25-08-14
Широко используемые станки для обработки глубоких отверстий
Станки для обработки глубоких отверстий — это общее название специализированных станков, использующих специальные методы обработки для получения глубоких отверстий с отношением сторон более 10. К этим методам обработки относятся глубокое сверление, прокатка и хонингование глубоких отверстий. Станки для обработки глубоких отверстий представляют собой передовые и эффективные технологии обработки глубоких отверстий. В этой главе в первую очередь рассматриваются конструкции и принципы работы ружейных сверл, станков для глубоких расточек и сверления с внутренним отводом стружки, станков для глубоких хонинговальных отверстий и двухсистемных трехкоординатных станков для глубоких расточек и сверления.
4.1 Ружейные сверла
4.1.1 Принцип работы ружейных сверл
Ружейные сверла — это типичные станки для глубокого сверления с наружным отводом стружки. Ружейные сверла в основном используются для сверления глубоких отверстий малого диаметра. Они требуют высокого давления смазочно-охлаждающей жидкости и являются одними из самых распространенных станков для глубокого сверления. Система сверления станка для ружейных сверл использует наружный отвод стружки. Смазочно-охлаждающая жидкость поступает через полый сверлильный стержень к сверлильной головке для охлаждения и смазки. Стружка отводится через сверло и V-образные канавки на внешней стороне сверлильного стержня. На схеме ниже показан принцип работы типичного станка для ружейных сверл.
Станок для ружейных сверл состоит из станины, шпиндельной коробки, стружколома, масленки, коробки для сверлильных стержней, суппорта заготовки, суппорта сверлильного стержня, системы подачи, системы подачи СОЖ высокого давления, электрической системы ЧПУ и гидравлической системы. Заготовка удерживается в шпиндельной коробке и конической верхней пластине стружколома. Сверло приводится в движение коробкой для сверлильных стержней, обеспечивая резание с высокой скоростью. Серводвигатель приводит в движение шарико-винтовую пару, которая обеспечивает подачу. Масленка подает охлаждающее масло под высоким давлением с задней стороны сверла через внутреннее отверстие сверла непосредственно в зону резания заготовки. Стружка затем вымывается охлаждающей жидкостью по стружконаправляющим канавкам сверла в стружколоматель, откуда поступает в бункер для сбора стружки. СОЖ проходит через фильтровальную бумагу и магнитную фильтрацию, а затем возвращается в масляный бак для дальнейшего использования. 4.1.2 Основные параметры станков для ружейных сверл
Ружейные сверла способны сверлить отверстия диаметром от 3 до 40 мм с максимальной глубиной сверления 2500 мм.
Типичные значения скорости резания v = 1,1–1,65 м/с, подачи f = 0,015–0,03 мм/мин, давления СОЖ P = 2,5–6,0 МПа и расхода СОЖ O = 10–100 л/мин. Основные параметры типового ружейного сверла для глубокого сверления приведены в таблице 4.1.
4.1.3 Типичные ружейные сверла
В производстве ружейные сверла представлены в широком ассортименте типов и спецификаций. Ниже перечислены наиболее распространённые типы станков. 1. Обычные станки для сверления ружейными сверлами
Обычные ружейные сверла являются наиболее распространённым типом ружейных сверл, в основном используемых для сверления глубоких отверстий малого диаметра во вращающихся и неподвижных деталях. В зависимости от расположения шпинделя, наличия вращающейся головки, формы заготовки и количества шпинделей их можно разделить на однокоординатные горизонтальные ружейные сверла, однокоординатные вертикальные трёхкоординатные ружейные сверла и многокоординатные горизонтальные ружейные сверла, как показано на рисунках 4.2–4.4.
2. Обрабатывающие центры для глубокого сверления ружейными сверлами
Обрабатывающие центры для глубокого сверления ружейными сверлами в основном используются для сверления глубоких отверстий малого диаметра со сложными пространственными углами в корпусах и станинах станков сложной формы, как показано на рисунке 4.5.
4.2 Станок для глубокого сверления и растачивания с удалением стружки
4.2.1 Принцип работы станка для глубокого сверления и растачивания с удалением стружки
Станок для глубокого сверления и растачивания с удалением стружки — это типичная система обработки глубоких отверстий, предназначенная для глубокого сверления и растачивания, в основном используемая для сверления и растачивания глубоких отверстий большого диаметра. Обычно используется метод сверления BTA, но при замене некоторых принадлежностей могут быть реализованы методы эжекторного и DF-сверления. Конструкция и принцип работы показаны на рисунках 4.6 и 4.7. Шпиндель станка приводит в движение заготовку, в то время как инструмент перемещается по линейной подаче. СОЖ под высоким давлением подается через масленку в зазор между наружным диаметром резцовой оправки и стенкой отверстия. Затем она проходит через кольцевой зазор между наружным диаметром резцовой оправки и стенкой отверстия к режущей кромке сверла, охлаждая сверло и отводя стружку через внутреннюю часть сверлильной оправки в ёмкость для стружки, расположенную в задней части станины станка.
Основным компонентом станка для сверления и растачивания глубоких отверстий является масленка. Конструкция масленки показана на рисунке 4.8. Правый конец масленки герметизирован уплотнителем бурильной трубы. При подаче охлаждающей жидкости она под высоким давлением может течь только влево через направляющую втулку к сверлу, охлаждая и смазывая зону сверления. Масленка выполняет три основные функции: (1) центрирование заготовки и её осевое затягивание; (2) направление сверла в начале процесса сверления; (3) подача охлаждающей жидкости в зону резания. 4.2.2 Основные параметры станка для сверления и растачивания глубоких отверстий. Диапазон диаметров сверления станка для сверления и растачивания глубоких отверстий составляет 40–500 мм, а максимальная глубина сверления может достигать 20000 мм. Давление смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) P = 0,5–2,0 МПа, а расход СОЖ – 0–40–200 л/мин. Основные параметры типового станка для глубокого сверления и растачивания приведены в таблице 4.2. 4.2.3 Типичные станки для глубоких сверлений и растачивания с внутренним удалением стружки
К распространённым станкам для глубоких сверлений и растачивания относятся следующие.
1. Горизонтальные вращающиеся станки для глубоких сверлений и растачивания деталей
Горизонтальные вращающиеся станки для глубоких сверлений и растачивания деталей являются наиболее распространёнными станками для глубоких сверлений и растачивания деталей, в основном используемыми для обработки вращающихся деталей. В зависимости от размера и веса заготовки они классифицируются на станки для глубоких сверлений и растачивания малых, средних и тяжёлых размеров, как показано на рисунках 4.9–4.11.
2. Координатные станки для глубоких сверлений и растачивания
Координатные станки для глубоких сверлений и растачивания оснащены прецизионными устройствами позиционирования и в основном используются для обработки невращающихся деталей. Координатные станки для глубоких сверлений и растачивания можно разделить на горизонтальные и колонные координатные станки для глубоких сверлений и растачивания деталей, как показано на рисунках 4.12 и 4.13.
