Что такое шпиндель сверлильного станка?

Устройство сверлильного станка

Устройство сверлильного станка лучше рассматривать на примере компактных моделей, предназначенных для использования в бытовых условиях. Такие агрегаты могут применяться дома или в гараже. Для комфортной работы достаточно установить станок на любом возвышении, например, на обычном столе.

Наиболее популярным видом бытовых сверлильных станков являются вертикально-сверлильные агрегаты со стандартным для такого оборудования устройством.

Фотография № 1: сверлильный станок Euroboor ECO-TUBE.30

Сверлильные станки: применение, конструкция, механизм действия

Сверлильные станки для производства отверстий в бытовых и промышленных условиях имеют одинаковое назначение. Они применяются для создания отверстий в заготовках из древесины, бетона, металла и т.д. Роль режущего инструмента выполняет сверло, которое аккуратно снимает стружку с детали.

Для создания отверстий в заготовках конструкция сверлильного агрегата должна включать в себя плиту-основание. На эту плиту монтируются все остальные элементы. Устройство вертикально-сверлильного станка предусматривает наличие сверлильного блока. Блок устанавливается на опорную стойку, которая фиксирует обрабатывающую часть и производит ее смещение.

Если вы хотите купить сверлильный станок, нужно принять во внимание такие особенности, как:

  • тип сверлильного патрона;
  • максимальный размер сверла;
  • размеры рабочего стола;
  • мощность двигателя;
  • количество скоростей.

Очень важно понять принцип действия такого оборудования. Передача вращательного движения к шпинделю производится с помощью механизма скоростей. Чтобы начать сверление, режущий инструмент требуется опустить, направив его к обрабатываемой детали. Положение сверлильного блока на вертикальной штанге можно изменять.

Элементы конструкции бытового сверлильного станка и их взаимодействие

Устройство настольного сверлильного станка бытового типа включает в себя несколько элементов, взаимодействующих между собой:

  • Опорная плита, выполняющая роль основания агрегата. На эту плиту крепится вертикальная стойка. Опорная плита обычно отливается из чугуна или стали.
  • Вертикальная стойка, выполненная в виде колонны. К стойке прикрепляется сверлильная головка.
  • Сверлильная головка, конструкция которой предусматривает наличие шпиндельной бабки, электродвигателя и ременной передачи.
  • Шпиндельная бабка, к которой прикрепляется патрон, используемый для установки и фиксации режущего инструмента.

Запуск электродвигателя, являющегося частью сверлильной головки, приводит к вращению шпинделя. Максимальная мощность бытовых моделей сверлильных агрегатов — тысяча ватт. Выбор скорости вращения шпинделя производится при выключенном двигателе методом перекидывания ремня в нужную канавку шкива. В зависимости от модели станка, сверлильная головка может перемещаться на необходимую высоту вручную или с помощью рукоятки, соединенной с приводом. Перемещение режущего инструмента, закрепленного в патроне, производится за счет рычажного механизма.

Схема сверлильного станка

Схема сверлильного станка поможет лучше разобраться с его устройством. На представленной схеме отмечены все элементы конструкции бытового станка вертикально-сверлильного типа: электродвигатель, рукоятка, шпиндель, трубопровод, стол, станина, насос.

Фото №2: схема бытового сверлильного станка

Дополнительное оборудование для сверлильных станков бытового назначения

В комплектацию сверлильных станков, имеющих бытовое назначение, может быть включено дополнительное оборудование. Некоторые модели станков оснащаются рабочим столом, крепящимся к стойке, который можно вручную поднимать и опускать. Другой вид дополнительного оборудования — механизм, с помощью которого можно регулировать глубину сверления. Для этого кончик режущего инструмента опускают до отметки, соответствующей желаемой глубине отверстия, а затяжной рычаг регулирующего механизма закручивают, ограничивая возможность движения сверла.

Защитный экран — еще одна разновидность дополнительных устройств, которыми оборудуются станки для сверления. Такие экраны защищают пользователя от летящей во время работы стружки.

Сверлильные станки для использования в производственных условиях

Сверлильные аппараты, используемые в производственных условиях, являются сложными станками, способными не только сверлить отверстия, но и выполнять ряд других операций. Существует несколько разновидностей таких агрегатов, но наиболее распространенными из них являются сверлильные станки вертикального и горизонтального типа.

