Свердлильний верстат: пристрій, принцип роботи, застосування
Свердлильний верстат – це пристрій, що служить для формування отворів в деталях з різних матеріалів. Технічні можливості сучасних верстатів даної категорії дозволяють використовувати їх не тільки для створення отворів, діаметр яких доходить до 100 мм, але і для виконання цілого переліку інших технологічних операцій.
Для будь-якого роду діяльності можна вибрати відповідний свердлильний верстат, будь то домашня майстерня, автосервіс або виробничий цех
Застосування, конструкція та принцип дії свердлувальних верстатів
Свердлильні верстати дозволяють створювати в деталях з різних матеріалів наскрізні або глухі отвори. Виконуються ці технологічні операції за допомогою такого ріжучого інструменту, як свердло, за рахунок якого і забезпечується зняття стружки з оброблюваного матеріалу.
Більшість апаратів даного типу складають промислові свердлильні верстати. Кількість моделей для побутового використання, відрізняються значно меншою функціональністю в порівнянні з професійними пристроями, незначно. Між тим саме на прикладі простої конструкції побутових моделей найзручніше знайомитися з принципом роботи свердлильного верстата і його базовими елементами.
Малогабаритний побутовий свердлильний верстат
Побутова модель – це, як правило, настільний свердлильний верстат, який відрізняється компактними габаритами і встановлюється на поверхні верстата або на будь-якому іншому підвищенні, яке забезпечує зручність його використання. У переважній більшості випадків це вертикально-свердлильний верстат, пристрій якого є найбільш типовим для обладнання подібного призначення.
Базовими елементами свердлильного верстата, використовуваного як в домашніх, так і в побутових умовах, виступають:
- шпиндельна бабка, в якій монтується робочий патрон, службовець для фіксації ріжучого інструменту;
- свердлильна головка, конструкція якої включає в себе шпиндельную бабцю, електричний привідний двигун і ремінну передачу;
- несуча стійка-колона, на якій монтується свердлильна головка обладнання;
- масивна опорна плита, виготовлена методом лиття із сталі або чавуну (вона виконує дві функції: служить надійною підставою для верстата і використовується для закріплення вертикальної стійки обладнання).
Основні вузли свердлильного верстата
Технологічні операції, для яких призначений вертикальний свердлильний верстат, виконуються за рахунок двох рухів шпинделя: основного і допоміжного. Перший рух – це обертання шпиндельного вузла, а друге – його переміщення у вертикальному напрямку. Свою назву вертикально-свердлильний верстат як раз і отримав за те, що його шпиндель робить рух подачі у вертикальному напрямку. За виконання такого руху відповідає спеціальна ручка-штурвал, розташована на бічній частині корпусу апарату.
Елементи конструкції побутового свердлильного обладнання та їх взаємодія
Шпиндельний вузол як виробничого, так і побутового свердлильного верстата приводиться в дію за допомогою електродвигуна, повідомляє крутний момент валу пасової передачі. Свердлильні верстати, призначені для побутового використання, оснащуються електродвигунами, потужність яких становить 250-1000 Вт.
Асинхронний двигун настільного свердлильного верстата Sturm BD7037 потужністю 370 Вт
На багатьох моделях побутових верстатів свердлильної групи швидкість обертання ріжучого інструменту можна регулювати, що забезпечується за рахунок використання в їх конструкції валів пасової передачі різного діаметра. Принцип регулювання швидкості обертання шпинделя на таких верстатах досить простий: при вимкненому приводному електродвигуні ремінь просто перекидається в канавку тієї частини шківа, яка має інший діаметр. За таким принципом швидкість обертання шпинделя можна регулювати в діапазоні 450-3000 об/хв.
Вузол пасової передачі верстата Proma PTB-16B230
На верстатах для побутового використання зазвичай встановлюються свердлильні патрони, ідентичні затискним пристроїв ручних електродрилів. Такі патрони з 3 самоцентрирующимися кулачками розраховані на фіксацію свердел, діаметр яких сягає 12 мм. Для роботи з цим патроном необхідний спеціальний ключ, за допомогою якого здійснюється затискач або ослаблення фіксуючих кулачків.
