Обзор сверлильных станков: назначение и типы

Сверлильные станки широко используются в промышленности и в быту. Их конструкция не зависит от типа обрабатываемого материала (металл, дерево, пластик), а определяется только особенностями инструмента. Простота и надёжность кинематической схемы, а также отсутствие особых требований к квалификации работающего предопределили установку такого оборудования не только в производственных цехах, но и в ремонтных мастерских или в гаражах домашних умельцев.

Принцип действия и устройство сверлильного станка

рабочая зона сверлильного станка
рабочая зона сверлильного станка

Процесс сверления – распространённая операция обработки материалов резанием, которая заключается в получении круглых отверстий путём удаления из заготовки некоторого объёма материала. Металлорежущая оснастка представляет собой инструмент, который совершает движение по окружности. Он снабжается  одно- или многорядными линиями резания, а также имеет полости, предназначенные для удаления отходов процесса (стружки). Одновременно по рабочим канавкам к металлу заготовки подводятся смазочно-охлаждающие технологические средства. Помимо сверления отверстий, на данном оборудовании можно выполнять также зенкование, хонингование, развёртывание, притирку, шлифование, резьбонарезные операции (см. рис. 1). Примеры товаров разных типов назначения можно посмотреть тут.

Основные узлы современного сверлильного станка
Основные узлы современного сверлильного станка

Схема типового сверлильного станка включает в себя следующие элементы:

  1. Станину – базовую деталь, которая изготавливается из высокопрочного чугуна и служит базой для монтажа и настройки остальных узлов.
  2. Привод, кинематическая цепь которого представляет собой электродвигатель, клиноременную передачу и набор шкивов (либо вариатор). Всё это размещается под съёмным защитным кожухом.
  3. Сверлильную головку с набором шестерён зубчатых передач.
  4. Рукоятку перемещения сверлильной головки.
  5. Колонну, ось расположения которой – вертикальная или горизонтальная — определяет тип станка.
  6. Шпиндель, где закрепляется сменный патрон с посадочным местом под инструмент.
  7. Регулируемый стол, в котором предусматривается зона для размещения крепёжных приспособлений или магнитного зажима.
  8. Органы управления.

Сверлильные станки специализированного назначения могут иметь и дополнительные узлы. Например, оборудование, мощность которого рассчитана на длительную работу, обычно снабжается станциями для подвода/отвода смазочно-охлаждающих средств.

Типы и классификация сверлильных станков

По направлению рабочего перемещения сверла данная техника подразделяется на станки вертикального, горизонтального и радиального исполнений, а по назначению и структуре – на следующие категории:

  • Портативные/настольные мини-сверлильные станки, предназначенные для получения небольших отверстий в бытовых условиях. Управление перемещением сверлильной головки – ручное;

    Настольно-сверлильный Proxxon TBN
    Настольно-сверлильный Proxxon TBN
  • Вертикально-сверлильные станки, механизм подачи которых располагается на колонне с круглым или коробчатым сечением;

    Вертикально-сверлильный JET JDP-20FT 10000460T
    Вертикально-сверлильный JET JDP-20FT 10000460T
  • Прецизионно-сверлильные станки, в которых скорость подачи зависит от давления обрабатываемого металла на инструмент. Такое оборудование характеризуется использованием в подвижных узлах (например, в редукторной головке) пар качения, а также повышенной стойкостью оснастки;
  • Радиально-сверлильные станки, используемые в металлообрабатывающих цехах заводов крупного машиностроения. Скорость вращения шпинделя и механизм подачи здесь располагаются на радиальной консоли, которую (при зафиксированной на столе заготовке) можно вращать и поднимать.

В конструкциях современных сверлильных станков всё чаще предусматриваются системы числового программного управления (ЧПУ), благодаря которым возможно с одной установки производить получение нескольких отверстий различной глубины и диаметра. ЧПУ эффективно при больших программах выпуска однотипной продукции.

Особенности управления основными узлами сверлильных станков

Режимы работы рассматриваемого оборудования, с которым нужно работать полуавтоматически или вручную, устанавливают изменением числа оборотов шпинделя. Скорость шпинделя изменяют с помощью зубчатых передач, размещенных внутри сверлильной головки.  В агрегатах повышенной мощности изменение скорости и подачи шпинделя достигаются за счет дополнительного вертикального двигателя, установленного непосредственно на сверлильной головке.

Прецизионный сверлильный ZAY7016V
Прецизионный сверлильный ZAY7016V

Станки с ЧПУ состоят из нескольких автономно расположенных блоков, каждый из которых управляется индивидуально. Для сокращения времени переналадки используются координатные столы и приспособления.

Поскольку во время сверления выделяется значительное количество тепла, в зону обработки следует непрерывно или периодически подавать смазочно-охлаждающие вещества. В оборудовании с ручной подачей шпинделя для этого используется машинное масло, для более мощных систем – сульфофрезол или водно-масляные эмульсии. Управление системой охлаждения ведётся на основании показаний встроенных датчиков температуры.

Выбор типоразмера станка

Радиально-сверлильный Bernardo RD1250×50
Радиально-сверлильный Bernardo RD1250×50

Типовыми характеристиками данного оборудования являются:

  1. Максимальный размер сверла, которое может быть установлено в посадочном месте шпинделя, мм.
  2. Размеры стола (длина×ширина), мм.
  3. Наибольший ход шпинделя, мм.
  4. Число скоростей и подач шпинделя.
  5. Число конусов шпинделя по Морзе.
  6. Потребляемая мощность, кВт (или л.с. – для некоторых типоразмеров импортного оборудования).
  7. Площадь, требующаяся для установки агрегата, м2.
  8. Масса в сборе, кг/т.

Именно по этим показателям и ведётся выбор подходящей модели станка.

На сайте Стербруст указаны также дополнительные технические характеристики, например, рекомендуемый тип инструментальной стали для изготовления свёрл с повышенной стойкостью, тип программного обеспечения (для агрегатов с ЧПУ) и пр.

Выводы

Эффективность использования сверлильного станка будет наивысшей, если выбор типоразмера проводится с учётом:

  • Интенсивности применения оборудования (в домашней мастерской она будет ниже, чем на производственных участках);
  • Характера выполняемых работ;
  • Затрачиваемой мощности;
  • Площади, занимаемой агрегатом;
  • Цены.

Часто бывает, что купить капитально отремонтированную технику более выгодно, чем приобретать новую.