и метрическим стандартам, взаимозаменяемы во всём, кроме резьбы хвостовика.

Для многих применений длина конуса Морзе оказалась избыточной. Поэтому был введён стандарт на девять типоразмеров укороченных конусов Морзе (B7, B10, B12, B16, B18, B22, B24, B32, B45), эти размеры получены удалением более толстой части конуса. Цифра в обозначении короткого конуса - диаметр толстой части конуса в мм.

Российский стандарт на укороченные конуса ГОСТ 9953-82 (Конусы инструментов укороченные).

1. B7 - конус Морзе - КМ0 , D = 7,067 мм;
2. B10 - конус Морзе - КМ1 , D = 10,004 мм;
3. B12 - конус Морзе - КМ1 , D = 12,065 мм;
4. B16 - конус Морзе - КМ2 , D = 15,733 мм;
5. B18 - конус Морзе - КМ2 , D = 17,780 мм;
6. B22 - конус Морзе - КМ3 , D = 21,793 мм;
7. B24 - конус Морзе - КМ3 , D = 23,825 мм;
8. B32 - конус Морзе - КМ4 , D = 31,267 мм;
9. B45 - конус Морзе - КМ5 , D = 44,399 мм.

Где D - диаметр конуса в основной плоскости.

Простота конструкции обеспечивает легкость управления, надежность и долговечность станков.

Отсчет глубины сверления производится по плоской шкале или упору.

Оригинальная конструкция натяжения ременной передачи позволяет быстро менять положение ремня на шкивах для получения нужной скорости резания.

Станки ВСН позволяют выполнять следующие операции:

• сверление
• зенкерование
• развертывание
• рассверливание
• нарезание резьб

Фото сверлильного станка ВСН

Расположение составных частей сверлильного станка ВСН

Спецификация составных частей сверлильного станка ВСН

1. Станина литая чугунная
2. Колонка (стойка)
3. Шпиндельная бабка с подъемным и зажимным устройствами
4. Шпиндель
5. Механизм подачи и возврата шпинделя
6. Электродвигатель
7. Ограждение шкивов
8. Защитный экран

Общая компоновка и особенности настольно-сверлильного станка ВСН

Станина станка

Станина является одновременно столом станка, на котором устанавливаются и закрепляются тиски машинные для закрепления заготовок.

Колонка

Колонка - цилиндрическая стойка с внешней цилиндрической резьбой, на которой смонтирована шпиндельная бабка. Шпиндельная бабка поднимается и опускается по колонке с помощью гайки на которую опирается. После установки шпиндельной бабки на нужную высоту бабка зажимается на колонке.

Шпиндельная бабка

Основу шпиндельной бабки составляет чугунный корпус. В корпусе смонтированы:

• Шпиндельный узел
• Механизм подъема бабки
• Механизм зажима бабки
• Механизм натяжения ремня
• Местное освещение станка

Сзади к бабке прикреплен электродвигатель.

Механизм подъема бабки предназначен для перемещения бабки шпинделя по колонке.

Колонка прикреплена к плите кронштейном. В кронштейне колонка зажата двумя болтами. В случае необходимости поворота колонки вокруг своей оси, болты освобождаются, колонка совместно с бабкой поворачивается в требуемое положение, после чего болты зажимаются.

Шпиндельный узел настольно-сверлильного станка ВСН

Шпиндель сверлильного станка - это многоступенчатый вал, изготовленный из качественной стали. Шпиндель - деталь дорогая и трудная в изготовлении

Нижний конец шпинделя - наружный конус морзе КМ2, обозначение В18 по ГОСТ 9953 (Конусы инструментальные укороченные) - конус укороченный: D = 17,780 мм, длина конуса 37,0 мм.

Верхний конец шпинделя - шлицевой вал на котором насажен приемный шкив ременного привода от которого получает вращение.

