20) Обработка заготовок на сверлильных и расточных станках

Основные работы, выполняемые на сверлильных станках.

Получение и обработку отверстий с помощью различных режу­щих инструментов производят на сверлильных, токарных, револь­верных, расточных и некоторых других металлорежущих станках. На сверлильных станках выполняют такие виды работ:

1- сверление (рис.4,а)—один из самых распространен­ных способов образования отверстий в сплошном материале с по­мощью сверл;

2 - рассверливание (рис.4,б)— процесс увеличения свер­лом имеющихся отверстий;

3 - зенкерование (рис. 4,в) — обработка цилиндрических литых, штампованных или предварительно просверленных отверстий зенкером для придании им правильной геометрической формы, необходимых размеров н шероховатости поверхности;

Рис.4 Схема обработки отверстий.

4 - растачивание отверстий резцами (рис.4, e, д) осуще­ствляют тогда, когда координаты осей отверстий должны быть точ­но расположены;

5 - развертывание (рис. 4,е) - обработка отверстий для получения точных размеров и малой шероховатости поверхности;

6 - зенкование (рис. 4, ж) - образование цилиндрических или конических углублений в предварительно просверленных отверстиях под головки болтов, винтов или других деталей с по­мощью цилиндрических и конических зенкеров (зенковок);

7 - цекование (рис. 4,з, и)- обработка торцевых поверхностей под гайки, шайбы и кольца ножами (пластиками) или торцевыми зенкерами;

8- нарезание резьбы в отверстиях метчиками (ряс. 4, к). При нарезании резьбы в глухих отверстиях станок должен быть снабжен устройством для

реверсивного (обратного) вращения шпинделя, чтобы можно было вывинтить датчик из нарезанного отверстия.

При работе на сверлильных станках режущий инструмент, вращаясь вокруг своей оси, совершает главное движение, а пере­мещение его вдоль оси является движением подачи (рис. 4, a). Такая схема сверления отверстий наиболее распространена, но при такой схеме ось отверстии может отклониться в сторону. Это отклонение возрастает с увеличением глубины отверстия. Поэтому при сверлении глубоких отверстий (l/d >5) используют станки для глубокого сверления, в которых вращательное движение придают заготовке (главное движение), а поступательное — сверлу (движе­ние подачи). При stom отклонение оси отверстия значительно уменьшается.

Сверла

1. Типы сверл. Различают такие основные типы сверл:

1) перовые (рис.5,а), представляющие собой стержень или закрепленную в оправке пластинку с режущими кромками, заточенными под углом 2φ=80... 150˚. Применяют их сравнитель­но редко — преимущественно при сверлении отверстий в твердых поковках и отливках, обработке ступенчатых отверстий;

2) спиральные (рис. 5,б), которые широко используют при работе на сверлильных, токарных, револьверных и других метал­лорежущих станках;

3) сверла для глубокого сверления однолезвийные (рис. 5,в) и двухлезвийные (рис. 5,г), используемые при сверлении от­верстий, глубина которых превышает диаметр в 5 и более раз;

4) центровочные (рис. 5,д), предназначенные для образо­вания центровых гнезд в заготовках, обрабатываемых на станках в центрах.

Рис. 5 Типы сверл

2. Спиральные сверла — наиболее распространенный тип сверл. Изготавливают их диаметром 0,1...80 мм. Состоит спиральное сверло (рис.6,а) на режущей части 1, направляющей 2, шейки 3, хвостовика 4 и лапки 5. Режущая часть выполняет основную работу резания. Направляющая - направляет сверло в отверстии и обе­спечивает образование отверстия нужного диаметра. Хвостовик предназначен для крепления сверла в шпинделе станка и может быть коническим или цилиндрическим. Сверла с коническим хво­стовиком крепят непосредственно в шпинделе станка, а с цилиндрическим - с помощью патронов. Лапка служит упором при выби­вании из шпинделя сверл с коническим хвостовиком. У сверл с ци­линдрическим хвостовиком (рис. 6,б) поводок 5 предотвра­щает проворачивание сверла в патроне.