Вертикально-сверлильные станки выполняют сверление отверстий диаметром до 75 миллиметров. Они применяются для работы с небольшими деталями и заготовками в цехах, выпускающих мелкосерийную продукцию, а также для штучного производства. Горизонтально-сверлильные агрегаты предназначены для глубокого сверления. Зачастую на производстве применяются специализированные станки. Одним из самых востребованных видов являются магнитные станки, применяемые для работы на балках, трубопроводах, мостах, судах. Наиболее популярны магнитные станки марки Euroboor (Голландия), позволяющие сверлить отверстия диаметром до 200 миллиметров.

Фото №3: двухскоростной магнитный станок Euroboor ECO.40/2

Устройство и возможности промышленных сверлильных останков

Устройство промышленных сверлильных станков является более сложным, чем у бытовых агрегатов, а возможности таких приборов очень велики. На подобных станках можно обрабатывать заготовки из любого металла и других материалов значительной толщины.

Электросхема сверлильных станков промышленного назначения отличается надежным исполнением. Большинство таких агрегатов имеют возможность автоматического изменения направления вращения сверла. Почти все модели промышленных станков оснащены системой подачи жидкости для охлаждения.

Фото №4: устройство промышленного сверлильного станка

Основы работы на сверлильном станке

Прежде чем использовать сверлильный станок любого типа, необходимо изучить основы работы с ними. В первую очередь важно купить сверла для сверлильных станков, точно подходящие по размеру и совпадающие с типом крепления. Выбрать сверла для любых агрегатов можно в каталогах компании «РИНКОМ». Закрепив сверло, нужно убедиться, что оно плотно удерживается внутри механизма.

Обрабатываемые детали следует закрепить на столе. Запрещается удерживать заготовки руками и производить замену инструмента во вращающийся шпиндель. Перебрасывать ремни на ступени шкива можно только при выключенном электродвигателе. При сверлении деталей, особенно выполненных из хрупких материалов, нужно использовать спецодежду и защитные очки.

Станки радиально-сверлильной группы

Радиально-сверлильный станок Z3050

Радиально-сверлильные станки используются для обработки единичных отверстий или отверстий, расположенных группами, на заготовках со значительными габаритами и массой.

Операции, выполняемые на радиально-сверлильных станках:

  • Сверление сквозных и глухих отверстий.
  • Рассверливание и растачивание (при использовании расточной головки) отверстий.
  • Нарезание резьбы метчиком.
  • Зенкерование отверстий с получением более высоких классов чистоты и точности обработки поверхности отверстий.
  • Зенкование, необходимое для формирования конических и цилиндрических технологических углублений под головки болтов, винтов и т.д.
  • Развертывание конических и цилиндрических отверстий, необходимое для получения нужной точности и шероховатости поверхностей.
  • Раскатка и хонингование поверхности отверстия (с помощью раскатных и хонинговальных головок).
  • Подрезание торцов бобышек для обеспечения поверхности, перпендикулярной оси отверстия.

Использование специнструмента, оправок и приспособлений повышает производительность сверлильных станков, расширяет диапазон возможных операций, позволяя выполнять характерные, например, для расточных станков: производить вытачивание внутренних канавок, вырезание из листового материала деталей в форме круга.

Согласно классификации металлорежущего оборудования по ГОСТ 8-82, радиальные сверлильные станки относятся к классу К1 (нормальная точность Н), что соответствует требованиям к станкам общего назначения в современной мировой практике металлообработки.

Точность радиально-сверлильного станка во многом зависит от правильной установки и закрепления его станины на подготовленном фундаменте, глубина которого определяется паспортом оборудования, но не может быть менее 0,5 м.

Диапазон возможностей оборудования делает его использование рациональным и на небольших ремонтных производствах, и в цехах крупного машиностроительного предприятия.

Конструкция радиальных сверлильных станков

Каждый станок радиально-сверлильной группы состоит из:

  • жесткого основания,
  • цилиндрических колонн (внутренней и внешней),
  • траверсы (хобота),
  • сверлильной головки (шпиндельной бабки),
  • электрического и гидравлического оборудования управления.

Основные узлы
1 Основание
2 тумба
3 э/д насоса гидравлики
4 колонна
5 резервуар подъема опускания руки и зажима колонны
6 э/д шпинделя
7 э/д подъема/опускания руки
8 винт подъема/опускания руки
9 Шпиндельная бабка
10 рука

Кинематика

Главные движения при сверлильных операциях — вращение и перемещение пиноли шпинделя станка. Кинематические цепочки, выполняющие эти движения, снабжены элементами управления, позволяющими задавать инструменту необходимую скорость вращения и подачу.

  • поворот подвижной колонны радиально-сверлильного станка,
  • вертикальное перемещение консоли (траверсы),
  • фиксация траверсы на колонне на операционной высоте,
  • фиксация шпиндельной головки на траверсе,
  • переключение скоростей шпинделя и подач пиноли.

