Урок технологии на тему: «Устройство сверлильного станка»

Назначение сверлильного станка

Сверлильный прибор свою основную функцию выполняет, удаляя стружку режущим инструментом – сверлом.

Сверлильный станок способен формировать два типа отверстий, процесс изготовления отличается:

1. Через. Подходит по всей толщине заготовки. При работе с таким отверстием нужно вовремя уменьшать подачу на сверло, чтобы поддерживать его в рабочем состоянии.
2. Глухой. Имеет некоторую глубину. Некоторые станки оснащены автоматическим отключением подачи шпинделя при заданных параметрах. При отсутствии такой функции можно использовать специальный патрон или сделать метку на сверле, что, естественно, имеет меньший уровень точности в работе.

В основном сверлильные станки выпускаются для промышленного производства, поэтому большинство этих устройств являются промышленными станками. Есть и модели меньшего размера для домашнего использования — в них меньше функций. Однако все виды станков имеют общие основные элементы и работают по одному принципу.

Бытовые станки

Бытовая машина представляет собой небольшой сверлильный агрегат, обычно стационарный. Устройство можно установить на любую возвышенную ровную поверхность, что делает работу с ним удобной. Самый популярный вариант – вертикально-сверлильный станок.

Основными элементами вертикального аппарата являются:

1. Станина, или плоская нижняя плита, является основой для всей машины и одновременно опорой для крепления вертикальной стойки. Обычно изготавливается из стали или чугуна;
2. Колонна штатива удерживает буровую головку;
3. Буровая головка включает в себя верхнюю часть, электродвигатель и редуктор;
4. В передней бабке установлен патрон, фиксирующий сверло.

В состав вертикально-буровой установки также входят: редуктор, пульт управления, предохранительный оргстекло, стол, рычаги переключения передач, рычаг управления резьбой, маховик подачи шпинделя, электрошкаф.

Перемещения шпинделя определяют перечень задач, с которыми может справиться агрегат вертикального типа. Основным движением является вращение шпиндельного элемента. При вспомогательном движении шпиндель перемещается вертикально. Из-за этого устройство называется вертикальным сверлением: шпиндель перемещается вверх-вниз с помощью рулевой рукоятки сбоку.

Особенности бытового сверлильного устройства

Шпиндель любой дрели, как бытовой, так и промышленной, приводится в действие электродвигателем. Он передает крутящий момент на вал ременной передачи. Бытовая техника достигает мощности 1000 Вт.

Ременный приводной вал дает, помимо прочего, возможность регулирования скорости вращения дрели. Процесс управления частотой вращения шпинделя выглядит следующим образом: при выключенном двигателе ремень перебрасывается в канавку другого диаметра. Таким образом, скорость вращения может варьироваться от 450 до 3000 об/мин.

Приборы в основном оснащены сверлильными патронами, идентичными зажимам ручных электродрелей. Эти патроны имеют три самоцентрирующихся кулачка и подходят для крепления режущих инструментов диаметром от 3 до 12 мм. С помощью специального инструмента можно зажать или ослабить гребни до нужного состояния.

В зависимости от характеристик сверлильной головки, а именно высоты, на которую она может подниматься на станине станка, сверлильное оборудование может работать с деталями высотой от 200 до 900 мм. Самые простые станки позволяют перемещать головку вручную, а большие и тяжелые станки обычно снабжены маховиком, упрощающим процесс настройки.

Для установки и фиксации сверлильной головки на нужной высоте предусмотрена специальная ручка. Перед началом работы важно поставить головку в нужное положение, так как патрон может вылететь из бабки только на небольшое расстояние. Эта величина варьируется на разном оборудовании и достигает 400 мм.

Вылет сверла, то есть расстояние от оси вращения сверла до оси стойки оборудования, является важным моментом при оценке агрегата. Эта характеристика у разных моделей варьируется от 100 до 200 мм и показывает, насколько близко к краю детали можно сделать отверстие.

