5. Обробка отворів центровим інструментом

Обробку отворів за допомогою різних різальних інструментів виконують на свердлильних, токарних, револьверних, розточних та деяких інших металорізальних верстатах.

Центровим інструментом виконують такі види робіт: свердління, розсвердлювання, зенкерування, розвертання, зенкування, цекування, нарізання нарізок.

Свердла

Розрізняють такі типи свердел (Рисунок 3.8): перові (а), спіральні (б), для глибокого свердління (в), центрувальні (г), для кільцевого свердління (д) та інші.

• перові, що являють собою стержень або закріплювану в оправці пластинку з різальними кромками, заточеними під кутом 2φ = 80... 150°. Застосовують їх в основному для свердління отворів у твердих поковках і відливках та для обробки ступінчастих отворів. Матеріал пластинок – швидкорізальна сталь або твердий сплав.

• спіральні – найбільш поширений тип свердел. Виготовляють їх діаметром 0,1...80 мм. Спіральне свердло (Рисунок 3.9, а, б) складається з різальної частини 1, напрямної 2, шийки 3, хвостовика 4, лапки (або поводка) 5. Різальна частина виконує основну роботу різання. Напрямна частина спрямовує свердло в отворі і забезпечує виготовлення отвору потрібного діаметра. Хвостовик призначений для закріплення свердла в шпинделі верстата і може бути циліндричним або конічним. Свердла з конічним хвостовиком встановлюють безпосередньо в конусний отвір шпинделя верстата, а якщо розміри конусів не співпадають, то використовують перехідні втулки. Для кріплення свердел з циліндричним хвостовиком застосовують свердлильні кулачкові патрони. Лапка служить упором при вибиванні зі шпинделя свердел з конічним хвостовиком. У свердел з циліндричним хвостовиком поводок попереджує провертання свердла в патроні.

• свердла для глибокого свердління – однолезові та дволезові застосовують при свердлінні отворів, глибина яких в 5 і більше разів більше діаметра.

• центрувальні свердла призначені для утворення центрових гнізд у заготовках, що оброблюються на верстатах в центрах.

• Свердла для кільцевого свердління – застосовують для свердління глибоких отворів, діаметр яких перевищує 75 мм.

Різальна частина спірального свердла (Рисунок 3.9, в) включає в себе передню (6) і задню (7) поверхні, головну (8) і допоміжну (9) різальні кромки, а також поперечну кромку (10). Передньою поверхнею свердла є гвинтова поверхня канавки, якою сходить стружка. Задня поверхня – це обернена до поверхні різання поверхня, що утворюється при заточуванні свердла.

Головні різальні кромки свердла утворюються на перетині передніх і задніх його поверхонь. Кут між головними різальними кромками 2φ у свердел для обробки сталі і чавуну становить 116...118°, для свердління м'яких і в'язких матеріалів (алюмінію, силуміну) – 80...90°, для свердління твердих і крихких матеріалів – 130...140°.

В головній січній площині N-N, перпендикулярній до головної різальної кромки, свердло має форму різця з притаманними йому геометричними параметрами.

Кут ω – кут нахилу гвинтової канавки – вимірюють по зовнішньому діаметру. Зазвичай ω=18...30°.

Кут нахилу поперечної різальної кромки ψ у стандартних свердел дорівнює 50...55°.

Для зменшення тертя свердла об стінки отвору на напрямній частині його залишають дві вузькі гвинтові стрічки завширшки 0,2...2,6 мм , а решту її роблять меншого діаметра. З цією ж метою діаметр свердла зменшують у напрямі до хвостовика на 0,03...0,1 мм на кожних 100 мм довжини. Глибина різання при свердлінні дорівнює половині діаметра свердла. Свердла виготовляють з легованої сталі 9ХС, швидкорізальних сталей Р6М5 та оснащених твердим сплавом ВК6, ВК8 та інших.

Зенкери

Для підвищення точності форми отворів отриманих після свердління, лиття, штампування, а також для обробки торцевих поверхонь використовують багатолезвійний інструмент – зенкер. Зенкери обробляють отвори за 11 квалітетом точності і забезпечують шорсткість поверхні Rz 20...40 мкм.

