45.Сверление

При изготовлении заготовок литьем в песчаные формы отверстия в них проливаются, если: диаметр отверстия больше 20-и мм, в массовом производстве, в серийном – больше 30-и мм, в единичном – больше 50-и мм. Длина L отверстия при этом не должна превышать 60-и мм. Если длина отверстия больше, то его минимальный диаметр D определяется из неравенства

мм;

Где в зависимости от типа производства равно соответственно 20, 30 или50.

Если диаметры отверстий меньше, указанных выше, то они в заготовке не проливаются и сначала сверлятся «по целому». При этом не рекомендуется по целому сверлить отверстие диаметром больше 25-и мм. Отверстие диаметром D большим 25-и мм и меньшим 50-и сначала сверлится сверлом, диаметр которого .Если диаметр отверстия больше 50-и и меньше 80-и мм, то сначала оно сверлится сверлом, диаметр которого мм, а затем рассверливается.

Сверлением и рассверливанием можно получить цилиндрические отверстия 12…14-го квалитета точности с показателем шероховатости Ra = 6,3…12,5 мкм. Для этих переходов применяются спиральные сверла из быстрорежущей стали или оснащенные пластинками из твердого сплава ([1] – рис. 2.1; 2.5 и таблицу 2.1). В случае необходимости применяются комбинированные сверла ([1] – рис. 2.10). Сверла с коническим хвостовиком устанавливаются в коническом отверстии шпинделя (рис. 1.4) либо непосредственно, либо через переходную втулку ([1] – рис. 3,2, 3.3).Сверла с цилиндрическим хвостовиком устанавливаются при помощи патронов ([1] – рис. 3.5, 3.6, 3.7).

Растачивание отверстий

Растачивание обычно выполняется в несколько переходов: предварительное, чистовое и отделочное. При предварительном растачивании достигается 13-й…14-й квалитет точности, при чистовом – 9-й…10-й, а при отделочном – 7-й…8-й квалитет точности. Инструментом при растачивании служат расточные державочные и пластинчатые резцы. Они устанавливаются и закрепляются в концевых расточных оправках (рис.3.3) перпендикулярно (рис. 3.3,а) или наклонно (рис. 3.3,б) к ее оси. Проходные резцы имеют угол в плане , равный 60 или 75^о. Их установка показана на рис. 3.4,а…г. Они позволяют обрабатывать открытые и полуоткрытые отверстия с перпендикулярным торцом в том числе.

Державочные прорезные – канавочные резцы (рис. 3.4,д) применяются для растачивания канавок и коротких выемок внутри отверстия. Державочные двусторонние проходные резцы (рис. 3.4,е) с углом в плане , равным 60^о применяются при растачивании закрытых отверстий.

Пластинчатые резцы (рис. 3.5) делятся на два основных вида: однолезвийные (рис. 3.5, а и б) и двухлезвийные (рис. 3.5, в и г). Двухлезвийные пластинчатые резцы работают сразу двумя режущими кромками и поэтому производительнее однолезвийных. Двухлезвийные пластинчатые резцы с заплечиками самоцентрируются с их помощью на оправке. Их обычно делают мерными для получения расточенного отверстия определенного диаметра. Однолезвийные пластинчатые резцы необходимо настраивать на нужный размер. Чтобы облегчить настройку и повысить ее точность применяют так называемые аншлажные пластинчатые резцы (рис. 3.6, а), где винт 2 позволяет плавно перемещать резец. Аналогично обеспечивается точная настройка державочного резца с помощью винта 4 (рис. 3.6, б). Отрегулированный резец 2 закрепляется винтом 3.

Для точной настройки на заданный диаметр растачиваемого отверстия (особенно на координатно-расточных станках) применяют расточные патроны (рис. 3.8). Радиальное перемещение резцодержателя 1 по направляющим корпуса осуществляется вращением микрометрического винта 5, который несет на себе втулку с делениями для отсчета перемещения. Радиальное перемещение резцодержателя, равное 25-и мм, позволяет нормальными расточными резцами растачивать отверстия диаметром до 60 мм. Для растачивания отверстий диаметром больше 60-и мм на резцодержатель надевают специальные расточные головки (рис. 3.8,в) и закрепляют их винтом; резец при этом устанавливают в хоботе расточной головки. Оправки с резцами можно закреплять также на радиальном суппорте планшайбы (рис. 3.9) при помощи выносных втулок (рис. 3.9,а). С помощью радиального суппорта можно растачивать короткие отверстия большого диаметра (рис. 3.10) и конические отверстия за счет сочетания продольной и радиальной подач. Однако нестандартные конусности не всегда можно получить указанным методом, так как у станка может не оказаться необходимого сочетания подач. В таких случаях применяют специальные расточные головки для растачивания конических отверстий (рис. 3.11).

Головки с постоянным углом конуса показаны на рис. 3.11,а. Их закрепляют на радиальном суппорте планшайбы. В резцодержателе 1 закрепляют резец (или оправку с резцом) и в процессе обработки перемещают по наклонным направляющим при помощи винта 3. На конце винта насажена звездочка 2, которая при вращении головки наталкивается на пальцы-упоры и таким образом поворачивает винт 3, сообщая резцу продольную подачу. Расточная головка, позволяющая производить консольную обработку конусных отверстий с различными углами, показана на рис. 3.11,б). Установку на необходимый диаметр осуществляют перемещением радиального суппорта планшайбы.

Зенкерование, развертывание и нарезание резьбы в отверстиях Зенкерование применяется для: 1) повышения качества просверленного отверстия, 2) обработки цилиндрических отверстий предварительно полученных в заготовке, 3) формирования отверстий под головки болтов, 4) обработки конусных отверстий и получения фасок. Для этого применяются цельные и насадные зенкеры ([1] таблица 2.2) и зенковки ([1] таблицы 2.3 и 2.4). Устанавливаются эти инструменты так же, как сверла. Зенкерованием можно получить отверстия 9-го…10-го квалитета точности.

Развертывание применяется для окончательной обработки отверстий сразу после сверления (диаметры отверстий 6…12), после зенкерования или растачивания (при больших диаметрах). При этом получают 6-й…8-й квалитет точности и показатель шероховатости Ra = 0,4…1,6 мкм. Конструкции разверток показаны в [1] (рис. 2.9 и в таблице 2.5).

При жестком креплении развертки, подобном креплению сверла, отклонение ее оси не должно превышать 0,01…0,02 мм. В противном случае диаметр обработанного отверстия будет больше диаметра калибрующей части развертки и может выйти за пределы допуска. Требования к допустимому биению зубьев режущей и калибрующей частей развертки указаны в [1] (таблицы 2.6 и 2.7)

Чтобы упростить ориентацию оси шпинделя по отношению к оси предварительно обработанного отверстия и предотвратить разбивку развернутого отверстия применяют крепление развертки в самоустанавливающемся патроне ([1] рис. 3.10, 3.11 и 3.12).

Кроме стандартных (нормализованных) разверток в практике машиностроения применяются насадные развертки больших диаметров для развертывания отверстий диаметром от 80 до 200 мм. Эти развертки снабжены вставными ножами из быстрорежущей стали или с твердосплавными пластинами (рис. 3.12). С целью уменьшения массы этих разверток в их корпусе выполняются сквозные отверстия, концентричные центральному (посадочному) отверстию. Развертки больших диаметров закрепляют на жестких концевых оправках или борштангах. Работа с самоустанавливающимися оправками в этих случаях недопустима, так как приводит к искажению формы отверстия и искривлению его оси.

Для окончательной отделки отверстий диаметром большим 80-и мм лучше применять пластинчатые – плавающие развертки (рис. 3.13), которые устанавливаются в концевых оправках, конструкция которых показана на рис. 3.14. Развертка состоит из корпуса 1, в котором закреплены два ножа 2. Ножи могут выдвигаться из корпуса для перехода от одного диаметра отверстия к другому путем перемещения их клиньями 4 при завинчивании винтов 3. Для удержания пластинчатой развертки в оправке на боковой стороне корпуса 1 сделан паз А. Развертка удерживается винтом 1 (см. рис. 3.14).

Развертывание плавающими развертками будет качественно только в том случае, если ось оправки совмещена с осью отверстия с точностью большей, чем возможное «плавание» пластины. При обработке отверстия плавающей пластинчатой разверткой необходимо плотно ввести ее в отверстие заборной частью. Затем шпинделю сообщают обратное вращение без подачи для того чтобы пластина самоустановилась. После чего меняют вращение шпинделя на рабочее и включают подачу. Плавающие развертки можно применять только тогда, когда оправки и борштанги обладают достаточной жесткостью, т. е. когда длина оправки не более шести диаметров отверстия, а длина борштанг между опорами не больше 29-и диаметров отверстия.

