Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Сверление отверстий в металле и дереве

Снятие припуска

Рекомендуемый припуск при развёртывании отверстий зависит от обрабатываемого материала и качества обработки предварительного отверстия. Общие рекомендации по припуску на развёртывание представлены в следующих таблицах.

Ø, мм
Материал 1–​3 3–5​ 5,1–10 10,1–20​ 20,1–30​ > 30​
P1​0,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,4–0,5
P20,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
P30,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
P40,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,4–0,5
P50,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
M10,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
M20,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
M30,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
K10,1–0,20,1–0,20,20,30,30,5
K20,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,4–0,5
K30,1–0,20,1–0,20,20,30,40,5
K40,1–0,20,1–0,20,20,30,40,5
K50,1–0,20,1–0,20,20,30,40,5
N1.10,1–0,20,1–0,20,2–0,30,3–0,40,4–0,50,5
N1.20,1–0,20,1–0,20,2–0,30,3–0,40,4–0,50,5
N1.30,1–0,20,1–0,20,2–0,30,3–0,40,4–0,50,5
N1.40,1–0,20,1–0,20,2–0,30,3–0,40,4–0,50,5
N20,1–0,20,1–0,20,2–0,30,3–0,40,4–0,50,5
N3.10,1–0,20,1–0,20,2–0,30,2–0,30,30,5
N3.20,1–0,20,1–0,20,2–0,30,2–0,30,30,3–0,4
N3.30,1–0,20,1–0,20,2–0,30,2–0,30,30,3–0,4
N3.40,1–0,20,1–0,20,2–0,30,2–0,30,30,3–0,4
N40,1–0,20,1–0,20,2–0,30,2–0,30,30,3–0,4
S10,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,4–0,5
S20,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
S30,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
S40,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,3–0,4
S50,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,3–0,4
S60,1–0,20,1–0,20,20,2–0,30,3–0,40,3–0,4
H10,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
H20,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
H30,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4
H40,1–0,20,1–0,20,20,20,30,3–0,4

2 Виды приспособлений для доводки

Ручная развертка (ГОСТ 7722–77) используется совместно со специальным воротком. Размерный ряд этого приспособления начинается от нескольких миллиметров и достигает более 50, при этом шаг составляет 1 мм. Возможны некоторые отклонения по размерам, они указываются в ГОСТ 13779–77. Чтобы инструмент легче заходил в отверстие, его нижняя часть делается немного меньше основной. Различается и тип зуба. Наиболее распространенный – прямой, встречаются изделия с винтовыми зубьями. Последние идеально подходят для обработки прерывистых отверстий либо легких металлов. Канавки для отвода стружки имеют направление противоположное вращению, что препятствует заеданию и самозатягиванию. Стоимость во многом зависит от размера, например, цена режущего инструмента на 10 мм около 1 доллара, а на 50 мм – превышает 20 долларов.

Машинная развертка имеет специальный хвостовик конической формы, благодаря которому ее можно установить в станок. Их особенность – короткая рабочая часть и меньшее количество зубьев. Выпускается этот инструмент в соответствии с ГОСТ 883–80, а допустимые отклонения указываются в стандарте 13779–77. К недостаткам такой насадки следует отнести невозможность регулирования размера по мере износа.

Машинные развертки с хвостовиком конической формы

Иногда проводятся особенно точные расчеты и диаметр отверстий может составлять несколько миллиметров с десятыми долями, например, 8,5 мм. В этом случае нам понадобится регулируемый элемент, изменяющий свои размеры от 1 до 3 мм в зависимости от диаметра. Для изделия диаметром 10 мм шаг составляет 0, 75 мм, а самым крупным инструментом можно обработать отверстие диаметром от 47 до 50 мм. Чтобы выставить нужный размер, следует открутить гайку, расположенную сверху и подтянуть нижнюю. Во время этой операции режущие пластинки смещаются. Узнают выставленный диаметр замером рабочей части штангенциркулем.

