Образование отверстий

Образование отверстий. Строгание кромок

В прошлом, когда преимущественно производились клепаные конструкции, процесс образования отверстий занимал значитель­ный удельный вес. Так, например, в конструкциях мостострои­тельного характера на каждую тонну в среднем было необходимо образовать до 700—750 отверстий.

На заводах, изготовляющих сварные конструкции, образование отверстий производится в очень ограниченных количествах: пре­имущественно на узлах негабаритных конструкций, соединяе­мых на монтаже с помощью болтов или заклепок (монтажные стыки).

Образование отверстий производится сверлением и пробивкой (продавливанием). В первом случае процесс образования отвер­стия осуществляется вырезанием материала с помощью сверла. Сверление отверстий обычно производится в точках, размеченных при помощи керна. Для получения отверстий в соответствии с разметкой острие сверла должно совпадать с углублением от керна. Кроме того, во избежание получения наклонного отверстия ось сверла должна располагаться строго перпендикулярно к поверхности обрабатываемого металла.

Производительность при сверлении, а также стойкость сверл, могут быть значительно увеличены за счет:

  • применения двойной заточки (фиг. 63, а), благодаря кото­рой достигается укрепление участков сопряжения главных режу­щих кромок со вспомогательными: по сравнению со сверлами, имеющими одинарную заточку, стойкость сверл с двойной заточ­кой возрастает почти в 3 раза, и создается возможность приме­нения повышенных режимов сверления;
  • уменьшения усилия резания и создания благоприятных ус­ловий для стружкообразования путем подточки поперечной кром­ки, вследствие чего увеличивается передний угол в этой части и уменьшается длина поперечной кромки (фиг. 63, б); в этом слу­чае стойкость сверл по сравнению со сверлами, имеющими оди­нарную заточку, возрастает в 5 раз;
  • подточки ленточки по длине двух-трех подач (фиг. 63,в); задний угол на этом участке выполняется равным α1 = 6—8°; ши­рина ленточки делается равной 0,1—0,2 мм; в этом случае стой­кость сверл по сравнению со сверлами, имеющими одинарную заточку, возрастает в 6 раз.
Формы заточки сверл

Формы заточки сверл

На заводах, изготовляющих металлические конструкции, для сверления отверстий применяются стационарные и передвижные радиально-сверлильные станки. Радиально-сверлильные станки целесообразнее иметь передвижные, так как для них требуется меньше производственной площади, чем при обработке металла на стационарных станках. Увеличение производственной площа­ди для стационарных станков вызывается тем, что вылет радиально-сверлильного станка не может обслужить всю площадь ли­ста, и лист приходится располагать на тележке и перемещать от­носительно станка.

Для станка, который с помощью электрического привода пе­ремещается по рельсам относительно листа, потребная производ­ственная площадь приблизительно равна площади обрабатывае­мого листа. Стационарные радиально-сверлильные станки (фиг. 64) изготовляются настенными и свободно стоящими. Преимущества последних станков заключаются в том, что благодаря наличию поворачивающегося на 360° плеча, по которому перемещается суппорт, создается возможность обработки листов значительных размеров. В современных радиально-сверлильных станках вылет плеча достигает 3000 мм и выше, а диаметр просверливаемых отверстий 50 мм.

Стационарный радиально-сверлильный станок

Стационарный радиально-сверлильный станок

Сверление единичных листов производится обычно по размет­ке. При серийном производстве, когда создается возможность подбора нескольких одинаковых по расположению и диаметру отверстий листов, сверление производится пакетами по шаблону. При пакетном сверлении устраняется разметка и сокращается вспомогательное время на укладку и снятие листов со стола станка.

Согласно опытным заводским данным, при пакете в 2 ли­ста производительность станка возрастает на 36%, а при пакете в 7 листов удваивается. Пакетному сверлению подвергаются хо­рошо выправленные листы. Листы, сложенные в пакет и туго стя­нутые по краям струбцинами, не должны иметь зазоров, превы­шающих 1 мм. Несоблюдение данного условия вызывает откло­нения в расстоянии между отверстиями свыше допустимых. В первую очередь отверстия образуются по краям и в средине па­кета. Наличие этих отверстий дает возможность применять бол­ты, которыми осуществляется максимально возможное стягивание листов. Чтобы отверстия точно совпадали, они сверлятся меньше на один размер сверла, при сборке в этом случае имеется воз­можность производить рассверливание на проектный диаметр.

Процесс продавливания отверстий аналогичен процессу резки металла пресс-ножницами. Так же, как и при резке, при продав­ливавнии происходит скалывание металла. Отличие заключается лишь в форме режущего устройства, так как при продавливании вместо прямых ножей применяются пуансон и матрица, имеющие в режущей части круглую, квадратную или другую форму.

Как и при резке ножницами, продавливание отверстий сопро­вождается повреждением структуры металла по кромке отвер­стия. В связи с этим в ответственных металлических конструкци­ях полагается удалять наклепанную зону рассверливанием отвер­стия на 3—6 мм.