Рис.6 Элементы, геометрические параметры и заточка спиральных сверл

Режущая часть (рис. 6,в) включает в себя переднюю 6и заднюю 7 поверхности, главные 8 и вспомогательные 9 режущие кромки а также поперечную кромку 10. Передней поверхностью сверла является поверхность канавки, по которой сходит стружка. Задняя поверхность - это обращенная к поверхности резания по­верхность, образованная при заточке сверла.

Главные режущие кромки сверла образуются пересечением пе­редних и задних его поверхностей. Угол между ними 2φ у сверл для обработки стали и чугуна 116...118˚, для сверления мягких и вязких материалов (алюминия, силумина) - 80...90˚, для свер­ления твердых и хрупких материалов - 130... 140˚. Для повышения стойкости сверл применяют двойную заточку, при которой кроме основного угла при вершине 2φ =116... 118˚ на длине 0,24 полу­чают дополнительный угол 2φ = 70...75˚, (рис. 6,г). Применяют и другие формы заточки сверл для повышения их стойкости.

В главной секущей плоскости NN (рис. 6,д), нормальной к главной режущей кромке, сверло имеет форму резца с присущими ему геометрическими параметрами. Передний угол сверла у изме­ряется в этой плоскости. Образован он касательной AM к передней поверхности сверла в точке А и линией АК, перпендикулярной к плоскости резания в той же точке А. Задний угол α измеряется в плоскости 0 – 0, параллельной оси сверла. Это угол между каса­тельными к задней поверхности сверла и к окружности, образу­ющейся точкой А при вращении ее вокруг оси сверла. Максимальны значения переднего угла (у = 25...32˚) и минимальны значения заднего угла (α - 6...8˚) в точках у периферии сверла. По мере приближения к оси сверла передний угол уменьшается, а задний увеличивается. У поперечной кромки передний угол может дости­гать даже отрицательных значений.

Угол наклона поперечной режущей кромки ψ - 50...55° (рис. 6,г). Работает поперечная режущая кромка в тяжелых условиях, так как на ней передний угол отрицателен и при сверле­нии возникают значительные усилия, направленные вдоль оси сверла. Для облегчения условий резания и уменьшении осевых усилий перемычку часто подтачивают, уменьшая длину попереч­ной режущей кромки (рис. 6.д). Перед рассверливанием отвер­стия сверлом большого диаметра для устранения вредного влияния перемычки предварительное сверление должно производиться свер­лом, диаметр которого превышает длину перемычки.

Для уменьшения трения сверла о стенки отверстия на направ­ляющей его части оставляют две узкие винтовые ленточки-фаски, ширина которых в зависимости от диаметра сверла колеблется в пределах 0,2...2,6 мм, а остальную ее часть делают меньшего диаметра. Для этой же цели диаметр сверла уменьшают по направле­нию к хвостовику на 0,03...0,1 мм на каждые 100 мм длины.

Зенкеры

1. Типы зенкеров. В зависимости от назначения различают такие основные типы зенкеров:

1) спиральные (рис. 7,б), предназначенные для обработки сквозных цилиндрических отверстий;

2) цилиндрические с направляющей цапфой (рис. 7,в), пред­назначенные для обработки торцов, прилегающих к отверстиям, или отверстий под цилиндрические головки винтов;

3) конические зенковки (рис. 7,г), применяемые для получе­ния конических углублений под головки винтов, центровых гнезд, снятия фасок и др.

По способу крепления различают зенкеры хвостовые (рис. 7,а) и насадные (рис. 7,б).

Изготавливают зенкеры цельными из быстрорежущей стали, с напаянными пластинками твердых сплавов и сборными с встав­ными ножами.

2. Элементы и геометрические параметры зенкеров. Спиральный хвостовой зенкер (рис. 7,д) состоит из рабочей части1, шейки 2, хвостовика 3 и лапки 4. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из режущей 6 и направляющей 5 частей. Режущими кромками, рас­положенными под углом φ = 45...60˚ к оси зенкера, режущая часть выполняет основную работу резания. Направляющая часть опре­деляет положение зенкера в отверстии, обеспечивает получение отверстия необходимого диаметра и является резервом при перета­чивании режущей части. Хвостовик предназначен для крепления зенкера в шпинделе станка. Спиральные зенкеры изготавливают диаметром 10...100 мм с числом зубьев 3...6. Передний угол у у зу­бьев зенкера измеряют в плоскости, нормальной к режущей кромке (рис. 7,e). Он изменяется в зависимости от обрабатываемого материала. Задний угол измеряется в той же плоскости. Величина его в различных точках режущей кромки переменна и увеличивает­ся по мере приближения к оси зенкера.