Существуют еще раздвижные, или разжимные, приспособления. Внутри них находится шарик, а снизу располагается регулировочный винт, ослабляя или затягивая который можно менять положение шарика. Если он движется наверх, то диаметр режущей части увеличивается и наоборот. Правда, в этом случае изменить размер получится максимум на 0,5 мм и то это при обработке больших отверстий, достигающих 50 мм. Нужно быть аккуратным при работе с этим элементом, так как перекрутив винт можно деформировать корпус.

Несколько отличается и форма рабочей части. Например, коническая позволяет сделать аналогичные отверстия конусностью 1:10 и 1:50, а чтобы получить пробоину цилиндрической формы, потребуется уже другой инструмент. При этом направляющие ленточки могут быть прямыми либо левыми.

Основные рекомендации при черновом растачивании

  • ​Выберите многолезвийное растачивание (двумя или тремя режущими кромками), ступенчатое растачивание или однолезвийное растачивание.
  • Выберите максимально возможный размер соединения.
  • Выберите соответствующий главный угол в плане.
  • Обеспечьте контроль над стружкодроблением. Короткая/твёрдая стружка может вызывать вибрацию, а длинная стружка – повреждение поверхности детали при чистовой обработке или поломку пластины.
  • Горизонтальная обработка и СОЖ улучшает эвакуацию стружки при обработке глухих отверстий.
  • Выберите геометрию пластины и сплав:
    • Выбирайте пластины с геометрией для черновой обработки при большой глубине резания.
    • Выбирайте пластины с геометрией для получистовой обработки при малой глубине резания или для более оптимального стружкодробления.
    • Пластины из более прочного сплава необходимо применять при выполнении некоторых операций для устранения риска пакетирования стружки или склонности к вибрациям.
  • Обеспечьте максимально короткий вылет; при вылете, превышающем размер соединения более, чем в три раза, используйте антивибрационные расточные оправки.
  • Выбирайте соответствующие режимы резания и учитывайте вылет.Примечание:не используйте максимальные рекомендованные значения подачи и глубины резания одновременно. Максимальная рекомендованная начальная скорость для эффективной эвакуации стружки составляет 200 м/мин.
  • Большой радиус при вершине пластины (RE) повышает безопасность процесса обработки и обеспечивает более высокую подачу, однако может вызывать вибрацию. Рекомендуемый начальный радиус при вершине составляет 0,8 мм.
  • Используйте пластины с задними углами, так как они создают более низкие силы резания по сравнению с пластинами без задних углов.
  • Выбирайте пластины без задних углов для большей экономии пластин при стабильных условиях или при работе в жёстких условиях, требующих применения прочных пластин и повышенной надёжности процесса обработки.
  • Недостаточное врезание режущей кромки может увеличить вибрацию за счёт трения при резании.
  • Жёсткое закрепление инструмента в шпинделе с контактом по торцу улучшает стабильность.
  • Чрезмерное врезание кромки (при большой глубине резания и/или подаче) может вызывать усиление вибрации.
  • Убедитесь, что станок обеспечивает требуемый крутящий момент и мощность для операций растачивания.
  • Для улучшения качества обработанной поверхности или увеличения подачи можно использовать пластины Wiper. Однако их не рекомендуется использовать в нестабильных условиях и при больших вылетах.
  • Обеспечьте необходимое закрепление расточного инструмента и заготовки.
  • Используйте СОЖ для улучшения эвакуации стружки, стойкости инструмента и геометрии отверстия.
  • Для повышения работоспособности многолезвийных расточных инструментов рекомендуется выполнять обработку при высоких значения глубины резания и подачи, в особенности при больших вылетах. Примечание: не используйте максимальные значения подачи и глубины резания одновременно.
  • Многолезвийное растачивание обеспечивает максимальную минутную подачу. При необходимости обеспечения действительно большой глубины резания целесообразно перейти к ступенчатому растачиванию, так как оно позволяет сократить продолжительность цикла обработки и уменьшить количество необходимого инструмента.

Рекомендуемые моменты затяжки смотрите в приведённых ниже инструкциях по эксплуатации.

Наружная обработка

Наружная чистовая обработка может осуществляться с помощью инструмента для чистового растачивания, чтобы обеспечить жёсткий допуск на диаметр.

