Зенкерование и развертывание отверстий. Отличие зенкера от сверла


Зенкер чем отличается от сверла

Зенкеры, зенковки, цековки, развертки. Слесарное дело |

Зенкеры (рис. 3.34, а) предназначены для обработки отверстий в заготовках, полученных отливкой, штамповкой или предварительным сверлением. В отличие от сверла зенкер имеет большее число режущих кромок (три или четыре), что обеспечивает получение поверхностей с более высокими показателями точности и шероховатости.

По конструкции зенкеры бывают насадные и цельные и могут иметь различное направление угла спирали (правое, левое, прямое). Зенкеры изготавливают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами из твердого сплава марок ВК6, ВК8, BKbM, ВК8В, Т5К10, Т15К6. Пластины из твердого сплава закрепляются в зенкере при помощи пайки или клинового крепление, что позволяет многократно использовать корпус зенкера. Рабочая часть зенкеров, изготовленных из быстрорежущей стали, имеет обратную конусность (по направлению к хвостовику) порядка 0,05… 0,1 на 100 мм длины рабочей части и соединяется с хвостовиком так же, как и у сверл, шейкой. Цельные зенкеры закрепляются непосредственно в коническом отверстии шпинделя станка, а насадные устанавливаются на специальную оправку, также имеющую конический хвостовик для установки в шпинделе станка.

В качестве режущей части насадных зенкеров используются многогранные твердосплавные пластины. Крепление таких пластин в корпусе насадного зенкера осуществляют механическим путем (рис. 3.35). Режущие пластины 1 закрепляются в корпусе 2 при помощи тяги 3, что позволяет производить замену пластин непосредственно на станке. Для этого достаточно сместить тягу 3, повернуть пластину следующей гранью или заменить ее на новую, снова закрепить тягу и продолжать работу. Возможность оснащения таких зенкеров пластинами из различных инструментальных материалов позволяет существенно расширить технологические возможности и производительность при зенкеровании.

Геометрические параметры режущей части зенкеров (см. рис. 3.34, б) выбираются в зависимости от условий обработки: главный угол в плане ф = 30… 60 передний угол у = 3… 30 ° для зенкеров из быстрорежущей стали,для зенкеров, оснащенных пластинами твердого сплава, этот угол составляет от 5 до -5°; задний угол а на главных режущих кромках составляет 8… 15 Выбор конструкции зенкера и материала рабочей части в значительной степени зависит от обрабатываемого материала и параметров обрабатываемого отверстия:

• зенкеры из быстрорежущей стали, имеющие три-четыре зуба и диаметр от 10 до 40 мм, применяются для обработки отверстий в заготовках из конструкционной стали;

•   зенкеры, оснащенные пластинами из твердого сплава, имеющие три-четыре зуба и номинальный диаметр от 14 до 50 мм, используются при обработке отверстий в заготовках из труднообрабатываемых и закаленных сталей;

•  зенкеры с насадными головками из быстрорежущей стали номинальным диаметром от 32 до 80 мм предназначены для обработки отверстий в заготовках из конструкционной стали;

•  перовые зенкеры служат для обработки глухих отверстий в заготовках из чугуна и цветных металлов;

•  для обработки глухих отверстий диаметром от 15 до 25 мм применяется специальный зенкер, у которого в корпусе выполнено специальное отверстие для подачи СОЖ в зону резания (рис. 3.36).

Изнашивание зенкеров (рис. 3.37) происходит по задним поверхностям, где образуются площадки с задним углом, равным нулю, и шириной h5; по передним поверхностям с образованием лунки; по ленточке с образованием поперечных проточин на длине Лл; по уголкам с образованием конических или цилиндрических участков hy. В качестве критерия износа зенкеров при обработке заготовок из стали принят износ зенкера по уголкам, равный 1,2… 1,5 мм, а при обработке заготовок из чугуна — 0,8… 1,5 мм. Затачивание и перетачивание изношенных зенкеров осуществляется, как правило, на специальном оборудовании в заточных цехах.

Зенковки и цековки

Зенковки и цековки (рис. 3.38) для обработки опорных поверхностей под крепежные винты в отличие от зенкеров имеют режущие зубья на торце и направляющие цапфы, которые обеспечивают нужное направление зенковок и цековок в процессе обработки. Цапфа вводится в предварительно просверленное отверстие, при этом оси отверстия и образованного зенковкой углубления совпадают. Зенковки для обработки отверстий под цилиндрические головки винтов изготавливаются с цилиндрическим и коническим хвостовиком. Зенковки с ципиндрическим хвостовиком (рис. 3.38, и) выпускаются диаметром 15; 18; 20; 22 и 24 мм: а зенковки с коническим хвостовиком (рис. 3.38, б) — диаметром 15; 18; 20; 22; 24; 26; 30; 32; 33; 34; 36 и 40 мм.

Зенковки для обработки конических углублений с углами 60, 90 и 120° (рис. 3.38, в, г) такие», изготавливают и с цилиндрическим, и с коническим хвостовиком. Зенковки с цилиндрическим хвостовиком изготавливают диаметром 8; 10; 12; 16; 20; 25 мм, а с коническим хвостовиком — диаметром 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63 и 80 мм.

Для подрезания торцев приливов и бобышек в литых корпусных деталях применяются одно- и двухсторонние пековки (рис. 3.38, д, е) из быстрорежущей стали или оснащенные пластинами твердого сплава. Они крепятся на специальных оправках с помощью байонетного замка. Выпускаются цековки диаметром 25; 32; 40; 50; ЬЗ; 80 и 10С мм.

