что влияет на выбор способа обработки отверстий

Методы обработки отверстий и области их применения. Точность обработки отверстий различными методами.

Обработка отверстий выполняется несколькими способами, в зависимости от того, какие параметры точности и шероховатости поверхности отверстия заданы чертежом. В соответствии с выбранным способом обработки выбирается и инструмент для ее осуществления. При обработке отверстий различают три основных вида операций: сверление, зенкерование, развертывание и их разновидности: рассверливание, зенкование, цекование.

Сверление – это операция по образованию сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, выполняемая при помощи режущего инструмента – сверла. Различают сверление ручное – ручными пневматическими и электрическими сверлильными устройствами (дрелями) и сверление на сверлильных станках. Ручные сверлильные устройства используются для получения отверстий диаметром до 12 мм в материалах небольшой и средней твердости (пластмассы, цветные металлы, конструкционные стали и др.). Для сверления и обработки отверстий большего диаметра, повышения производительности труда и качества обработки используют настольные сверлильные и стационарные станки – вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные.

Одной из разновидностей сверления является рассверливание – увеличение диаметра отверстия, просверленного ранее. В качестве инструментов для рассверливания отверстий, также как и для сверления, используют сверла. Не рекомендуется рассверливать отверстия, полученные в заготовке методом литья, ковки или штамповки. Такие отверстия имеют различную твердость по поверхности отверстия из-за окалины, образующейся при литье, а также из-за неравномерной концентрации внутренних напряжений в металле на различных участках поверхности отверстий, полученных методом ковки или штамповки. Наличие мест с неравномерной и повышенной твердостью поверхности приводит к изменению радиальных нагрузок на сверло в процессе обработки отверстия, что ведет к смещению его оси, а также является причиной поломки сверла. Обработка отверстий сверлением и рассверливанием позволяет получить точность размеров обработанного отверстия до 10-го квалитета и шероховатость обработанной поверхности до Rz 80.

Зенкерованием называется операция, связанная с обработкой предварительно просверленных, штампованных, литых или полученных другими методами отверстий с целью придания им более правильной геометрической формы (устранение отклонений от круглости и других дефектов), а также достижения более высокой, по сравнению со сверлением, точности (до 8-го квалитета) и более низкой шероховатости (до Ra 1,25). Зенкерование ведут либо на настольных сверлильных станках (при небольших диаметрах отверстий), либо на стационарном сверлильном оборудовании, устанавливаемом на фундаменте. Ручное сверлильное оборудование для зенкерования не применяется, так как оно не может обеспечить получение требуемых точности и шероховатости поверхности. К разновидностям зенкерования относятся зенкование и цекование.

Основные правила зенкерования отверстий:

• сверление и зенкерование отверстий необходимо производить с одной установки детали (заготовки) на станке, т. е. меняя только обрабатывающий инструмент;

• при зенкеровании необработанных отверстий в корпусных деталях особое внимание следует обращать на надежность установки и прочность закрепления детали;

• необходимо точно соблюдать величину припуска на зенкерование, руководствуясь соответствующей таблицей;

• зенкерование следует производить на тех же режимах, что и сверление;

• необходимо соблюдать те же правила охраны труда, что и при сверлении.

Основные правила зенкования отверстий:

• необходимо соблюдать правильную последовательность зенкования отверстий: вначале просверлить отверстие, а потом осуществить его зенкование;

• сверление отверстия и его зенкование следует производить с одной установки заготовки (детали), сменяя только инструмент;

• зенкование следует выполнять при ручной подаче зенковки и малой частоте вращения шпинделя (не более 100 об/мин) с применением эмульсии, глубину зенкования надо проверять штангенциркулем или линейкой станка;

• при зенковании отверстий цилиндрической зенковкой, когда диаметр цапфы больше диаметра отверстия, необходимо вначале просверлить отверстие по диаметру цапфы, а затем зенковать отверстие. Заключительная операция – рассверливание отверстия на заданный размер.

