ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ

В журнале «Моделист-конструктор» №4 за 2008 год уже была опубликована одна моя разработка небольшого настольного сверлильного станка. Теперь предлагаю читателям другую, на мой взгляд, более универсальную и интересную конструкцию. Между тем, и этот вертикально-сверлильный одношпиндельный станочек тоже совсем не трудно изготовить самому, имея практические навыки по механической обработке металлических деталей и их слесарной сборке, а некоторые наиболее сложные детали можно заказать мастеру-специалисту.

Назначение и принцип работы предлагаемого сверлильного станка схожи с подобными конструкциями. Отличия же — в деталях. Станок имеет три скорости вращения шпинделя. Для этого следует перебросить ремень из одних ручьёв шкивов в другие, что делается очень легко.

Основные узлы станка — стол, стойка, консоль с инструментальной головкой. Конечно, к ним необходимо отнести и электромотор, но это — агрегат самостоятельный и заводского изготовления, а потому отмечу лишь его характеристики. Тип электродвигателя — КД-50У4, мощность — 60 Вт, число оборотов — 2750 в минуту, напряжение питания — 220 В.

Стол — относительно тяжёлая стальная или чугунная плита. В данной конструкции для него использован швеллер №14 с укороченными отфрезерованными полками, это только потому, что на момент изготовления станочка он оказался наиболее подходящим из имевшегося в наличии материала. Но если станочек не требуется раз от раза переносить, тогда лучше применить плиту. С массивным основанием станок не будет «плясать» от вибрации по столу во время работы. В плоскости стола выполнены три сквозных резьбовых отверстия М5 для крепления стойки.

Стойка изготовлена из круглого стального стержня диаметром 20 мм. Снизу к ней приварен подпятник в форме срезанной шайбы с расположенными соответствующим образом (как в столе) гладкими отверстиями. Важно обеспечить строгую перпендикулярность оси стойки к плоскости подпятника. С помощью подпятника стойка и крепится к столу тремя винтами М5.

Рис. 1. Настольный вертикальносверлильный одношпиндельный станок:

1 —рабочий стол (швеллер №14); 2—опорный фланец (сталь 45); 3 — стойка (сталь 45, круг 20); 4—консоль (чугун СЧ-21); 5—электродвигатель (КД-50У4); 6—панель для выключателя и лампы подсветки (текстолит или дюралюминий, лист s5); 7—ведущий шкив электродвигателя (дюралюминий, круг 54); 8 — крепление ведущего шкива на валу электродвигателя (винт М3); 9 — пассик (резиновое кольцо); 10—кожух шкивов и пассика, дюралюминий, лист б 1); 11 —приводной узел шпинделя; 12—верхний подшипник шпинделя (№18); 13 — стакан (сталь 45); 14—шпиндель (сталь 45); 15 — нижний подшипник шпинделя (№200); 16—зажимной инструментальный патрон (В-10); 17—ручка (резина); 18—рукоятка (Ст3, круг 10); 19—крепление рукоятки (винт М6, 2 шт.); 20—шайбы (4 шт.); 21 —светодиод; 22 — выключатель (трёхпозиционный тумблер); 23 — крепление корпуса подшипника к консоли (винт М3, 3 шт.); 24— механизм стопорения консоли; 25—крепление опорного фланца стойки к столу (винт М5, 3 шт.)

Стойка служит для вертикального перемещения по ней консоли. Консоль выполнена из довольно массивной заготовки из серого чугуна марки 21-40, а для облегчения детали средняя её часть максимально заужена — здесь выполнена большая галтель. Конечно, консоль можно сделать и стальной, но чугун обладает лучшими антифрикционными свойствами и трущиеся поверхности не надо даже смазывать. В концевых частях консоли просверлены два основных сквозных отверстия диаметрами 21 и 32 мм с межосевым расстоянием 95 мм: первое — для стойки, а другое — для стакана шпинделя. Если для кого-то вылет патрона покажется маловатым, то консоль можно сделать и с большим межосевым расстоянием между отверстиями для стойки и инструмента. Но тогда некоторые размеры необходимо соответственно скорректировать.

Стакан шпинделя изготовлен из стали Ст45. Чтобы стакан перемещался вверх-вниз на заданное расстояние подачи 42 мм, вдоль второго (большего) отверстия в консоли с одной стороны отфрезерован паз шириной 6 мм и длиной 60 мм.

Шкивы на электродвигателе и шпинделе применены сблокированные, трёхручьевые. Изготовлены они из дюралюминия, хотя можно применить и пластмассовые (текстолитовые), а также подобрать готовые (даже стальные). Клинового ремня необходимых размеров подобрать не удалось, а потому для передачи вращения использован резиновый круглый пассик (от гидроцилиндра сельхозтехники). Кстати, такой эластичный пассик даже даёт преимущества — его легче переустановить с ручья на ручей, да к тому же не требуется натяжное устройство.

Один из блоков шкивов насаживается непосредственно на вал электродвигателя и фиксируется здесь винтом М3, ввёрнутым в соответствующее отверстие в торце вала. Другой блок шкивов шпинделя насаживается на приводную втулку и фиксируется на ней винтом М3 с потайной головкой через соответствующее резьбовое отверстие, просверленное в среднем ручье блока шкивов.

