Развертывание отверстий

Развертывание — это процесс чистовой обработки отверстий, обеспечивающий точ­ность 2-3-го классов и шероховатость по­верхности 7-8-го классов. Инструмент для развертывания — развертки.

Развертывание отверстий производится на сверлильных и токарных станках или вруч­ную. Развертки, применяемые для ручного развертывания, называются ручными (рис. 319, а), а для станочного развертывания — машинными (рис. 319, б). Машинные развертки имеют более короткую рабочую часть.

Развертки

Развертки

По форме обрабатываемого отверстия раз­вертки подразделяются на цилиндрические (см. рис. 319, а) и конические (рис. 319, в).

Ручные и машинные развертки состоят из трех основных частей: рабочей, шейки и хвостовика (рис. 320) (ГОСТ 7722-70).

Ручная развертка

Ручная развертка

Рабочая часть развертки l, на которой имеются расположенные по ок­ружности зубья, в свою очередь, делится на режущую, или заборную часть, калибрующую цилиндрическую часть и обратный конус.

Режущая или заборная, часть l1 на конце име­ет направляющий конус (скос под углом 45°), назначение которого состоит в снятии пропуска на развертывание и предохранении вер­шины режущих кромок от забоин при развертывании.

Режущие кромки заборной части образуют с осью развертки угол при вершине 2φ (для ручных разверток 0,5-1,5°, а для машинных 3-5°).

Калибрующая часть l2 предназначена для калибро­вания отверстия и направления развертки во время работы. Каждый зуб калибрующей части вдоль рабочей части развертки заканчивается канавкой, благодаря которой образуются режущие кромки; кроме того, канавки служат для отвода стружки.

Обратный конус l3 находится на калибрующей части ближе к хвостовику. Он служит для уменьшения трения развертки о поверхность отверстия и сохранения качества обрабатываемой поверх­ности при выходе развертки из отверстия.

У ручных разверток величина обратного конуса 0,05-0,10 мм, а у машинных — от 0,04 до 0,6 мм.

Шейка развертки находится за обратным конусом и предназна­чена для выхода фрезы при фрезеровании (нарезании) на развертках зубьев, а также шлифовального круга при заточке.

Хвостовик ручных разверток имеет квадрат для во­ротка (см. рис. 319, а). Хвостовик машинных разверток диаметром до 10-12 мм выполняется цилиндрическим, более крупных развер­ток — коническим (рис. 319, б).

Центровые отверстия служат для установки раз­вертки при ее изготовлении, а также при заточке и переточке зубьев.

Режущими элементами развертки являются зубья.

Геометрия зубьев развертки (рис. 321, а) определяет­ся задним углом α (6-15°), большие значения берутся для разверток больших диаметров; углом заострения β, передним углом γ (для черновых разверток от 0 до 10°, для чистовых 0°).

Геометрия зубьев развертки

Геометрия зубьев развертки

Углы заострения β и резания δ определяются в зависимос­ти от углов α и γ.

Развертки изготовляются с равномерным и неравномерным распре­делением зубьев по окружности. При ручном развертывании приме­няют зубья с неравномерным распределением зубъев по окружности, например у развертки, имеющей восемь зубьев/углы между зубьями будут: 42, 44, 46 и 48° (рис. 321, б). Такое распределение обеспечива­ет получение в отверстии более чистой поверхности, а главное — ограничивает возможность образования так называемой огранки, т. е. получения отверстий не цилиндрической, а многогранной формы.

Если бы шаг развертки был равномерным, то при каждом поворо­те воротком развертки зубья останавливались в одном и том же месте, что неизбежно привело бы к получению волнистости (граненой) по­верхности.

Машинные развертки изготовляются с равномерным распределением зубьев по окружности (рис. 321, в). Число зубьев разверток четное: 6, 8, 10 и т. д. Чем больше зубьев, тем выше качество обработки.

Ручные и машинные развертки выполняются с прямыми (прямозубые) и винтовыми (спиральные) канавками. По нап­равлениям винтовых канавок они делятся на правые (рис. 322, а) и левые (рис. 322, б).

Конструкции разверток

Конструкции разверток

При работе разверткой со спиральным зубом поверхность полу­чается более чистая, чем при обработке с прямым зубом. Однако изго­товление и особенно заточка разверток со спиральным зубом очень сложны, и поэтому такие развертки применяются только при развер­тывании отверстий, в которых имеются пазы или канавки.

Как конические, так и цилиндрические развертки изготовляются комплектами из двух или трех штук (рис. 323). В комплекте из двух штук одна развертка предварительная, а вторая чистовая. В комплекте из трех штук первая развертка черновая, или обдирочная, вторая получистовая и третья чистовая, придающая отверстию окончатель­ные размеры и требуемую шероховатость.

Конические развертки работают в более тяжелых условиях, чем цилиндрические, поэтому у конических разверток на прямо­линейных зубьях делаются поперечные прорези для сня­тия стружки не всей длиной зуба, что значительно умень­шает усилия при резании. Причем, поскольку черновая развертка снимает большой припуск, ее делают ступенчатой, в виде отдельных зубьев, которые при работе дробят стружку на мелкие части. На промежуточной развертке, которая снимает значительно меньшую стружку, прорези делаются меньше и другого профиля. Чистовая развертка никаких стружколомных канавок не имеет.

