Инструменты для обработки отверстий
10. Инструменты для обработки отверстий
Для обработки отверстий используются различные виды инструментов: сверла, зенкеры, развёртки, расточные головки, борштанги и другие.
Наиболее распространёнными являются свёрла, зенкеры и развёртки. Свёрла применяются для обработки отверстий в сплошном материале или для увеличения диаметра имеющегося отверстия. Зенкеры и развертки служат для последующей обработки отверстий с целью получения более высокой точности и чистоты.
10.1. Основные типы сверл
Наиболее распространённой конструкцией является спиральное сверло (рис.23), состоящее из следующих частей:
- рабочая часть, включающая в себя режущую и направляющую;
- шейка для выхода инструмента при шлифовании сверла и нанесения маркировки;
- хвостовик, который может быть коническим или цилиндрическим (для диаметров до 10 мм).
Передняя поверхность сверла – винтовая, по ней отводится стружка, задняя может быть конической, винтовой или плоской. У сверла два зуба, поэтому – две передних и две задних поверхности, пересечение которых образуют две главные режущие кромки.
На цилиндрической поверхности рабочей части сверла – узкая полоска шириной f – ленточка, направляющая сверла при сверлении. Пересечение ленточки и передней поверхности образует вспомогательную режущую кромку.
Рекомендуемые материалы
Поперечная кромка должна быть расположена строго по оси.
Геометрические параметры сверла включают:
- угол при вершине 2φ, зависящий от прочности обрабатываемого материала (для чугуна и стали 2φ = 116°–118°);
- угол наклона винтовой стружечной канавки ω для стандартных сверл 18°÷30°;
- передний угол g по длине главной режущей кромки переменный: максимальный – на периферии, минимальный – у оси;
- задний угол a тоже переменный: на периферии ~8°, у оси ~25°;
- угол наклона поперечной кромки ψ= 50÷55°.
При работе сверла возникают погрешности обработки, возможно появление овальности отверстия, конусности, искривления оси. Величина их зависит от размеров отверстия (диаметр и длина), от свойств обрабатываемого материала и режимов обработки. Точность сверления находится в пределах 12-14 квалитетов.
Обычно спиральные сверла изготавливаются из быстрорежущей стали. Наряду с быстрорежущими используются твердосплавные сверла, оснащённые пластинами твёрдого сплава или цельные. Используются они в основном для сверления чугуна или неметаллических материалов (бетон, гранит, пластмассы и др.).
Для обработки нетвёрдых материалов (напр. древесина) или для разовых работ можно использовать перовое (лопаточное) сверло. Центровочные свёрла применяют для получения центровочных отверстий. Это двухсторонние свёрла, которые могут быть без предохранительного конуса, с предохранительным конусом или с радиусной образующей.
10.2. Сверла для глубоких отверстий
Этими сверлами обрабатываются отверстия, длина которых в 10 и более раз больше диаметра. Особенностью сверления является вращение детали, сверло имеет только осевое движение подачи, обработка ведется на специализированных станках.
Основное назначение этих инструментов следует из их названия (рис.24).
Пушечное сверло имеет главную режущую кромку, расположенную перпендикулярно оси сверла и задний угол a = 10°÷15°. При сверлении инструмент надо периодически выводить из отверстия для удаления стружки.
Ружейное сверло представляет собой усовершенствованную конструкцию пушечного сверла, в теле которого имеется отверстие, сквозь него в зону резания под давлением подаётся СОЖ и удаляет стружку, поэтому процесс сверления не прерывается. Это сверло может снабжаться твердосплавным наконечником.
Эжекторное сверло – современная конструкция для обработки отверстий диаметром 20÷60 мм. Корпус его снабжён режущими и направляющими твердосплавными пластинами. На цилиндрической части корпуса имеются радиальные отверстия. Через зазор между обрабатываемым отверстием и трубой оправки под давлением подаётся СОЖ, часть которой поступает в зону резания а часть через отверстия в корпусе – внутрь оправки, создавая эффект эжекции. В результате стружка из зоны резания «вытягивается», происходит её энергичное удаление.
10.3. Назначение и основные типы зенкеров
Зенкеры применяются для получения отверстий более высокого класса (9-10 квалитет) точности и меньшей шероховатости, чем при сверлении. Зенкером можно обрабатывать сквозные и глухие предварительно обработанные отверстия для получения большего диаметра, а также цилиндрические углубления под головки болтов и винтов, конусные фаски на краях отверстий и торцевые поверхности бобышек и ступиц (рис.25).
Расточные зенкеры могут быть хвостовыми и насадными. Конструкция хвостового зенкера имеет те же элементы; что и сверло.
Насадной зенкер для крепления на станке с помощью оправки имеет коническое отверстие с конусностью 1:30, крутящий момент передаётся посредством шпоночных пазов на торце зенкера (рис.25).
Рабочая часть зенкера, удаляющая припуск 1-4 мм, состоит из зубьев (z = 3-6) с режущей и направляющей частью, которые обычно выполняются винтовыми под углом ω= 10-25°.
Сердцевина зенкера больше, чем у сверла, поэтому зенкер за счёт своей жесткости позволяет устранить погрешности сверления.
Геометрические параметры зенкеров: передний угол g = 0÷10°; Задний угол измеряется в нормальном сечении главной режущей кромки или в осевом и составляет 6-15°. На калибрующей (направляющей) части задний угол a = 0, так как имеется цилиндрическая ленточка. Эта часть также имеет обратную конусность.
Зенкеры могут быть цельными и сборными, оснащенными пластинами твёрдого сплава, диаметры обрабатываемых отверстий от 3 до 80 мм.
10.4. Назначение и особенности разверток
Развёртки применяют для окончательной обработки отверстий после сверления, зенкерования, растачивания для получения высокой точности (6-8 квалитеты) и шероховатости (Ra = 1,25 – 0,16 мкм) поверхности отверстия. Припуск на развертывание составляет 0,15÷0,5 мм для черновых развёрток и 0,05÷0,25 мм для чистовых. Количество зубьев у развертки 6-12 обычно четное.
Развёртка может быть хвостовой и насадной, хвостовая состоит из рабочей части, шейки и хвостовика (рис.26). Рабочая часть выключает режущую и калибрующую, может иметь направляющий конус. Калибрующая заканчивается обратной конусностью, предохраняющей развертку от заклинивания и повреждения отверстия при выводе развёртки.
Ручная развёртка имеет цилиндрический хвостовик и квадрат под вороток для передачи крутящего момента.
Люди также интересуются этой лекцией: 8 Нелинейные детерминированные модели.
Передний угол g у чистовых развёрток равен нулю, у черновых g = 0÷15°.
Задний угол a на режущей части у развёрток составляет 6÷15°, на калибрующей части он равен нулю, так как имеется цилиндрическая ленточка.
Главный угол в плане w, при обработке сквозных отверстий 1-2° (для ручных развёрток); φ= 5÷15° для машинных развёрток.
Вспомогательный угол в плане w1 у разверток оформлен в виде обратной конусности, что есть уменьшение диаметра к хвостовику, которое не должно превышать допуска на изготовление развёртки.
Зубья развёртки могут быть прямыми или винтовыми, в этом случае угол наклона ω= 10÷25°.
Для обработки конических отверстий применяются конические развёртки, набор которых состоит из трёх штук. Рабочая часть этих развёрток является одновременно и режущей и калибрующей (рис.26).