Развертки

Развертки (рис. 3.39) изготовляются цельными и насадными с коническим и цилиндрическим хвостовиком, оснащаются вставными ножами, впаянными пластинами из твердого сплава либо изготовляются из быстрорежущей стали. Развертки в отличие от сверла и зенкера имеют большее количество режущих кромок, что позволяет при обработке снимать слой материала небольшой толщины, составляющий десятые и даже сотые доли миллиметра. Припуски на развертывание выбираются по таблицам в зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия Различают развертки для ручного и машинного развертывания, цилиндрические и конические. Развертки для ручного развертывания на конце цилиндрического хвостовика имеют квадратную часть, на которую устанавливают вороток для вращения развертки в обрабатываемом отверстии.

Конструктивно развертка для ручного развертывания состоит из рабочей части, хвостовика и шейки. Рабочая часть конуса включает в себя режущую часть (заборный конус и направляющий конус, который обеспечивает центрирование развертки в отверстии) и калибрующую часть, обеспечивающую получение отверстия с заданной точностью и шероховатостью обработанной поверхности.

Режущая часть заборного конуса развертки имеет угол при вершине 2ф. Для обработки вязких металлов этот угол составляет 12… 15°, а для обработки хрупких и твердых материалов — от 3 до 5°.

Твердосплавные развертки имеют угол при вершине 30… 45 Направляющий конус рабочей части развертки расположен под углом 45 э к ее оси. Задний угол а на режущей части составляет от 6 до 15°, на калибрующей части этот угол обычно равен нулю, а передний угол у — 0… 15 . Для хрупких материалов передний угол равен нулю, а для твердосплавных разверток он составляет от 0 до -5°. Ручные развертки используют, как правило, при обработке отверстий диаметром от 3 до 50 мм в материала;, невысокой твердости (конструкционные стали, цветные металлы). Конические развертки (рис. 3.40) применяются для развертывания конических отверстий и, как правило, работают в комплекте из двух трех штук.

Машинные развертки бывают цилиндрическими и коническими, насадными и цельными. Цельные машинные развертки предназначены для обработки отверстий диаметром от 3 до 100 мм, а для развертывания отверстий диаметром от 25 до 300 мм используются насадные развертки. И цельные (рис. 3.41, а, б), и насадные (рис. 3.41, в, г) развертки изготавливают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами из твердого сплава. Конструкция и материал машинной развертки выбирается в зависимости от характера выполняемых работ, материала обрабатываемой заготовки и требований, предъявляемых к качеству обработанной поверхности.

dlja-mashinostroitelja.info

Чем отличается зенкование от зенкерования – объясняем простым языком

После завершения сверления металлической детали возникает необходимость сделать сложные геометрические углубления внутри детали для последующей установки в них различных крепежных элементов – болтов, винтов, заклепок. Для этого, а также при необходимости качественно обработать поверхность и снять фаски внутри детали берем зенковку. Данный инструмент может быть различной формы. Ее можно подбирать, ориентируясь на конечный результат. На сегодняшний день различают конические, цилиндрические или торцевые (плоские) зенковки. Последние иногда носят названия цековки, а зенкование отверстий, как технологический процесс, может называться цекованием.

Работа зенковки

Зенковки цилиндрического типа необходимы для получения отверстий соответствующей формы в просверленных гнездах для последующей установки в них болтов и винтов различного типа. Зенковка имеет две части – рабочую поверхность и хвостовик, а также специальный направляющий пояс (цапфу), который необходим, чтобы обеспечивать контроль соосности инструмента в процессе работы над поверхностью металлической детали.

Конические зенковки имеют аналогичную составляющую, которая включает в себя хвостовик и рабочую часть с поясами, они обеспечивают соосность при работе.

Такие зенковки, как правило, используют при создании отверстий в виде конуса внутри детали, снятия фасок и для углублений под болты, различные плоские шайбы или упорные кольца. Наибольшее распространение получили зенковки с конусным углом в 90 или 120 градусов.  Торцевые или плоские цековки применяются преимущественно для зачистки и обработки металлических углублений для установки крепежных элементов. Все зенковки различаются между собой диаметром, углом и режимами работы. Зенкование, как и зенкерование, осуществляется на сверлильных, агрегатных, фрезерных и токарно-фрезерных станках.

Зенкерование – это процесс расширения и обработки просверленных металлических отверстий штампованного или литого типа, который позволяет придать им строгую геометрическую форму. Зенкерование отверстий является промежуточным процессом, который чаще всего нужен после сверления и до металлического развертывания. С помощью качественного оборудования и инструмента можно добиться получения геометрических отверстий четвертого, а иногда и пятого класса точности. Инструмент для зенкерования называется зенкером.

Зенкер по металлу

Зенкеры бывают нескольких типов и различаются по количеству зубьев (трех- или четырехперые), а по конструкции могут быть цельными, вставными или насадными. От обычного сверла зенкеры отличаются увеличенной перемычкой, которая соединяет режущие кромки, срезанным углом, а также наличием большего количества режущих зубьев-кромок. Они позволяют обеспечить устойчивость инструмента в процессе работы и максимально точную соосность зенкера и обрабатываемого отверстия.

Зенкерование

Применение зенкеров определенного типа напрямую зависит от диаметра отверстия в обрабатываемой заготовке. Так, для отверстий, диаметр которых менее 12 мм, нужны цельные зенкеры, для отверстий свыше 20 мм – зенкеры вставного типа (со вставными ножами). При необходимости получить более точные и сложные поверхности используются комбинированные типы, в которых может быть до восьми режущих кромок, при этом зенкеры сборного типа могут дополнительно комбинироваться со сверлами, развертками и другими инструментами.

