3068

ностиRa = 2,5...5 мкм. Растачиваниеотверстияможновыполнятьодним или одновременно двумя резцами, установленными на оправке в противоположном направлении. При двустороннем растачивании компенсируются упругие перемещения оправки, обусловленные радиальной составляющей силы резания, уменьшается уровень вибрации режущего инструмента и обеспечивается более высокая производительность.

Тонкое (алмазное) растачивание выполняют на специальных станках для тонкой расточки, которые имеют высокую геометрическую точность, высокую жесткость и диапазон специальных режимов обработки. Этотпроцессвыполняютпривысокихскоростяхрезания, малой (ползучей) подаче и малой глубине резания.

В результате имеют место малые силы резания, малое тепловыделение, что способствует достижению высокой точности положения отверстия и его диаметрального размера. При этом охлаждение, как правило, не применяют. Режимы тонкой расточки отверстий приведены в табл. 13.2.

Станки для тонкой расточки обычно одношпиндельные, горизонтальной или вертикальной компоновок. На станках вертикальной компоновки точность выше, так как исключается влияние веса расточной оправки на точность обработки. В качестве инструмента обычно применяют доведенные твердосплавные расточные резцы. Для обработки цветных сплавов применяют также резцы из сверхтвердых материалов исискусственнымалмазом. Расточныеоправкивысокойжесткостичасто делают со встроенными виброгасителями. В результате обработки достигают точность диаметральных размеров по IT 6 и IT 7. Точность геометрической формы: овальность, конусность в пределах 3-4 мкм. ШероховатостьповерхностиRa=1,25…0,32 мкм. Этотпроцессиспользуютвосновномдляобработкигладкихсквозныхотверстийдиаметром до 200 мм.

301

Сверление применяют для получения цилиндрических отверстий в сплошном материале, при этом в качестве режущего инструмента используют сверла различного диаметра – d = 3…30мм. Сверление осуществляют на сверлильных, токарных, расточных, фрезерных, многоцелевыхи агрегатныхстанках. Формообразованиеотверстия получают путем относительного вращения инструмента со скоростью v и его подачи s в направлении оси получаемого отверстия.

Сверление обеспечивает получение сквозных и глухих отверстий, обработка которых может быть окончательной или предварительной для последующего зенкерования, расточки, развертывания или нарезания резьбы.

Поконструкциисверлабываютцельныеизбыстрорежущихсталей (Р18, Р9, Р6М5, 9ХС) и составные с использованием напаянных быстрорежущих (Р6АМ5, Р6М5К5, Р9К5) или твердосплавных пластин (Т15К6, ВК6, ВК8). Последние обеспечивают повышение производительности обработки и стойкости сверл до двух и более раз.

Основнымибазамисверла, определяющимиегоположениевшпинделе, являются коническая или цилиндрическая хвостовая части. Установка сверла в шпиндель станка может быть выполнена напрямую или с помощью переходной конической втулки и сверлильного патрона. Аналогично происходит закрепление и других консольных инструментов – зенкеров, разверток, метчиков и расточных оправок.

Для получения неглубоких отверстий, длина которых не превышает (3...5)d диаметра, применяют обычные спиральные сверла. Глубокие отверстия, длина которых более (5...7)d диаметра, получают с использованием специальных сверл – шнековых, ружейных с внутренней подачей СОЖ, кольцевых. Кольцевые сверла (кольцевые резцовые головки) применяют для получения отверстий d > 40 мм с меньшими затратами мощности на сверление. При этом имеет место экономия металла, который не превращается в стружку, а высверливается в виде стержня, используемого для других целей.

Для получения глубоких отверстий спиральными сверлами на обычных станках и на станках с ЧПУ применяют специальные циклы глубокого сверления, когда при заглублении инструмента на величину (1…1,2)d диаметраосуществляетсяпериодическийвыводсверлаизотверстия. При этом минутную подачу сверла sм рекомендуется уменьшать на 30 % при заглублении на величину (3…6)d и на 40 % при заглублении на (6…8)d.