Рис. 2. Приводной узел шпинделя:

1 —ведомый (приводной) шкив (дюралюминий, круг 59); 2 — приводная втулка шпинделя (сталь 45, круг 18); 3 — соединитель ведомого шкива и приводной втулки (винт М3 с потайной головкой); 4 — корпус подшипника ведомого шкива и приводной втулки (сталь 35, круг 57); 5 — подшипник (№1000902) ведомого шкива и приводной втулки; 6 —внутреннее стопорное разрезное кольцо; 7 — наружное стопорное разрезное кольцо; 8—шпиндель («обстановка»)

Шпиндель в стакане установлен в двух шарикоподшипниках: №18 (dхDхВ = 8x22x7) и №200 (10x30x9). Подшипники можно подобрать и другие, желательно закрытые пылезащитными шайбами. Конец шпинделя имеет укороченный конус Морзе под самоцентрирующийся патрон В-10. Патрон обеспечивает крепление сверла с цилиндрической частью от 0,3 до 6 мм. При желании можно шпиндель сделать и под патрон номером выше, рассчитанный на крепление сверла до 10 мм, но при этом следует учесть, что для сверления в стальных деталях отверстий такого диаметра мощности штатного электродвигателя может оказаться недостаточно.

Сборка шпиндельного узла выполняется в следующей последовательности. На приводную втулку насаживается подшипник №1000902 (15x28x7) и запирается внутренним стопорным кольцом. Далее подшипник (с втулкой) вставляется в свой корпус и фиксируется в нём другим (наружным) стопорным кольцом. Корпус подшипника четырьмя винтами М4 с потайными головками прикручивается сверху к консоли. После этого на втулку насаживается шкив и фиксируется здесь винтом М3 с потайной головкой через отверстие в среднем ручье.

Верхняя часть шпинделя на длине 75 мм имеет лыски с противоположных сторон, а во втулке есть два соответствующих боковых выступа. Благодаря им при совместной работе пары «втулка — шпиндель» становится возможным одновременное осуществление вращения и подачи насаженного на шпиндель патрона с инструментом.

Подшипники смазываются ЛИТОЛом или ЦИАТИМом.

Электродвигатель выбран довольно распространённый, используемый в бытовой технике — КД-50У4. Его мощность — N=60 Вт, число оборотов — 3000 в минуту. Двигатель крепится в трёх точках боком к панели управления. На этой же панели установлен и трёхпозиционный выключатель.

Стойка имеет высоту 300 мм — для сверления отверстий в небольших и негабаритных деталях этого вполне достаточно. Если же деталь высокая, то для её обработки консоль следует развернуть на 180 градусов, а сам станок установить на край стола (верстака) и закрепить здесь противовесом из дополнительного массивного груза или струбцинами.

Для удержания консоли на заданной высоте на стойке служит стопорный механизм, состоящий из зажима, представляющего собой половинку шпильки (или винта без головки) М10 с небольшим вырезом по диаметру стойки и соответствующей фигурной гайки с шайбой. Зажим устанавливается в глухом отверстии консоли, и лишь небольшой его резьбовой конец выходит наружу. Самое занятное в том, что со стороны не видно, как работает этот узел.

Рис. 3. Детали механизма стопореним консоли:

1 —зажим (сталь 45, круг 10); 2 — шайба (Ст3, круг 20); 3—фигурная гайка М10х 1

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема подключения станка к бытовой электрической сети

Рукоятка подачи выполняется из круглого стального прутка, на неё насаживается ручка из диэлектрика. Ручка отогнута немного в сторону — это улучшает обзор и повышает удобство управления рабочим инструментом. На конце рукоятки просверлено отверстие для оси, с помощью которой она и соединяется с консолью. Ось — винт М6. В срединной части рукоятки делается плоская площадка (с обеих сторон выполняются лыски) и прорезается продолговатый паз. По пазу будет перемещаться тело винта М6, ввёрнутого в стакан шпинделя. Поджимом этого винта происходит удержание стакана со шпинделем в консоли, то есть и патрон не будет перемещаться — это требуется в том случае, когда подачу надо осуществить не инструментом, а заготовкой.

Об электросхемах подключения электродвигателя в бытовую сеть на страницах журнала говорилось неоднократно, да и никаких сложностей в этом вопросе нет. Кроме того, на корпусе двигателя укреплена табличка подключения его в сеть 220В. Но в схеме предлагаемого сверлильного станка имеются свои особенности. Например, в неё включён светодиод, сигнализирующий о готовности к работе. Станок снабжён подсветкой с отражателем, крепящейся сбоку к консоли (на рисунке не показана), которая включается одновременно и совместно с электродвигателем, трёхпозиционным выключателем (тумблером с нейтральным положением), позволяющим использовать реверс. Дополнительное освещение в зоне работы существенно влияет на качество работы, особенно при сверлении отверстий небольшого диаметра.

Для придания станку эстетичного внешнего вида его нужно покрасить. Цвет — по вашему вкусу, а чтобы не было потёков, желательно это сделать ризографом. Не красят только стойку, стакан шпинделя и наружную поверхность стола.

Данное изделие верой и правдой уже не первый год служит мне в мастерской. Всем повторившим конструкцию желаю успехов в работе!

И. РОСТОВСКИЙ, инженер-механик, п. Сазоново-1, Вологодская обл.