Механообработка отверстий изнутри

2 Разновидности оборудования

Все разнообразие расточных станков, в зависимости от функционального назначения и конструктивных особенностей, классифицируется на следующие разновидности:

• сверлильно-расточные;
• расточно-наплавочные (мобильные и стационарные);
• фрезерно-расточные;
• токарно-расточные.

Сверлильно-расточные станки — ранее наиболее распространенная группа оборудования, которую можно было встретить в любом металлообрабатывающем цеху, однако сейчас большая часть операций по сверлению выполняется на фрезерном оборудовании, ввиду чего применение таких агрегатов сократилось. В зависимости от области применения они делятся на универсальные и специализированные (для масс производства конкретной детали).

Токарно-расточный станок, как правило, применяется для обработки плоскостей и отверстий внутри корпусных конструкций. Такое оборудование нередко называется координатным, поскольку оно позволяет добиться высокой точности расположения отверстий относительно плоскости базовой поверхности. Помимо стандартной функциональности данные агрегаты могут выполнять разметочные операции.

Мобильный расточно-наплавочный станок

Мобильный расточно-наплавочный станок существенно отличается от рассмотренных механизмов. Это портативное оборудование, используемое для ремонта и восстановления цилиндрических отверстий на крупногабаритной технике. Такие агрегаты могут работать в любом месте и пространственном положении, что делает их незаменимыми в сфере автомобильного, судового и авиационного строительства.

Отдельно выделим  алмазно-расточные станки, характерной особенностью которых является использование твердосплавных резцов с алмазным напылением, позволяющих вести обработку заготовок из закаленных сталей. Такие агрегаты зачастую используются для высокоточного растачивания автомобильных деталей — шатунов, втулок, цилиндров и т.д.

2.2 Популярные модели расточных станков

Одной из наиболее распространенных вертикальных расточных агрегатов является модель 2Е78П, которую Майкопский станкостроительный завод производит с 1982 года по сегодняшний день. Данное оборудование также способно выполнять фрезерные операции по деталям из стали, чугуна и цветных металлов.

Рассмотрим технические характеристик 2Е78П:

• диаметр растачиваемых отверстий — от 29 до 200 мм;
• диаметр сверления — до 15 мм;
• максимальные габариты обрабатываемых деталей: 75*50*45 см, вес — до 200 кг;
• размеры рабочего стола — 100*50 см;
• мощность привода — 2200 Вт;
• обороты шпинделя — 26-120 мин.

2Е78П

Среди горизонтального оборудования выделим станок 2А622Ф4, производитель — Ленинградский станкостроительный завод им. Свердлова. Данный агрегат оснащен ЧПУ — числово-программным управлением, которое значительно расширяет его функциональные возможности.

ЧПУ позволяет запрограммировать автоматическое перемещение рабочего механизма по четырем осям — X, Y, Z, W. Также предусмотрена возможность ручного управления с пульта. В станке используется система ЧПУ отечественной разработки — CNC 2C42, соответствующая классу автоматизации Ф4. Агрегат оснащен электронным дисплеем, на который выводятся данные о режиме работы станка.

Технические характеристики модели 2А622Ф4:

• диаметр растачиваемых отверстий — от 15 до 250 мм;
• диаметр сверления — до 50 мм;
• максимальные габариты обрабатываемых деталей: 100*100*125 см, вес — до 5000 кг;
• размеры рабочего стола — 125*125 см;
• мощность привода — 20000 Вт;
• обороты шпинделя — 4-1250 мин.

2А622Ф4

Это крупногабаритное оборудование для промышленной эксплуатации, ориентированное на использование в условиях единичного и серийного производства. Размеры станка составляют 398*634*398 см, вес — 20 тонн. Среди эксплуатационных преимуществ данного агрегата выделим наличие быстродействующих гидрозажимов, автоматически фиксирующих заготовку, устройство шпиндельного узла на прецезионных подшипниках и использование телескопических направляющих.