Опорная плита бурового станка обеспечивает устойчивость бурового оборудования, поэтому должна иметь большую массу и объем. Это позволяет сохранить всю конструкцию устройства в равновесии. Кроме того, верхняя часть плиты служит рабочим столом. Она выполнена идеально ровной и предусматривает несколько дорожек. Все дорожки предназначены для крепления различных клипс. А центральный паз необходим в случае выполнения сквозных отверстий, чтобы не повредить режущий инструмент или поверхность стола.

Патрон и закрепленная в нем дрель перемещаются вертикально с помощью рукоятки. Он расположен сбоку устройства и имеет специальный механизм, основанный на пружинном принципе. Благодаря ему ручка автоматически возвращается в исходное положение после выполнения необходимых задач.

Электродвигатель на бытовых дрелях питается от сети 220 В и управляется кнопками. Исключительными моделями с возможностью реверсивного пуска являются виды устройств с функцией формирования внутренней резьбы.

Дополнительное оснащение бытовых устройств

Стационарная дрель для домашнего использования может быть оснащена дополнительными специальными механизмами:

1. К подставке стационарной бытовой машины можно прикрепить письменный стол. Перемещается вертикально, устанавливается на нужную высоту. Некоторые виды устройств могут быть оснащены специальным столом, который может не только перемещаться вверх и вниз, но и менять свое положение относительно вертикальной оси под углом.
2. Имеется дополнительный механизм контроля глубины сверления. Сверло опускается до отметки на боковой части детали, указывающей на нужную глубину сверления. Ход сверления ограничивается на этой отметке с помощью специального рычага.
3. Для безопасности специалиста, работающего с буровым оборудованием, устройство снабжено защитным экраном. Прозрачная пластиковая крышка откидывается и служит защитой от летящих стружек.

Возможности и устройство промышленного сверлильного оборудования

Буровое оборудование, предназначенное для промышленного применения, значительно сложнее бытовых моделей. Это заметно, как было сказано выше, даже на изображении таких устройств. Подача режущего инструмента на данном оборудовании может осуществляться не только вручную, но и в автоматическом режиме. Практически на любом из этих станков можно регулировать скорость вращения шпиндельного узла и величину подачи, за что соответственно отвечает редуктор и коробка подач.

Настольные дрели профессионального уровня отличаются от бытовых моделей высокоточными комплектующими, от опорных подшипников до патронов

Поскольку такие машины используются более интенсивно и для решения ответственных задач, их кинематическая схема более сложная и надежная. Во многих современных моделях этих устройств имеется возможность автоматического изменения направления подачи и направления вращения режущего инструмента в момент достижения им необходимой глубины обработки.

Шпиндельный узел большинства моделей такого оборудования оснащен механизмом автоматического подвода к поверхности заготовки. Практически обязательной опцией для этих машин является автоматическая подача СОЖ в зону обработки в момент начала такой обработки.

Конструкция буровой головки промышленного станка

В последнее время промышленные предприятия активно оснащаются сверлильными станками, работа которых управляется системой ЧПУ. Преимущество использования такого оборудования в том, что оно автоматизирует основные и вспомогательные технологические операции, что позволяет значительно увеличить производительность по сравнению с моделями с ручным управлением.

Промышленные станки из буровой группы, как было сказано выше, способны выполнять различные технологические операции:

• аварийное отверстие;
• обработка отверстия с помощью зенковки;
• снятие фаски в верхней части отверстий, формирование цилиндрических и конических углублений — зенкерование;
• обработать отверстия зенкером;
• нарезание внутренней резьбы;
• обработка отверстий фрезой – растачивание;
• доводка отверстий шариковыми или роликовыми инструментами – выравнивание;
• обработка деталей с помощью фрезерного инструмента (формирование пазов и др.).

Зенковка углубления на промышленном станке

Сверлильные станки для производства

Появление промышленного бурового оборудования уже говорит об их сложности по сравнению с машинами для домашнего использования. В основном такие приспособления используются для выполнения ряда различных задач: пробивка отверстий, зенкерование и зенкерование, формирование внутренней резьбы, зенкерование, сверление, заглаживание и выполнение канавок.

В зависимости от возможностей и назначения станков различают несколько типов станков для производства.