Развертывание отверстий – это сложный технологический процесс чистовой обработки металлических отверстий на фрезерном оборудовании, который выполняется после процессов сверления и зенкерования. С помощью развертывания удается добиться высокого класса точности. Оно производится на ручных и автоматизированных сверлильных или токарно-фрезерных станках с ЧПУ или с ручным управлением. Инструмент, который применяется при развертывании, называется развертка.

По типу обработку развертки могут быть ручными или механическими (машинными), а по форме – конусообразными или цилиндрическими. Инструмент состоит из трех частей с калибрующей частью и режущими кромками, которые равномерно или неравномерно распределяются по окружности. Как правило, развертки используются комплектом по три штуки, это необходимо для выполнения поочередно черновой, получистовой и чистовой обработки. В таком случае удается добиться максимального эффекта при обработке поверхности.

При развертывании также широко применяется комбинированный тип инструмента, в который входит зенкер, зенковка, развертка, сверло и другие элементы. Комбинация инструментов позволяет существенно сократить время на получение отверстие нужной формы, класса точности и шероховатости. Сверление, как и зенкерование, и развертывание, можно называть схожими технологическими процессами в определенных режимах работы. Они выполняются на схожих видах ручного и механического оборудования.

tutmet.ru

Чем отличается зенкование от зенкерования

Зенкерование и зенкование представляют собой технологические операции, предназначенные для обработки отверстий. Несмотря на схожесть названий, данные операции отличаются по своему назначению и применяемому технологическому инструменту. Зенкерование и зенкование представляют собой различные операции по обработке отверстий. Зенкерование предназначено для улучшения качества поверхности отверстий, выполненных методами сверления, литья или обработки давлением. В отличие от зенкерования, зенкованием получают углубления в отверстиях под потайные крепежные элементы. Инструментом для операций зенкерования служат зенкеры, а для зенкования - конические и цилиндрические зенковки.

Назначение и особенности зенкерования

Назначением зенкерования является улучшение точности и шероховатости отверстий. Данная операция относится к этапу получистовой обработки и располагается в технологическом процессе между сверлением и развертыванием. Кроме улучшения качества поверхности, выполненной сверлением, зенкерование применяют также для обработки отверстий, полученных в результате литья и обработки давлением. Инструментом для операций зенкерования является зенкер, вид которого внешне напоминает сверло. Благодаря большему по сравнению со сверлом количеству режущих кромок, с помощью зенкера достигается повышенная чистота обрабатываемой поверхности. Наличие 3-4 режущих кромок обеспечивает плавное распределение усилий в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали. Также зенкер отличается от сверла оригинальной геометрией режущей части, что обусловлено необходимостью обработки уже существующих отверстий без съема материала в продольном направлении.

Назначение и особенности зенкования

Зенкование предназначено для получения на торцах отверстий гнезд для потайного размещения головок крепежных элементов. Данные углубления, которые могут иметь цилиндрическую либо коническую форму, обрабатываются соответственно коническими или цилиндрическими зенковками.

Геометрия цилиндрической зенковки напоминает зенкер, а рабочая часть конической зенковки вместо спиральных режущих кромок имеет зубчатые. В конструкции цилиндрической зенковки должен быть предусмотрен направляющий поясок. Конические зенковки также применяются для зачистки острых кромок и снятия фасок.

Оборудование

Операции зенкерования и зенкования выполняются на том же технологическом оборудовании, что и сверление. Таким оборудованием может выступать сверлильный станок или универсальный обрабатывающий центр. Также существует возможность зенкования и зенкерования с использованием токарного станка. Выполнять данные операции с помощью ручного инструмента не рекомендуется в связи с невозможностью обеспечения необходимой точности его позиционирования.

Чем отличается зенкование от зенкерования

www.kakprosto.ru

Зенкерование и развертывание отверстий

Операции механической обработки заготовок на токарных станках редко становятся финальными в технологическом процессе. Создание отверстий – это основной этап в получении необходимой формы детали. Но за ним, как правило, следует этап доработки. Отчасти это мероприятия чистовой коррекции, но иногда применяются и методы базового изменения параметров выполненного реза. К таким операциям относят зенкование и развертывание отверстий, в результате чего оператор получает оптимальную по характеристикам заготовку. Во-первых, подготовленное углубление обретает необходимые размеры, а во-вторых, его кромки и поверхности очищаются от лишних заусенцев и стружки.

Какие задачи решает зенкерование?

К процедуре зенкерования допускаются отверстия разного происхождения. Это могут быть литые, штампованные или просверленные ниши, над которыми в дальнейшем будет работать мастер по зенкерованию. В чем же заключается суть данной операции? У нее могут быть две цели. Как минимум будет обеспечена зачистка поверхностей отверстия. Это особенно важно в тех случаях, если предварительно выполняется грубое сверление и развертывание отверстий, кромки которых нуждаются в доработке. В зависимости от качества формирования отверстия может применяться получистовое или чистовое зенкерование. В результате меняется и степень сглаживания рабочих поверхностей. Еще более ответственна задача калибровки. В этом случае мастер не ограничивается зачисткой и корректирует параметры отверстия, например глубину и толщину. Потребность в таких действиях возникает, если изначально полученное отверстие не подходит по размерам к целевой шпильке, винту или другой крепежной детали. После зенкерования как раз выполняется нарезка резьбы в соответствии с размерами метиза.

Что представляет собой зенкер?