При виборі верстата зверніть увагу на мінімальний діаметр затискається в патроні свердла – кулачки деяких моделей не можуть фіксувати свердла калібром менше 3 мм
Технічні можливості свердлильних верстатів побутового призначення дозволяють обробляти деталі, висота яких знаходиться в інтервалі 200-900 мм Даний параметр залежить від того, на яку висоту свердлильна головка може підніматися на стійці обладнання. Принцип переміщення свердлильної головки по колоні верстата у різних моделей може варіюватися. На найпростіших і легких пристроях робоча головка переміщається на необхідну висоту вручну, а на більш великому і важкому обладнанні для цього передбачена спеціальна рукоятка-штурвал, яка з’єднана з приводним механізмом.
Для фіксації свердлильної головки в необхідному положенні і для її установки на необхідній висоті перед початком обробки використовується спеціальна рукоятка. Регулювати і фіксувати положення робочої головки перед початком свердління необхідно тому, що величина вильоту патрона з шпиндельного вузла досить невелика і складає в залежності від моделі агрегату 50-400 мм
Органи налаштування глибини свердління верстата НС12А: 1 – гайка покажчика; 2 – виступ покажчика; 3 – штурвал; 4 – хомут; 5 – фіксуючий гвинт; 6 – гільза шпинделя
Важливим параметром, за яким оцінюють будь-свердлильний верстат, є виліт свердла. Цей параметр, який у різних моделей побутових верстатів може знаходитися в інтервалі 100-200 мм, характеризує відстань від осі обертання ріжучого інструменту до осі стійки-колони (від нього залежить те, на якій відстані від краю деталі можна просвердлити отвір).
Основною вимогою до плити-основи свердлильного верстата, яка повинна забезпечувати стійке положення на будь-якій горизонтальній поверхні, є її масивність і габарити, достатні для того, щоб врівноважувати масу інших конструктивних елементів обладнання.
Призначення верхній частині такої плити – служити робочим столом, тому її роблять максимально рівною з кількома пазами. Центральний з цих пазів використовується при свердлінні наскрізних отворів і необхідний для того, щоб у процесі виконання такої технологічної операції уникнути пошкоджень свердла і поверхні робочого столу. Інші пази на поверхні робочого столу потрібні для закріплення різних затискних пристосувань.
Основа верстата PROHHON-TBM-220 має прорізи для закріплення лещат
Вертикальне переміщення свердла, закріпленої в патроні, здійснюється за рахунок важільного механізму, що приводиться в дію спеціальною рукояткою. Така рукоятка, розташована на бічній поверхні корпуса верстата, спеціально подпружинивается, що забезпечує автоматичне повернення в початковий стан після того, як вплив на неї припиняється.
Електродвигун на побутових моделях живиться переважно від електричної мережі з напругою 220 В. Він запускається і зупиняється за допомогою кнопкової станції. На окремих моделях побутових свердлильних верстатів, технічні можливості яких дозволяють нарізати внутрішню різьбу, передбачений реверсивний запуск електродвигуна.
Додаткові пристрої для побутових свердлильних верстатів
Настільно-свердлильний верстат, призначений для використання вдома, може оснащуватися додатковими пристроями, які значно підвищують його функціональність і ергономічність.
Верстат «Калібр СС-13» з додатковим підйомним робочим столом
Перерахуємо такі пристрої.
- Робочий стіл, який закріплений на стійці консольно, що дозволяє виконувати різні дії: піднімати і опускати його вручну (у найпростіших моделях верстатів); використовувати для зміни висоти розташування спеціальну рукоятку, з’єднану з рейковим механізмом; фіксувати на необхідній висоті. Окремі моделі свердлильних верстатів для будинку можуть бути оснащені робочим столом, який може не тільки переміщатися у вертикальному напрямку, але і повертатися відносно вертикальної осі.
- Механізм, що забезпечує регулювання глибини свердління, діє за наступним принципом: кінчик свердла, закріпленої в патроні обладнання, опускають до мітки на бічній поверхні деталі, відповідної необхідної глибині свердління. Після цього закручують затяжний важіль регулятора глибини, обмежуючи тим самим хід ріжучого інструменту.