Цекование – это операция по зачистке торцевых поверхностей при обработке бобышек под шайбы, гайки, стопорные кольца. Операция производится с помощью специального инструмента – це- ковки, которая устанавливается на специальных оправках.

Развертывание – это операция по обработке ранее просверленных отверстий с высокой степенью точности (до 6-го квалитета) и малой шероховатостью (до Ra 0,63). Обработка развертыванием выполняется после предварительного сверления, рассверливания и зенкерования отверстия развертками, которые подразделяются на черновые и чистовые, ручные и машинные. Осуществляется развертывание как вручную, так и на станках, как правило, стационарных. Конструкция инструмента выбирается в зависимости от применяемого метода обработки.

Основные правила развертывания отверстий:

• необходимо точно соблюдать величину припуска на развертывание, руководствуясь соответствующей таблицей;

• ручное развертывание следует выполнять в два приема: вначале черновое, а затем чистовое;

• в процессе развертывания отверстия в стальной заготовке необходимо обильно смазывать обрабатываемую поверхность эмульсией или минеральным маслом, чугунные заготовки следует развертывать всухую;

• ручное развертывание следует осуществлять только по часовой стрелке во избежание задиров стенок отверстия стружкой;

• в процессе обработки следует периодически очищать развертку от стружки;

• точность обработки развернутых отверстий следует проверять калибрами: цилиндрических – проходным и непроходным; конических – по предельным рискам на калибре. Развернутое коническое отверстие допускается проверять контрольным штифтом «на карандаш»;

• сверление и развертывание отверстий на сверлильном станке машинной разверткой необходимо производить с одной установки заготовки, меняя только обрабатывающий инструмент.

Сверление и рассверливание

При сверлении на проход в момент выхода сверла из заготовки необходимо резко снизить подачу сверла. При выходе сверла из заготовки срезаемый слой металла неравномерно нагружают режущие кромки сверла, что может привести к поломке сверла. Поломка сверла происходит также из-за увеличения подачи и малой скорости резания, поэтому следует работать с возможно большими допустимыми скоростями резания и с возможно меньшими подачами.

Просверленное отверстие имеет минимальные погрешности, если ось сверла совпадает с осью вращения шпинделя станка, сверло правильно заточено и жестко закреплено. У правильно заточенного сверла работают обе режущие кромки и стружка сходит по двум спиральным канавкам.

Размеры отверстия при сверлении получаются больше заданных в следующих случаях: режущие кромки сверла имеют разную длину, хотя и заточены под одинаковыми углами; режущие кромки имеют разную длину и заточены под разными углами; режущие кромки имеют равную длину, но заточены под разными углами. При неправильно заточенном и затупленном сверле получается косое отверстие с низким качеством поверхности. Затупленные сверла служат причиной образования заусенцев у выходной части отверстия.

Если глубина отверстий превышает пять диаметров, то такие отверстия принято называть глубокими. При сверлении глубоких отверстий применяют длинные спиральные сверла с обычными геометрическими параметрами. При сверлении детали периодически выводят сверло из глубокого отверстия для охлаждения его. и удаления накопившейся в канавках стружки. Для повышения производительности применяют сверла с принудительным отводом стружки, который осуществляется жидкостью (реже воздухом), подводимой в зону резания под давлением. С увеличением глубины сверления ухудшаются условия работы сверла, отвод теплоты, повышается трение стружки о стенки канавок сверла, затрудняется подвод СОЖ к режущим кромкам сверла и др. Поэтому при глубине сверления более трех диаметров отверстия скорость резания уменьшают.

Спиральные сверла изготовляют из сталей: углеродистой марки У12А, легированной марки 9ХС, быстрорежущей марки Р6М5, а также из твердых сплавов марок ВК6М, ВК8 и ВК15 и др.