Это режущий инструмент, конструкция которого формируется функциональной обрабатывающей частью и хвостовиком-державкой. Внешне некоторые виды зенкера напоминают сверла, но они гораздо прочнее. И еще более важная разница заключается в наличии как минимум трех режущих кромок, обеспечивающих более эффективный съем лишней массы металла. Кстати, этим отличается и развертывание отверстий, для которого иногда требуется интенсивная ликвидация стружки с целью достижения более точной формы заготовки. Но у зенкера несколько режущих кромок также выступают в некотором роде стабилизатором инструмента. Этот аспект гарантирует обеспечение равномерности обработки кромок, что сказывается на точности выполнения операции. Впрочем, качество результата будет зависеть и от того, насколько правильно был выбран тип инструмента.

Разновидности зенкеров

Простейшие конические модели зенковок состоят из резчика и хвостовика. Угол конуса в рабочей части может варьироваться от 30 до 120 °. Более сложной вариацией инструмента является резчик с торцевыми зубцами. Количество зубьев в среднем составляет от 4 до 8. Соответственно, чем точнее требуется зенкерование, тем меньше должна быть поверхность резчика. Также существуют цилиндрические устройства, в которых предусмотрена направляющая цапфа. Она входит в формируемые отверстия, обеспечивая, таким образом, совпадение образованного цилиндрического углубления и оси отверстия. Это универсальная техника, при которой сверление, зенкерование и развертывание отверстий производятся инструментом единой формации. В итоге упрощается цикл формирования отверстия и повышается качество очистки прилегающих поверхностей. Почти все модели зенкеров изготавливаются из инструментальных легированных и углеродистых сталей.

Техника выполнения зенкерования

Обычно зенкерование выполняется на сверлильных станках. Так же как и сверла, зенкеры устанавливаются в соответствующих патронах или зажимных механизмах. Далее выходные части отверстий обрабатываются коническими зенковками. По этой технике формируются конусные углубления, подходящие для головок заклепок и потайных винтов. Углубления для болтов производятся таким же образом, но уже цилиндрическими зенковками. Данным инструментом также выполняют подрезку торцов, выборку углов и выступов. И зенкерование, и развертывание отверстий на станке контролируются оператором. В современных моделях пневматических и электрических станков допускается возможность обработки в полуавтоматическом и автоматическом режимах. Станки с программным управлением могут использовать аналогичные настройки обработки зенкерами для серийного обслуживания деталей.

Назначение операции развертывания

Операция развертывания во многом схожа с зенкерованием. Она также рассчитана на формирование оптимальных по размерам отверстий с возможностью коррекции формы. Но если зенкеры подготавливают отверстия для последующего использования заклепок и болтов, то развертывание позволяет получать точные калиброванные ниши для валов, плунжерных деталей и подшипников. Также развертывание отверстий позволяет минимизировать трение в обрабатываемой зоне и обеспечивать высокую плотность контакта между элементами. Эти задачи достигаются за счет сокращения шероховатости поверхностей отверстия.

Инструмент для развертывания

Развертки также представляют собой инструмент, напоминающий сверла. Рабочая часть в данном случае обеспечивается расположенными по окружности стержня зубьями. Помимо этого, существуют вспомогательные функциональные части резчика. Это заборная, калибрующая и цилиндрическая части. Непосредственную резку производит направляющий конус, края которого снимают припуск металла, но в то же время предохраняют вершину режущей кромки от забоин. И здесь можно выделить отдельные конструктивные части, различающие данную методику и зенкование. Зенкерование и развертывание отверстий сходятся в операциях резки, однако калибрующая часть развертки также выполняет функции направления и отвода стружки. Для этого предназначены специальные канавки, делающие инструмент более самостоятельным.

Машинные и ручные развертки

Развертывание может выполняться ручным и машинным способом, то есть на тех же станках. Инструмент, применяемый для ручных операций, отличается удлиненной рабочей частью. Диаметр обратного конуса в данном случае варьируется от 0,06 до 0,1 мм в среднем. Для сравнения, станочные развертки имеют толщину конуса от 0,05 до 0,3 мм. С помощью ручного развертывания можно получать отверстия диаметром от 3 до 60 мм. При этом степень точности будет невелика. Машинный инструмент ориентируется под определенные типоразмеры, зачастую по спецзаказам. Например, развертывание отверстий в деталях для строительных конструкций может выполняться в соответствии с техническими данными по конкретному проекту. К преимуществам такого способа относят высокую точность резки, качественную зачистку и отсутствие деформационного эффекта.

Выполнение развертывания

Машинное развертывание выполняется по тем же принципам, что и зенкование. Инструмент фиксируется в патроне, а затем направляется в обрабатываемую зону станком. Единственным отличием являются более высокие требования к охлаждению рабочей оснастки в процессе работы и смазке отверстий. В качестве смазывающего состава используют минеральное масло, скипидар и синтетические эмульсии. Иначе выполняется ручная обработка отверстий. Развертывание такого типа предполагает изначальную фиксацию заготовки в тисках. Далее в отверстие вставляется наконечник развертки и путем кручения воротка достигается результат. Причем вращать инструмент можно только в одном направлении – до формирования необходимых параметров изделия.

Заключение

Механическая обработка металлов постепенно уступает место технологичным лазерным и термическим методам. Также конкуренцию традиционным способам резки составляет гидроабразивная техника, отличающаяся высокой скоростью раскроя и точностью. Что на этом фоне могут предложить в качестве преимуществ зенковка, а также развертывание отверстий? В первую очередь это возможность ручной обработки без применения сложного оборудования в виде станков. Кроме того, в отличие от гидроабразивов и термических аппаратов, данные технологии не требуют подключения дополнительных расходных материалов. Поэтому можно говорить о преимуществах экономического, организационного и эргономического характера. Но качеством обработки и темпами производственного процесса, конечно, придется пожертвовать.

fb.ru

i-perf.ru

IV. Зенкеры, их назначение, виды и конструкция.

Зенкеры предназначаются для обработки цилиндрических отверстий: необработанных (литых и штампованных) и предварительно просверлен­ных с целью улучшения чистоты поверхности и повышения точности этихотверстий, а в ряде случаев и подготовки их к дальнейшему развертыва­нию. При обработке отверстий, полученных литьем, ковкой или штампов­кой, применяют зенкеры, а не сверла, т.к. при работе по корке они более устойчивы. Среднее значение припуска под зенкерование после сверления составляет примерно 0,5...3 мм на сторону.