1. Стационарные агрегаты. Оборудование также относится к вертикально-буровому типу. Эти машины имеют компактные размеры и малый вес. Лучше всего подходит для изготовления отверстий небольшого диаметра.
2. Вертикальные буровые установки. Шпиндель стоит вертикально, сверло надежно закреплено, заготовка двигается. Этот тип незаменим при мелкосерийном производстве, так как используется для проделывания отверстий диаметром до 75 мм. Вертикально-сверлильные станки делятся по размерам и диаметру отверстий на легкие — диаметром от 3 до 12 мм, средние — от 18 до 50 мм и тяжелые — до 7,5 см.
3. Радиально-сверлильные устройства. Заготовка прочно фиксируется, шпиндель может перемещаться по поверхности. В месте образования отверстия шпиндель может двигаться по любой траектории. Устройство смело можно назвать универсальным благодаря возможности выполнять широкий круг задач. Чаще всего это приспособление используется для работы с крупными деталями, в том числе металлическими. Станок этой категории отличается от других типов большим вылетом шпиндельного узла – до 2000 миллиметров. К недостаткам радиально-сверлильного оборудования можно отнести большие габариты и вес.
4. Координатно-сверлильные станки. Оборудование способно обрабатывать детали с высокой точностью. Поэтому его используют в работе со сложными деталями и задачами. Под координатно-сверлильным станком часто подразумевают оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Эта система повышает производительность и помогает добиться максимальной точности выполнения процессов. Оборудование с ЧПУ незаменимо для серьезной компании с серийным производством.
5. Горизонтальные буровые установки. Этот тип сверлильного станка используется для выполнения глубоких отверстий и обработки длинных деталей. Отличительной чертой агрегата является удлиненная станина, на которой заготовка устанавливается горизонтально.
6. Центральные машины. Такие приспособления образуют центральные отверстия на концах детали. Часто такие станки снабжены дополнительным приспособлением для снятия части детали перед процессом центровки.
7. Многошпиндельные агрегаты. Оборудование имеет колоссальную производительность: в станке работает одновременно несколько шпинделей. При этом детали могут находиться в любой плоскости, в том числе и в наклонной. Многошпиндельные станки являются незаменимым и практичным оборудованием, когда необходимо сделать несколько отверстий за раз или нарезать резьбу при наличии большого количества плоскостей.
8. Комбинированные машины. Многофункциональные устройства могут выполнять несколько различных операций одновременно. К таким станкам относятся сверлильно-фрезерные, сверлильно-фрезерные, сверлильно-долбежные, сверлильно-сверлильные группы и сверлильные станки.
9. Магнитные машины. Такое оборудование выполняет задачи по проделыванию отверстий в крупных и очень крупных деталях. С помощью уникальной магнитной основы они размещаются на поверхности детали и прочно фиксируются за счет сильного магнитного притяжения. Важной особенностью и преимуществом таких станков является возможность их размещения в любом месте и положении — там, где другое оборудование не в состоянии обработать деталь.

Широкий выбор моделей сверлильных станков позволяет делать отверстия в деталях из самых разных материалов. Однако для обработки древесины разработаны специальные виды бурового оборудования. Деревообрабатывающие предприятия могут использовать такие приспособления по прямому назначению – для формирования отверстий, а также для удаления шероховатостей, сучков и создания канавок.

Для работы с самыми сложными конструкциями и чертежами мебельные фабрики используют сверлильные и сварочные станки. Они отличаются высоким уровнем универсальности и функциональности.

Устройство и назначение промышленных сверлильных станков

Как уже было сказано, буровое оборудование в промышленных масштабах имеет более сложное устройство. Режущий инструмент на этих станках может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. На промышленном оборудовании редуктор позволяет регулировать скорость вращения шпиндельного узла и коробки подач соответственно величине подачи.

Схема передачи движения от электродвигателя к рабочим органам устройства также сложнее, чем в бытовых установках. Современные сверлильные устройства обычно оснащены автоматическим реверсированием направления подачи и вращением сверла при достижении им нужной глубины отверстия.

Причем в таком оборудовании для промышленных предприятий предусмотрен специальный механизм, который автоматически выводит шпиндельный узел на поверхность изделия. Неотъемлемой функцией бурового устройства является автоматическая подача СОЖ к месту обработки в процессе работы.