Чтобы обеспечить нормальные условия выполнения процесса продавливания отверстий, диаметр пуансона d делается меньше диаметра матрицы D, и зависимость между ними может быть определена по следующей формуле: D = d + (0,1 ÷ 0,15) s, где s — толщина продавливаемого металла.

Чем больше разность между диаметрами пуансона и матри­цы, тем больше глубина распространения деформаций и тем ху­же внешний вид кромки отверстия.

Нужно также иметь в виду, что диаметр пуансона не может быть меньше толщины обрабатываемого металла. По техническим условиям толщина продавливаемых листов из низкоуглеродистой стали не должна быть больше 25 мм.

Оборудованием для продавливания отверстий служат одноштемпельные и многоштемпельные прессы, имеющие до 50 штемпелей. В связи с тем, что на предприятиях, изготовляющих свар­ные изделия, операция образования отверстий занимает незначи­тельный удельный вес, нами приводится краткое описание лишь одноштемпельных прессов, так как многоштемпельные прессы почти не применяются.

Одноштемпельные прессы встречаются на за­водах различной конструкции и мощности с вылетом 500—2000 мм и диаметром прокалываемого отверстия до 50 мм.

Прокалывать отверстия можно как в листовом, так и про­фильном металле. В зависимости от ширины обрабатываемого металла принимается и вылет пресса. В производствах с ограни­ченным объемом изготовления отверстий последние выполняются по наметке. При наличии партии или серии одинаковых деталей проколку отверстий целесообразно производить по картонным или фанерным шаблонам. Применение таких шаблонов уменьшает на­пряженность прессовщика, так как он ясно видит отверстия на шаблоне и благодаря этому производительность труда возрастает на 20—30%. Кроме этого, проколка по шаблонам предотвращает смещение отверстий, что повышает качество и точность выполне­ния операции. Одним шаблоном можно проколоть 40—50 деталей.

При производстве сварных машиностроительных металличе­ских конструкций строгание кромок производится с целью:

а) об­разования фасок под сварку;

б) удаления поврежденных слоев металла, полученных в результате резки ножницами;

в) придания точных размеров отдельным деталям:

г) улучшения поверхности разреза после ручной газовой резки некоторых сталей повышен­ной прочности.

Согласно исследованиям и правилам Котлонадзо­ра, детали из низкоуглеродистых сталей, вырезанные газовой рез­кой, подвергаются строжке для удаления пораженной зоны.

Перечисленные работы выполняются преимущественно на кромкострогальных и реже на поперечно- и продольно-строгаль­ных станках.

Кромкострогальный станок (фиг. 65) представляет собой станину 1 со стойками 2 по концам, которые в верхней части соеди­нены балкой 3, имеющей прижимы 4 для крепления обрабатывае­мого листа. В станках современной конструкции суппорты 5 дела­ются двойными с целью крепления на них двух резцов. Благода­ря этому строгание осуществляется за передний и обратный ход, что ведет к увеличению производительности и более равномер­ному износу станка. На заводах встречаются в эксплуатации так­же станки с холостым обратным ходом (с одним суппортом).

Кромкострогальный станок

Кромкострогальный станок

В этих станках строгание за обратный ход осуществляется путем поворачивания державки с резцом. В тех случаях, когда возни­кает надобность в образовании скошенной кромки, резец делает­ся с двусторонней заточкой и в конце переднего хода суппорта вручную поворачивается вместе с державкой на 180°. Благодаря поворачиванию другая режущая грань резца осуществляет строгание за обратный ход. Зажимы для крепления листа к станине в современных станках обычно делаются электрическими, пнев­матическими или гидравлическими. Все эти виды зажимов имеют централизованное управление, осуществляемое включением ру­бильника или поворотом ручки крана. Наиболее удобны в экс­плуатации электрические прижимы, так как они отличаются бы­стротой действия и не требуют частых ремонтов. Гидравлические прижимы требуют внимательного ухода и частых ремонтов, свя­занных с течью в соединительных местах. Применение пневмати­ческих прижимов связано с большим расходом сжатого воздуха.

Строгание фасок под сварку производится при закладке од­ного листа, а прямые кромки к поверхности листа целесообразно строгать пакетами, наибольшая толщина которых составляет око­ло 400 мм. В связи с тем, что в данном случае сокращается время на укладку и зажим листов, а также создается возможность при небольших толщинах снимать стружку сразу с нескольких ли­стов, производительность станка значительно возрастает.

Кромкострогальные станки изготовляются с длиной строгания от 3 до 15 м.

Исходя из того, что с увеличением длины строгания затраты на приобретение станка возрастают, а площадь цеха, занятая под станком, увеличивается, выбор станка следует производить с уче­том наиболее часто применяемой длины листов, подвергающихся строжке. Когда необходима строжка листов длиной, превышаю­щей длину строгания станка, она осуществляется перестановкой листа.