По форме режущей части зенкер напоминает спиральное сверло, но в отличие от сверла он имеет не две, а три или четыре главные режущие кромки, расположенные на режущей части; кроме того, зенкер не имеет поперечной кромки. По сравнению со сверлом зенкер обладает повышен­ной жесткостью и благодаря наличию нескольких режущих лезвий имеет хорошую ориентировку относительно уже сделанного отверстия, поэтомуэтот тип инструмента применяют часто для исправления геометрии отвер­стия (получение цилиндричности).

Цилиндрический зенкер имеет следующие основные части ( см. рис.7):режущая (заборная) часть, несущая режущие кромки. Эта часть ин­струмента выполняет основную работу резания;калибрующая (направляющая) часть, имеющая узкие фаски и слу­жащая для направления зенкера в отверстии в процессе резания;хвостовик, служащий для закрепления зенкера в шпинделе станка.

Рис. 7. Элементы и части цилиндрического зенкера.

Рис. 8. Разновидности цельных зенкеров.

Для обработки цилиндрических поверхностей применяются цельные зенкеры: с прямыми канавками (рис.8,а), с винтовыми канавками (рис. 8,6), с напаянными твердосплавными пластинами (рис. 8,в). Эти три типа зенкеров можно использовать для обработки отверстий как ручным способом, так и с помощью металлорежущего оборудования. Зенкер, изображенный на рис. 8,г применяется только при обработке на станках (вследствие неразвитой направляющей части) и называется машинным

На рисунке 9 показаны различные виды насадных зенкеров, которые закреп­ляются на оправке станка и вручную не используются: с напаянными твердосплав­ными зубьями (рис.9,а), со вставными зубьями (рис. 9,6) и цельный (рис. 9, в.)

Для обработки входной или выходной части отверстия с целью снятия фаски или для изготовления углубления под головку болта, винта или заклепки использу­ется операция зенкования, которая выполняется зенковками (см. рис. 10).

а) б) в)

.

Рис. 9. Насадные зенкера

Рис. 10. Разновидности зенковок

V. Развертки, их назначение, виды и конструкция.

Развертка (рис. 11) - многолезвийный инструмент, предназначенный для чистовой обработки отверстий обычно после зенкерования. Число лезвий составляет от 6 до 12. После операции развертывания получается низкая шероховатость поверхности (высокая чистота) и достаточно точный размер ( по 6...8 квалитету). Припуск под обработку составляет 0,05.. .0,3 мм на сторону.

Рис. 11. Элементы цилиндрической развертки.

Развертывание отверстий можно выполнять на сверлильных или токарных станках, а также вручную. Развертки, применяемые для станочного развертывания отверстий, называются машинными (см. рис. 12).

Рис. 12. Виды машинных разверток.

Машинные развертки отличаются от ручных более короткой рабочей частью. Они закрепляются в качающихся (плавающих) державках, установленных в патроне или непосредственно в шпинделе станка. Ручная развертка, не имеющая возмож­ность быть сцентрированной на станке, имеет длинную заборную часть, благодаря которой инструмент имеет возможность самостоятельно центрироваться по отвер­стию. На рисунке 13,а показана ручная цилиндрическая развертка с прямым зубом, на рисунке 13,6 - с. винтовым зубом и на рисунке 13,в - ручная коническая развертка с прямым зубом

а) б) в)

Рис. 13. Разновидности ручных разверток.

Конические развертки применяются для предварительного и окончательного развертывания конических поверхностей. Обычно такие развертки состоят из ком­плекта (см. рис. 14), первая - черновая (рис. 14,а) - обращает цилиндрическое от­верстие в ступенчатое. Промежуточная коническая развертка (рис. 14,6) предназна­чена для раздробления стружки и придания отверстию более правильной кониче­ской формы. Последняя - чистовая развертка (рис. 14,в) - снимает стружку по всей режущей кромке конуса.

Рис. 14. Комплект конических разверток.

По своему устройству развертки делятся на две больших группы: постоянные и регулируемые. На рисунке 15 показана цилиндрическая регулируемая развертка. Корпус такой развертки сделан полым коническим, с продольными канавками, про­резанными между зубьями на длине рабочей части. При завертывании винта, расположенном с торца развертки, шарик, расположенный внутри, продвигаясь по внут­ренней конической поверхности, "распирает" тело инструмента, тем самым изменяя наружный диаметр.

Рис. 15. Регулируемые ручные развертки.

Для получения отверстий идеальной цилиндрической формы с низкой шеро­ховатостью поверхности применяется растачивание. В качестве инструмента ис­пользуется обычно расточный резец (рис. 16). Операция растачивания может произ­водиться на станках токарной группы, расточных станках и на координатно-расточных.

Для нарезания резьбы в отверстиях применяются метчики. Метчик - режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано не­сколько продольных канавок (прямых или винтовых), образующих режущие кромки (рис. 16). Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом. Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная часть - передняя конусная часть метчика, которая первой входит в отверстие и осуществ­ляет всю основную работу резания. Калибрующая часть направляет метчик в отвер­стие и окончательно калибрует резьбу.

Ручные метчики - служат для нарезания резьбы вручную. Они обычно изго­тавливаются комплектами из двух или трех метчиков. В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой метчики.