Наладка инструмента для наружного растачивания:
  • Измените направление вращения.
  • Поверните головку на 180°.
  • Учитывайте максимально возможную длину обработки l3 и наружный диаметр инструмента во избежание столкновения.

При наружной обработке масса ползуна и чистовой расточной головки вращается вокруг заготовки и приводит к возникновению высокой центробежной силы. Таким образом, максимальная скорость резания для наружной обработки должна рассчитываться с учётом максимальной скорости резания для соответствующего диаметра, когда головка поворачивается на 180°, что означает наладку инструмента для чистового растачивания.

Пример расчёта:
  • Наружный обрабатываемый диаметр: 80 мм
  • Возможный внутренний обрабатываемый диаметр (при соответствующем положении ползуна и головки): 210 ммПримечание: всегда добавляйте 130 мм к обрабатываемому диаметру для получения значения диаметра, используемого при расчётах максимальной частоты вращения.
  • Максимальная скорость резания при внутренней обработке (в данном примере используется инструмент CoroBore 825): 1200 м/мин.
  • 1200 м/мин при диаметре 210 мм эквивалентно 1820 об/мин. Это означает, что 1820 об/мин является максимальным значением, возможным при таком положении ползуна и головки.
  • При наружной обработке 1820 об/мин соответствует скорости резания 460 м/мин при диаметре 80 мм.

Порядок операции

Подбор развертки осуществляется по типу инструмента (черновая, чистовая, ручная, машинная) и его диаметру. Черновые имеют припуск от 0,1 до 0,15 мм, чистовые от 0,05 до 0,1 мм. Для получения отверстия большого диаметра (например, 30 мм) с требуемым значением шероховатости необходимо:

  1. Просверлить отверстие диаметром 15 мм.
  2. Рассверлить его до диаметра 29,8 мм.
  3. Произвести черновое развертывание инструментом 29,95 мм.
  4. Завершить развертывание чистовым инструментом диаметром 30 мм снимающим припуск 0,05 мм.

Следует учесть, что точность полученной поверхности зависит не только от качества инструмента и правильности проведения операции, но и выбора смазочно-охлаждающей жидкости. Так, при обработке стальных изделий необходима эмульсия смешанная с минеральным маслом, которое не используется для бронзы и латуни.

Зенкерование

Названием «зенкерование» именовали механическую обработку резанием проделанных ранее отверстий. Его основной целью является придание отверстию нужной формы и избавление от различных дефектов, а также увеличение точности (вплоть до VIII квалитета), уменьшение показателя шероховатости (Ra 1,25 и менее).

Если отверстие не особо большое, то подобную обработку делают на обычном настольном станке, а если нужно обработать отверстие побольше, то это проще сделать на спецоборудовании на фундаменте.

Отдельно отметим, что про ручное оборудование использовать нет смысла. С ним попросту невозможно добиться нужных показателей.

У «зенкерования» есть 2 подвида, такие как зенкование и цекование.

Во время зенкерования отверстий нужно придерживаться ряда правил:

  1. Сверление зенкерование производятся во время одного подхода. Зенкерование нужно производить после окончания сверлильных работ, не вынимая детали из станочных креплений. По сути, в ходе одного «подхода» производят обработку детали двумя инструментами.
  2. Во время зенкерования отверстий, не подвергавшихся обработке, в деталях корпусов нужно надежно и прочно фиксировать деталь.
  3. При выборе размера припуска обязательно нужно делать это согласно специальным таблицам.
  4. Зенкерование нужно делать в том же режиме работы станка, как и сверление перед ним.
  5. Правила охраны труда соблюдать нужно аналогичные тем, что используются при сверлильной обработке.

Сверление

Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки.

Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны, которые устанавливают в пиноли задней бабки.

Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления заготовку приводят во вращение включением шпинделя.

Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центрование заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.

При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло (также как при работе на сверлильных станках), периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки.

При ручном управлении станком трудно обеспечить постоянную скорость движения подачи. Для стабилизации скорости подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4.29, а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком (рис. 4.29, б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.

