Как работает сверлильный станок: устройство и принцип обработки отверстий

Сверлильный станок предназначен для получения цилиндрических отверстий в металле, дереве, пластике и других материалах. Основной принцип работы: режущий инструмент одновременно вращается вокруг своей оси и движется поступательно вдоль неё, врезаясь в заготовку. Это один из наиболее распространённых видов технологического оборудования в машиностроении, ремонтных мастерских и заготовительных цехах.

Конструкция и основные узлы

Вертикально-сверлильный станок, самый распространённый тип, состоит из следующих элементов. Колонна (станина) несёт на себе все узлы. Шпиндельная головка расположена в верхней части колонны и содержит шпиндель с инструментальным конусом, коробку скоростей и механизм подачи. Рабочий стол крепится к колонне и регулируется по высоте, на нём фиксируется заготовка или тиски. Фундаментная плита обеспечивает устойчивость всей конструкции. На типовых вертикально-сверлильных станках серии 2С и 2Н, выпускаемых российскими заводами, диаметр сверления в стали достигает 18–50 мм в зависимости от модели.

Этапы обработки отверстия

Первый этап: разметка и кернение. На поверхности заготовки обозначают центры будущих отверстий. Кернение создаёт небольшое углубление, которое не позволяет сверлу соскользнуть в начале работы.

Второй этап: установка инструмента. Сверло закрепляется в патроне или конусной оправке шпинделя. Диаметр сверла подбирается под чертёж с учётом последующих операций: если отверстие будет зенковаться или развёртываться, сверло берут меньшего диаметра.

Третий этап: настройка режима резания. Частота вращения шпинделя и подача инструмента выбираются по материалу заготовки и диаметру сверла. Для стали 45 при сверлении сверлом диаметром 10 мм типичная скорость резания составляет 20–30 м/мин, подача 0,1–0,2 мм/об. Охлаждающая жидкость (эмульсия или масло) подаётся в зону резания для отвода тепла и стружки.

Четвёртый этап: сверление. Шпиндель вращается, оператор или механизм автоматической подачи продвигает инструмент вниз. Сверло режет двумя спиральными режущими кромками и одновременно выводит стружку по канавкам наружу. При глубоком сверлении (глубина более трёх диаметров) инструмент периодически выводят для очистки канавок.

Пятый этап: доводочные операции. После сверления отверстие при необходимости зенкуют (снимают фаску или расширяют входную часть), зенкеруют (повышают точность цилиндрической поверхности) или развёртывают для достижения 7–9-го квалитета точности.

Разновидности сверлильных станков

Радиально-сверлильные станки применяются для обработки крупных тяжёлых деталей: шпиндельная головка перемещается по горизонтальному кронштейну, и нет необходимости переставлять заготовку. Многошпиндельные станки за один рабочий ход сверлят сразу несколько отверстий, что критически важно в серийном производстве. Координатно-расточные станки обеспечивают точность расположения отверстий до 0,003 мм. Станки с ЧПУ автоматически меняют инструменты, координатно перемещают стол и обрабатывают детали сложной конфигурации по управляющей программе.

Применение в производстве

Сверлильные станки применяются в машиностроении, приборостроении, мебельном производстве и строительной отрасли. На отечественных предприятиях по-прежнему эксплуатируется оборудование Стерлитамакского, Одинцовского и Ивановского заводов, а также закупается импортная техника тайваньских и китайских производителей. Правильный выбор режимов резания и своевременная замена затупившегося инструмента позволяют снизить себестоимость обработки и увеличить ресурс оборудования.