Розрізняють наступні основні види зенкерів:

1) спіральні (Рисунок 3.10, а, б), які служать для збільшення діаметра попередньо отриманого отвору, підвищення його точності і зменшення шорсткості поверхні;

2) циліндричні з напрямною цапфою (Рисунок 3.10, в) – призначені для обробки циліндричних заглиблень під головки гвинтів та для обробки торцевих поверхонь;

3) конічні (зенківки) (Рисунок 3.10, г), для обробки конічних заглиблень під гвинти з потайною головкою, центрових отворів, зняття фасок в отворах і т.п.;

Найбільш широке застосування мають циліндричні зенкери. За способом кріплення зенкери бувають хвостові цільні або зварні діаметром 10...З0 мм; хвостові збірної конструкції діаметром 32...75 мм; насадні цільні діаметром 25...60 мм; насадні збірної конструкції діаметром 40...120 мм. Крім того зенкери роблять з напаяними твердосплавними пластинками .

На відміну від свердла зенкер не має поперечної різальної кромки і кількість зубців у нього 3...6.

Спіральний хвостовий зенкер (Рисунок 3.10, д) складається з робочої частини 1, шийки 2, хвостовика 3, лапки 4. Робоча частина зенкера, в свою чергу, складається з ріжучої 6 та калібрувальної 5 частин. Різальні кромки, що виконують основну роботу різання, розташовані під кутом φ = 45...60° до осі зенкера. Калібрувальна (напрямна) частина виконана зі зворотною конусністю до хвостовика з метою зменшення тертя і зношування калібруючих зубців.

Розвертки (Рисунок 3.11)

Для кінцевої обробки отворів 7...10 квалітету точності з шорсткістю поверхні Ra 0,32...1,25 мкм використовується багатолезвійний осьовий різальний інструмент – розвертка.

Залежно від способу застосування розвертки поділяють на ручні і машинні;

За формою оброблюваного отвору розрізняють циліндричні, конічні, та ступінчасті розвертки;

За способом кріплення розрізняють кінцеві (хвостові) та насадні розвертки;

За конструкцією розвертки поділяють на цільні та збірні.

Ручні розвертки використовують для обробки циліндричних та конічних отворів вручну. Вони виготовляються з швидкорізальних сталей та легованої сталі 9ХС і працюють при малих швидкостях. Розвертки діаметром 3...40 мм мають циліндричний хвостовик з квадратом, яким вони кріпляться у воротку. Машинні розвертки застосовують для обробки отворів на свердлильних, токарних, координатно-розточних та інших верстатах. Вони виготовляються з швидкорізальних сталей або оснащуються пластинами з твердрго сплаву.

Розвертка складається з робочої частини (1), шийки (2) і хвостовика (3) (Рисунок 3.12). Робоча частина розверток складається з ріжучої (6) і калібрувальної (5) частин. Кут φ у ручних розверток дорівнює 1...2°, а в машинних – для оброблення крихких і твердих матеріалів φ = 3..5° і для в’зких матеріалів φ = 12..15°.

Калібрувальна частина має циліндричну стрічку шириною 0,05...0,3 мм для кращого направлення в отворі при роботі і збереження діаметра розвертки. Розвертки хвостові виготовляють діаметром 3...50 мм, а насадні – до 100 мм.

Кількість зубців у розверток становить 6...12 і більше (парна кількість).

Мітчики

Для утворення різьби в отворах використовують мітчики, які за конструкцією та використанням поділяються на наступні типи:

- слюсарні або ручні, які виготовляють комплектом з 2 або 3 штук;

- машинно-ручні одинарні або в комплекті з 2 штук, які призначені для нарізання метричної і трубної різьби в наскрізних і глухих отворах, як на верстаті так і вручну;

- машинні для нарізання метричної різьби в глухих і наскрізних отворах;

- гайкові для нарізання різьб в гайках на гайкорізних верстатах;

До основних конструктивних елементів мітчика відносяться ріжуча (забірна) частина, калібрувальна частина та хвостовик для закріплення мітчика в патроні. (Рисунок 3.13)

Ріжуча частина виконує основну роботу різання. Калібрувальна частина служить для зачищення і калібрування різьби. Мітчики виготовляють з прямими або гвинтовими канавками. Хвостовик мітчика має циліндричну форму з квадратом на кінці для затиску і передачі крутного моменту.

Профіль різьби мітчика повинен відповідати профілю різьби, що нарізається.

5. Методичні вказівки

Лабораторну роботу виконують групи студентів із трьох – чотирьох осіб.

Студенти вивчають основні інструментальні матеріали, класифікацію різців та їх застосування, а також знайомляться з інструментами для обробки отворів. Кожний студент виконує індивідуальне завдання, видане викладачем.

