Выбор способа обработки отверстия и подбор режущего инструмента.

1 – лапка; 2 – хвостик; 3 – шейка; 4 – канавка

Рис. 1.18. Приспособления для зажима сверла:

а – трехкулачковый патрон; б – переходная конусная втулка

Сверло с цилиндрическим хвостовиком предварительно закрепляется в специальном патроне (рис. 1.18, а). В том случае, когда конус сверла меньше конуса в шпинделе станка, применяются конусные переходные втулки (рис. 1.18, б). Лапка – концевая часть сверла – служит упором при выбивании сверла из шпинделя станка. При сверлении обрабатываемую деталь закрепляют неподвижно, а сверху сообщают два совместных движения (рис. 1.17): вращательное (по стрелке I) и поступательное, направленное вдоль оси сверла (по стрелке II). Вращательное движение сверла называется главным, а поступательное – движением подачи.

Сверление применяют, когда необходимо получить отверстия невысокой степени точности и невысокого класса шероховатости, например, под крепежные болты и шпильки, а также под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование. Если отверстие в детали несквозное, то операция называется засверливанием, а увеличение диаметра отверстия – рассверливанием, или зенкерованием.

В процессе сверления происходит стачивание режущих кромок сверла, и оно становится неработоспособным. Для восстановления режущих свойств сверла его затачивают. Полученный в результате заточки угол при вершине сверла проверяют специальными шаблонами (рис. 1.19). Величина этого угла выбирается в зависимости от обрабатываемого материала (табл. 1.1).

Рис. 1.19. Проверка сверла при заточке по шаблону:

а – шаблон; б – измерение длины режущей кромки;

в – измерение угла при вершине; г – измерение угла заострения;

д – измерение угла наклона поперечной кромки

Таблица 1.1 Зависимость угла при вершине от обрабатываемого материала

Для уменьшения трения сверло имеет обратную конусность: его диаметр уменьшается по направлению к хвостовику на 0,03…0,12 мм на каждые 100 мм длины.

Свёрла изготовляют из сталей марок Р9, Р18, Р9К10, Р6М5, Р18К5Ф2, У12А, оснащают пластинками из твердых сплавов и композиционных материалов.

При сверлении отверстий диаметр сверла выбирают в зависимости от диаметра крепёжной детали – болта или шпильки (табл. 1.2).

Таблица 1.2 Диаметр сверла при получении отверстия для крепежной детали

Зенкование

– это операция обработки цилиндрических или конических углублений и фасок просверленных отверстий под головки болтов, винтов и заклёпок (рис 1.20, а). Режущим инструментом является зенковка. По форме режущей части зенковки делятся на цилиндрические, конические и торцовые (цековки). Все они состоят из рабочей части и хвостовика.
Рис. 1.20. Способы обработки отверстий:
а – зенкование; б – зенкерование; в – развёртывание

Рабочая часть цилиндрической зенковки имеет от 4 до 8 торцовых зубьев и направляющую цапфу, которая входит в просверленное отверстие, что обеспечивает совпадение оси отверстия и образованного зенковкой цилиндрического углубления.

На конической зенковке рабочая часть имеет конус при вершине. Наибольшее распространение получили конические зенковки с углом конуса 30, 60, 90 и 120*.

Цекование производится торцовыми зенковками для зачистки торцовых поверхностей, обработки бобышек под шайбы, упорные кольца, гайки. Для изготовления зенковок используется сталь марок Р9, Р18.

Зенкерование

– процесс обработки цилиндрических и конических необработанных отверстий с целью увеличения диаметра, улучшения качества их поверхности, повышения точности (уменьшения конусности, овальности, разбивки). Зенкерование выполняется на сверлильных станках зенкерами (рис. 1.20, б), которые по внешнему виду напоминают сверло и состоят из тех же основных элементов, но имеют большее количество режущих кромок (3–4) и спиральных канавок.

Зенкеры изготовляют из стали марок Р9, Р18, 9ХС, У12А двух типов: цельные диаметром 10…40 мм с длиной рабочей части 80…200 мм и насадные диаметром 32…80 мм с длиной 10…18 мм.

Отверстия, которые после сверления необходимо обрабатывать зенкером, должны иметь меньший диаметр по сравнению с диаметром окончательно обработанного отверстия (табл. 1.3).

Таблица 1.3 Диаметр зенкера с учетом припуска

Развёртывание

– обработка отверстий после сверления, зенкерования или расточки для придания им требуемой высокой точности и шероховатости (рис. 1.20, в).

Основным инструментом является развёртка, которая состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. В зависимости от формы обрабатываемого отверстия применяют цилиндрические и конические развёртки с 6…12 зубьями. По конструкции развёртки подразделяют на цельные, регулируемые и со вставными зубьями, а по способу применения на ручные и машинные.

При развертывании отверстий вручную применяют развертку с неравномерным распределением зубьев по окружности, что способствует получению менее шероховатой поверхности. Машинные развертки имеют чётное количество равномерно распределенных зубьев. Чем больше зубьев, тем менее шероховатой получается обрабатываемая поверхность.

Цилиндрические и конические развёртки изготовляют из стали марок Р9, 9ХС комплектно. В комплекте из трех развёрток первая – черновая, вторая – переходная, третья – чистовая.

Толщина слоя металла, снимаемого развёрткой, зависит от диаметра отверстия (табл. 1.4).
Таблица 1.4 Припуск на диаметр при развертывании

Зенкерование

При помощи зенкерования, выполняемого с использованием специального режущего инструмента, решаются следующие задачи, связанные с обработкой отверстий, полученных методом литья, штамповки, ковки или посредством других технологических операций:

• приведение формы и геометрических параметров имеющегося отверстия в соответствие с требуемыми значениями;
• повышение точности параметров предварительно просверленного отверстия вплоть до восьмого квалитета;
• обработка цилиндрических отверстий для уменьшения степени шероховатости их внутренней поверхности, которая при использовании такой технологической операции может доходить до значения Ra 1,25.