Расточные станки: назначение и сферы использования

Применяться такое оборудование может для выполнения таких операций, как:

• нарезание резьбы, внутренней и наружной;
• сверление отверстий глухих и сквозных;
• зенкерование;
• подрезка торцов заготовок;
• торцевое и цилиндрическое фрезерование и т. д.

Чаще всего это оборудование используется для чистовой или получистовой обработки. Однако бывает, что с его применением производят и чистовую. Корпус детали на таких станках обрабатывается редко, но иногда эта операция все же производится. Ремонт расточного станка выполняется примерно по такой же технологии, что и токарного. То же самое касается и особенностей эксплуатации. Конструкцию эти два типа станков имеют схожую. Как и многие другие специальные разновидности оборудования, предназначенного для обработки металлических и деревянных заготовок, расточный станок был когда-то сконструирован на основе именно токарного.

Что такое расточный станок, устройство и принцип действия

Координатно-расточные машины относятся к категории широкоуниверсального оборудования. Все сложные обработки отверстий при точном соблюдении координат выполняют на этих агрегатах. Особенность, присущая всем расточным станкам – наличие у них шпинделя вертикального или горизонтального направления. Последний представляет собой вал, снабженный приспособлением для удержания инструмента режущей группы (сверла, резцы, фрезы, зенкер, метчик), и имеющий возможность перемещаться в линейном направлении по оси.

Координатный расточный станок для работы с отверстиями конструктивно состоит из:

• Станины.
• Стойки.
• Головки расточной.
• Стола на салазках.
• Траверсы.

Работая с деталью на станке, ее закрепляют на рабочем столе, инструмент для обработки зажимают в головке расточной шпинделя. Ориентируясь на высоту детали, выставляют, затем фиксируют головку. Выполняя перемещение стола в любом из двух взаимно перпендикулярных направлений, добиваются установки шпинделя в точку необходимых координат. При помощи вращения шпинделя закрепленный инструмент обрабатывает заготовку.

Основные типы

В зависимости от назначения и специфики конструкции, выделяют 4 варианта, каждый из которых стоит рассмотреть подробнее.

Координатные

Оснащены универсальными столами, способными поворачиваться. Это конструктивное решение позволяет обрабатывать любые детали, даже крупногабаритные или нестандартные. На таком оборудовании изготавливают штампы, шаблоны, кондукторы.

Особенности:

• • обладают набором дополнительных устройств – механических, оптических, электронных, – что обуславливает высокую точность расположения функциональных узлов;
• • обрабатывают отверстия без смещения режущего инструмента;
• • передвижение борштанги происходит в горизонтальной плоскости;
• • могут быть одно- и двухстоечными.

Алмазные

Предназначены для нарезания резьбы, расширения отверстий и выполнения других технологических операций на заготовках, выполненных из особенно прочных металлов. Также могут фрезеровать поверхности цилиндрических и конусных предметов. Актуальны в сфере приборостроения – с их помощью выпускают особо точную аппаратуру.

Конструкция не отличается чем-то принципиальным, алмазная модель станка оригинальна только исполнением режущей части инструмента, который может быть прямоугольной или квадратной формы, с резьбовым, канавочным, проходным или подрезным профилем.

Переносные токарные станки

Являются классическим решением для заводов. Могут быть прецизионными и обеспечивать высокую точность создания нужного диаметра низкую степень шероховатости посадочного места. Их плюсом является сравнительная жесткость – в процессе эксплуатации они эффективнее всего сопротивляются упругим деформациям, что позволяет поддерживать серьезные скорости вращения борштанги.

Способны выполнять широкий круг задач, но в данную категорию обычно относят не передвижное, а стационарное оборудование.

Горизонтальные мобильные станки для расточных работ

Одни из самых распространенных видов. Свою популярность, несмотря на наличие и развитие высокоточных координатных, сохраняют из-за ключевой конструктивной особенности. Шпиндель у них не просто расположен в одной плоскости (давшей название всему типу), а еще и может выдвигаться. Такое решение позволяет расширять диаметры даже на труднодоступных участках рам, стрел и других подобных металлоконструкций.