Машинно-ручные метчики применяются для нарезания цилиндрической и конической резьбы в сквозных и глухих отверстиях. Этими метчиками можно наре­зать машинным способом резьбы всех размеров и вручную

Рис. 16. Ручной метчик и его элементы.

studfiles.net

14.7. Зенкерование и развертывание

14.7.1. Элементы и геометрические параметры зенкера и развертки

Элементы зенкера. На рис. 14.22 показаны элементы и части цилиндрического зенкера. По форме режущей части зенкер напоминает спиральное сверло, но в отличие от сверла он имеет не две, а три или четыре главные режущие кромки, расположенные на режущей части; кроме того, зенкер не имеет поперечной кромки.

Цилиндрический зенкер имеет следующие части: 1) режущая (заборная) часть, несущая режущие кромки, расположенные под углом в плане φ = 45…60°; она выполняет основную работу резания; 2) калибрующая (направляющая) часть, имеющая узкие фаски и служащая для направления зенкера в отверстии в процессе резания; 3) хвостовик, служащий для закрепления зенкера.

Рис. 14.22. Элементы и части цилиндрического зенкера

Геометрические параметры зенкера показаны на рис. 14.23. Передний уголγ измеряется в главной секущей плоскости Pτ– Pτ, перпендикулярной к проекции режущей кромки на основную плоскость; в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала и материала зенкера γ назначается от 0 до 15°. Задний угол α измеряется также в плоскости Pτ – Pτ и делается в пределах 8…10°. Угол наклона винтовой канавки ω принимают в пределах 10…30°. Зенкер имеет обратный конус под углом φ1 = 1…2,0°.

Рис. 14.23. Геометрические параметры зенкера

Элементы развертки. Развертка (рис. 14.24) внешне похожа на зенкер, но отличается от него большим числом режущих кромок (от 6 до 12) и более пологой режущей (заборной) частью; нагрузка, приходящаяся на режущие кромки развертки, значительно меньше, чем у зенкера. Все это влияет на повышение точности и уменьшение шероховатости стенок отверстия после развертывания.

Развертка, как и зенкер, состоит из рабочей части, шейки и хвостовика.

Рис. 14.24. Элементы цилиндрической развертки

Рабочая часть развертки состоит из трех элементов: режущей части, цилиндрической (калибрующей) части и обратного конуса; в длину рабочей части входит и направляющий конус, имеющий угол при вершине 90°. Режущая часть является главным элементом рабочей части зуба; она производит основную работу развертывания с помощью главных режущих кромок, наклоненных к оси под углом в плане φ и образующих угол заборного конуса 2φ. У ручных разверток φ = 0,5…1,5°, а у машинных при обработке сквозных отверстий в стальных заготовках φ = 15° и в чугунных заготовках φ = 5°. Для твердосплавных разверток φ = 30…45°.

Цилиндрическая часть служит для калибрования отверстия и направления развертки в отверстии. Обратный конус делают для уменьшения трения рабочей части развертки о стенки отверстия.

Режущие зубья развертки должны иметь правильно подобранные углы – передний γ и задний . Эти углы измеряют в плоскости Pτ– Pτ, перпендикулярной к режущей кромке; выбирают их в зависимости от обрабатываемого материала и назначения развертки.

Для разверток из инструментальных сталей при черновой обработке вязких металлов передний угол γ выбирают в пределах 5…10°, а при чистовой обработке γ = 0°. Для разверток, оснащенных пластинками из твердого сплава, оптимальным передним углом, является γ = 0…15°. Задний угол на режущей части измеряют также в плоскости Pτ – Pτ; выбирают этот угол в зависимости от обрабатываемого материала: от 10 до 12° для алюминия и его сплавов и от 6 до 10° для углеродистой и легированной сталей с σв > 500 МПа.

Углы на калибрующей части развертки измеряют в плоскости N–N.

14.7.2. Элементы режима резания, силы, износ и стойкость при зенкеровании и развертывании

Глубина резания, мм, равна полуразности диаметров отверстия до и после обработки (рис. 14.25), т.е.

.

Подача при зенкеровании или развертывании выражается в миллиметрах за один оборот инструмента (мм/об). Если обозначить подачу зенкера или развертки через s, а число зубьев через z, то подача на один зуб, мм/зуб (режущую кромку)

.

Толщина среза, мм, снимаемая каждым зубом зенкера (развертки),

.

Ширина среза, мм,

.

а) б)

Рис. 14.25. Схема работы зенкера (а) и развертки (б)

Площадь поперечного сечения среза, мм2, приходящаяся на одну режущую кромку зенкера (развертки),

.

Общая площадь поперечного сечения среза, мм2,

.

Скорость резания, м/мин, при зенкеровании (развертывании) определяется по той же формуле, что и при сверлении, т.е.

,

где D – диаметр зенкера (развертки), мм; п – число оборотов в мин.

Основное машинное время, мин, при зенкеровании (развертывании) определяется по формуле

,

где L – полная длина пути, проходимая зенкером (разверткой) в направлении движения подачи, мм; l – глубина зенкерования (развертывания), мм; у – путь врезания, мм, определяемый по формуле

,

здесь φ – главный угол в плане; l1 – перебег инструмента, равный 1…3 мм.

Силы резания. Равнодействующую сил сопротивления резанию при зенкеровании (развертывании) можно разложить так же, как и при сверлении, на составляющие силы Pz, Py и Рх, действующие в трех направлениях.

Касательные силы, действующие в плоскости вращения зенкера (развертки), создают момент сопротивления резанию М, преодолеваемый механизмом главного движения станка. Силы, действующие вдоль оси, преодолеваются приложением в механизме подачи соответствующей осевой силы Р0. Силы Py, противоположные по направлению, взаимно уравновешиваются.