При обработке деталей на радиальных сверлильных станках координаты центра отверстия и оси инструмента совмещаются передвижением сверлильной головки относительно неподвижной заготовки в полярной системе координат. Эта система характеризуется двумя параметрами: углом поворота траверсы и радиусом положения на ней шпиндельной головки.

Читайте также  Что такое активный флюс для пайки?

Обработка отверстий под углом возможна только при установке под углом самой заготовки с помощью специальной оснастки и приспособлений.

Радиально-сверлильный станок Z30132

Станина с рабочим столом

Станина станка, совмещенная с рабочим основанием (столом), как правило, отлита из серого чугуна. Она предназначена для фиксации всего станка на фундаменте, установки цоколя колонны с траверсой и шпиндельной бабкой, а также крепления оснастки и детали с помощью Т-образных пазов рабочего основания.

Заготовку небольших габаритов можно устанавливать на приставном коробчатом столе, либо непосредственно закреплять на специально обработанной поверхности основания (рабочем столе). Крепление заготовки вне рабочей поверхности стола применяется редко, т.к. вносит дополнительную погрешность в точность обработки изделия.

Поворотная колонна

Колонна установлена вертикально на станине станка и поворачивается вокруг своей оси относительно неподвижной внутренней стойки на роликовых подшипниках. Траверса закреплена на колонне.

В верхней части колонны монтируется механизм подъема/опускания траверсы, приводимый в движение от электродвигателя.

Траверса (консоль)

Консоль (рука или хобот) радиально-сверлильного станка смонтирована непосредственно на колонне; она имеет отдельный электропривод, перемещается вверх-вниз, а также вращается вокруг вертикальной оси вместе с опорной колонной. Вращение, в зависимости от модели станка, может происходить как вручную, так и с помощью электрического привода.

На направляющие консольной траверсы устанавливается сверлильная бабка с рабочим шпинделем. В соответствии с высотой заготовки траверса может быть опущена или поднята. В нише, расположенной с обратной стороны рукава, монтируется электрооборудование, элементы гидравлики.

Шпиндельная головка

Сверлильная головка (шпиндельная бабка), смонтированная на траверсе, конструктивно представляет собой отдельный силовой агрегат, имеющий коробки подач, скоростей, а также механизмы установки глубины сверления.

В радиально-сверлильных станках шпиндель служит для фиксации обрабатывающего инструмента и передачи ему вращающего момента и линейной подачи.

Инструмент вставляется во внутренний конус пиноли (конус Морзе № 4-6 или метрический конус, в зависимости от модели), а затем координатно ориентируется относительно обрабатываемой детали путем поворота консоли и перемещения вдоль нее шпиндельной бабки.

Для удобства оператора все управление станка расположено на сверлильной головке:

  • многофункциональный штурвал перемещения шпиндельной бабки и пиноли шпинделя;
  • кнопки управления зажимом/разжимом узлов, включением/выключением вращения шпинделя, аварийного останова, включения освещения рабочей зоны;
  • рукоятки выбора скорости вращения, подачи шпинделя, направления вращения шпинделя, переключения ручной и автоматической подачи.
Радиально-сверлильный станок z3050

Коробка подач располагается между шпинделем и электродвигателем шпинделя; вращение от электродвигателя передается через зубчатые зацепления и фрикционные соединительные муфты. Фрикционная муфта позволяет выполнить быстрый реверс при нарезании резьбы, отключение подачи при достижении необходимой глубины сверления и предохранить коробку скоростей от перегрузок.

Головка может перемещаться по направляющим консоли в ручном режиме. Она фиксируется перед выполнением операции сверления в нужном положении при помощи специального зажимного механизма, управляемого отдельной кнопкой.

Поскольку шпиндель смонтирован в выдвижной пиноли, это позволяет сверлить отверстия различной глубины, не перемещая траверсу.

Фиксация поворотной колонны, равно как и зажим/разжим шпиндельной головки на направляющих траверсы, происходит при помощи гидравлических механизмов, управляемых кнопками пульта.

Система подачи СОЖ

Бак СОЖ и насосная установка подачи СОЖ к инструменту также находятся в технологических полостях задней части станка. Выключатель расположен в цоколе колонны. Обратно СОЖ сливается самотеком.

