Долбление

Долбление паза на токарном станке

ДОЛБЛЕНИЕ, операция выработки отверстий, обычно некруглого сечения, причем режущая кромка инструмента двигается поступательно и параллельно оси отверстия. Различают долбление по дереву и по металлу.

Долбление по дереву применяется преимущественно для получения гнезд, т. е. отверстий прямоугольной формы, в которые вставляют шипы для достижения прочного соединения двух кусков дерева. Долбление производится ручным или механическим способом.

Ручное долбление по дереву производят стамеской и долотом. Долото вгоняется в дерево ударами киянки - молотка из твердого, хорошо выдерживающего удар дерева: граба, бука, карельской березы, самшита и т. д. Киянка имеет вид цилиндра или слегка вогнутого параллелепипеда. Иногда киянка отливается из чугуна или меди с выемками на гранях, в которые вставляются деревянные колодки.

Механическое долбление производят при помощи долбежных станков, которые делятся на ручные и приводные. Ручной долбежный станок (фиг. 1) состоит из чугунной станины и стола Б, перемещающегося в продольном направлении; при помощи установочного винта Г и маховика стол перемещается в вертикальном направлении.

Ручной долбежный станок

Обрабатываемый брус закрепляется на столе в тисках Д и вместе с ними устанавливается в поперечном направлении посредством винта с маховиком Е. Режущий инструмент состоит из долота Ж, приводимого в движение рукой при помощи рычага И. Маховик М служит для придания долоту необходимых углов поворота и для вращения сверла, если машину используют в качестве сверлильного станка. Долото обыкновенно берут по ширине равное требуемому гнезду; длина же гнезда достигается продольным перемещением стола с зажатым брусом. При долблении твердых пород необходимо предварительно высверлить отверстие для первого прохода долота; отверстие обыкновенно делают посредине гнезда и, начиная с этого места, долбят сначала в одном направлении, затем поворачивают долото на 180° и выдалбливают другую половину. Ручные станки б. ч. строят вертикальные.

Приводные станки по характеру работы можно свести к 3 типам: 1) долбежные станки с переменно-возвратным движением долота, 2) станки с четырехугольным пустотелым долотом, внутри которого вращается сверло, и 3) станки, режущим инструментом которых является бесконечная цепь, снабженная остриями.

Первый тип станков (фиг. 2) по конструкции отличается от ручного станка лишь тем, что долото приводится в движение не от руки, а от приводного механизма; эти станки часто снабжены сверлильным приспособлением, приводимым в движение от шкива. Стол перемещается во всех трех направлениях от руки при помощи маховиков или педалью. Движение долоту сообщается от кривошипа (а) через посредство шатуна (б), серьги (в), рычага (г) и тяги (д); головка шатуна соединена тягой (е) с коленчатым рычагом (ж), приводимым в движение педалью (з).

Долбежный станок с переменно-возвратным движением долота

Противовес (и) стремится привести части в положение, указанное на фиг. 2, А; при этом тяга (е) и серьга (в) совершают колебательное движение, а ползун (к) с долотом стоит на месте. По мере опускания педали (з) коленчатый рычаг (ж) отводит серьги (в) и (е) в положение, указанное на фиг. 2, Б, и ползун начинает двигаться вниз, совершая одновременно переменно-возвратное движение с возрастающей по мере опускания ползуна амплитудой. В других станках амплитуда колебаний ползуна неизменна, а подача осуществляется подъемом стола. Для долбления твердых пород необходимо предварительно просверлить отверстие. О долотах для механического долбления см. Долото. Часто употребляют двустороннее долото во избежание необходимости его поворачивания. Долото в современных станках делает до 500 ходов в минуту. Нормальная мощность 2—З л. с. В общем, этот тип станков дает хорошие результаты только для мягких пород дерева. При долблении твердых пород КПД уменьшается наполовину, так что результаты хуже, чем у других типов.