Сегодня в промышленном производстве крупных компаний появляется все больше станков с системой числового программного управления (ЧПУ). Это неудивительно, так как система автоматизирует все возможные процессы, основные и дополнительные. В результате производительность конкретного оборудования и всего предприятия в целом значительно возрастает.

Читайте также: Жестяная труба — производство своими руками в 3 шага

Элементы конструкции бытового сверлильного оборудования и их взаимодействие

Шпиндельный узел как промышленных, так и бытовых дрелей приводится в движение электродвигателем, который передает крутящий момент на вал ременной передачи. Сверлильные станки бытового назначения оснащаются электродвигателями мощностью 250–1000 Вт.

370 Вт Sturm BD7037 Настольная дрель Асинхронный двигатель

На многих моделях бытовых станков из сверлильной группы можно регулировать скорость вращения режущего инструмента, что обеспечивается применением в их конструкции валов ременной передачи разного диаметра. Принцип регулирования скорости вращения шпинделя на таких станках достаточно прост: при выключении приводного двигателя ремень просто перебрасывается в паз той части шкива, которая имеет другой диаметр. По этому принципу скорость шпинделя можно регулировать в пределах 450-3000 об/мин.

Ременный привод Proma PTB-16B230

В станках для домашнего использования обычно используются сверлильные патроны, идентичные патронам на ручных электрических дрелях. Такие патроны с 3-мя самоцентрирующимися кулачками предназначены для крепления сверл диаметром до 12 мм. Для работы с этим патроном необходим специальный ключ, которым зажимаются или разжимаются запирающие губки.

При выборе станка обратите внимание на минимальный диаметр зажимаемого в патроне сверла — гребенки некоторых моделей не могут зафиксировать сверла калибром менее 3 мм

Технические характеристики отечественных сверлильных станков позволяют обрабатывать детали, высота которых находится в пределах 200–900 мм. Этот параметр зависит от того, насколько высоко можно поднять буровую головку на станине оборудования. Принцип перемещения бурильной головки по колонне станка может различаться у разных моделей. На самых простых и легких агрегатах рабочая головка перемещается на нужную высоту вручную, а на более крупной и тяжелой технике для этого предусмотрена специальная рукоятка-руль, соединенная с приводным механизмом.

С помощью специальной рукоятки сверлильную головку фиксируют в нужном положении и устанавливают на нужной высоте перед началом обработки. Перед началом сверления необходимо отрегулировать и зафиксировать положение рабочей головки, так как величина вылета патрона из шпиндельного узла достаточно мала и составляет 50-400 мм в зависимости от модели узла.

Органы установки глубины сверления станка НС12А: 1 — индикаторная гайка; 2 — стрелочный выступ; 3 — руль; 4 — хомут; 5 — винт крепления; 6 — втулка шпинделя

Важным параметром, по которому оценивается любой сверлильный станок, является вылет сверла. Этот параметр, который у разных моделей бытовой техники может находиться в пределах 100–200 мм, характеризует расстояние от оси вращения режущего инструмента до оси стойки-колонны (определяет, на каком расстоянии от края части можно просверлить отверстие).

Основным требованием к днищу сверлильного станка, которое должно обеспечивать его устойчивое положение на любой горизонтальной поверхности, является его массивность и размеры, достаточные для уравновешивания массы других конструктивных элементов оборудования.

Назначение верхней части такой плиты — служить столом, поэтому ее делают максимально гладкой с несколькими канавками. Центральная из этих канавок используется при сверлении сквозных отверстий и необходима для исключения повреждения сверла и поверхности стола при такой технологической операции. Оставшиеся пазы на поверхности стола необходимы для крепления различных прижимных приспособлений.

Основание станка PROHHON-TBM-220 имеет пазы для крепления тисков

Вертикальное перемещение сверла, закрепленного в патроне, осуществляется рычажным механизмом, приводимым в движение специальной рукояткой. Такая ручка, расположенная на боковой поверхности корпуса машины, специально подпружинена, что обеспечивает ее автоматический возврат в исходное состояние после прекращения воздействия на нее.