При зенкеровании прикладывается меньшая сила реза, чем при сверлении, и отверстие получается более точное по форме и размерам

Если такой обработке необходимо подвергнуть отверстие небольшого диаметра, то ее можно выполнить на настольных сверлильных станках. Зенкерование отверстий большого диаметра, а также обработка глубоких отверстий выполняются на стационарном оборудовании, устанавливаемом на специальном фундаменте.

Развертывание

Процедуре развертывания подвергаются отверстия, которые предварительно были получены в детали при помощи сверления. Обработанный с использованием такой технологической операции элемент может иметь точность, степень которой доходит до шестого квалитета, а также невысокую шероховатость – до Ra 0,63. Развертки делятся на черновые и чистовые, также они могут быть ручными или машинными.

Цилиндрические ручные развертки 24Н8 0150

Рекомендации, которых следует придерживаться при выполнении данного вида обработки, заключаются в следующем.

• Припуски в диаметре обрабатываемого отверстия выбираются по специальным таблицам.
• При использовании ручного инструмента, который вращают только по часовой стрелке, сначала выполняют черновое, а потом чистовое развертывание.
• Обработку стальных деталей выполняют с обязательным использованием СОЖ, чугунных – всухую.
• Машинное развертывание проводят сразу после сверления на станке – с одной установки детали.
• Для контроля качества результата используют специальные калибры.

Сверление на токарных станках

Токарный станок – это универсальная машина для разнообразных видов работ с вращающимися заготовками. Поэтому с его помощью можно также выполнять различную обработку отверстий: сверление, рассверливание, развёртывание зенкерование, зенкование и др. Для упрощения работ на токарных станках, применяют специальное оборудование – ЧПУ (числовое программное управление). Установка ЧПУ-оборудования возможна на различные типы токарных станков. Для этой цели подходят и токарно-винторезные, и карусельные, и револьверные и другие виды. Также с помощью ЧПУ-оборудования можно производить сверление отверстий.

Зенкерование – это увеличение диаметра отверстия с помощью зенкера, а зенкование – это обработка её кромки с помощью зенковки.

Виды сверления на токарных станках

Условно, существует три вида процесса сверления отверстий на токарном станке по степени вмешательства человека:

1. Ручное. Этот способ предусматривает подачу режущего инструмента в зону резания с помощью маховика задней бабки, приводимого в движение мускульной силой человека.
2. Механическое. При этом способе обработки отверстий подача сверла осуществляется с помощью механической подачи, поступающей от каретки суппорта к задней бабке через специальное устройство. Не все токарные станки имеют такие устройства и, соответственно, возможность осуществлять механическое сверление.
3. С помощью ЧПУ. Полная автоматизация обработки изделий возможна на станках с ЧПУ. На токарном станке с ЧПУ можно совершать обработку отверстий различными способами и инструментами без вмешательства человека.

Процесс сверления и рассверливания отверстий на токарных станках

Для образования новых отверстий в заготовке или изменения размеров старых, на токарном станке необходимо выполнить следующие виды операций:

1. Выставить заднюю бабку, чтобы ось пиноли совпадала с осью шпинделя.
2. Закрепить заготовку в патроне передней бабки таким образом, чтобы она выступала за уровень кулачков как можно меньше.
3. Установить в пиноле задней бабки режущий инструмент. Если предстоит его частая смена, то лучше пользоваться быстросменным патроном и набором специальных втулок. Это поможет значительно сократить время на смену инструмента. При использовании быстросменного патрона, все свёрла, зенкеры, развёртки и т.д. должны иметь хвостовики с одинаковым номером конуса Морзе. Пиноль в начале сверления должна быть выдвинута из задней бабки на как можно меньшее расстояние.
4. Первая рабочая операция – это подготовка торца заготовки. Он должен быть ровным. Это осуществляется подрезанием торца резцом.
5. Сделать небольшое углубление в торце детали. Эта операция поможет выполнить сверление точно в точке вращения заготовки. Выполняется данное углубление упорным резцом или коротким сверлом.
6. Произвести сверление с помощью маховика задней бабки. Инструмент подавать плавно. Периодически выдвигать его из зоны резания, чтобы освободить от стружки. Охлаждение зоны резания осуществлять специальной эмульсией.
7. При сквозной обработке нужно уменьшить скорость подачи на выходе из заготовки, чтобы не повредить его, когда резко возрастёт нагрузка на режущие кромки.
8. Чтобы увеличить диаметр отверстий, нужно: установить сверло большего диаметра и совершить рассверливание; применить зенкер – провести зенкерование; воспользоваться расточным резцом — сделать растачивание.
9. Для уменьшения шероховатости – применяют развёртку (процесс — развёртывание).
10. Для работы с кромками – используют зенковку (процесс – зенкование).

Основы токарной обработки

1. Схема резания и режимы резания

При токарной обработке, как и во всех случаях обработки резанием, имеет место относительное перемещение заготовки и инструмента. В относительном перемещении заготовки и инструмента различают главное движение, обеспечивающее образование стружки, и вспомогательное движение (движение подачи), которое делает процесс стружкообразования непрерывным.

При точении главным движением является вращательное движение заготовки, а вспомогательное движение — подача — обеспечивает перемещение резца вдоль обрабатываемой поверхности. Подача может осуществляться по прямой, параллельной оси вращения заготовки — продольная подача, перпендикулярной оси вращения — поперечная подача, используется также косая подача (при обработке конических поверхностей) и подача по криволинейной траектории (при обработке фасонных поверхностей).