Момент, Нм, и силу подачи, Н, при зенкеровании (развертывании) можно определить по формулам

;

,

где См и Ср – коэффициенты, характеризующие обрабатываемый материал и условия резания; D – диаметр зенкера (развертки), мм; s – подача, мм/об; t – глубина резания (припуск на обработку), мм; xм, yм, uм, xp, yp и up – показатели степеней.

Значения коэффициентов и показателей степеней приведены в соответствующих справочниках.

При зенкеровании стальных заготовок, имеющих σв = 750 Н/мм2, зенкером, оснащенным пластинками из сплава Т15К6, См = 943; хм = 0,75; yм = 0,95; uм = 0,8.

Эффективную мощность, кВт, затрачиваемую на зенкерова-ние (развертывание), определяют по формуле

.

Износ зенкеров. Зенкеры обычно изнашиваются по задней поверхности, по передней поверхности (с образованием небольшой лунки), по уголкам и по ленточке (рис. 14.26). За критерий затупления зенкеров из быстрорежущей стали принимают:

а) при обработке конструкционных углеродистых и легированных сталей с охлаждением – износ по задней поверхности hз = = 1,2…1,5 мм;

б) при обработке жаропрочной стали Х18Н9Т с охлаждением – износ по задней поверхности hз = 0,4 мм;

в) для зенкеров, оснащенных пластинками из твердого сплава, за критерий затупления принимают износ по задней поверхности у ленточки; величина допустимого износа приведена в промышленных нормативах.

Например, при обработке хромокремниемарганцовистой стали, имеющей σв =1150…1700 МПа с охлаждением, допустимый износ hз = 0,6 мм.

а) б)

Рис. 14.26. Износ зенкеров: а) быстрорежущего;

б) оснащенного пластинками из твердых сплавов

Рис. 14.27. Износ зубьев развертки

Износ разверток. Развертки, срезающие очень тонкие слои металла, изнашиваются в основном по задней поверхности и уголку в месте перехода режущей части в цилиндрическую (калибрующую) часть (рис. 14.27). При этом вследствие изменения размеров развертки увеличивается шероховатость обработанной поверхности и уменьшается точность размеров отверстия. Поэтому за критерий затупления развертки принимают такую величину износа, при которой обработанное разверткой отверстие перестает удовлетворять техническим условиям, т.е. выходит за пределы допуска и перестает удовлетворять требованиям шероховатости. Это так называемый технологический критерий износа инструмента.

Максимально допустимыми величинами износа разверток из быстрорежущей стали являются hз = 0,6…0,8 мм при обработке углеродистых и легированных машиноподелочных сталей с ох-лаждением и hз = 0,25…0,3 мм при обработке жаропрочной стали Х18Н10Т с охлаждением.

За критерий затупления твердосплавных разверток принимают:

а) при обработке незакаленных машиноподелочных сталей износ по задней поверхности hз = 0,4…0,7 мм;

б) при обработке закаленной стали с σв = 1800 Н/мм2 hз = = 0,4…0,35 мм.

Скорость резания при зенкеровании и развертывании зависит от обрабатываемого материала и материала инструмента, диаметра инструмента D, периода стойкости Т, глубины резания t, подачи s и других факторов.

Скорость резания, м/мин, допускаемая режущими свойствами зенкеров и разверток, определяется по формуле

.

Значения коэффициентов, показателей степеней и рекомендуемой стойкости приводятся в справочниках по режимам резания.

studfiles.net

Зенкерование и развертывание отверстий

Операции механической обработки заготовок на токарных станках редко становятся финальными в технологическом процессе. Создание отверстий – это основной этап в получении необходимой формы детали. Но за ним, как правило, следует этап доработки. Отчасти это мероприятия чистовой коррекции, но иногда применяются и методы базового изменения параметров выполненного реза. К таким операциям относят зенкование и развертывание отверстий, в результате чего оператор получает оптимальную по характеристикам заготовку. Во-первых, подготовленное углубление обретает необходимые размеры, а во-вторых, его кромки и поверхности очищаются от лишних заусенцев и стружки.

развертывание отверстий

Какие задачи решает зенкерование?

К процедуре зенкерования допускаются отверстия разного происхождения. Это могут быть литые, штампованные или просверленные ниши, над которыми в дальнейшем будет работать мастер по зенкерованию. В чем же заключается суть данной операции? У нее могут быть две цели. Как минимум будет обеспечена зачистка поверхностей отверстия. Это особенно важно в тех случаях, если предварительно выполняется грубое сверление и развертывание отверстий, кромки которых нуждаются в доработке. В зависимости от качества формирования отверстия может применяться получистовое или чистовое зенкерование. В результате меняется и степень сглаживания рабочих поверхностей. Еще более ответственна задача калибровки. В этом случае мастер не ограничивается зачисткой и корректирует параметры отверстия, например глубину и толщину. Потребность в таких действиях возникает, если изначально полученное отверстие не подходит по размерам к целевой шпильке, винту или другой крепежной детали. После зенкерования как раз выполняется нарезка резьбы в соответствии с размерами метиза.

Что представляет собой зенкер?

зенкерование и развертывание отверстий

Это режущий инструмент, конструкция которого формируется функциональной обрабатывающей частью и хвостовиком-державкой. Внешне некоторые виды зенкера напоминают сверла, но они гораздо прочнее. И еще более важная разница заключается в наличии как минимум трех режущих кромок, обеспечивающих более эффективный съем лишней массы металла. Кстати, этим отличается и развертывание отверстий, для которого иногда требуется интенсивная ликвидация стружки с целью достижения более точной формы заготовки. Но у зенкера несколько режущих кромок также выступают в некотором роде стабилизатором инструмента. Этот аспект гарантирует обеспечение равномерности обработки кромок, что сказывается на точности выполнения операции. Впрочем, качество результата будет зависеть и от того, насколько правильно был выбран тип инструмента.