Электродвигатель на бытовых моделях в основном питается от электрической сети напряжением 220 В. Запускается и останавливается с помощью кнопочной станции. На некоторых моделях бытовых дрелей, технические возможности которых позволяют нарезать внутреннюю резьбу, предусмотрен реверсивный пуск электродвигателя.

Развертывание

Развёртывание – одна из важных операций, которая часто имеет место при работе с буровым оборудованием. Предполагает окончательную отделку отверстия. Для раздачи используется специальный инструмент под названием развертка. Для обработки отверстий диаметром до 300 миллиметров обычно используют обычные развертки.

18.

Дрель должна использоваться только с разрешение учителя.

Выключите машину, нажав красную кнопку цвета.

Не кладите на него инструменты или посторонние предметы машинная табличка.

Движущиеся части машины должны быть закреплены.

Перед работой необходимо проверить надежность крепления патрон в шпинделе, сверло в патроне, детали в тисках.

Подготовка сверлильного станка к работе и чистка щепа может производиться только после ее остановки.

Затормозить вращающийся патрон руками невозможно. На не нажимайте сильно на рукоятку подачи при сверлении сверлить.

Ось вращения сверла должна быть строгой перпендикулярно плоскости заготовки.

Правила работы на сверлильном оборудовании

Работа с таким оборудованием всегда сопряжена с определенным риском причинения вреда здоровью. Небезопасными для жизни и здоровья специалиста, работающего с буровым устройством, могут быть вращающиеся и подвижные части устройства, токопроводящие элементы, недостаточно закрепленные инструменты и изделия.

Однако возможных проблем можно избежать, соблюдая несколько важных и простых правил.

1. Самое главное работать только с технически исправным оборудованием и по прямому назначению.
2. Дрель обеспечивает правильную работу сверлильного станка и желаемый результат по результатам работы. Важно использовать заточенный и правильно приспособленный к материалу режущий инструмент.
3. Во время работы режущий элемент быстро нагревается. Чтобы обезопасить себя от риска для здоровья и оборудование от выхода из строя, необходимо вовремя охлаждать инструмент специальной охлаждающей жидкостью или обычной водой.
4. Важным моментом является обеспечение работы станка при сверлении отверстий глубиной более пяти диаметров инструмента. В этом случае в процессе сверления иногда приходится снимать инструмент и очищать незавершенное отверстие от стружки.

Требования по профилактике оборудования и технике безопасности при работе с ним не так уж сложны. При ответственном подходе к работе со сверлильными станками результат будет точным и качественным.

20.

Во время работы

1. Не используйте изношенные биты конусный вал.

2. Подавайте сверло к детали равномерно, без усилий и рывком, и только после станочного шпинделя набрать полную скорость.

3. Перед сверлением металлической заготовки необходимо пробить центры отверстий. Деревья на буровой площадке сделать дырки шилом.

4.  Когда сверло выходит из материала заготовки, уменьшите подачу.

5. При сверлении больших деревянных заготовок (детали) положить лом на стол под деталь доски или кусок фанеры.

Сверлильные аппараты для использования в производственных условиях

Достаточно взглянуть на чертежи или фото промышленных сверлильных станков, чтобы понять, что они представляют собой гораздо более сложные устройства, чем бытовые модели. Большинство моделей таких станков являются универсальным оборудованием, позволяющим выполнять не только сверление в металле и других материалах, но и ряд других технологических операций.

Многошпиндельный сверлильный станок GILLARDON RF 25

К серийным буровым станкам относятся агрегаты следующих категорий.

Машины настольного типа

Эти машины имеют небольшие размеры и малый вес. Они используются для сверления отверстий небольшого диаметра.

Вертикально-сверлильные станки (колонна

Эти машины используются для оснащения небольших и отдельных производств. С их помощью можно делать отверстия в металлических заготовках, диаметр которых находится в пределах 18–75 мм.

Радиально-сверлильные станки

Данное оборудование применяется для обработки цельнометаллических деталей или заготовок, где необходимо сформировать отверстия с центрами, расположенными по дуге окружности. Устройство сверлильного станка этой категории характеризуется довольно большим вылетом шпиндельного узла, величина которого может доходить до 1300–2000 мм.

Координация буровых установок

Использование таких станков актуально в тех случаях, когда к точности размещения нескольких отверстий в детали предъявляются высокие требования.