Ручные цилиндрические развертки приме­няются для развертывания отверстий диаметром от 3 до 60 мм. По сте­пени точности они разделяются по номерам 1, 2 и 3.

Развертки машинные с цилиндрическим хвостовиком изготовляются по ГОСТ 16086-70 трех типов: I, II и III. Развертки применяются для обработки отверстий 2-3-го классов точности. Они изготовляются диаметром 3-50мм. Развертки закрепляются в самоцентрирующих патронах станков.

Развертки машинные с коническим хвос­товиком типа II изготовляются диаметром от 10 до 18 мм и более короткой рабочей частью. Эти развертки закрепляются непос­редственно в шпинделе станка.

Развертки машинные насадные типа III изготовляются диаметром 25-50 мм. Этими развертками обрабатыва­ются отверстия 1-го класса точности.

Развертки машинные с квадратной го­ловкой изготовляются диаметром 10-32 мм и предназначены для обработки отверстий по 2-му классу точности, закрепляются в патронах, допускающих покачивание и самоцентрирование развер­ток в отверстиях.

Развертки со вставными ножами тип I (на­садные) имеют то же назначение, что и предыдущие, и изготовляют­ся диаметром 25-100 мм.

Развертки машинные, оснащенные плас­тинками из твердых сплавов Т15К6 (ГОСТ 11175- 71), служат для обработки отверстий больших диаметров с высокой скоростью и большой точностью.

Кроме рассмотренных конструкций разверток, широко применяют и другие развертки, повышающие точность и качество обработки от­верстий.

Раздвижные (регулируемые) развертки (рис.324, а) применяются при развертывании отверстий диаметром от 24 до 80 мм. Они допускают увеличение диаметра на 0,25-0,5 мм.

Развертки машинные

Развертки машинные

Регулируемые развертки получили наи­большее распространение. Они состоят из корпуса, который служит довольно долго, и изготовляются из сравнительно недорогих конструкционных сталей и вставных ножей простой формы. Ножи делают из тонких пластинок, на них расходуется небольшое количество дорогостоящего металла. Их мож­но переставлять или раздвигать на больший диаметр, регулируя или затачивая до нужно­го размера. Когда ножи стачиваются и уже не обеспечивают надежного крепления, их заменяют новыми.

Для развертывания сквозных отверстий широко применяются разжимные развертки (рис. 324, б), ножи в кото­рых крепятся или винтами, или в точно пригнанных пазах прижимаются ко дну па­за конусными выточками концевых гаек, или же винтами, разжимающими корпус.

При работе разверткой на станке часто бы­вают случаи, когда при жестко закрепленной развертке ось ее не совпадает с осью обрабатываемого отверстия, и поэтому развернутое отверстие получается неправильной формы. Это происходит при неисправном станке: ось вращения шпинделя не совпадает с осью отверстия (биение шпинделя).

Для повышения качества обработки и во избежание брака при развертывании отверстий применяют качающиеся оправки (рис. 325).

Качающаяся оправка

Качающаяся оправка

Качающаяся оправка закрепляется в шпинделе станка коническим хвостовиком 1. В отверстии корпуса 4 крепится штиф­том 5 с зазором качающаяся часть оправки 6, которая упирается ша­риком 3 в подпятник 2. Благодаря такому устройству качающаяся оправка с разверткой может легко принимать положение, совпадаю­щее с осью развертываемого отверстия.

Для получения высокой точности отверстия применяют плаваю­щие развертки, представляющие собой пластины, вставленные в точ­но обработанные пазы цилиндрической оправки. Наружные ребра пластины заточены так же, как и у зуба развертки. Для обеспечения регулирования пластины делают составными. При работе плаваю­щими. развертками не нужна точная соосность обрабатываемого от­верстия и шпинделя станка и, кроме того, точное отверстие получается даже при биении шпинделя, так как пластина своими ленточками центрируется по стенкам отверстия, перемещаясь в пазу оправки в поперечном направлении. Применение рациональной конструкции разверток не только обеспечивает высокое качество работы, но и зна­чительно повышает производительность труда.

На некоторых машиностроительных заводах при развертывании конических отверстий на конусную часть развертки ставят ограничи­вающее стопорное кольцо, что исключает затрату времени на измере­ние.

Для уменьшения нагрузки на развертку в процессе работы увеличи­вают длину ее заборной части в два раза. Это позволяет отказаться от применения второй развертки и повысить производительность и точ­ность обработки.

Широко применяют комбинированный инструмент для одновре­менного сверления и зенкования отверстия (рис. 326, а, б, в).

Комбинированные инструменты

Комбинированные инструменты

Сверло-зенкер, сверло-зенковка, сверло-развертка, зенкер-раз­вертка позволяют совместить две операции и получить отверстие за­данной формы, точности и шероховатости.