302

Процесс повторного сверления с использованием сверла большего диаметра D называется рассверливанием. Глубина резания t при сверлении составляет

t = 0,5 d , а при рассверливании t = 0,5 (D – d), где D – диаметр предшествующего сверла.

Желательно, чтобы диаметр предшествующего сверла был больше длины перемычки второго сверла. Это позволяет уменьшить осевую силу резания при рассверливании большим сверлом.

Скорости резания при сверлении составляют: для сверл из быстрорежущих сталей v = 10…30 м/мин, для твердосплавных сверл v = = 60…150 м/мин. Осеваяподачаможетбытьрассчитанасдостаточным приближением по формулам:

–для сверл из быстрорежущих сталей s = 0,012 d мм/об;

–для твердосплавных сверл s = 0,085 d мм/об;

–для твердосплавных кольцевых сверл s = 0,0025 d мм/об. Диапазонподачдлясверлизбыстрорежущихсталейs = 0,02…0,3 мм/об,

для твердосплавных сверл s = 0,06…0,4 мм/об. Подачи при рассверливании берутся в 1,5...2 раза выше, чем при сверлении.

Глубина резания при глубоком кольцевом сверлении составляет t = 0,15 d мм, а скорости резания для твердосплавных сверл v = = 130…200 м/мин.

Сверление выполняют с обильной подачей под давлением в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), благодаря которой происходит удаление стружки из зоны резания, снижение температуры и создание благоприятных условий процесса резания.

Отверстиядиаметромболее25 ммполучаютза2-3 рабочиххода, последовательно применяя спиральные сверла большего размера, например d 12, d 25 мм. Характерными отклонениями геометрической формы отверстий являются овальность в поперечном сечении и небольшая конусность в продольном. При этом получаемое отверстие вследствие «разбивки» имеет несколько больший диаметр, чем диаметр сверла.

Сверление и рассверливание отверстий спиральными сверлами по- зволяетобеспечиватьточностьдиаметральныхразмеровпо9-му, 13-му квалитетам.

Отклонениягеометрическойформыотверстийдиаметромдо50 мм находятся при этом в пределах 12...40 мкм, а параметр шероховатости поверхности Ra = 6,3...12,5 мкм для сверл диаметром до 15 мм и Ra = = 12,5 ... 25 мкм для сверл большего диаметра.

303

Дляуменьшениявлиянияуводасверл, сцельюдостиженияточности межцентровых расстояний и положения отверстий относительно базы, перед сверлением отверстий рекомендуется выполнять зацентровку. Это особенноважнодляотверстийдиаметромболее12 – 15 мм, когдадопуск на межцентровое расстояние составляет менее 0,2 – 0,3 мм. Для зацентровки следует использовать сверла диаметром 10 – 12 мм, а также специальные центровочные сверла диаметром 4 – 10 мм.

Зенкерование является одним из методов предварительной, а иногда и окончательной обработки ранее полученных отверстий в отливках, штамповках или после сверления. Целью зенкерования является получение более точных по размеру и форме отверстий. В качестве режущего инструмента используют зенкеры, которые за счет наличия большего числа режущих зубьев (три – шесть) и отсутствия поперечной режущей кромки делают процесс зенкерования более производительным по сравнению со сверлением или растачиванием резцом. С помощью зенкеров обрабатывают также смежные с отверстием торцевые поверхности бобышек, выступов, уступов, фасок. Зенкеры по конструкции бывают цельные и насадные. В качестве материала их режущей части применяют привариваемые пластины из быстрорежущей стали Р6М5 или твердых сплавов (ВК6, ВК8, Т5К10, Т15К6 и др.).

Глубина резания при зенкеровании определяется также, как и при рассверливании, и может иметь величину t = 1…4 мм. Скорость резанияпризенкерованиисоставляет: длязенкеровизбыстрорежущихсталей v = 15…25 м/мин, для твердосплавных v = 40…150 м/мин.