Параметры выбора радиально-сверлильных станков:

  • максимальный диаметр, обрабатываемый сверлом в заготовке из стали или чугуна;
  • максимальный размер нарезаемой метчиком резьбы;
  • мощность электродвигателя шпинделя;
  • радиус перемещения шпиндельной бабки;
  • угол поворота траверсы;
  • максимальное расстояние между столом и торцом шпинделя, определяющее наибольшую высоту обрабатываемой заготовки (за вычетом размеров инструмента);
  • максимальное вертикальное перемещение пиноли с инструментом, определяющее глубину обработки;
  • диапазон подач и количество ступеней вращения шпинделя;
  • наличие системы охлаждения инструмента и заготовки в зоне резания, а также системы смазки.

Получить консультацию

по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР

Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля

Отправляя заявку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

§ 29. Устройство настольного сверлильного станка

Помимо ручной дрели, электроинструментов, для высверливания отверстий предназначены сверлильные станки.

Обычно школьные мастерские оборудованы настольными сверлильными станками. Основанием настольного сверлильного станка (рис. 139) служит массивная деталь — станина 6, в которой закреплена вертикальная винтовая колонна 4. На станине имеется стол 9 с прорезями для крепления тисков и других приспособлений.

В передней части станины расположены кнопки включения 7 вращения сверла по часовой стрелке и против часовой стрелки, а также кнопка выключения 8, окрашенная в красный цвет.

Рис. 139. Устройство сверлильного станка: 1 — шпиндельная бабка с электродвигателем; 2 — ручка фиксирования шпиндельной бабки; 3 — рукоятка подъёма и опускания шпиндельной бабки; 4 — винтовая колонна; 5 — рукоятка подачи шпинделя с патроном; 6 — станина; 7 — кнопки включения; 8 — кнопка выключения; 9 — стол; 10 — сверло; 11 — патрон; 12 — шкала установки глубины сверления; 13 — шпиндельная коробка; 14 — винт натяжения ремённой передачи; 15 — ремённая передача; 16 — кожух ремённой передачи.

На винтовой колонне расположена шпиндельная бабка 1, в которой смонтированы электродвигатель и другие агрегаты. Вращение вала электродвигателя передаётся через ремённую передачу 15 на находящийся в шпиндельной коробке 13 шпиндель — вал, на котором закреплён патрон 11 со сверлом 10. Ремённая передача в целях безопасности ограждена кожухом 16.

Для того чтобы поднять на нужную высоту шпиндельную бабку — верхнюю часта станка, нужно вращать рукоятку 3, после чего зафиксировать необходимое положение ручкой 2.

Для закрепления сверла предназначен трёхкулачковый патрон (рис. 140). Сверло 1 вставляют в кулачки 2 и вращают кольцо 4 до соприкосновения кулачков со сверлом. Затем кулачки плотно сжимают, вставив ключ 6 в отверстия втулки 3 патрона и поворачивая его по часовой стрелке.

Рис. 140. Трёхкулачковый патрон сверлильного станка: 1 — сверло; 2 — кулачки; 3 — втулка; 4 — кольцо с насечкой; 5 — шпиндель; 6 — ключ

После этого на короткое время включают станок, чтобы проверить правильность установки сверла (с разрешения учителя). Остриё правильно установленного сверла при вращении не должно описывать окружность. Если это всё-таки происходит, то необходимо выключить станок, ослабить ключом сверло в патроне и вновь закрепить его правильно.

Заготовку для сверления закрепляют в машинных тисках (рис. 141), которые устанавливают на стол станка.

Рис. 141. Машинные тиски: 1 — основание; 2 — неподвижная губка; 3 — подвижная губка; 4 — винт; 5 — рукоятка

В некоторых случаях такие тиски не используют, а удерживают заготовку ручными тисками (ручным зажимом) (рис. 142).

Рис. 142. Ручные тиски: 1 — зажимы; 2 — винт; 3 — гайка; 4 — ось

При этом под заготовку подкладывают деревянный брусок или небольшой отрезок доски, чтобы не повредить сверлом стол станка (рис. 143).

Рис. 143. Сверление тонколистовой заготовки на подкладной доске: 1 — подкладная доска; 2 — тонколистовая заготовка; 3 — шпиндель станка; 4 — ручные тиски

Шпиндель станка с патроном и сверлом опускают к заготовке, поворачивая рукоятку 5 (см. рис. 139) с помощью реечной передачи, расположенной в шпиндельной коробке. Сверление выполняют, плавно нажимая на рукоятку подачи, не прикладывая к ней большого усилия. В конце сверления нажим на сверло ослабляют. Просверлив отверстие, вращают рукоятку по часовой стрелке, чтобы поднять шпиндель в верхнее положение, и выключают станок.