Опоры шпинделей - подшипники качения, воспринимают радиальную и осевую нагрузку от сил резания. Особо точно и надежно выполняют переднюю опору шпинделя, так как она воспринимает основную долю нагрузки и передает непосредственно на обрабатываемую деталь все погрешности своего монтажа. В качестве передней опоры шпинделей сверлильных станков часто применяют радиально-упорные шариковые подшипники, воспринимающие радиальную и осевую нагрузку, Этот подшипник имеет большую работоспособность, жесткость, высокую быстроходность.

Шпиндель смонтирован в стальной гильзе - пиноли. Пиноль перемещается вертикально на 100 мм внутри шпиндельной бабки вместе с вращающимся шпинделем.

Перемещение (подача) пиноли - ручная; осуществляется вращением штурвала на оси которого шестерня.

Привод станка ВСН

Электродвигатель, посредством подмоторной плиты, прикреплен к бабке шпинделя. На оси электродвигателя находится ступенчатый шкив, который соединяется со шкивом шпинделя клиновым ремнем.

Местное освещение станка ВСН

Станок укомплектован аппаратурой для местного освещения. В связи с тем, что настольно-сверлильный станок, модели ВСН чаще всего устанавливается на верстаках или столах, поэтому арматуру (кронштейн) и аппарат (трансформатор) местного освещения, при монтаже станка, требуется прикреплять вблизи станка, а если станок устанавливается у стены - то к последней.

Электрооборудование и электрическая схема сверлильного станка ВСН

Электрическая схема сверлильного станка ВСН

Технические характеристики станка ВСН

Наименование параметра	2М112	ВСН
Основные параметры станка
Наибольший диаметр сверления, мм	12	12; 16
Наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола	0..400	0..400
Расстояние от оси вертикального шпинделя до направляющих стойки (вылет), мм	190
Рабочий стол
Ширина рабочей поверхности стола, мм	250	250 х 250
Число Т-образных пазов Размеры Т-образных пазов	3	1
Шпиндель
Наибольшее перемещение шпиндельной головки, мм
Ход гильзы шпинделя, мм	100	100
Частота вращения шпинделя, об/мин	450, 800, 1400, 2500, 4500	450, 1200, 1800
Количество скоростей шпинделя	5	2; 3
Конус шпинделя	Морзе В18	Морзе В16
Привод
Рабочее напряжение, В	~380	~380
Электродвигатель привода главного движения, кВт	0,55	0,37; 0,55; 0,75
Габарит и масса станка
Габариты станка (длина ширина высота), мм	795 х 370 х 950	290 х 580 х 630
Масса станка, кг	120	60

Лак ЭП-730

Предназначен для защиты алюминиевых, стальных или неметаллических поверхностей изделий, работающих в условиях повышенной влажности, температуры, воздействия растворов щелочи, спирто-бензиновой смеси, эксплуатируемых внутри помещений или в атмосферных условиях различных климатических районах. Также используется для приготовления щелочеустойчивых эмалей и для получения пленок с удельным объемным сопротивлением не менее 5*1012 Ом/м.

Внешний вид ЭП-730

Представляет собой двухупаковочный материал на основе раствора эпоксидной смолы и отвердителя аминного типа. Выпускается в светло-желтом цвете.

При нанесении лак ЭП-730 образует твердое покрытие, обладающее высокими антикоррозийными свойствами, износостойкостью, устойчивостью к воздействию микроорганизмов и химических веществ.

Способ применения ЭП-730

очистить поверхность. Перед применением, отвердитель необходимо смешать с основой в соотношении, указанном в документе о качестве, и тщательно перемешать в течение 10 минут. Выдержать смесь не менее 1 часа при температуре 20С. Если требуется, разбавить до рабочей вязкости смесью , ацетона и в соотношении 4:3:3, или . Жизнеспособность готовой смеси - 48 часов. Нанести при температуре не менее +10С и влажности воздуха не выше 80%, в 3 слоя, кистью, наливом, окунанием или пневматическим распылением. Расход на однослойное покрытие - 80-120 г/м2. Время высыхания при температуре 150С - не более 1 часа. В результате образуется однородная глянцевая пленка. Допускается хранение лака при температуре от -30 до +30 градусов.