Значение осевой подачи при зенкеровании устанавливают больше, чем при сверлении или рассверливании. Подача может быть рассчитана с достаточным приближением по формуле

s = 0,025 d мм/об,

где d – диаметр зенкера, мм.

Диапазон подач для зенкеров из быстрорежущих сталей s =

=0,03…0,4 мм/об, для твердосплавных s = 0, 45…1,6 мм/об.

Сцельюуменьшенияуводаинструментаидостиженияболеевысокойточностиположенияосиотверстияприменяюткондукторныевтулки для центрирования сверл и зенкеров или специальные зенкеры с направляющей частью, обеспечивающей центрирование по предварительно обработанному отверстию.

Припуск, снимаемый зa один рабочий ход насадными зенкерами

304

d = 55...170 мм со вставными ножами с напайными твердосплавными пластинами, составляет2...4 ммнасторону. Зенкерованиеявляетсяпроизводительным методом обработки отверстий, который широко применяют на различных станках и автоматических линиях. По сравнению со сверлом многозубый зенкер имеет меньшую склонность к уводу, что позволяетвзначительнойстепениисправитьотклонениеосиотверстия и обеспечить его прямолинейность. Однопроходное зенкерование отверстиявлитойзаготовкепозволяетполучатьточностьдиаметральных размеров по 11-му, 12-му квалитетам. Погрешность геометрической формы отверстия D = 40...150 мм составляет при этом 30...50 мкм. При получистовой обработке зенкерование обеспечивает точность отвер- стияпо10-муквалитету, отклонениягеометрическойформыдляотверстий диаметром 40...150 мм в пределах 15...20 мкм и параметр шероховатости поверхности Ra = 2,5...5 мкм.

Для обработки отверстий сравнительно больших диаметров (от 100 мм до 250 мм и более) вместо зенкеров применяют многозубые резцовые блоки и многозубые резцовые головки. Наличие нескольких одновременно работающих резцов (4, 6, 8, 12) обеспечивает более высокую производительность и распределение глубины резания по резцам, что позволяет снимать за один проход большой припуск – до 15 мм.

При зенкеровании отверстий для одновременной обработке близлежащих сопрягаемых торцевых поверхностей применяют специаль-

исоздания торцовой поверхности под головки винтов или под гайки. Они могут быть выполнены за одно целое с зенкером или в виде насадных головок с несколькими зубьями. При этом цековки обычно имеют направляющую часть, благодаря которой обеспечивают соосность

иперпендикулярность с ранее полученным отверстием (рис. 13.1, а, в).

305

Развертывание является одним из наиболее распространенных методов отделки отверстий, где в качестве режущего инструмента используется развертка, которая может быть как цилиндрической, так и конической. В отличие от зенкеров развертка имеет большее число зубьев – от 6 до 12 – и снимает при этом значительно меньший припуск z = 0,05…0,3 мм. Для отверстий D = 20…50 мм припуск на диаметр под предварительное развертывание z = 0,25 мм, под точное развертывание z = 0,14 мм и под тонкое развертывание z = 0,05…0,12 мм.

Развертывание выполняют с более низкими режимами резания по сравнению с зенкерованием и при обильном охлаждении с помощью СОЖ, подаваемой под давлением 0,5 МПа.

Скорость резания при развертывании составляет: для разверток из быстрорежущих сталей v = 5…12 м/мин, для твердосплавных v = = 20…50 м/мин. Диапазон подач для цилиндрических твердосплавных разверток d = 15…60 мм составляет s = 0,3…1,2 мм/об. Развертывание выполняют комплектом разверток за 1…3 прохода.

Для отверстий сравнительно малых диаметров (до D = 5…10 мм) развертывание выполняют непосредственно после сверления. Для отверстий с большими диаметральными размерами развертывание выполняют после чистового зенкерования или чистовой расточки.