При ручной подаче сверла трудно обеспечить ее постоянное (стабильное) значение. Для стабилизации подачи используют различные устройства. Механическую подачу сверла осуществляют суппортом токарного станка. В резцедержателе станка устанавливают сверло 1 (7.3, а) с помощью прокладок 2 и 3 так, чтобы ось сверла находилась на линии центров. Если сверло 1 с коническим хвостовиком, то применяют державку 2 с соответствующим коническим отверстием (гнездом). После выверки осей сверла и центров сверло подводят вручную к торцу заготовки и начинают сверление, а затем после зацентровки включают механическую подачу суппорта. Перед выходом сверла из заготовки механическую подачу значительно

уменьшают или отключают и заканчивают сверление ручной подачей.

При сверлении отверстий диаметром 5—30 мм в стальных деталях автоматические подачи равны 0,1—0,3 мм/об, а в чугунных — 0,2—0,6 мм/об, что составляет примерно 0,02—0,03 диаметра сверла. Скорость резания при работе сверлами из быстрорежущей стали равна 30— 35 м/мин и в 2—3 раза больше при работе твердосплавными сверлами.

Резание при сверлении по сравнению с точением имеет ряд отличительных особенностей. Спиральное сверло является многолезвийным инструментом и совершает работу резания пятью режущими кромками (двумя главными, двумя вспомогательными и поперечной). На каждую точку А на режущей кромке сверла (7.4) действует сила Р, которая может быть разложена на составляющие силы Рх, Ру и Pz по осям X, Y и Z.

Основную работу сверления выполняют две режущие кромки, а поперечная кромка (угол резания ее более 90°) под действием осевой силы резания сминает металл.

Для повышения эффективности работы спиральных сверл производят подточку поперечной кромки, изменение угла при вершине, подточку ленточки, двойную заточку и др.

поперечной кромки и уменьшает ее длину, а также снижает деформации металла заготовки и повышает стойкость сверла в 1,5—2 раза.

Стандартные сверла имеют угол при вершине 118°, однако для обработки более твердых материалов (и более глубоких отверстий) рекомендуется применять сверла с углом при вершине 135°. Увеличение угла при вершине приводит к образованию более толстых и узких стружек при той же подаче на оборот. Это облегчает сверление материалов, склонных упрочняться при обработке. Сверление мягких цветных металлов, пластмасс и мягкого чугуна осуществляют сверлами с углами при вершине 60—90°. Уменьшение угла при вершине приводит к образованию более тонких стружек и уменьшению абразивного изнашивания по уголкам.

Сначала сверлят отверстие малого диаметра, при этом диаметр сверла должен быть больше поперечной кромки большего сверла, обычно диаметр меньшего сверла равен половине большего. Режимы резания при рассверливании обычно те же, что и при сверлении.

Подготовка заготовок к сверлению.

Получение качественного глубокого отверстия связано с выполнением ряда подготовительных операций. Характер этих операций зависит от размеров и формы заготовки, от способа установки детали на станках, где будут производиться операции сверления и расточки и от способа выполнения этих операций, от применяемого инструмента.

В зависимости от назначения деталей и от производственных условий, заготовками могут быть поковки, прокат, центробежные отливки; поэтому имеются различия в выполнении как основных, так и подготовительных операций. Заготовки любого вида до поступления в механический цех должны быть выправлены и проверены.

На заготовках, не имеющих центрального отверстия:

1. обработка торцев;

2. разметка центров;

4. черновое обтачивание по наружной поверхности;

5. обточка контрольных поясков и мест под люнеты.

На заготовках, имеющих центральное отверстие:

1. обработка торцев;

2. разметка отверстия под технологические пробки;

3. расточка отверстий под технологические пробки;

4. черновое обтачивание по наружной поверхности на технологических пробках;

5. обточка контрольных поясков и мест под люнеты на технологических пробках.

