Вопрос 2. Обработка отверстий лезвийным инструментом (сверло, зенкер, протяжка).

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.

Обработка отверстий может производиться со снятием и без снятия стружек. Обработка со снятием стружки осуществляется лезвийным и абразивным инструментом. К обработке лезвийным инструментом относятся сверление, зенкерование, развертывание, растачивание и протягивание. К абразивной обработке относится шлифование и хонингование.

Обработка отверстий без снятия стружки производится путем калибровки с помощью выглаживающих прошивок (дорнов) и шариков, а также раскаткой.

Основным способом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Обработка отверстий может производиться двумя основными способами: 1) вращается сверло, одновременно осуществляя подачу, а деталь неподвижна (обработка на сверлильных станках) и 2) вращается заготовка, при этом подача осуществляется перемещающимися в осевом направлении инструментом (обработка на токарных станках).

Сверлением можно получать отверстия с точностью 12…14 квалитетов. Применение при сверлении (особенно глубоких отверстий) кондукторных втулок уменьшает увод сверла и повышает точность обработки до 10…11 квалитетов.

По конструкции и назначению различают сверла нормальные, для глубокого сверления и специальные. К нормальным относятся сверла спиральные, перовые и центровочные. Для глубокого сверления точных отверстий (например, масляные каналы) применяют вращающиеся удлиненные спиральные сверла с увеличенным углом наклона спиральной канавки. Во время сверления таких отверстий деталь находится в ванне с эмульсией. Сверление заготовок из серого чугуна производится без охлаждения. Для изготовления глубоких отверстий диаметром до 30 мм применяют специальные спиральные сверла, имеющие внутренний канал для подвода охлаждающей жидкости. Однако работать таким сверлом трудно, так как его необходимо периодически выводить из отверстия для удаления стружки. Поэтому обработку таких отверстий в крупносерийном и массовом производстве производят на агрегатных станках с разделением глубины отверстия на участки.

Для повышения точности отверстий после сверления и снижения шероховатости их поверхности применяют зенкерование. Зенкерованием могут обрабатываться также отверстия в отливках и штамповках. Зенкерование может быть предварительной обработкой под последующее развертывание, растачивание или протягивание. После чернового зенкерования в заготовке обеспечивается точность 11…12 квалитетов и шероховатость поверхности Rа=20…10 мкм. Чистовое зенкерование в зависимости от материала и конструкции зенкера позволяет получить точность 9…10 квалитета и шероховатость Rа=6,3…3,2 мкм. Поэтому при обработке отверстий по 11…13 квалитетам зенкерование может быть окончательной операцией.

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. 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. 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 снятия фасок в отверстиях применяют зенковки. Цилиндрические углубления и торцевые поверхности под головки болтов и гаек выполняются цековками в виде насадных головок с четырьмя зубьями или в виде специальных пластин. Цековки имеют направляющие цапфы, служащие для получения сооcности с обработанной поверхностью.

В мелкосерийном производстве на сверлильных станках вместо зенкеров применяют резцы в оправках; они дешевле в изготовлении, но менее производительны, чем зенкеры.

Протягивание отверстий производится специальным многолезвийным инструментом – протяжкой, у которой зубья расположены вдоль инструмента. Подготовка отверстий под протягивание осуществляется сверлением, зенкерованием или растачиванием. Протягиванием можно обрабатывать отверстия цилиндрические, шлицевые и других форм. Припуск на протягивание круглых отверстий составляет не более 1,0…1,2 мм. Рабочая скорость (скорость движения протяжки) обычно принимается 2…12 м/мин., скорость обратного хода в 2…3 раза больше рабочего хода. Протягивание рекомендуется производить с какой-либо смазочно-охлаждающей жидкостью (эмульсия, машинное масло и др.). Современные горизонтально – протяжные станки развивают тяговое усилие до 100 тыс. Н. При этом обеспечивается точность обработки 6…7 квалитетов и шероховатость поверхности Rа=0,63…0,32 мкм.

Базой при протягивании служит торец детали. Установка детали для протягивания может производиться на жесткой (рис. 62, а) или самоустанавливающейся (рис. 62, б) опоре. Установку детали на жесткой опоре применяют тогда, когда торец детали подрезан перпендикулярно оси отверстия. Одним из основных недостатков протягивания является сравнительно высокая стоимость протяжек.