После выверки совпадения оси сверла с линией центров суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении напроход перед выходом сверла из заготовки скорость механической подачи значительно уменьшают или отключают подачу и заканчивают обработку вручную.

При сверлении отверстий диаметром 5…30 мм скорость подачи S = 0,1 …0,3 мм/об для стальных деталей и S = 0,2…0,6 мм/об для чугунных деталей.

Для получения более точных отверстий и для уменьшения увода сверла от оси детали используют рассверливание, т. е. сверление отверстия в несколько приемов. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 30 мм) также прибегают к рассверливанию для уменьшения осевого усилия. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении.

Классификация зенкеров и их назначение

Зенкер был разработан для машиностроения и применяется в основном в операциях металлообработки. Бывают разные виды зенкеров – все они используются в определенных технологических процессах. Классификация инструмента идет в первую очередь по двум основным группам:

  1. К первой группе относятся элементы разных видов и конструкций, основным назначением которых является промежуточный этап обработки, за ним следуют припуск и развертывание.
  2. Во вторую группу входят инструменты, предназначенные для финишной обработки отверстий в металле с точностью, что соответствует 4 и 5 классу (Н11 – квалитет).

Имеются отличия по конструкции. В этой категории бывают следующие виды инструмента:

  1. Цельнометаллический элемент, где режущая рабочая часть и хвостовик выполнены на одном металлическом стержне.
  2. Сборный элемент – зенкер насадной, который надевается на стержень направляющей. В качестве направляющей может быть продолжение хвостовика или специальное сверло. Суть в том, что можно объединить разные по диаметру элементы на одном инструменте, если отверстие сложное и имеет несколько диаметров.
  3. Зенкер сварной.
  4. Инструмент, в котором имеются твердосплавные режущие пластины.

Также есть отличия по форме рабочей зоны. Это такие виды инструмента:

  1. Элементы с рабочей областью в форме цилиндра. Их основное назначение – расширять отверстия методом зенкерования.
  2. Элементы с цилиндрической рабочей областью, где имеется направляющая цапфа. Эта конструкция используется для обработки отверстий под крепежные метизы.
  3. Зенкеры конической формы необходимы, если нужно образовать коническое углубление в начале отверстия.
  4. Элементы с рабочей областью на торце инструмента позволяют проводить зачистку торцевых плоскостей приливов, бобышек.

Особенности конических зенкеров

Зенкер конического вида имеет хвостовик, тело (основание) и лезвия. Острые кромки, которые отвечают за рез в таком инструменте, бывают в количестве 6–12 единиц. Эти кромки имеют форму прямого типа, основание же внешней части выполнено плоским. Угол рабочей части (выраженный в градусах) в зависимости от стандарта может быть 120, 90, 75 и 60 единиц. Чтобы во время обработки отверстий соблюсти соосность, некоторые конусные элементы снабжены направляющей цапфой. По глубине обработки конусные зенкеры делятся на:

  • резцы зенкования на небольшую глубину – основание у них цилиндрическое и продолговатое;
  • резцы зенкования на небольшую глубину и зенкования материалов листовой стали – основание у них коническое с узкой цилиндрической юбкой;
  • резцы для зенкования на большую глубину – основание узкое, цилиндрическое, с небольшим углом к хвостовику.

Получение необходимого углубления в отверстии коническим зенкером предполагает, что во время сверления нужно обеспечить припуск 2–3 мм. Сам процесс обработки осуществляется посредством применения станка для токарных работ, в патрон которого он крепится. Деталь выставляют отверстием напротив резца в строгом соблюдении осей. Рабочая часть инструмента подается к заготовке в ручном режиме.

Операция — развертывание

Операции развертывания и растачивания многочисленны, сопровождаются большими затратами ручного труда и в большинстве случаев дают низкое качество обрабатываемой поверхности. Наличие кольцевых глубоких царапин и надиров на поверхности отверстия после предварительной обработки требует существенного увеличения припуска на отделочные операции.