Горизонтально-сверлильные станки

Этими агрегатами обрабатывают отверстия, имеющие значительную глубину (валы, валы, стержни и т д.).

Центральные машины

Такое оборудование используется для формирования центровых отверстий, расположенных на торцах заготовок.

Многошпиндельные станки

На агрегатах, оснащенных несколькими шпиндельными головками, можно одновременно обрабатывать множество отверстий, расположенных в вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскостях.

Комбинированные машины

На агрегатах для сверлильно-фрезерных, сверлильно-токарных, сверлильно-долбежных и ряда других категорий одновременно могут выполняться различные технологические операции.

Универсальный сверлильно-фрезерный станок Stalex-LM1450-2

Наиболее распространены вертикально- и горизонтально-сверлильные станки. Многие современные модели сверлильных станков оснащены системами числового программного управления, что позволяет серьезно повысить производительность такого оборудования и обеспечить высокую точность обработки. Станки с такой системой управления в основном используются для оснащения серийных и крупных производственных предприятий.

Среди специального сверлильного оборудования следует упомянуть магнитные станки, которые используются для проделывания отверстий в крупногабаритных деталях. Такие устройства, оснащенные специальным магнитным основанием, располагаются непосредственно на поверхности заготовки и надежно удерживаются на ней за счет сильного магнитного поля. Большим преимуществом машин этой категории является то, что их можно разместить в любом пространственном положении.

Уникальная конструкция магнитных станков дает возможность обрабатывать металл там, где это невозможно сделать на обычном оборудовании

Несмотря на то, что любой станок сверлильной группы может использоваться для изготовления отверстий в заготовках из различных материалов, для деревообрабатывающих и мебельных фабрик изготавливаются специальные модели, которые могут быть оснащены одним или несколькими шпинделями, в том числе вращающимися рабочими головками. С помощью такого оборудования можно не только делать отверстия в деревянных деталях, но и делать гнезда, пазы и удалять сучки.

Использование на мебельных фабриках современного сверлильно-сварочного оборудования, обладающего большой универсальностью и функциональностью, позволяет быстро изготавливать с его помощью мебельные конструкции даже по самым сложным чертежам.

12.

а) спираль, б) центр,

в) винт, г) ложка.

Дополнительные устройства для бытовых сверлильных станков

Стационарный сверлильный станок, предназначенный для домашнего использования, может быть оснащен дополнительными устройствами, значительно повышающими функциональность и эргономичность.

Станок «Калибр СС-13» с дополнительным подъемным рабочим столом

Перечислим такие устройства.

• Стол, закрепленный на выходе стеллажа, позволяет выполнять с ним различные действия: поднимать и опускать вручную (в простейших моделях станков); используйте специальную ручку, соединенную с реечным механизмом, для изменения высоты расположения; фиксируется на нужной высоте. Отдельные модели дрелей для дома могут быть оснащены столом, способным не только двигаться в вертикальном направлении, но и вращаться вокруг вертикальной оси.
• Механизм регулировки глубины сверления работает по следующему принципу: острие сверла, закрепленного в патроне оборудования, опускается до отметки на боковой поверхности детали, соответствующей необходимой глубине сверления. После этого затягивается натяжной рычаг регулятора глубины, ограничивая тем самым ход режущего инструмента.
• Защитный экран, представляющий собой складную защиту из прозрачного пластика, обеспечивает защиту оператора станка от летящих стружек и не пропускает в зону обработки части одежды и длинные волосы.

Быстрозажимной сверлильный станок BOSCH PBD 40

21.

6. Во избежание травм при использовании машины:

а) не наклоняйте голову рядом с дрелью;

б) не работать в перчатках;

в) не ставить посторонние предметы на раму машины;

г) не смазывайте и не охлаждайте сверло . Для охлаждения сверла нужно используйте специальную щетку;

д) не тормозите патрон или сверло руками;

д) не отходить от машины, не выключив ее.

7. При прекращении подачи электрического тока немедленно выключите двигатель.

8. Перед остановкой станка отведите сверло от заготовки, затем выключите двигатель.

После окончания работы и остановки вращения дрели удалить стружку.