На предприятиях применяют более мощные вертикально-сверлильные и горизонтально-сверлильные станки. На автоматических линиях без участия человека работают многошпиндельные станки-автоматы, которые могут одновременно сверлить десятки отверстий. Обслуживают станки рабочие сверловщики.

Правила безопасной работы

  1. Включать сверлильный станок можно только с разрешения учителя.
  2. При работе на станке следует пользоваться защитными очками, волосы убрать под головной убор, все пуговицы рабочего халата застегнуть.
  3. Не отходить от включённого станка.
  4. Не класть посторонние предметы на стол станка.
  5. Перед началом сверления следует проверить надёжность закрепления заготовки в тисках.
  6. Сверло в патроне должно быть закреплено надёжно, без перекосов.
Читайте также  Как соединить трубы ПВХ без паяльника?

Практическая работа № 27

Ознакомление с устройством настольного сверлильного станка, сверление отверстий на станке

  1. По рисунку 139 ознакомься с устройством сверлильного станка.
  2. Запиши в рабочую тетрадь основные характеристики станка.
  3. Осмотри станок в мастерской и ознакомься с его основными частями. Запиши в рабочую тетрадь названия основных частей.
  4. Получи заготовку у учителя или подготовь заготовку детали твоего проектного изделия. Разметь центры будущих отверстий. Надёжно закрепи заготовку в машинных или ручных тисках.
  5. Подбери сверло нужного диаметра. Установи сверло в патроне и проверь правильность его установки.
  6. Просверли размеченные заготовки.
  7. Проверь качество сверления по чертежу.

Новые слова и понятия

Сверлильный станок, станина, электродвигатель, шпиндель, патрон, машинные тиски, ручные тиски.

Шпиндель станка: определение, назначение, устройство

Производственное оборудование получило весьма широкое распространение, так как за счет механизации процесса существенно повышается качество получаемого результата, снижается его стоимость, а также ускоряется процедура. Довольно большое распространение получило понятие шпинделя. Шпиндель станка устанавливается для фиксации инструментов, а также заготовок. Бытовой вариант исполнения напоминает фрезерный станок или дрель. Подробное описание того, что такое шпиндель во многом позволяет определить его предназначение и многие другие свойства. Рассмотрим особенности конструкции подробнее.

Устройство и характеристики

Практически все конструкции шпинделя схожи, однако технические характеристики могут существенно отличаться. Особенностями можно назвать нижеприведенные моменты:

  1. Роторный вал фиксируется в корпусе за счет подшипника качения. При этом могут применяться самые различные варианты исполнения подшипника качения, некоторые характеризуются повышенной устойчивостью к вибрации, другие обходятся намного дешевле. Большая часть оборудования предусматривает подачу смазывающего вещества в зону скольжения. За счет этого существенно повышается ресурс работы, а также снижается степень нагрева всего механизма.
  2. Главное вращательное движение передается от асинхронного двигателя, который также монтируется в корпусе. Подобный механизм питается от электричества, может работать от напряжения 220 В или 380 В. На протяжении длительного периода проводилась установка исключительно трехфазного варианта исполнения, так как он характеризовался большей мощностью и устойчивостью к возникающей нагрузке. Однако через некоторое время появились более современные конструкции моделей на 220 В, которые позволили ставить оборудование в бытовых условиях.
  3. Не стоит забывать о том, что шпинделю передается вращательное движение. При этом оно может передаваться напрямую или через различный привод, каждый характеризуется своими определенным особенностями. Примером можно назвать клиноременную передачу, представленную сочетанием шкивов различного диаметра и ремня с определенным профилем. За счет натяжения ремень может передавать существенное усилие, в случае превышения допустимого показателя ремень начинает проскальзывать и исключается вероятность повреждения основных элементов. для передачи особых свойств проводится установка зубчатых колес, в некоторых случаях есть возможность провести их замену.
  4. На валу находятся зажимы цангового типа. За счет подобной конструкции обеспечивается крепление инструмента с определенным диаметром хвостовика. Стоит учитывать, что не всем инструменты могут быть зафиксированы в подобном устройстве. В случае, когда фиксация проводится по внешней цилиндрической поверхности обеспечить высокую степень надежности практически невозможно. Именно поэтому инструменты изготавливают со специальными хвостовиками, которые исключают вероятность осевого смещения.
  5. Довольно большое количество вариантов исполнения имеет систему охлаждения. Она может быть воздушного или жидкого типа. Стоит учитывать, что только при обеспечении надлежащего охлаждения можно эксплуатировать устройство на протяжении длительного периода.
  6. Сложное устройство шпинделя станков с ЧПУ. Это связано с тем, что подобные фрезерные станки характеризуется повышенной точностью в работе, а также большой сложностью по причине применения блока числового программного управления. Устройство с ЧПУ может быть подвижным и работать в автоматическом режиме, то есть выполнять сжатие детали без участия оператора. Часто встречается гидравлический привод, который характеризуется относительно невысокой стоимостью и возможностью передачи большого усилия. Электрические более точные и характеризуются большой скоростью срабатывания.
  7. Рассматривая характеристики шпинделя следует уделить внимание максимальной и минимальной скорости вращения. Она наиболее актуальна для устройства, которое предназначено для фиксации заготовки.