Переход 1 – необходим для исключения повреждений режущего инструмента при его входе и выходе, оба торца должны быть обрезаны на пиле или подрезаны на токарном станке. Если сверление производится с внутренним отводом стружки (через борштангу), то для обеспечения уплотнения маслоприемника передний торец заготовки должен быть подрезан с чистотой не ниже Ra6,3.

Переходы 2, 3 – пояснений не требуют.

Переход 4 – черновое обтачивание уменьшает биение заготовок при сверлении и растачивании, уменьшает коробление заготовок в процессе обработки глухого отверстия, облегчает выявление наружных дефектов заготовки. Биение начерно обточенных заготовок при медленном вращении (n = 60 об/мин) не должно превышать 0,0005-0,0008 от длины заготовки в мм.

Переход 5 – контрольные пояски шириной 40 – 50 мм, обработанные с чистотой не ниже Ra3,2 при эллиптичности в пределах поля допуска е8 – h11, служат для выверки заготовки при установке на станках.

Источник

Обработка отверстий в деталях машин. Методы обработки отверстий

Страницы работы

Содержание работы

8. ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ

8.1 Методы обработки отверстий

Отверстия в деталях машин бывают цилиндрические, ступенчатые, конические, фасонные. Они могут быть открытыми и глухими.

Обрабатывать отверстие со снятием стружки можно лезвийным, абразивным инструментами или абразивным порошком и физико-химическими методами. Лезвийным инструментом можно сверлить, зенкеровать, развертывать, растачивать, протягивать отверстия. Абразивным инструментом отверстия шлифуют, хонингуют, суперфинишируют; абразивным порошком притирают. Физико-химические методы находят все большее применение при обработке отверстий в труднообрабатываемых материалах и отверстиях малых диаметров. Обработка отверстий без снятия стружки производится калиброванием при помощи выглаживающих прошивок и шариков, а также раскатыванием.

В деталях из листового материала отверстия чаще всего пробивают в штампах.

8.2. Обработка отверстий лезвийным инструментом

Сверление. Распространенный способ обработки глухих и сквозных отверстий в сплошном материале с точностью 9 – 13-го квалитетов и шероховатостью поверхности Ra = 5…10 мкм.

Отверстия диаметром более 35…40мм сверлят за два перехода – сначала сверлом меньшего диаметра, а затем требуемого. Отверстия диаметром свыше 60. 70 мм целесообразно обрабатывать кольцевым сверлом. В этом случае большая часть металла остается в виде сердечника, пригодного для использования.

Различают два метода сверления: вращением сверла (сверлильные и расточные станки) и вращением детали (токарно-револьверные станки). При сверлении отверстий с вращением инструмента увод сверла от оси отверстия больше, чем при сверлении с вращением детали.

Для уменьшения увода сверла при обработке отверстий в сплошном металле применяют засверливание коротким жестким сверлом (центрирование на токарно-револьверных станках и автоматах) и кондукторы с направляющими втулками (на сверлильных и расточных станках). Кондуктор позволяет в одной операции обрабатывать несколько отверстий, обеспечивая точное расстояние между осями отверстия.

Для повышения производительности при сверлении отверстий применяют многошпиндельные головки или специальные станки (чаще агрегатные).

Для выполнения на сверлильном станке в одной операции последовательной обработки сверлением, зенкерованием и развертыванием используют кондукторы со сменными втулками и быстросменные патроны для закрепления инструмента в шпинделе станка.

Сверление без кондукторной втулки.

Сверление с кондукторной втулкой.

Сверление + предварительное растачивание + тонкое растачивание.

Шлифование + алмазное точение или хонингование, доводка.

Отверстие с — неглубокие. Обрабатывают спиральными сверлами с d до 80 мм. Отверстия с — глубокие.

Зенкерование. Применяют для обработки предварительно полученного отверстия литьем, штамповкой или сверлением. Для отверстий с точностью до 11-го квалитета и шероховатостью Ra = 1,25. Зенкерование может быть или окончательной операцией, или предварительной перед развертыванием.

