Особенности процесса сверления, зенкерования и развертывания

Погрешности обработки отверстий после сверления, зенкеро­вания и развертывания делят на погрешности размера, формы, относительного положения отверстий и шероховатости поверх­ности. Форма отверстий в сечении по оси после сверления, зенке­рования и развертывания может быть правильной цилиндриче­ской формы, конической с наличием цилиндрических участков или со стороны врезания инструмента или со стороны его выхода из отверстия, бочкообразной с различными изменениями диаме­тров на входе и выходе инструментов. Погрешности геометриче­ской формы, а также «увод» оси отверстий зависят от появляю­щихся в процессе резания вибраций, вызываемых неуравновешен­ными радиальными силами, действующими на режущие зубья сверл, зенкеров и разверток, неоднородности физико-механических свойств обрабатываемого материала, недостаточной жесткости технологической системы СПИД (станок—приспособление—ин­струмент—деталь) и т. п. Величина неуравновешенной радиаль­ной силы, действующей на режущие зубья инструмента, прямо пропорциональна величине смещения осей инструмента и обрабатываемого отверстия и является следствием первичных погреш­ностей системы СПИД и жесткости отдельных узлов этой системы. Неуравновешенная радиальная сила при развертывании в недо­статочно жесткой системе СПИД может явиться причиной возник­новения вибраций технологической системы, вызывающих вол­нистость поверхности отверстий с высотой волн до 0,030 мм..

Одной из причин появления волнистости является возникнове­ние бегущих волн в системе развертка—деталь от воздействия радиальных составляющих силы резания, действующих на

Рис. 220. Влияние заточки режущей ча­сти сверла на точность формы обработан­ного отверстия:

Р ~ осевая сила; Р_г — радиальная сила; R — равнодействующая сил Р и Р

каждый зуб. Этим объясняется несоответствие числа волн на обрабатываемой поверхности числу зубьев развертки.

На точность обработки от­верстия оказывает влияние не только жесткость системы СПИД, но и состояние свер­лильного станка, приспособ­лений.

Так, непрямолинейность направляющих колонны, не­плоскостность рабочей поверхности стола и забоины на ней могут явиться причи­ной неправильного положе­ния шпинделя относительно стола: ось шпинделя может оказаться неперпендикулярной плоскости стола, что приведет к непра­вильному направлению оси отверстия в обрабатываемой детали. Несовпадение оси шпинделя с осью вращения приводит к раз­бивке отверстия, а отклонение от параллельности оси шпинделя направляющим шпиндельной бабки приводит к неправильному направлению инструмента.

Проверка геометрической точности станка, соответствия с нор­мами точности, предусмотренными для этого ГОСТом, должна производиться не только при его изготовлении, но и в процессе эксплуатации.

На точность обработки отверстий существенное влияние ока­зывают точность изготовления инструмента, особенно недоста­точно жесткого, заточка его режущей части.

Так называемый «увод» сверла, как правило, происходит от несимметричности заточки режущих кромок, условий работы сверла в начальный момент сверления, когда резание произво­дится лишь перпендикулярной к оси сверла перемычкой.

При относительно малой жесткости сверла достаточно незна­чительной поперечной силы, чтобы сверло «ушло» в сторону своей режущей частью от оси шпинделя (рис. 220, а). Если заточка спирального сверла произведена неправильно и его режущие лезвия получились неодинаковой длины (рис. 220, б) и наклона (рис. 220, в) то диаметр отверстия превысит диаметр сверла. Силы резания, действующие на каждом режущем лезвии, будут неодинаковыми и ось сверла отклонится от требуемого направления.

Для устранения «увода» сверла или искривления оси отвер­стия принимают следующие меры:

1. Устанавливают малые подачи и особенно тщательно произво­дят заточку режущей части сверла.

2. Производят предварительное засверливание при помощи короткого сверла большого диаметра с углом при вершине 2φ большим, чем угол 2 φ у сверла.

3. Осуществляют сверление с направлением спирального сверла при помощи кондукторной втулки.