- Захисний екран, який представляє собою відкидається огорожа із прозорого пластику, що забезпечує захист оператора верстата від летить стружки і не допускає потрапляння в зону обробки частин одягу і довгого волосся.
Швидкозйомний затискач свердлильного верстата BOSCH PBD 40
Свердлильні апарати для використання в виробничих умовах
Досить глянути на креслення або фото виробничих свердлильних верстатів, щоб зрозуміти, що вони являють собою значно більш складні пристрої, ніж побутові моделі. Велика частина моделей таких верстатів – це універсальне устаткування, що дозволяє виконувати не тільки свердління по металу та інших матеріалів, але і ряд інших технологічних операцій.
Многошпиндельный свердлильний верстат GILLARDON RF 25
До виробничим свердлувальним верстатів відносяться пристрої наступних категорій.
Верстати настільного типу
Такі верстати відрізняються невеликими розмірами і незначною вагою. Їх застосовують для свердління отворів, які мають невеликий діаметр.
Вертикально-свердлильні (колонні) верстати
Ці верстати використовують для оснащення дрібносерійних і одиничних виробництв. З їх допомогою можна одержувати заготовки з металу отвори, діаметр яких знаходиться в інтервалі 18-75 мм
Радіально-свердлильні апарати
Дане обладнання використовується для обробки масивних деталей з металу або заготовок, у яких необхідно сформувати отвори з центрами, розташованими по дузі окружності. Пристрій свердлильного верстата цієї категорії характеризує досить великий виліт шпиндельного вузла, величина якого може доходити до 1300-2000 мм.
Координатно-свердлильні пристрої
Використання таких верстатів актуально в тих випадках, коли пред’являються високі вимоги до точності розташування декількох отворів в деталі.
Горизонтально-свердлильні апарати
На цих пристроях обробляють отвори, що відрізняються значною глибиною (вали, осі, штоки та ін).
Центровальные верстати
Таке обладнання використовується для формування центрових отворів, розташованих на торцях оброблюваних деталей.
Багатошпиндельні верстати
На агрегатах, оснащених декількома шпиндельними головками, може одночасно виконуватися обробка безлічі отворів, розташованих у вертикальній, горизонтальній і похилій площинах.
Комбіновані верстати
На пристроях свердлильно-фрезерної, свердлильно-токарної, свердлильно-долбежной і ряду інших категорій можуть одночасно виконуватися різні технологічні операції.
Універсальний свердлильно-фрезерний верстат Stalex-LM1450-2
Найбільш поширеними вважаються верстати вертикально — і горизонтально-свердлильної групи. Багато сучасні моделі свердлильних верстатів оснащують системами числового програмного керування, що дозволяє серйозно підвищити продуктивність такого обладнання і забезпечити високу точність обробки. Верстати з такою системою управління використовують переважно для оснащення серійних і крупносерійних виробничих підприємств.
Серед спеціального свердлильного обладнання слід згадати магнітні верстати, які застосовуються для отримання отворів в великогабаритних деталях. Такі пристрої, оснащені спеціальним магнітним підставою розміщуються безпосередньо на поверхні оброблюваної деталі і надійно утримуються на ній за рахунок потужного магнітного поля. Великою перевагою верстатів даної категорії є те, що їх можна розташовувати в будь-якому просторовому положенні.
Унікальна конструкція магнітних верстатів надає можливість обробляти метал там, де це неможливо зробити звичайним обладнанням
Незважаючи на те, що будь-який верстат свердлильної групи можна використовувати для отримання отворів в заготовках з різних матеріалів, для деревообробних та меблевих фабрик створюються особливі моделі, які можуть оснащуватися одним або кількома шпинделями, в тому числі і робочими головками поворотного типу. За допомогою такого обладнання можна не тільки робити отвори в деталях з деревини, але і створювати гнізда, пази, видаляти сучки.
Використання на меблевих фабриках сучасного свердлильно-присадочного обладнання, що володіє великою універсальністю та функціональністю, дозволяє оперативно виготовляти з його допомогою меблеві конструкції навіть за найбільш складним кресленнями.