Второй тип долбежных станков (фиг. 3) работает одновременно сверлением и долблением. Главная же особенность этих станков - инструмент, состоящий из квадратного пустотелого долота, с вращающимся внутри его винтовым сверлом.

Долбежный станок с четырехугольным пустотелым долотом, внутри которого вращается сверло

Сверло вращается со скоростью до 4000 об. в мин. и приводится в движение от мотора непосредственно или через шкив; салазки же с долотом на легких станках приводятся в поступательное движение от руки, при помощи рычага с противовесом, а на тяжелых - автоматически, при помощи кривошипного механизма. Долото делает от 15 до 40 ходов в мин. Количество ударов и ход долота можно регулировать. Остановка станка м. б. произведена в любой точке хода салазок или применением особого механизма, сообщающего салазкам быстрое обратное движение, или же путем соединения педали холостого хода с тормозом. Стол станка имеет двойное перемещение при помощи маховика и зубчатой рейки, что дает возможность выдалбливать длинные гнезда. Современные станки часто снабжены эксгаустером для удаления стружек. В некоторых станках стол вращается вокруг горизонтальной оси, что дает возможность долбить гнезда с наклоном до 45°. Станки с пустотелым долотом работают точно, имеют сравнительно больший КПД, чем первый тип, в особенности при долблении твердых пород. Для долбления глубоких квадратных дыр этот станок незаменим. Главный его недостаток - трудность натачивания долота.

В последнее время значительное распространение получил 3-й тип вертикальных долбежных станков, в которых режущим инструментом служит бесконечная цепь (ц) (фиг. 4) с заостренными зубьями, охватывающая наверху зубчатое колесо (р), которым она приводится в движение; внизу цепь ходит по ребрам направляющей пластинки, снабженной свободно вращающимся роликом (р').

Долбежный станок, режущим инструментом которого является бесконечная цепь, снабженная остриями

Пластинка вместе с роликом может перемещаться при помощи маховика вверх и вниз и закрепляться в желательном положении, благодаря чему можно придать цепи нужную степень натяжения. Верхняя часть цепи вместе с ведущей зубчаткой прикреплена к суппорту (с) (фиг. 5), который может подниматься и опускаться между направляющими автоматически, нажимом педали (п), или вручную, при помощи рычага.

Верхняя часть цепи вместе с ведущей зубчаткой прикреплена к суппорту

Длина хода коробки и скорость подачи могут быть установлены по шкале; для изменения скорости резания (скорость движения цепи) служит ступенчатый ременный шкив. Дерево закрепляется на рабочем столе (cm), который передвигается в горизонтальном и вертикальном направлениях помощью маховиков (м) и (м1). Подача включается нажимом педали (п), глубина хода суппорта устанавливается особыми упорками; по достижении нижнего положения суппорт автоматически поднимается кверху, и движение цепи останавливается. Зубья цепи (фиг. 4) чередуются: один зуб ординарный, другой - двойной, разведенный. При опускании цепи зубья вырезают гнездо, длина которого равна ширине направляющей пластинки вместе с цепью, а ширина - ширине цепи. Передвигая стол с брусом в продольном направлении, можно сделать гнездо любой длины. Для очень же длинных гнезд необходимо переставлять брус на столе. Цепь может вырезать гнездо сразу насквозь. Если гнезда не сквозные, то дно их имеет полукруглую форму. Для гнезд разной ширины требуются соответствующие цепи и направляющие пластинки. Впрочем, одна пластинка годится для цепей с разностью ширин до 1,5 мм. Для образования конусообразных гнезд применяют два способа: заменяют четырехугольную направляющую пластинку трапецеидальной или наклоняют стол с брусом. Особое приспособление, прикрепленное к станине и остающееся всегда у выходного конца цепи, срезает стружки и предохраняет гнездо от расщепления краев. Для заточки зубьев цепи применяют специально приспособленный точильный станок; обрабатываемые предметы зажимаются на столе винтом. Работа такого станка получается чистой, и поверхность стенок гнезд удобна для склеивания; он работает без шума и толчков, но для очень точной работы станки этого типа не годятся, т. к. цепь всегда немного болтается, отчего гнездо получается несколько шире самой цепи. Без перестановки бруса на столе можно выдолбить дыры длиной до 300, а иногда и до 600 мм. Ширина гнезд меняется от 6 до 30 мм, глубина - до 350 мм; производительность станка - до 200 гнезд средней величины в час; мощность 3,5 л. с. Одна цепь до полного износа может выдолбить до 500000 гнезд. Помимо этих станков, годных для долбления всякого рода гнезд, существуют станки для специальных работ, например, автоматические станки для долбления косых гнезд в оконных жалюзи и дверях; наклон гнезд варьирует от 25 до 30°, производительность - 60 гнезд в мин. Далее, строят специальные станки для долбления гнезд в частях гнутой мебели, для выдалбливания гнезд в ступицах колес и т. д.