Развертывание обычно выполняют на тех же станках, которые используют для выполнения предшествующих технологических переходов – сверления, зенкерования, расточки. Все эти переходы можно выполнить на горизонтально- и координатно-расточных станках, на вертикально- и радиально-сверлильных станках, на токарных и токарно-револьверныхстанках, наагрегатныхстанках, атакженастанках с ЧПУ и обрабатывающих центрах. При этом с целью достижения более высокой точности размеров и относительного положения отверстий эти переходы целесообразно выполнять при наиболее полном соблюдении принципа единства баз с одной установки обрабатываемой заготовки. В процессе выполнения ремонтных или монтажных работ развертывание отверстий малого и среднего диаметра может выполняться слесарем вручную, для чего применяют не машинные, а специальные ручные развертки с квадратным хвостовиком.

Для исключения разбиения отверстия, получаемого в результате смещения оси развертки относительно обрабатываемого отверстия, развертки устанавливают на шарнирные оправки. В итоге получают

306

«плавающую» развертку, которая самоустанавливается по обрабатываемому отверстию, что позволяет в 1,5…2 раза повысить точность геометрической формы отверстия.

В машиностроении применяют также плавающие двухлезвийные развертки, выполненные в виде резцовых пластин с регулируемым и нерегулируемым диаметральным размером. Развертывание обеспечивает получение отверстий высокой точности: диаметральные размеры 6…8 квалитет; геометрическая форма отверстий 5…8-я степень точности формы; шероховатость поверхности Ra = 2,5...0,32 мкм.

Протягиваниеотверстийявляетсяоднимизметодовчистовойобработки. Оно выполняется на горизонтально- и вертикально-протяжных станках, развивающих тяговое усилие от 5 до 60 т. В качестве режущего инструмента применяют многозубые круглые протяжки, которые могут быть цельными, сборными или составными.

Изготовляютпротяжкиизлегированныхинструментальныхсталей типа сталь ХВГ, из быстрорежущих сталей Р6М5, Р9К5. Зубья протяжки могут быть оснащены пластинками из твердых сплавов ВК8, ВК6М идр. Протягивание являетсявысокопроизводительнымспособомобработки цилиндрических, шлицевых и профильных отверстий. Протягиваниевыполняютпослесверления, зенкерованияилирасточки. Заодин ход протяжки в отверстии снимается весь припуск и обеспечивается достижение точности отверстия по 6...9-му квалитетам и шероховатости поверхности в пределах Ra =1,25...0,63 мкм. Это объясняется тем, что основной припуск в отверстии снимают зубья, расположенные на режущейчастипротяжки, акалибрующиезубья, расположенныевконце протяжки, на которые приходится малая нагрузка, а следовательно и малый износ, обеспечивают окончательное формирование точности размера и шероховатости поверхности отверстия.

Скоростьрезанияприпротягивании, определяемаякакглавноедвижение инструмента вдоль оси отверстия, составляет v = 2...15 м/мин. Она ограничивается требованиями шероховатости поверхности получаемого точного отверстия. Подача на зуб Sz [мм/зуб] при протягивании обеспечивается путем увеличения диаметра каждого последующего зуба протяжки на определенную величину. Подача на зуб Sz у круглых протяжек для обработки соответствующих материалов составляет:

307

Припуск для протягивания, оставляемый в круглом отверстии после сверления или зенкерования, можно рассчитать по формуле:

Z = 0,005D + (0,1…0,2) L ,

где D – номинальный диаметр отверстия, мм; L – длина протягиваемого отверстия, мм.

В зависимости от диаметрального размера протягиваемого отверстия назначаемый припуск в общем случае составляет 0,3…0,5 мм на диаметр.