Стоит учитывать, что стандартный ряд частот вращения во многом зависит не от устройства и где находится шпиндель, а от особенностей механизма привода. Производители фрезерных станков указывают стандартные значения частоты вращения шпинделя или диапазон. Некоторые устройства позволяют проводить плавную регулировку параметров. Также есть шпиндельный привод, который классифицируется по достаточно большому количеству признаков.

Принцип работы

Работа практически всех станков основана на использовании режущих инструментов. Классическая конструкция шпинделя позволяет проводить надежное крепление инструмента в скоростном или силовом режиме.

Рассматривая особенности шпинделя станка скоростного типа следует уделить внимание тому, что его предназначение заключается в срезании небольшого слоя металла с поверхности заготовки.

Ключевыми особенностями подобного процесса можно назвать следующее:

  1. Есть возможность существенно повысить показатель производительности, для чего выбирается большая скорость резания. Стоит учитывать, что практически во всех случаях проводится составление технологической карты, в которой и указываются основные параметры: подача, скорость резания и некоторые другие.
  2. Подобный вариант исполнения шпинделя получил широкое распространение в случае финишного точения или фрезерования на станке. Именно поэтому требуется устройство повышенной мощности.
  3. В большинстве случаев для передачи вращения устанавливается асинхронный двигатель повышенной мощности. Изменить частоту вращения можно за счет зубчатой или ременной передачи.
  4. Некоторые конструкции напрямую соединены с валом устанавливаемого электрического двигателя, все промежуточные элементы отсутствуют. В подобном случае слишком большое усилие может стать причиной перегрузки мотора. Однако, отсутствие промежуточного элемента позволяет существенно уменьшить размер инструмента. Поэтому в электрических инструментах установленный двигатель напрямую связан со шпинделем.

Рассматривая принцип работы следует уделить внимание тому, что силовые и скоростные конструкции также имеют различный принцип работы. Силовые установки характеризуются следующими особенностями:

  1. Устанавливаются специальные переходные втулки конической формы, которые выступают в качестве переходника. Они изготавливаются самыми различными производителями, существенно повышают степень крепления устройства. Втулки подбираются в зависимости от особенностей хвостовика инструмента.
  2. При установке инструмента хвостовик фиксируется непосредственно во втулке, после чего в отверстии шпинделя. За счет этого обеспечивается равномерное распределение возникающей нагрузки.

Сегодня вал шпинделя токарного станка не соединяется напрямую с мотором. Это связано с тем, что возникающая переменная нагрузка может привести к повреждению электрического двигателя. Чаще всего устанавливается клиноременная передача или комплект шестерен. За счет этого обеспечиваются наиболее безопасные условия эксплуатации.

Применение шпинделя

Используется подобное устройство при создании самого различного оборудования и инструментов. Как ранее было отмечено, назначение заключается в фиксации инструментов и деталей. Область применения может быть существенно расширена за счет применения различной оснастки. Среди особенностей отметим следующее:

  1. Все электрооборудование производится при применении шпинделя. Оно используется для непосредственной фиксации различных насадок.
  2. Фрезерные станки получили весьма широкое распространение. Это связано с тем, что при применении фрезерного станка можно получить корпусные детали различного типа.
  3. Шпиндель можно встретить и как отдельный узел других станков, к примеру, токарной группы. Предназначение в этом случае заключается в фиксации проката для его обработки.

Ключевыми особенностями механизма можно назвать то, что оно обеспечивает надежное крепление инструмента и деталей даже при высокой осевой скорости и вращении.