Зенкер имеет 3…4 зуба, канавки меньшей глубины, чем у сверла, что увеличивает его жесткость.

Припуск для зенкерования оставляют равным примерно 0,1 диаметра отверстия.

Зенкером обрабатывают отверстия на сверлильных, токарно-расточных, револьверных и других станках.

Для исправления положения оси отверстия, уменьшения увода ее и обеспечения заданной точности зенкерование выполняют с направлением инструмента в кондукторных втулках. Различают три способа направления зенкера – верхнее, нижнее и двойное.

Развертывание. Основной способ обработки отверстий в материале с твердостью HRC 40, 6…8-й квалитет точности с шероховатостью поверхности Ra = 2,5…0,15. Развертыванию предшествует сверление, зенкерование или растачивание.

Развертки рассчитаны для снятия малого припуска. Они отличаются от зенкеров большим числом зубьев (6…8), меньшим углом в плане. Необходимыми условиями достижения высокой точности обработки является равномерность величины припуска и строгое совпадение оси развертки с осью обрабатываемого отверстия.

В зависимости от диаметра и требуемой точности отверстия развертывание производят одной или двумя развертками. Отверстия 8…9-го квалитета обрабатывают однократным развертыванием, 7-го – двукратным. Развертыванием можно получить отверстия 6-го квалитета.

Для отверстий диаметром 90…120 мм общий припуск на предварительное и окончательное развертывание составляет 0,2…0,4 мм. При предварительном развертывании снимается более половины припуска на обработку.

Точные конические отверстия обрабатываются комплектом из конических зенкеров и разверток. При диаметре больше 25 мм рекомендуется сперва сверлить ступенчатое отверстие, приближающееся к форме конического зенкера. Затем отверстие последовательно обрабатывается коническим зенкером, черновой и чистовой разверткой.

Растачивание. Отверстие растачивают на станках токарной группы: расточных, агрегатных, специальных. Растягивать отверстие можно при вращении детали (токарные станки) или при вращении инструмента (расточные станки горизонтальные, вертикальные, координатные, агрегатные и многоинструментальные с ЧПУ).

Тонкое растачивание. Применяется как окончательная операция обработки отверстий высокой точности. Тонкое растачивание осуществляют при больших скоростях резания (100…1000м/мин), малых подачах (0,01…0,12мм/об) и глубинах резания (0,05…0,4мм). Детали из цветных металлов, сплавов и пластмасс растачиваются алмазными резцами, а детали из черных металлов – резцами из твердых сплавов. Рекомендуемые режимы резания при тонком растачивании следующие.

При обработке деталей из сталей скорости резания составляют от 120 до 250 м/мин, подачи – от 0,02 до 0,12 мм/об и глубине резания – от 0,1 до 0,3 мм. При обработке деталей из цветных сплавов скорость резания до 800 м/мин, подачи – от 0,02 до 0,10 мм/об и глубине резания – от 0,05 до 0,4 мм.

Источник

Обработка отверстий: методы, и их применение

Вряд ли изготовление и сборка любого механизма возможна без сверления и последующей обработки отверстий в нем, ведь сверление и слесарное дело стали просто неразделимыми понятиями. Точно так же невозможно обойтись без сверления в большинстве других сфер деятельности. А после того, как проделаешь отверстие в чем-угодно (неважно, с помощью сверления или других), нужно произвести его обработку, чтобы подогнать размеры и снизить шероховатость стенок.

Обработку отверстий делают при помощи нескольких способов, это зависит от требований к заготовке. В частности, различают 3 основных способа (сверление, зенкерование и развертывание), а также разновидности этих способов (рассверливание, зенкование, цекование). Рассмотрим все эти процессы более подробно.

Сверление

Как несложно догадаться, перед обработкой отверстия его нужно чем-то сделать. Так вот, самый распространенный и часто встречающийся метод проделывания отверстий — сверление.