Разновидности зенкеров

сверление и развертывание отверстий

Простейшие конические модели зенковок состоят из резчика и хвостовика. Угол конуса в рабочей части может варьироваться от 30 до 120 °. Более сложной вариацией инструмента является резчик с торцевыми зубцами. Количество зубьев в среднем составляет от 4 до 8. Соответственно, чем точнее требуется зенкерование, тем меньше должна быть поверхность резчика. Также существуют цилиндрические устройства, в которых предусмотрена направляющая цапфа. Она входит в формируемые отверстия, обеспечивая, таким образом, совпадение образованного цилиндрического углубления и оси отверстия. Это универсальная техника, при которой сверление, зенкерование и развертывание отверстий производятся инструментом единой формации. В итоге упрощается цикл формирования отверстия и повышается качество очистки прилегающих поверхностей. Почти все модели зенкеров изготавливаются из инструментальных легированных и углеродистых сталей.

Техника выполнения зенкерования

Обычно зенкерование выполняется на сверлильных станках. Так же как и сверла, зенкеры устанавливаются в соответствующих патронах или зажимных механизмах. Далее выходные части отверстий обрабатываются коническими зенковками. По этой технике формируются конусные углубления, подходящие для головок заклепок и потайных винтов. Углубления для болтов производятся таким же образом, но уже цилиндрическими зенковками. Данным инструментом также выполняют подрезку торцов, выборку углов и выступов. И зенкерование, и развертывание отверстий на станке контролируются оператором. В современных моделях пневматических и электрических станков допускается возможность обработки в полуавтоматическом и автоматическом режимах. Станки с программным управлением могут использовать аналогичные настройки обработки зенкерами для серийного обслуживания деталей.

Назначение операции развертывания

сверление зенкерование и развертывание отверстий

Операция развертывания во многом схожа с зенкерованием. Она также рассчитана на формирование оптимальных по размерам отверстий с возможностью коррекции формы. Но если зенкеры подготавливают отверстия для последующего использования заклепок и болтов, то развертывание позволяет получать точные калиброванные ниши для валов, плунжерных деталей и подшипников. Также развертывание отверстий позволяет минимизировать трение в обрабатываемой зоне и обеспечивать высокую плотность контакта между элементами. Эти задачи достигаются за счет сокращения шероховатости поверхностей отверстия.

Инструмент для развертывания

Развертки также представляют собой инструмент, напоминающий сверла. Рабочая часть в данном случае обеспечивается расположенными по окружности стержня зубьями. Помимо этого, существуют вспомогательные функциональные части резчика. Это заборная, калибрующая и цилиндрическая части. Непосредственную резку производит направляющий конус, края которого снимают припуск металла, но в то же время предохраняют вершину режущей кромки от забоин. И здесь можно выделить отдельные конструктивные части, различающие данную методику и зенкование. Зенкерование и развертывание отверстий сходятся в операциях резки, однако калибрующая часть развертки также выполняет функции направления и отвода стружки. Для этого предназначены специальные канавки, делающие инструмент более самостоятельным.

Машинные и ручные развертки

обработка отверстий развертывание

Развертывание может выполняться ручным и машинным способом, то есть на тех же станках. Инструмент, применяемый для ручных операций, отличается удлиненной рабочей частью. Диаметр обратного конуса в данном случае варьируется от 0,06 до 0,1 мм в среднем. Для сравнения, станочные развертки имеют толщину конуса от 0,05 до 0,3 мм. С помощью ручного развертывания можно получать отверстия диаметром от 3 до 60 мм. При этом степень точности будет невелика. Машинный инструмент ориентируется под определенные типоразмеры, зачастую по спецзаказам. Например, развертывание отверстий в деталях для строительных конструкций может выполняться в соответствии с техническими данными по конкретному проекту. К преимуществам такого способа относят высокую точность резки, качественную зачистку и отсутствие деформационного эффекта.

Выполнение развертывания

зенкование и развертывание отверстий

Машинное развертывание выполняется по тем же принципам, что и зенкование. Инструмент фиксируется в патроне, а затем направляется в обрабатываемую зону станком. Единственным отличием являются более высокие требования к охлаждению рабочей оснастки в процессе работы и смазке отверстий. В качестве смазывающего состава используют минеральное масло, скипидар и синтетические эмульсии. Иначе выполняется ручная обработка отверстий. Развертывание такого типа предполагает изначальную фиксацию заготовки в тисках. Далее в отверстие вставляется наконечник развертки и путем кручения воротка достигается результат. Причем вращать инструмент можно только в одном направлении – до формирования необходимых параметров изделия.

Заключение

зенкование зенкерование и развертывание отверстий

Механическая обработка металлов постепенно уступает место технологичным лазерным и термическим методам. Также конкуренцию традиционным способам резки составляет гидроабразивная техника, отличающаяся высокой скоростью раскроя и точностью. Что на этом фоне могут предложить в качестве преимуществ зенковка, а также развертывание отверстий? В первую очередь это возможность ручной обработки без применения сложного оборудования в виде станков. Кроме того, в отличие от гидроабразивов и термических аппаратов, данные технологии не требуют подключения дополнительных расходных материалов. Поэтому можно говорить о преимуществах экономического, организационного и эргономического характера. Но качеством обработки и темпами производственного процесса, конечно, придется пожертвовать.

fb.ru


Смотрите также