Классификация шпинделей

Выделяют несколько различных типов рассматриваемого устройства, все виды шпинделей станков фрезерной группы характеризуются своим определенными особенностями. Основными видами можно назвать:

  1. Коллекторные получили весьма широкое распространение при изготовлении фрезерных станков, которые предназначены для гравировки и ювелирной обработки. Чаще всего в эту группу относится устройство с цангой высокоскоростного типа. Резка мягких сплавов может проходить при применении версии цанги ER11 на станке различных групп.
  2. Высокоскоростные варианты исполнения чаще встречаются в конструкции фрезерных станков. Именно высокоскоростной шпиндель позволяет существенно расширить возможности фрезерных станков с числовым программы управлением.
  3. В отдельную групп также относится конструкция, способная подавать охлаждающую жидкость в зону обработки. За счет этого существенно снижается температура в зоне резания, поэтому можно существенно повысить показатель производительности.
  4. Крепление фрезы станков осуществляется за счет цанги, которая также дополняется гайками. При изготовлении цанги применяется металл с повышенной твердостью.
  5. В продаже встречается продукция европейских и китайских происхождения. Дешевле всего обходится именно продукция китайских производителей. Они применяют подшипники из керамики, которые могут выдерживать существенную нагрузку.
Читайте также  Бензопила Урал или Дружба что лучше?

На современном рынке доступно довольно большое количество различных шпинделей, которые могут устанавливаться на фрезерных станках. При этом классификация проводится по типу применяемой системы охлаждения, способу фиксации режущего инструмента и заготовки. Вариант исполнения с мощностью около 0,8 кВт может применяться для обработки небольших изделий, а также выполнения гравировки. Анкерный вариант исполнения распространен в меньшей степени, но все может применяться при в определенных случаях.

Как выбрать шпиндель?

Есть довольно много рекомендаций, касающихся непосредственного выбора шпинделя для фрезерного станка. Стоит учитывать тот момент, что шпиндель токарного станка существенно отличается, так как его предназначение заключается в креплении заготовки. Основными рекомендациями назовем нижеприведенные моменты:

  1. Для начала рассматривается то, какая нагрузка будет оказываться на хвостовую часть. При этом не стоит забывать о том, что выделяют два различных типа нагрузки: осевая и центробежная. В случае, когда за один проход будет сниматься большой слой металла следует выбирать механизм с большей устойчивостью к нагрузке.
  2. Еще одним критерием выбора можно назвать количество оборотов, при котором будет работать оборудование. Этот показатель указывается в инструкции по эксплуатации всех фрезерных станков и электрического инструмента.
  3. Габаритные размеры также имеют важное значение. От этого зависит минимальный и максимальный диаметр устанавливаемого инструмента.
  4. Важным моментом является то, какая фирма занимается выпуском устройства для станка. От этого зависит качество сборки, длительность эксплуатации, основные эксплуатационные характеристики.
  5. Некоторые производители фрезерных станков также указывают то, какой шпиндель подходит в большей степени. Рекомендуется следовать рекомендациям по выбору, так как указываемый механизм подходит в большей степени.

Как правило, рассматриваемые устройства выполнены в универсальном виде. За счет этого есть возможность подобрать самый подходящий вариант исполнения для самых различных фрезерных станков.

В заключение отметим, что шпиндель является сложной конструкцией, которая предназначена для фиксации различных элементом на момент работы.

Именно поэтому его выбору следует уделять довольно много внимания, так как некачественная и ненадежная конструкция не сможет прослужить в течение длительного периода. Следует уделять внимание и правильности установки, так как допущенные ошибки могут стать причиной появления самых различных дефектов.

Сверлильные станки

Сверлильные станки предназначены для выполнения глухих и сквозных отверстий в деталях из различных материалов, а также для чистовой обработки внутренних цилиндрических поверхностей при помощи операций зенкерования и развертывания.

Классификация

Есть несколько основных признаков, по которым классифицируются сверлильные станки.

1. По количеству шпинделей:

  • одношпиндельные;
  • двухшпиндельные;
  • многошпиндельные;

Одношпиндельные станки (рис. 1) наиболее распространены. Служат как в мелкосерийном, так и крупном производстве. Как правило, такими станками оснащаются и небольшие ремонтные предприятия.

Рисунок 1. Одношпиндельный сверлильный станок.

Двухшпиндельные сверлильные станки (рис. 2) служат для одновременной обработки двух одинаковых деталей или одной детали с симметричным расположением отверстий. Сегодня широкое распространение получили двухшпиндельные станки с ЧПУ благодаря высокой производительности.

Рисунок 2. Двухшпиндельный сверлильный станок

Многошпиндельные станки (рис. 3) представляют собой целые сверлильные комплексы. Управляются программно. Часто применяются в электротехнической промышленности или поточном производстве. В большинстве случаев изготавливаются на заказ.

Рисунок 3. Многошпиндельные сверлильные станки.

2. По направлению основной подачи:

  • вертикально-сверлильные;
  • горизонтально-сверлильные;
  • радиально-сверлильные.