Рис. 7 Типы зенкеров; элементы и геометрические параметры спирального зенкера

Направляющая часть зенкера подобно сверлам имеет направ­ляющие ленточки шириной 0,8...2 мм, и диаметр ее уменьшается по направлению к хвостовику на 0,05...0,1 мм на 100 мм длины.

Зенкерованием обеспечивается получение отверстий, точность которых отвечает 11-му квалитету.

Развертки

1.Типы разверток. Развертки предназначены для получения точных и чистых отверстий и применяются после предварительной обработки отверстий сверлом, зенкером или расточным резцом. В зависимости от способа применения развертки подразделяют на ручные и машинные. Машинные развертки используют при развер­тывании отверстий на сверлильных, токарных, револьверных и дру­гих станках.

По конструктивным особенностям развертки, как и зенкеры, разделяются на хвостовые и насадные, цельные и с вставными ножами. По форме обрабатываемого отверстия различают развертки цилиндрические, конические и ступенчатые. Наряду с развертками из быстрорежущей стали широко применяют развертки, оснащенные твердыми сплавами.

2. Элементы и геометрические параметры разверток. Развертка (рис. 8) состоит из рабочей части 1, шейки 2 и хвостовика 3. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из режущей 6 и калибру­ющей 5 частей. Режущая часть выполняет основную работу резания. Передний и задний углы измеряют в плоскости, нормальной к ре­жущей кромке. Угол φ выбирается у ручных разверток 1...2˚, а у машинных – 3...5˚ для обработки твердых и хрупких матери­алов и 12...15˚ для вязких материалов. У черновых разверток пе­редний угол γ = 5...10˚, задний α = 7...12˚, у чистовых - γ = 0, α = 3...5˚.

Калибрующая часть направляет развертку в отверстии, при­дает ему требуемую точность и шероховатость поверхности. На зубцах калибрующей части оставляют ленточку f шириной 0,05... 0.5 мм (рис. 8), которая обеспечивает направление развертки в отверстии и «выглаживает» обработанную поверхность. Хвосто­вик предназначен для крепления машинных разверток в шпинделе станка, а ручных - в воротке. В зависимости от метода крепления хвостовик может быть коническим или цилиндрический с квадратом 4 под вороток на конце.

Рис. 8 Элементы и геометрические параметры развертки.

Хвостовые развертки изготавливают диаметром 3...50 мм, а на­садные - до 100 мм. Для облегчения измерения диаметра развер­ток число их зубьев принимается четным я в зависимости от диамет­ра бывает в пределах 6...12 и более. Чтобы уменьшить шерохова­тость обработанной поверх поста, развертки обычно делают с не­равномерным шагом зубьев по окружности, но размещают так, чтобы каждая пара противоположных зубьев была расположена на одном диаметре.

С помощью разверток получают отверстия 7... 10-го квалитетов.

. Элементы режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании.

1. Глубина резания и подача. При сверлении глубина резания t

(рис. 9,a) равна половине диаметра отверстия: мм.

При зенкеровании и развертывании глубина резания мм (рис. 9,б,в)

где D - диаметр отверстия после обработки, мм; d - диаметр отверстия до обработки, мм.

Подача s - перемещение режущего инструмента вдоль оси за один оборот. Подачу при сверления определяют по эмпирической формуле:

мм/об,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, точности и шероховатости поверхности. Значения и xs, выбирают из справочников.

При зенкерованин по­дачу принимают в 2...2,5 раза большей, чем при свер­лении.

При развертывании в за­висимости от обрабатываемо­го материала, диаметра развертки и точности отверстий подачу выбирают в пределах 0,2…7,5 мм/об.

Рис.9 Элементы сечения срезаемого слоя при сверлении, зенкеровании и развертывании.