Операция развертывания вводится для повышения точности обработки отверстий, полученных после сверления. При развертывании отверстий в изделиях из пластмасс применяют конические и цилиндрические развертки, при этом необходимо использовать плавающее закрепление разверток в качающихся или самоустанавливающихся державках. Наибольшая точность достигается при работе двумя развертками по кондуктору с применением охлаждения, если позволяет обрабатываемый материал, или смазки канавки развертки машинным маслом.

Операция развертывания предполагает обычно разбиение поверхности на многоугольники и разрезание полученной сети по ее ребрам. Связной будем называть развертку, для получения которой операции разрезания сочетаются с разгибанием граней поверхности так, что фигура развертки не распадается на несколько кусков

С точки зрения практики важно рассмотреть связные развертки в силу неравноценности технологических операций сгибания и отождествления при формировании поверхности.

Операцию развертывания отверстия выполняют в таком порядке; проверяют величину оставленного припуска на развертывание, который не должен превышать установленного; выбирают соответствующую развертываемому отверстию исправную ( без выщербин и забоин на режущей части) развертку; устанавливают развертку на отверстии и проверяют ( по угольнику) ее перпендикулярность оси отверстия; запускают станок и вращающуюся развертку плавко подают в развертываемое отверстие.

Нормы вспомогательного воемени при сверлении отверстий вручную.

Целью операции развертывания является сообщение предварительно обработанному отверстию заданной степени точности в смысле выполнения геометрических форм и чистоты обрабатываемой поверхности.

Развертка для обработки капроновых втулок.

Наиболее часто операция развертывания назначается при обработке ка — j проновых втулок.

При выполнении операции развертывания отверстий в стальных и чугунных деталях развертку смазывают трансформаторным или машинным маслом, в алюминиевых деталях — смесью технического скипидара с керосином, в медных — эмульсией.

При выполнении одной операции развертывания на диаметр назначают суммарный припуск, получаемый из припусков на черновое и чистовое развертывание.

Что собой представляет операция развертывания отверстий, особенности этой операции и каковы ее области применения.

Логическая схема циент х V х 1, что не меняет значения.

Для этой цели используется операция развертывания.

Так как на револьверных станках часто производятся операции развертывания и нарезания резьбы, то многие шпиндельные бабки строятся так, чтобы возможно было переходить от обточки к нарезанию резьбы или развертыванию переключением только одного элемента в бабке.

Инструменты первого рабочего ротора выполняют операцию сверления, а второго ротора — операцию развертывания. В каждом роторе линии сосредоточено столько инструментов, сколько необходимо, чтобы обеспечить одинаковую для всех операций производительность.

Выбор пластин для операций чистовой обработки

Пластины с задними углами – это первый выбор для любых операций по чистовому растачиванию, так как они обеспечивают меньшие силы резания, чем пластины без задних углов. Также доступен большой выбор геометрий пластин.

Главный угол в плане для чистового растачивания должен быть не менее 90° (угол в плане 0°) для минимизации радиальных сил резания и предотвращения вибрации.

Большая часть чистового расточного инструмента Sandvik Coromant имеет главный угол в плане 92° для обработки уступов и глухих отверстий без задействования всей режущей кромки.

Для получения дополнительной информации о выборе пластин для точения см. .

Сверление

Как несложно догадаться, перед обработкой отверстия его нужно чем-то сделать. Так вот, самый распространенный и часто встречающийся метод проделывания отверстий — сверление.

Сверление — это разновидность механической обработки с целью образования отверстий, выполняемый сверлом. Данный процесс бывает «ручным» (как несложно догадаться, его делают ручными инструментами), а также «машинным» (выполняется на специальных станках).

Обычно, чтобы проделать менее, чем двенадцати миллиметровое отверстие в не особо твердых материалах (таких, как стали конструкционного типа, цветмет и сплавы из него, а также полимерные сплавы), используют ручные сверлильные приспособления.

А чтобы проделать отверстия крупнее 12 миллиметров или улучшить производительность в случае массового производства, процесс сверления происходит на сверлильном стационарном или настольном оборудовании (станках). Первые бывают вертикальными или радиально-сверлильными.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации