Обработка отверстий

Отверстия в деталях машин бывают цилиндрические гладкие и ступенчатые, фасонные. Под ступенчатыми понимают отверстия разных диаметров, расположенные на одной оси, последовательно одно за другим. Отверстия могут быть открытые с двух сторон или с одной стороны (глухие). Отверстия с соотношением длины к диаметру больше пяти считаются глубокими.

Обработка отверстий несколько сложнее, чем наружных поверхностей тел вращения. В связи с этим точность (квалитет) на отверстия назначают на один порядок грубее и, как правило, не точнее 7-го квалитета.

Отверстия в сплошном металле рекомендуется сверлить спиральными сверлами по стали до 28 мм, а по чугуну до 32 мм за один переход на сверлильных станках. При обработке отверстий больших диаметров (до 80 мм) используют два и более перехода, обычно сверление и рассверливание. Операцию рассверливания делают для того, чтобы сохранить межцентровое расстояние, когда обработка отверстий одним сверлом большого диаметра может дать значительное отклонение оси отверстия. Для сверления отверстий диаметром свыше 80 мм применяют сверла или сверлильные головки специальных конструкций. Эту операцию, как правило, выполняют на расточных станках.

Для повышения точности отверстий после сверления и снижения шероховатости их поверхности применяют зенкерование.

Припуск под зенкерование предварительно просверленных или расточенных отверстий составляет примерно 1/8…1/10 диаметра отверстия. Скорость резания для твердосплавного инструмента при обработке стали 25…120 м/мин, подача 0,4…0,5 мм/об. Для чугунных заготовок соответственно скорость резания составляет 50…150 м/мин и подача – 0,3…0,6 мм/об. Отверстия диаметром до 12 мм не зенкеруют, а сразу развертывают черновой разверткой.

Режущим инструментом при зенкеровании является зенкер. В зависимости от назначения зенкеры изготавливают цельными с числом зубьев 3…8, диаметром 3…40 мм; насадными – 30…100 мм; сборными регулируемыми со вставными ножами диаметром 40…120 мм и комбинированными (рис. 58). Насадные зенкеры наиболее часто применяются при обработке нескольких отверстий диаметром более 30 мм, находящихся на одной оси.

Зенкерование является достаточно производительным методом, повышает точность предварительно обработанных отверстий, частично исправляет искривление оси после сверления. Применение направляющих кондукторных втулок позволяет значительно повысить точность обработки.

Для придания отверстию более точных размеров в пределах до 7-го квалитета и шероховатости поверхности в пределах Rа =2,5…0,63 мкм применяется развертывание.

Развертыванию обычно предшествует сверление, зенкерование или растачивание.

Средняя величина припуска под развертывание составляет при чистовой обработке не более 0,15 мм на диаметр. Скорость резания для инструмента из быстрорежущих сталей принимается в пределах 2…15 м/мин. Подачу при развертывании принимают до 1,2 мм/об. Развертывание позволяет получить отверстие точностью Н6…Н7, а тонкое развертывание (после двукратного развертывания) дает Н5.

Развертки отличаются от зенкеров большим числом (6…14) зубьев. Для получения отверстий повышенной точности, а также при обработке отверстий с продольными пазами применяют винтовые развертки.

Развертки бывают ручные и машинные и изготавливают их цельными и раздвижными. Ручные развертки имеют длинные зубья и длинную коническую заточенную часть, называемую режущей (или заборной) частью. Машинные цельные развертки применяют для обработки отверстий диаметром до 30 мм. В целях экономии инструментальных сталей для обработки отверстий диаметром более 30 мм применяют насадные развертки. Для обработки отверстий диаметром 35…150 мм применяют развертки со вставными ножами.

Обработка отверстий без снятия стружки производится двумя методами: калиброванием с помощью выглаживающих прошивок (дорнов) и шариков раскатыванием. Дорны не имеют режущих зубьев. Они уплотняют поверхностный слой отверстия, обеспечивая получение более точного диаметра. При этом понижается шероховатость поверхности и повышается ее твердость (за счет явления наклепа).

Калибрование шариком или с помощью выглаживающих прошивок, называемых дорнами (рис. 65), заключается в продавливании стального закаленного шарика или дорна на прессе через отверстие, которое было предварительно точно обработано. Диаметр шарика или дорна должен быть несколько больше требуемого диаметра отверстия, так как в этом случае имеется небольшое упругое последствие металла. Скорость калибрования для заготовок из вязких металлов составляет 2…6 м/мин. При этом повышается точность обработки, исправляются погрешности формы и снижается шероховатость.

Раскатывание отверстий производится стальными закаленными роликами, имеющими бочкообразную форму, или шариками. Раскатывание производится за несколько двойных ходов вдоль отверстия при усиленной смазке. Скорость раскатывания – до 200м/мин, подача вдоль оси отверстия – до 5мм/об. Раскатыванием достигается точность размеров IT7…8 и шероховатость поверхности Rа=0,32…0,08 мкм, при этом твердость поверхностного слоя увеличивается примерно на 15…20%. Схема раскатки отверстия шариком показана на рис. 66.