Глава IV (Отверстия (картинки и информация)), страница 2

С пиральные зенкеры (Рис. 70) служат для обработки сквозных цилиндрических отверстий. Они конструктивно сходны со спиральными сверлами, но имеют 3 или 4 режущих кромки.

З енкеры диаметром 12-35 мм изготовляют цельными с коническими хвос­товиками и с тремя режущими зубьями, а диаметром 25-80 мм - насадны­ми с четырьмя (реже шесть) режущими зубьями. Насадные зенкеры диа­метром больше 60 мм выполняют со вставными рифлеными ножами, оснащен­ными пластинками твердых сплавов.

Для зенкерования отверстий большого диапазона диаметров - от 30 до 200 мм - применяются насадные двузубые зенкеры-улитки.

Цилиндрические зенкеры служат для обработки торцов у литых бо­бышек (Рис. 71, а) и отверстий под цилиндрические головки винтов (Рис. 71, б).

Коническими зенковками обрабатывают конические гнезда под болты и заклепки и центровые отверстия (Рис. 71, в).

Зенкер, имеющий, по крайней мере, три режущие кромки, значительно прочнее сверла, вследствие чего обработка отверстия зенкером произ­водительнее растачивания и рассверливания. При зенкеровании лучше обеспечиваются прямолинейность оси обрабатываемого отверстия и пра­вильное ее положение. Однако при неравномерном припуске, неодинако­вой твердости обрабатываемого материала и при наличии в нем твердых вкраплений возможен увод оси зенкера, причем в чугунных деталях боль­ше, чем в стальных. Он может быть значительным и в начале зенкерова­ния отлитых или прошитых отверстий. Для предупреждения увода инстру­мента зенкерованию таких отверстий должно предшествовать растачивание их резцом до диаметра зенкера и на глубину, примерно равную половине его длины.

Поверхность отверстия, обработанного зенкером, получается чище, чем при сверлении и рассверливании. Точность диаметра отверстия, об­работанного зенкером под последующее развертывание, достигается гораз­до проще, чем при растачивании, так как при зенкеровании отсутствует установка режущего инструмента на требуемый диаметр.

Д ля исправления положения оси отверстия, уменьшения увода ее и обеспечения заданной точности осуществляют зенкерование с направлени­ем инструмента в кондукторных втулках. Различают три способа направ­ления зенкера - верхнее, нижнее и двойное (Рис. 72).

При верхнем направлении (Рис. 72, а) зенкер 1 может направляться во втулке 2 либо специальной цилиндрической частью, либо непосредст­венно своими калибрующими ленточками.

Нижнее направление осуществляется во втулке 8, расположенной впереди детали 3 (Рис. 72, б). В этом случае на одной оси с зенкером I имеется специальная направляющая, выполненная заодно с зенкером. Для обеспечения правильной начальной ориентации зенкера необходимо, чтобы его направляющая часть вошла во втулку прежде, чем начнется процесс резания.

Для обработки отверстий диаметром свыше 25 мм целесообразно осуществлять двойное направление зенкера (Рис. 72, в). Для этой цели на зенкере предусматривается верхняя и нижняя направляющие.

При двойном направлении зенкера возникают некоторые затруднения, связанные с необходимостью совмещения большого числа осей технологи­ческой системы. Для исключения влияния погрешностей из-за несовпаде­ния оси шпинделя с осями зенкера и направляющих втулок, из-за биения шпинделя и других погрешностей, связанных с работой станка, применя­ют шарнирное или плавающее соединение инструмента со станком. В этом случае положение оси обработанного отверстия будет в основном опре­деляться соосностью направляющих элементов приспособления и зенкера и точностью их изготовления.

Для зенкерования оставляют припуск, равный примерно 1/8 - 1/10 диаметра отверстия. При работе двузубым зенкером-улиткой величина припуска может быть и большей.

Грубое зенкерование отверстий после литья или штамповки обеспечивает H12 квалитет точности, а зенкерование после сверления или чернового растачивания - H11. Шероховатость поверхности соответствует Rя (40-20).