Еще один нюанс в том, что вращательно-поступательные движения совершает и заготовка, а не только инструмент. Это расширяет возможности подачи, особенно вместе с использованием дополнительных комплектующих, например, шпиндельных бабок.

Кинематическая схема горизонтально-расточного станка 2А620

Кинематическая схема горизонтально-расточного станка 2а620

Привод главного движения горизонтально-расточных станков 2А620Ф1

Привод вращения шпинделя и планшайбы осуществляется посредством двухступенчатого агрегата скоростей с электромагнитными муфтами, монтируемого на шпиндельной бабке. Кинематические схемы станков показаны на рис. 14, 15 и в табл. 2.

Для защиты от динамического воздействия в механизме главного привода имеется упругая муфта (рис. 16).

Передача движения на шпиндель осуществляется двумя парами зубчатых колес 63, 64 (100) и 65, 66 (69) (рис. 17, 18, 19). Большее колесо 64 (100) приводит во вращение шпиндель в нижнем диапазоне скоростей с большими моментами, а другое, меньшее колесо 66 (99) — в верхнем диапазоне скоростей с меньшими моментами. Передача движения на планшайбу осуществляется парой колес 36, 35. Для включения вращения планшайбы имеется специальная рукоятка.

Осевое перемещение шпинделя, радиальное перемещение суппорта планшайбы (рис. 20), вертикальное перемещение шпиндельной бабки и продольное перемещение стола осуществляются от общего электродвигателя постоянного тока через редуктор, который размещен на станине станка (рис. 21).

Распределение движения в цепи перемещения шпинделя, шпиндельной бабки, радиального суппорта и стола продольно производится посредством электромагнитных муфт.

В кинематической цепи привода радиального суппорта имеется планетарный механизм с сателлитами 26 и 71, обеспечивающий возможность перемещения суппорта во время вращения планшайбы (рис. 22).

Осевое перемещение расточного шпинделя осуществляется шарико-винтовой передачей 86 и 84, расположенной в хвостовой части шпиндельной бабки (рис. 23).

Вертикальное перемещение шпиндельной бабки осуществляется посредством вращающейся гайки, расположенной в редукторе на шпиндельной бабке, и неподвижного шарикового винта, закрепленного на стойке (рис. 24).

На станках смонтирован механизм предотвращения падения шпиндельной бабки при обрыве троса противовеса (рис. 25).

При подвешенном противовесе шпиндельной бабки деталь 243, соединенная с тросом противовеса, находится в верхнем положении, сжимая пакет тарельчатых пружин 244. При этом шарик 245, упираясь в бурт детали 243, через систему рычагов фиксирует смонтированную в редукторе шпиндельной бабки деталь 248 в верхнем положении.

При обрыве троса противовеса деталь 243 под воздействием пакета тарельчатых пружин 244 переместится вниз, освобождая шарик 245 и через систему рычагов деталь 248. Деталь 248 под воздействием пружины 249 переместится в нижнее положение и зацепится с деталью 247, фиксирующей вал 246 от проворота. При этом шпиндельная бабка надежно фиксируется от падения.

Привод поперечного перемещения и поворота стола

Поперечное перемещение стола и поворот стола осуществляются от общего электродвигателя постоянного тока через редуктор, который размещен на заднем торце нижних саней.

Распределение движения к цепи поперечного перемещения и поворота стола производится посредством электромагнитных муфт в редукторе (рис. 26).

Кинематика нарезания резьбы

Станок позволяет нарезать метрическую и дюймовую резьбу (см. „Таблица набора сменных шестерен для нарезания резьбы»).

Нарезание резьбы производится выдвижным шпинделем при его осевом перемещении или радиальным суппортом планшайбы при продольном перемещении стола.

Для нарезания резьбы цепь подачи шпинделя соединяется с приводом вращения шпинделя посредством гитары с набором сменных зубчатых колес, расположенной па переднем торце шпиндельной бабки.

Для нарезания левых резьб па гитаре устанавливается паразитная шестерня.

Для перемещения суппорта планшайбы от штурвала при нарезании резьбы подачей стола следует включить рукоятку, расположенную на крышке шпиндельной бабки.