Вертикально-сверлильный станок — классический вариант. Подавляющее большинство сверлильных станков выполнено именно по такой схеме. Обусловлено это удобством самого процесса сверления, когда подача осуществляется в вертикальной плоскости.

В горизонтально-сверлильном станке основная подача осуществляется в горизонтальной плоскости. У этих станков, как правило, более разнообразные технологические возможности. Часто станки этой группы используются для растачивания, подрезания кромок, горизонтального фрезерования и других металлорежущих операций.

Радиально-сверлильные станки (рис. 4) оснащаются подвижной сверлильной головкой с возможностью поворота в одной или нескольких плоскостях, что позволяет проделывать отверстия в заготовке под углом без ее перестановки.

Рисунок 4. Радиально-сверлильный станок.

3. По типу управления:

  • с ручным управлением;
  • с полуавтоматическим управлением;
  • с числовым программным управлением (ЧПУ).

Станки с ручным управлением применяются в условиях мелкого или ремонтного производства, где выпуск деталей не поставлен на конвейер.

Станки с полуавтоматическим управлением, как правило, отличаются от ручных автоматизацией рабочего движения. Единожды настраивается частота вращения шпинделя, скорость подачи и глубина сверления. Работа оператора сводится к контролю над процессом обработки и подаче заготовок.

В сверлильных станках с числовым программным обеспечением (рис. 5) процесс сверления автоматизирован. Изначально создается программа, согласно которой поэтапно обрабатывается деталь.

Рисунок 5. Сверлильный станок с ЧПУ.

4. По типу сверлильной головки:

  • стандартная однопатронная;
  • револьверная (рис. 5).

Рисунок 5. Револьверная головка сверлильного станка.

Также сверлильные станки классифицируются по следующим параметрам:

  • мощность приводных электродвигателей;
  • максимальные габаритные размеры обрабатываемой детали;
  • максимальный диметр хвостовика закрепляемого сверла;

Конструкция и принцип работы

Рассмотрим конструкцию и принцип работы на примере распространенного вертикально-сверлильного станка 2Н125.

Рисунок 6. Вертикально-сверлильный станок 2Н125

Состоит сверлильный станок из следующих основных компонентов.

  1. Вертикальная колонна (станина). Служит опорой для размещения всех основных узлов станка.
  2. Электродвигатель. Приводит в движение через коробку скоростей шпиндельную головку. Используются как фазные, так и асинхронные электродвигатели, так как нет жестких требований по пусковому моменту. Процесс сверления начинается уже тогда, когда двигатель набирает свою проектную скорость вращения.
  3. Сверлильная головка. Основной блок. Вмещает в себя коробку скоростей с механизмом изменения частоты передачи, механизм вертикальной подачи с рукояткой, лимб для точной подачи и шпиндель с патроном.
  4. Рукоятка переключения коробки скоростей и подач. Служит для изменения скорости рабочих движений.
  5. Штурвал ручной подачи. Вращением этой рукоятки осуществляется ручная вертикальная подача.
  6. Лимб контроля глубины обработки. Представляет собой кольцевую головку с размеченной шкалой. Служит для тонкой настройки вертикальной подачи. Используется, когда сверление должно осуществляться на определенную глубину. На лимбе обязательно указывается цена деления его шкалы.
  7. Шпиндель. Служит для закрепления патрона. Предает вращательное движение через патрон на сверло. Имеет возможность вертикального перемещения на направляющей, установленной в сверлильной головке.
  8. Сопло подачи охлаждающей жидкости. Является частью механизма охлаждения обрабатываемой заготовки и сверла. При включении насоса подает струю смазывающе-охлаждающей жидкости в зону обработки.
  9. Стол. Предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки. Имеет ряд проточек, в которые устанавливаются различные захватные приспособления (струбцины, тиски и др.).
  10. Рукоятка подъема стола. Приводной орган механизма изменения уровня стола. Служит для подвода заготовки к шпинделю на максимально эффективное расстояние или для отдаления, если обрабатывается заготовка больших габаритов.
  11. Фундаментная плита. Основание станка. Выполняется массивной, что обеспечивает устойчивость станка. Имеет отверстия под болты, при помощи которых осуществляется крепление к фундаменту.
  12. Шкаф электрооборудования. Содержит в себе электрические схемы, управляющие реле и предохранительные элементы. На станках более поздних версий также вмещается в себя панель управления автоматизацией рабочего процесса.

Сегодня сверлильные станки представлены в самых разнообразных исполнениях. Центральная концепция, согласно которой развивается это направление станкостроения — максимальная автоматизация рабочих процессов и расширение технологических возможностей.