Оборудование для зенкерования. Обработка зенкером производится на сверлильных, расточных токарных, револьверных и других станках. Наиболее широко она применяется на станках с вращающимся инструментом.

Р азвертывание. Развертывание является основным способом чистовой обработки отверстий диаметром до 400 мм H7-H34 квалитетов точности. Развертыванию всегда предшествует сверление, зенкерование или растачивание. При развертывании используют инструмент – развертку (Рис. 73). Развертка состоит из рабочей части, шейки и хвостовика (см. рис. 73, а). Хвостовик машинных разверток – конический, ручных разверток – цилиндрический с квадратом под вороток.

На рабочей части развертки различают направляющий конус, режущую часть и калибрующую часть. Направляющий конус облегчает введение развертки в отверстие. Режущая часть расположена под углом φ к оси развертки (φ = 4-15°). Калибрующая часть состоит из двух участков: цилиндрического длиной l1 и конического длиной l2 c обратной конусностью (1:50). Обратную конусность делают для уменьшения трения инструмента об обрабатываемую поверхность и уменьшения величины разбивки отверстия. Режущие зубья на этом участке имеют узкие шлифованные ленточки шириной 0,05 – 0,2 мм, которые направляют развертку в отверстия, а кромка ленточки зачищает отверстия, обеспечивает высокую чистоту поверхности. Шаг между зубьями развертки, как правило, делается неравномерным. Если у развертки, например, 12 зубьев, то центральный угол составляет не 30°, а последовательно 33°, 34°30’, 36°, 37°30’, 39°, при этом противолежащие зубья располагаются на одном диаметре, что важно для контроля развертки. Неравномерность шага устраняет попадание режущей кромки в одно и то же место на поверхности отверстия в момент биения развертки из-за колебаний частоты вращения.

Ручные цилиндрические развертки с прямыми и винтовыми зубьями исполь­зуются для обработки отверстий диаметром от 3 до 50 мм; машинные цельные с цилиндрическим и коническим хвостовиками для отверстий диаметром от 25 до 80 мм; машинные со вставными регулируемыми ножа­ми - для отверстий диаметром от 40 - до 100 мм; машинные насадные твердосплавные для отверстий диаметром от 52 до 300 мм.

Развертка снимает значительно меньший припуск, чем зенкер, име­ет угол в плане и большее число зубьев. Зубья развертки снимают стружку малой толщины и большой ширины, что позволяет применять при раз­вертывании большие подачи.

К онструктивные особенности разверток таковы, что в процессе ра­боты они испытывают большие радиальные и незначительные осевые нагруз­ки, сами стремятся установиться по отверстию и не обеспечивают точности направления оси отверстия. Поэтому для обеспечения точности направления оси отверстия его перед развертыванием необходимо обработать резцом или другим инструментом с принудительным центрированием и точным направлением. Если развертка закреплена жестко, то незначительная несоосность с осью отверстия вызывает неравномерное срезание припуска: отверстие будет иметь больший диаметр у концов и меньший в середине (Рис. 74 а, б).

Закрепляться развертка должна таким образом, чтобы во время ра­боты она свободно устанавливалась по отверстию или имела точное нап­равление. Это достигается с помощью самоустанавливающихся качающихся оправок (Рис. 75).

Иногда развертку направляют кондукторные втулки. Так же как и при зенкеровании, направление может быть нижним, верхним или двойным. На направляющей части развертки образуют канавки для размещения стружки.

Принудительное направление применяют иногда для предотвращения разбивания короткого отверстия при входе и выходе развертки.

Для отверстий диаметром от 6 до 120 мм общий припуск на предварительное и чистовое развертывание составляет 0,2-0,4 мм. При предварительном развертывании снимается 80% величины припуска, а при чистовом – 20%.

Подача принимается в 2 – 3 раза большей, а скорость резания в 2 – 3 раза меньшей, чем при сверлении отверстия такого же диаметра.