При развертывании, для получения высокого качества обработанной поверхности необходимо оставить соответствующий припуск (табл. 3.1).

Если припуск превышает максимальное допустимое значение, то развертка быстро затупляется, не режет, а мнет металл. В результате чего диаметр развернутого отверстия отличается от диаметра развертки и качество поверхности получается плохим. При недостаточном припуске могут остаться следы предшествующей обработки.

В мелкосерийном производстве развертывание точных отверстий обычно заменяют тонким растачиванием.

Конические отверстия диаметром менее 80-и мм в зависимости от конусности обрабатывают за несколько переходов. Отверстия с конусностью К от 1:50 до 1:30 после сверления окончательно обрабатываются коническими развертками (рис. 3.15). Отверстия с конусностью 1:20 после сверления развертывают последовательно двумя коническими развертками (черновой и чистовой). Отверстия с конусностью от 1:16 до 1:8 сверлят, зенкеруют коническим зенкером и затем развертывают одной или двумя развертками.

Предварительная (черновая) развертка показана на рис. 3.15,а. Режущая часть развертки имеет длину l значительно большую, чем длина l₀ обрабатываемого ею отверстия. На всей ее длине, по винтовой линии с шагом S, расположены ступени возрастающих диаметров. Срезание стружки осуществляется торцовыми режущими кромками k. В качестве промежуточных или предварительных конических разверток применяют так называемые лопаточные развертки (рис. 3.15,б). Они имеют только два режущих лезвия, образующих конус. Чистовая коническая развертка приведена на рис. 3.15,в.

При обработке конических отверстий диаметром больше 60-и мм вместо зенкерования или развертывания черновой разверткой применяют предварительное ступенчатое сверление или растачивание (рис. 3.16).

Торцы относительно небольших бобышек обрабатываются резцом с углом в плане 90^о или цековками. Бобышки при наличии центрального отверстия цекуют цековками, подрезными пластинами или зенкерами с торцовой заточкой. В конце рабочего хода необходимо «выхаживание» на нескольких оборотах без подачи. Схемы цекования показаны на рис. 3.17.

Нарезание резьбы в отверстиях осуществляется метчиками, которые крепятся в патронах (рис 3.18). На рис. 3.18,а показан патрон для жесткого закрепления метчика в разрезной гильзе 4 путем затягивания гайки 5. Для предотвращения провертывания метчика относительно патрона его квадрат вставляется в прорезь вкладыша 3. Шип корпуса 6 входит в отверстие хвостовика 1 и удерживается штифтом 7, входящим в кольцевую канавку. Корпус свободно вращается в хвостовике 1, пока не упрутся друг в друга кулачки 2.

Однако использование такого крепления метчика требует большого навыка в управлении станком при нарезании резьбы, если не удается настроиться на подачу, равную шагу резьбы. На рис. 3.18,б показан патрон с выдвижной втулкой, лишенный указанного недостатка. Шарики 3 позволяют втулке 2 свободно перемещаться не зависимо от шпинделя, но передают ей крутящий момент.

Если резьба нарезается в полуоткрытых отверстиях, то метчик устанавливается в предохранительном патроне ([1] рис 3.14). Ось метчика необходимо точно совместить с осью отверстия, в котором нарезается резьба. В противном случае резьбу «разбивает» (увеличивается внутренний и средний диаметры). Чтобы устранить указанный недостаток метчик закрепляют в плавающем патроне или резьбу нарезают сразу после сверления отверстия, заменив сверло на метчик не сдвигая ось шпинделя.

Схема комплексной обработки соосных отверстий в сплошном материале без сквозного выхода инструмента на обратную сторону детали показана на рис. 3.19. После окончательной обработки первого отверстия в него вставляется опорная втулка 2, а инструменты закрепляются на удлинителе. Таким образом, увеличивается радиальная жесткость системы. Аналогично поступают после обработки второго отверстия. Фрезерование На расточных станках фрезеруют плоскости, уступы и иногда призматические направляющие. Для этого используется тот же инструмент, что и на фрезерных станках [2]. Однако установка и закрепление фрез на расточных станках производится не так, как на фрезерных, в связи с другой формой конусного отверстия в шпинделе. Для их установки необходима оправка с хвостовиком, показанном на рис. 3.7.