4. Производят сверление при вращающемся изделии, в этом случае происходит как бы самоцентрирование сверла.

5. Производят сверление специальными сверлами для глубо­кого сверления при вращающемся (или неподвижном) изделии.

Недостаточная жесткость обрабатываемой детали оказывает влияние на точность формы обрабатываемого отверстия при неудач­ной конструкции зажимного устройства, так как под действием сил закрепления деталь может подвергнуться деформации. После обработки деталь освобождается от действия усилия зажимного устройства, и силы упругости возвращают ее в первоначальное состояние, вызывая искривление оси и формы обработанного от­верстия.

Для повышения жесткости системы СПИД при сверлении, зенкеровании и развертывании установку обрабатываемой детали в приспособлений рекомендуется производить ближе к плоскости стола и применять не верхние, а боковые зажимы.

Установка детали ближе к плоскости стола позволяет умень­шить высоту основной части приспособления, а применение боко­вых зажимов позволяет установить инструмент ближе к поверх­ности обрабатываемой детали, т. е. сократить вылет инструмента.

Для увеличения жесткости обрабатываемой детали в приспо­соблении предусматривают дополнительные опоры для недоста­точно жесткого участка, устраняя возможность его деформации.

При развертывании в приспособлениях для уменьшения по­грешностей формы и размеров отверстия производят установку и выверку приспособлений при помощи индикатора, закреплен­ного в шпинделе станка. Если кондукторные втулки имеют доста­точно большой диаметр, то проверку следует производить непо­средственно по внутренней поверхности, если же диаметр втулок мал, применяют специальную шлифованную оправку соответ­ствующего диаметра, закрепляемую в отверстии втулки. При этом нужно проверять как концентричность, так и перекос осей втулки и развертки.

При принудительном направлении инструмента по кондуктор­ным втулкам крепление инструмента может быть жестким или плавающим. При жестком креплении хвостовик инструмента вхо­дит непосредственно в шпиндель станка. Жесткое крепление инструмента следует применять в случае пониженной жесткости инструмента и шпинделя, при обработке неточных отверстий, так как при большой жесткости инструмента вследствие несовпа­дения оси шпинделя с осью отверстия кондукторной втулки воз­никает большое усилие, приводящее к деформации инструмента

Самоустанавливающиеся патроны

Рис.221.

и износу элементов направления. При развертывании отверстий по 2-му классу точности с направ­лением инструмента по кондуктор­ным втулкам или по ранее обра­ботанному отверстию необходимо применять самоустанавливающие­ся патроны, которые позволяют устранить деформации инструмен­та и шпинделя и свободно ориен­тировать инструмент относительно кондукторных втулок.

При работе с самоустанавли­вающимися патронами инструмент не должен выходить из кондуктор­ной втулки. Самоустанавливаю­щиеся патроны бывают двух типов: качающиеся и плавающие. Качаю­щиеся патроны (рис. 221, а) со­стоят из оправки, на конусную часть / которой насаживают раз­вертку, укрепленную торцовой шпонкой. Второй конец оправки входит в корпус 2 патрона с большим зазором. Зазор позволяет развертке занять в обрабатываемом отверстии правильное поло­жение за счет качания оправки на оси 3, закрепленной в кор­пусе патрона.

В плавающем патроне (рис. 221, б) развертка может свободно перемещаться параллельно самой себе, центрируясь в обрабаты­ваемом отверстии. Тем самым даже при несовпадении осей патрона и обрабатываемого отверстия развертка займет правильное поло­жение в детали. Оправка 9, в которую вставляют хвостовик раз­вертки, связана с хвостовиком / при помощи корпуса 7 и упорного шарикоподшипника, состоящего из обоймы 3, шариков 4 и опор­ного кольца 2.

Вращение хвостовика / передается оправке 9 через поводок 5 и четыре шарика 6. Вырезы в оправке 9, в которых находятся шарики, позволяют оправке вместе с разверткой перемещаться на небольшую величину параллельно их оси. Вращением корпуса 7 патрон регулируют для устранения зазора в упорном подшипнике. В нужном положении корпус закрепляют вин­том 8.