При обработке отверстия зубчатого колеса вначале круглой протяжкой получают отверстие (см. рис. 13.2, а), а затем плоской протяж-

Рис. 13.2. Обработка отверстия зубчатого колеса: а – протягивание отверстия (1 – протяжка, 2 – заготовка); б – протягивание шпоночного паза (1 – заготовка, 2 – протяжка, 3 – прокладка, 4 – направляющая втулка); в – прошивка отверстия (1 – прошивка, 2 – заготовка)

б)

кой протягивают шпоночный паз в отверстие (рис. 13.2, б). Для обработки шлицевых отверстий применяют комбинированные шлицевые

308

протяжки, обеспечивающие за один рабочий ход протягивания отверстия и шлицевых пазов. В процессе протягивания заготовка самоустанавливается (базируется) по наружной поверхности протяжки, а торец заготовки опирается в неподвижную или подвижную (плавающую) опору (см. рис. 13.2, а). В последнем случае протягивание можно выполнить при больших отклонениях от перпендикулярности торца к оси отверстия.

Для чистовой обработки отверстий сравнительно короткой длины

ипри малых снимаемых припусках применяют также метод прошивания отверстия, когда в качестве режущего инструмента применяется прошивка(рис. 13.2, в). Геометриярежущейикалибрующейчастипрошивкипрактическинеотличаетсяотгеометриипротяжки. Однакодлина прошивка в несколько раз меньше, чем длина протяжки, и в отличие от нее прошивка работает на сжатие, так как она не протягивается, а проталкивается вдоль оси отверстия под давлением пресса.

Путем протягивания можно получить отверстия различной геометрической формы, в том числе и отверстия с зубьями эвольвентного профиля для колес внутреннего зацепления. Однако для реализации этого требуется изготовление специальных дорогостоящих профильных протяжек. Поэтому операцию протягивания применяют в основном в условиях серийного и массового производств.

Шлифование является эффективным методом отделки наружных

ивнутренних цилиндрических поверхностей, осуществляемым с использованием в качестве режущего инструмента различных по геометрии шлифовальных кругов. Шлифовальные круги изготавливают из абразивных материалов, имеющих высокую твердость, что позволяет выполнять высокопроизводительную обработку как незакаленных, так

изакаленных поверхностей, обеспечивая достижение повышенных требований по точности размеров (IT 8… IT 6) и шероховатости по-

верхности (Ra = 0,32 ... 0,1 мкм).

Шлифование наружных цилиндрических поверхностей выполняют на круглошлифовальных станках, а внутренних – на внутришлифовальных с использованием схем продольного, врезного и глубинного шлифования.

Продольное круглое шлифование применяют для обработки протяженных цилиндрических или конических поверхностей с использованием дисковых шлифовальных кругов (см. рис. 12.11). Скорость вра-

309

щения шлифовального круга νк (м/c), которую принимают за скорость резания νк = ν, рассчитывают по формуле:

где dк и nк– соответственно диаметр круга и частота его вращения. Вращение заготовки передается от шпинделя через хомутик.

Скорость вращения заготовки νз(м/мин) рассчитывают аналогично, подставляя в формулу (13.1) значения диаметра заготовки dз и частота ее вращения nз и исключая при этом деление на 60. Скорость резания νк = ν при круглом шлифовании следует назначать наибольшую с учетом возможной частоты вращения шпинделя nк и применяемого шлифовального круга. В зависимости от марки обрабатываемого материала рекомендуется назначать скорость резания в пределах, указанных в таблице 13.3.

Таблица 13.3 Рекомендуемая скорость резания при шлифовании

Шлифование на круглошлифовальных и внутришлифовальных станках выполняется по определенному циклу, в котором происходит автоматическое переключение режимов при выполнении предварительногошлифования, чистовогои«выхаживания». Привыхаживании, которымзаканчиваетсявыполнениечистовогошлифования, отсутствуетпоперечнаяподачаисъемметаллапроисходитзасчетобразованного в технологической системе натяга до момента выведения его в ноль. Рекомендуемые режимы круглого шлифования и назначаемые припуски приведены в табл. 13.4. и табл. 13.5.

Для шлифования жаропрочных сталей приведенные режимы следует умножать на коэффициент 0,5…0,8, а для обработки чугуна – на

1,3…1,8.

310