6. Зміст звіту по виконаній лабораторній роботі

• найменування лабораторної роботи;

• мета роботи;

• оснащення роботи;

• короткі теоретичні відомості про основні інструментальні матеріали, різці та інструменти для обробки отворів;

• рисунки різальних інструментів для обробки на токарних і свердлильних верстатах;

• висновок по виконаній роботі;

• індивідуальне завдання (на окремому аркуші).

7. Питання для самоперевірки

1. Які інструменти використовують при роботі на токарних верстатах?

2. Які інструменти використовують при роботі на свердлильних верстатах?

3. Основні інструментальні матеріали.

4. Класифікація токарних різців.

5. Центрові інструменти для обробки отворів.

6. Основні частини і елементи різця.

7. Застосування різців різних типів (по виду обробки).

Рисунок 3.1 Елементи токарного прямого прохідного різця

Рисунок 3.2 Типи токарних різців

Рисунок 3.3 Обробка площин (а, б, в) і відрізання заготовок (г, д) на токарному верстаті

Рисунок 3.4 Обробка конічних поверхонь на токарному верстаті

Рисунок 3.5 Обробка фасонних поверхонь різцями:

а – суцільним, б – з механічним кріпленням різальної частини,

в – дисковий різець

Рисунок 3.6 Обробка фасонної Рисунок 3.7 Схема встановлення поверхні за копіром різьбового різця за шаблоном

Рисунок 3.8 Типи свердел

Рисунок 3.9 Елементи і геометричні параметри

спірального свердла

Рисунок 3.10 Типи зенкерів; елементи і геометричні параметри

спірального зенкера

Рисунок 3.11 Типи розверток:

а – ручна прямозуба; б – машинна прямозуба; в – спіральна (з гвинтовими канавками); г – насадна циліндрична; д – циліндрична, що регулюється;

е, ж, з – комплект конічних розверток (чорнова, проміжна, чистова).

Рисунок 3.12 Елементи і геометричні параметри розвертки

Рисунок 3.13 Елементи мітчика:

1 – ріжуча (забірна) частина, 2 – калібрувальна частина

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 3

Завдання 1. Згідно варіанту з таблиці 3.1 порахувати глибину різання при вказаних видах та розмірах обробки. Виконати ескізи до зроблених розрахунків, проставити на них умовні розміри, показати глибину різання.

Таблиця 3.1

Види обробки	Варіанти	Дані для розрахунків
		Діаметр першого свердла, мм	Діаметр другого свердла, мм	Діаметр зенкера, мм	Діаметр розвертки, мм	Точіння зовнішньої поверхні			Розточування внутрішньої поверхні
						Діаметр поверхні до обробки, мм	Діаметр поверхні після чорнового точіння, мм	Діаметр поверхні після чистового точіння, мм	Діаметр отвору до обробки, мм	Діаметр отвору після чорнового розточування, мм	Діаметр отвору після чистового розточування, мм
свердління та наступне розсвердлювання отвору	1	25,0	43,0	-	-	-	-	-	-	-	-
	2	15,0	28,0	-	-	-	-	-	-	-	-
	3	20,0	33,0	-	-	-	-	-	-	-	-
свердління та наступне зенкерування отвору	4	14,0	-	14,85	-	-	-	-	-	-	-
	5	17,0	-	17,85	-	-	-	-	-	-	-
	6	23,0	-	24,8	-	-	-	-	-	-	-
свердління та наступне розвертання отвору	7	5,8	-	-	6,0	-	-	-	-	-	-
	8	2,9	-	-	3,0	-	-	-	-	-	-
	9	4,8	-	-	5,0	-	-	-	-	-	-
зенкерування та наступне розвертання отвору	10	12,0	-	12,85	13,0	-	-	-	-	-	-
	11	24,0	-	25,8	26,0	-	-	-	-	-	-
	12	30,0	-	31,75	32,0	-	-	-	-	-	-
чорнове та наступне чистове точіння зовнішньої циліндричної поверхні	13	-	-	-	-	35,0	31,0	30,0	-	-	-
	14	-	-	-	-	13,0	10,0	8,8	-	-	-
чорнове та наступне чистове розточування внутрішньої циліндричної поверхні	15	-	-	-	-	-	-	-	55,0	58,5	60,0
	16	-	-	-	-	-	-	-	10,0	13,2	15,0