Можливості і пристрій промислового свердлильного обладнання
Сверлильное обладнання, призначене для промислового використання, влаштовано набагато складніше, ніж побутові моделі. Це помітно, як було сказано вище, навіть по фото таких агрегатів. Подача різального інструменту на цьому обладнанні може виконуватися не тільки вручну, але і в автоматичному режимі. Практично на будь-якому з таких верстатів передбачена можливість регулювання швидкості обертання шпиндельного вузла і величини подачі, за що відповідають коробка швидкостей і коробка подач відповідно.
Настільні свердлильні верстати професійного класу відрізняються від побутових моделей високоточними комплектуючими, починаючи від опорних підшипників і закінчуючи патроном
Оскільки такі верстати використовуються більш інтенсивно і для вирішення відповідальних завдань, їх кінематична схема відрізняється більш складним і надійним виконанням. У багатьох з сучасних моделей даних апаратів передбачена опція автоматичного реверсування напрямку подачі і обертання ріжучого інструменту в той момент, коли він досягає необхідної глибини обробки.
Шпиндельний вузол більшості моделей такого обладнання оснащений механізмом автоматичного підведення поверхні оброблюваної деталі. Практично обов’язковою опцією для цих верстатів є автоматична подача охолоджуючої рідини в зону обробки в той момент, коли така обробка починається.
Конструкція свердлильної голови промислового верстата
Останнім часом промислові підприємства активно оснащуються свердлильними верстатами, роботою яких керує система ЧПУ. Перевагою використання такого устаткування є те, що в них автоматизовані основні і допоміжні технологічні операції, що дозволяє значно підвищити їх продуктивність у порівнянні з моделями, керованих вручну.
Промислові верстати свердлильної групи, як вже говорилося вище, здатні виконувати різні технологічні операції:
- розгортання отворів;
- обробку отворів з використанням зенкера;
- зняття фасок в верхній частини отворів, формування циліндричних і конічних заглиблень – зенкування;
- обробка отворів за допомогою цековки;
- нарізування внутрішньої різьби;
- обробка отворів за допомогою різця – розточування;
- фінішна обробка отворів за допомогою кулькових або роликових інструментів – вигладжування;
- обробка деталей за допомогою фрезерного інструменту (формування пазів та ін).
Зінкові поглиблення на промисловому верстаті
Правила роботи на свердлильному верстаті
Робота на свердлильному обладнанні може бути пов’язана з ризиком травмування оператора, якщо при цьому не додержуються вимоги безпеки. Зокрема, ризик для здоров’я і навіть життя оператора, що працює на свердлильному агрегаті, можуть представляти:
- елементи верстата, які в процесі виконання обробки обертаються і переміщаються лінійно;
- струмопровідні елементи;
- оброблювані деталі і інструмент, які при недостатньо надійної фіксації можуть вилітати із зони обробки.
Найважливішою вимогою щодо безпеки роботи на свердлильному обладнанні є використання технічно справних і перевірених пристосувань і інструментів (і тільки за їх прямим призначенням).
Велике значення для справної роботи верстата і отримання з його допомогою якісних отворів має ріжучий інструмент. Він повинен бути добре і правильно заточений, а також вибрано в відповідності з матеріалом деталі, в якій необхідно просвердлити отвори. В процесі обробки різальний інструмент інтенсивно нагрівається, що може призвести до його швидкого зносу і виходу з ладу. Щоб мінімізувати ризик, в процесі обробки необхідно виконувати охолодження інструменту за допомогою спеціальної рідини або звичайної води.
Деякі особливості має процес свердління отворів, глибина яких більше 5 діаметрів використовуваного інструменту. У процесі формування таких отворів інструмент слід періодично виймати і звільняти незакінчена отвір від скопилася стружки, яка може призвести до заклинювання свердла.
В цілому техніка роботи на свердлильному обладнання та правила його регулярного профілактичного обслуговування не викликають великих труднощів, навчитися їм можна досить швидко. При дотриманні цих правил обладнання прослужить вам довго, і ви зможете ефективно використовувати його для одержання точних і якісних отворів.