Долбление по металлу, кроме некоторых специальных случаев (долбление шпоночных канавок во втулках зубчатых колес), применяют гл. обр. при обработке фасонных отверстий и кривых поверхностей тяжелых или неудобных для зажима предметов. Долбежные станки сходны по своей конструкции с шепингами с той лишь разницей, что движение резца совершается по вертикали и вдобавок обычно по направлению оси резца, а не перпендикулярно к ней, как в поперечно-строгальных станках. Резец совершает рабочее движение, а подача производится передвижением обрабатываемого предмета.

Некоторые характерные формы долбежных резцов

Некоторые характерные формы долбежных резцов изображены на фиг. 6: А - нормальный резец для различных работ, В - резец для обработки входящих углов, С - для выемки шпоночных канавок, D - резцовая державка для тяжелой работы. Углы для обыкновенной работы: α = 10—12°; β = 4—5°. Долбежные станки бывают следующих типов: 1) кривошипные, 2) кулисные, 3) реечные и 4) винтовые.

Кривошипные долбежные станки (фиг. 7) делаются обычно малой мощности и применяются гл. обр. для обработки матриц, штампов и для другой мелкой работы.

Кривошипные долбежные станки

Ползун (а) двигается в направляющих (б), которые могут быть устанавливаемы под небольшим уклоном. На валу (г), приводимом во вращение ременным приводом (д) через зубчатую передачу, сидит кривошип, сообщающий ползуну (а) переменно-возвратное движение посредством шатуна (б). Обрабатываемый предмет помещается на рабочем столе обычного типа. Резец закрепляется помощью особого зажима в ползуне (а); в виду того, что движение резца совершается в направлении его продольной оси, пружинения резца бывает достаточно для того, чтобы не портить обрабатываемой поверхности при обратном ходе; поэтому устройство откидной доски, как в шепингах и строгальных станках, не является необходимым.

Кулисный рабочий механизм применяется на всех более крупных долбежных станках с целью ускорения обратного хода (фиг. 8).

Кулисный рабочий механизм применяется на всех более крупных долбежных станках с целью ускорения обратного хода

Рабочее движение ползун (а) получает от кривошипа (б) через посредство шатуна (в); вал кривошипа приводится во вращение кулисным механизмом, состоящим из зубчатого колеса (з), несущего на себе камень (г), и кулисы (д), соединенной с валом кривошипа. Путем подбора значений эксцентриситета оси зубчатого колеса и радиуса кулисного камня можно уменьшить продолжительность обратного хода до 1/2, а применением нескольких работающих последовательно кулисных механизмов - даже до 1/8 продолжительности рабочего хода. Установка величины рабочего хода производится путем изменения величины эксцентриситета кривошипа, а глубина хода ползуна изменяется перестановкой камня (ж), для чего служит винтовой шпиндель, вращаемый маховиком. Стол (и) имеет продольный и поперечный самоходы; кроме того, верхняя часть его (к) вращается, что позволяет производить обработку закруглений и цилиндрических поверхностей. Круглый стол имеет также самоход, приводимый в движение от общего для всех механизмов подач валика (л), через пару конических шестерен и сменный перебор. Валик подач (л) получает движение от фигурной канавки в зубчатом колесе (з), сообщающей в верхнем конце каждого хода колебательное движение рычагу; помощью тяги и храпового колеса с собачкой валик поворачивается при этом на некоторый угол. Вес ползуна уравновешен противовесом (е).