Сверление — это разновидность механической обработки с целью образования отверстий, выполняемый сверлом. Данный процесс бывает «ручным» (как несложно догадаться, его делают ручными инструментами), а также «машинным» (выполняется на специальных станках).

Обычно, чтобы проделать менее, чем двенадцати миллиметровое отверстие в не особо твердых материалах (таких, как стали конструкционного типа, цветмет и сплавы из него, а также полимерные сплавы), используют ручные сверлильные приспособления.

А чтобы проделать отверстия крупнее 12 миллиметров или улучшить производительность в случае массового производства, процесс сверления происходит на сверлильном стационарном или настольном оборудовании (станках). Первые бывают вертикальными или радиально-сверлильными.

Рассверливание

Рассверливание отверстия является подвидом обычного сверления. По своей сути – это расширение размера отверстия, проделанного ранее. Рассверливание отверстий также делают сверлами.

Совет: крайне не рекомендовано пытаться рассверливать отверстия, образованные не в ходе сверления, а другими методами, например штампованием. Причиной является то, что подобные отверстия отличаются разной твердостью материала внутренних стенок.

Во время литья образуется окалина. При ковке и штамповке в различных местах металлической заготовки возникает неоднородное внутреннее напряжение. Это приводит к тому, что во время обработки сверло подвергается постоянно меняющимся нагрузкам. А это способно вызвать смещение оси сверла или и вовсе его поломку.

Если обрабатывать отверстия подобным методом (сверление и рассверливание), то можно добиться X квалитета (измерение точности). Шероховатость после сверления у стенок отверстия возможна в рамках показателя не более Rz 80.

Зенкерование

Названием «зенкерование» именовали механическую обработку резанием проделанных ранее отверстий. Его основной целью является придание отверстию нужной формы и избавление от различных дефектов, а также увеличение точности (вплоть до VIII квалитета), уменьшение показателя шероховатости (Ra 1,25 и менее).

Если отверстие не особо большое, то подобную обработку делают на обычном настольном станке, а если нужно обработать отверстие побольше, то это проще сделать на спецоборудовании на фундаменте.

Отдельно отметим, что про ручное оборудование использовать нет смысла. С ним попросту невозможно добиться нужных показателей.

У «зенкерования» есть 2 подвида, такие как зенкование и цекование.

Во время зенкерования отверстий нужно придерживаться ряда правил:

Зенкование

Зенкованием называют отделку цилиндрообразных или конусообразных отверстий, которые предназначаются для формирования углублений под утопленные головки крепежа. Делают это специнструментом, который называется «зенковка».

Есть ряд правил, которых нужно придерживаться при зенковании отверстий:

Цековка (цекование)

Цекованием называется зачистка торцов детали. Применяется это во время обработки под крепеж. Процесс производят с помощью специнструмента — «цековки».

Развертывание

Развертывание делают с помощью резания. Этот вид обработки гарантирует повышенную точность (вплоть до VI квалитета) и минимальную Ra — 0,63 и меньше.

В ходе процесса инструмент, называющийся развертка, снимает микроскопическую стружку со стенок отверстия. Развертывание делают или вручную или на станках (чаще всего это стационарные станки).

У развертывания также есть свои правила:

1. Нужно точно придерживаться величины припуска, согласно специальных таблиц.

2. Если развертывание делается вручную, его нужно проводить в 2 этапа: сначала черновое, а потом чистовое.

3. Во время развертывания отверстия в заготовке из стали поверхность, которая обрабатывается, нужно подвергать смазке эмульсией (подходит также минеральное масло). Если заготовка из чугуна, смазки не требуется.

4. Если развертывание делается вручную, его нужно делать исключительно по ходу часовой стрелки. Иначе стенки могут быть повреждены стружкой. Кстати, отверстие нужно время от времени очищать от нее.

5. Сверление и развертывание отверстий нужно производить в ходе одного «подхода», не вынимая детали из креплений и производя обработку детали двумя инструментами по очереди.

Источник