Кинематика штурвала

На шпиндельной бабке имеется штурвальное устройство для перемещения от руки шпинделя, радиального суппорта, шпиндельной бабки и продольного перемещения стола.

турвал позволяет осуществлять тонкое перемещение подвижного органа и быстрое перемещение выдвижного шпинделя.

Включение штурвала осуществляется кнопкой с пульта на шпиндельной бабке.

Краткое описание

Координатно-расточные станки широко используются в промышленности для обрабатывания необходимых деталей, как единичных экземпляров, так и в масштабном выпуске. Благодаря своей многофункциональности на них можно совершать такие операции, как:

• растачивание отверстий;
• обточка внешних поверхностей цилиндрической формы;
• разного рода сверления, обозначенные чертежами;
• также на них можно делать зенкерование;
• кроме этого, есть возможность проводить фрезеровочные работы;
• нарезания резьбы.

Хочется отметить, что одним из старых предприятий, что когда-то занималось изготовлением подобных агрегатов, считается Московский завод координатно-расточных станков. Он был сформирован еще 1942 году и на нем изготавливались станки для разных отраслей.

Благодаря высокой квалификации сотрудников МЗКРС это предприятие было одним из основных производителей подобных агрегатов советского государства. За время работы Московский завод координатно-расточных станков изготовил несколько поколений такого оборудования с применением ЧПУ. Но в начале 90-х годов он был признан банкротом, что стало предпосылкой к прекращению своего существования.

В эти же годы Куйбышевский завод координатно-расточных станков ЗАО «Стан-Самара» также перестал существовать, а на той же территории были открыты несколько небольших станкостроительных организаций, что занимаются также их ремонтом и усовершенствованием.

Но, к сожалению, на сегодняшний день производство осуществляется только несколькими предприятиями в таких странах, как Тайвань, Япония и в некоторых государствах Европы. Все это оборудование помимо ручного управления оснащены современными стойками с числительным программным управлением, в том числе это касается и тайваньских производителей.

Многофункциональные обрабатывающие центры с ЧПУ с возможностью 5-осевой обработки HWACHEON

Пятикоординатные (5 координатные) обрабатывающие центры высокой точности необходимы во время обработки на высоких скоростях и 5-ти осевой фрезерной обработки деталей сложной формы. Обладающая высокой жесткостью, конструкция позволяет применять во время обработки широкий спектр материалов, в том числе и алюминиевые сплавы, легированные и нержавеющие стали.

5 координатный обрабатывающий центр оснащен наклонно-поворотным столом, обеспечивающего полноценную пяти координатную обработку.

Самые современные системы ЧПУ дают возможность использовать обрабатывающие центры для фрезерования, растачивания, сверления и нарезания резьб.

Универсальный пятикоординатный обрабатывающий центр способен выполнять полную пятиосевую обработку за один установ. Станок компании HWACHEON модели M2-5AX способен за один установ обрабатывать большие сложные заготовки, требующие множества переходов. Он разработан с учетом последних технологий HWACHEON, является лидером в своем классе многофункциональных обрабатывающих центров с ЧПУ с возможностью 5-осевой обработки, гарантирует высокое качество при изготовлении изделий любой сложности.

Многофункциональный 5-осевой обрабатывающий центр с ЧПУ HWACHEON предоставляет комплексное решение, позволяющее получить на выходе готовое изделие. Система оптимизации режимов резания позволяет выбрать стратегию обработки и добиться сокращения времени рабочего цикла на детали и в некоторых случаях сократить издержки по количеству закупаемого инструмента. Двухосевой поворотный стол с диаметром 500 мм позволит вести обработку с любой комбинацией координат. М2-5АХ спроектирован путем трехмерного моделирования и анализа методом конечных элементов. Надежность и жесткость конструкции так же подтверждается проектированием с использованием компьютерного моделирования и анализа конструкции методом конечных элементов. Среди широкого списка дополнительных опций имеются фирменные программные технологии обработки и мониторинга станка, повышающие производительность, точность и срок службы оборудования.