Для тяжелых долбежных станков оба упомянутые способа непригодны вследствие толчков, обусловливаемых переменой знака усилия шатуна. Поэтому движение ползуну в них сообщается зубчатой рейкой или винтовым шпинделем. В обоих случаях необходимо прибегнуть к изменению направления вращения винта или рабочей шестерни в концах рабочего хода. Для этого применяются те же способы, что и у строгальных станков нормального типа. Винтовой привод имеет перед реечным преимущество более равномерного хода и более легкого уничтожения игры в гайке шпинделя при срабатывании последней; кроме того, реечный требует для уменьшения скорости вращения рабочей шестеренки применения передач с очень большими передаточными числами, что вызывает необходимость применения червячных колес. Крупные долбежные станки часто делаются с одношкивным приводом или для непосредственного сцепления с электромотором. Переносные долбежные станки (фиг. 9) представляют собой станину, снабженную вертикальными направляющими, по которым ходит ползун с резцовым суппортом, приводимый в движение одним из описанных выше способов.

Переносные долбежные станки

Эти станки делаются обычно с непосредственным приводом от электромотора и применяются при обработке особо громоздких деталей, которые закрепляются на особой плите, а вся обработка производится переносными станками, устанавливаемыми около места работы. Подача в этом случае осуществляется передвижением всего станка по салазкам при помощи винтового шпинделя. Долбежные станки для обработки паровозных рам строятся по типу переносных станков, с той разницей, что здесь часто употребляется кулисный привод. Несколько паровозных рам укрепляются на станине в форме пакета и подвергаются одновременной обработке двумя или больше долбежными станками. Обычно эти станки снабжаются также сверлильными шпинделями, так что вся обработка паровозных рам совершается в один зажим. Для выборки шпоночных канавок во втулках строятся особые станки, главнейшим отличием которых от нормальных долбежных станков является то, что резец приводится в действие механизмом, помещенным внизу рабочего стола; т. о., верхняя часть станины отпадает, и горизонтальные размеры обрабатываемых на станке частей практически не ограничены.

Реечный шпоночно-строгальный станок (фиг. 10) состоит из станины с рабочим столом (а), внутри которой помещается движущий механизм, втулки (б), на которую надеваются подлежащие обработке предметы, резца (е), движущего и подающего механизмов.

Реечный шпоночно-строгальный станок

Резцовая державка (г) закрепляется щеками (д) в ползуне (л), захватываемом суппортом (о), составляющим одно целое с рейкой (е); последняя приводится в движение шестерней (ж), вращаемой ременными шкивами прямого и обратного хода, попеременно сцепляемыми с валом при помощи фрикционных муфт. Сцепление муфт производится перемещением тяги (з), которая связана с рычагом (и), передвигаемым или от руки или автоматически от ползуна при помощи тяги к с двумя упорками. Подача резца совершается путем подъема его клином (м), нижний конец которого закреплен в салазках (н); особый механизм смещает клин относительно суппорта (о), а, следовательно, и резцовой державки. Область применения долбления по металлу в настоящее время сильно сократилась. Для нормальных частей оно б. ч. заменяется фрезерованием; выборка канавок и обработка фасонных отверстий в массовом производстве совершается преимущественно оправками для уширения отверстий; для выработки крупных фасонных частей из листов и плит долбление почти совсем вытеснено автогенной резкой. Таким образом, в настоящее время долбление применяется преимущественно в передвижных (при обработке крупных частей) и специальных станках (гл. обр. зубострогальных).

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.