В зависимости от диаметра и требуемой точности отверстия развертывание производят одной или двумя развертками. Отверстия 9-го квалитета точности получают однократным развертыванием. При обработке развертками можно получить отверстия и H6 квалитета точности, однако такая высокая точность экономически не оправдывает себя (повышаются затраты на содержание разверток в над­лежащем состоянии, используются рабочие более высокой квалификации, а иногда и ручное развертывание).

Шероховатость поверхности при развертывании достигается Ra (5 – 0,32).

При развертывании выделяется большое количество тепла, что при­водит к нагреву детали и вследствие этого к конусности обрабатывае­мого отверстия. Поэтому точность размеров отверстия будет выше при развертывании на больших подачах с обильным охлаждением.

Отверстия больших диаметров, короткие, глухие и с прерывистыми поверхностями, как правило, развертками не обрабатываются.

Чистовая обработка отверстий развертыванием применяется преиму­щественно в единичном и мелкосерийном производстве. Объясняется это тем, что стоимость изготовления разверток, допускающих небольшое чис­ло переточек, а также расходы на их переточку значительно превышают стоимость разверток выполнения операций. Стойкость разверток неве­лика - 300-500 отверстий в чугунных деталях и 80-100 - в стальных.

О бработка отверстий комбинированным инструментом применяется в серий­ном и массовом производствах в целях повышения производительности и улучшения качества обработки деталей. Она осуществляется комбиниро­ванным инструментом, который позволяет совместить в один рабочий ход последовательно черновую и чистовую обработку одной поверхности, сов­местить различные операции: сверление и зенкерование, зенкерование и развертывание, развертывание и нарезание резьбы и т.д.

На рис. 76 приведены примеры комбинированных режущих инстру­ментов для обработки отверстий и форма обработанного отверстия.

К недостаткам комбинированного инструмента относится трудоемкость его изготовления и некоторая сложность переточки.

О дновременная обработка нескольких отверстий одной детали широко при­меняется в приборостроении, так как повышает производительность тру­да благодаря сокращению периода резания и затрат времени на смену ре­жущего инструмента.

В крупносерийном и массовом производстве для одновременной обра­ботки нескольких отверстий используют многошпиндельные сверлильные станки и многошпиндельные головки, в серийном - универсальные много­шпиндельные головки.

В оптическом приборостроении применяются универсальные головки к вертикально-сверлильным и настольным станкам, причем чаще всего "встречаются головки с раздвижными карданными передачами (Рис. 77). Головка крепится на невращающейся части шпинделя 1 станка. Инструмен­тальные шпиндели 6 получают вращение от вращающейся части 2 шпинделя станка через ведущее зубчатое колесо 3, промежуточные колеса 4 и кар­данные валики 5.

Положение шпинделей 6 по заданным координатам отверстий обрабатываемой детали достигается перемещением кронштейнов 7, в которых установлены шпиндели, как в радиальном направлении, так и по окруж­ности Т-образных пазов корпуса с последующим закреплением кронштей­нов болтами 8.

Растачивание отверстий. Отверстия нестандартных размеров и большого диаметра, глухие и короткие, точные по размерам и форме обрабатыва­ют резцами на станках токарной группы, а также на расточных, агрегат­ных и других станках.

Растачивание может производиться как при вращении детали, так и при вращении инструмента. В некоторых случаях возможна обработка отверстий при совместном вращении детали и инструмента.

Растачивание на станках токарной группы - малопроизводительный способ обработки отверстий, что обусловлено недостаточной жесткостью расточного резца и плохой его теплоотводящей способностью. Однако оно широко осуществляется при обработке деталей на токарных станках. Это объясняется тем, что при растачивании отверстий резцом можно достиг­нуть большой точности и более высокого класса чистоты, чем при обра­ботке сверлением и зенкерованием. При обработке резцом удается вып­равить ось отверстия и придать ей заданное положение, обработать ко­роткие глухие и больших диаметров отверстия.

Существенным недостатком процесса растачивания является трудность установки резца на размер. Однако на современных токарных станках, оснащенных точными лимбами, установка резца на размер упрощается.