Развёртка ручная. Конструкции, типы, размеры разверток. По способу применения

– это режущий точный инструмент, используемый для чистовой обработки различных форм отверстий, придания им требуемой точности и шероховатости. Основное назначение развертки – это доводка отверстий после сверления, растачивания или зенкерования, позволяет достичь 6-9 квалитета точности и шероховатости до показателя Ra = 0,32…1,25 мкм.

Классификация разверток

В металлообработке применяются различные типы разверток, подразделяемые по следующим признакам:

Форма обрабатываемого отверстия:

• Цилиндрические развертки.
• Конические развертки под различные типы конусов.
• Развертки ступенчатые.

Точность развертки отверстия:

• Номер квалитета для цилиндрических инструментов.
• Уровень обработки отверстия (черновой, промежуточный, чистовой) – для конических.
• Регулируемые развертки – раздвижные, шкворневые или разжимные.

Способ зажима:

• Ручные с квадратным хвостовиком.
• Цилиндрический хвостовик (машинные развертки).
• Конические машинные.
• Машинные насадные.

Также развертки подразделяются по количеству режущих кромок, материалу и форме канавок для отвода стружки (спиральные или прямые).

Конструкция развертки

Высокое качество обработки обеспечивает конструкция развертки – большое количество режущих кромок обеспечивающих небольшой припуск при снятии металла. Процесс резания осуществляется при вращении и одновременном поступательном движении инструмента вдоль оси обрабатываемого отверстия.

Выше приведены рисунки четырёх типов разверток:

• а) Ручная с цилиндрическим хвостовиком.
• б) Машинная с коническим хвостовиком цельная.
• в) Машинная цельная
• г) Машинная сборная со сменными режущими элементами.

Инструмент имеет от 6 до 16 зубьев неравномерно (как правило) распределенных по окружности для повышения качества обработки. Рассмотрим конструкцию на примере ручной развертки цельной с хвостовиком цилиндрической формы. Инструмент состоит из трех основных частей – рабочей, шейки и хвостовика. В свою очередь рабочая часть развертки состоит из направляющей, режущей и калибрующих частей, а также обратного конуса. Основную часть процесса выполняет режущая часть, которая у ручного инструмента значительно длиннее, чем у машинного.

Основные приемы работы с развертками

Сверло для подготовки отверстия подбирается под диаметры разверток по металлу. Обязательно должен быть небольшой припуск – сверло должно быть меньше на 0,2 – 0,3 мм при черновой развертке, и не более чем 0,05 – 0,1 мм при чистовой. Значения припусков более указанных могут стать причиной быстрого износа заборной части развертки, ухудшению точности результата и качества поверхности.

При ручной развертке:

• Развертка крепится в воротке и смазывается.
• Заборная часть должна входить таким образом, чтобы полностью совпали оси развертки и отверстия.
• Для проверки положения развертки можно использовать угольник в двух плоскостях расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу.
• Вращение начинайте вправо с небольшим давлением сверху.
• Вращение осуществляйте плавно, на небольшой скорости, без рывков. Не ускоряйте вращение даже при легком ходе.
• Обратное вращение недопустимо, так как возможна поломка режущих кромок и задиров на поверхности отверстия. Развертка осуществляется за один проход с одной стороны.

Советы при машинной развертке:

• Развертка крепится так же как и сверло. Сам процесс сходен со сверлением и желательно его выполнять без смены установки детали, сразу после подготовки отверстия.
• Часто развертка крепится в качающихся державках, что позволяет инструменту самоцентрироваться по оси отверстия.
• Желательно использование автоматической подачи, скорость резания должна быть в 2-3 раза ниже, чем при сверлении.
• Необходимо использование значительного количества смазки.
• Чем ниже количество оборотов и скорость подачи – тем выше качество отверстия и стойкость инструмента.

Действующие ГОСТы

Определяет параметры развертки ГОСТ 29240-91. Допуски регулирует ГОСТ 11173-76. Так же на каждый тип развертки есть свой действующий стандарт определяющий её конструкцию и размеры. На ручные цилиндрические - ГОСТ 7722-77, на машинные цельные – ГОСТ 1672-80 и т. д. для всех типов инструмента.

Развертка относится к инструментам для чистовой обработки предварительно просверленных или отзенкерованных отверстий. Операция позволяет получить геометрические параметры, точность размера и шероховатость поверхности высокого класса.

Развертки являются более точным инструментом, чем спиральные сверла или зенкеры. За счет точности изготовления инструмента и малого припуска, снимаемого при обработке, устраняются неточности и отклонения после предыдущей обработки.

В зависимости от типа отверстия, условий обработки, требований к качеству готовой поверхности применяются развертки разных видов и конструкций.

Принцип действия

Использование развертки позволяет получить внутренние поверхности с квалитетом точности 6-9 и шероховатостью Ra 0,32–1,25 мкм. Характеристики высокого класса достигаются за счет конструкции инструмента с большим числом режущих кромок, которых может быть от 4 до 14 штук.

Качество обработки при выполнении операции развертывания определяет комплекс факторов:

• Размер снимаемого припуска при обработке;
• Машинные режимы резания;
• Качество изготовления и заточки;
• Особенности геометрии и конструкции;
• Вид обрабатываемого материала.

Процесс развертывания происходит таким образом. Режущее орудие нужного диаметра подводится к краю отверстия. Затем получает движение резания, которое при ручной и механической подаче складывается из вращения инструмента и подачи вдоль оси отверстия.

Величина припуска в десятых или сотых частях миллиметра складывается из разницы между диаметром отверстия и выбранного инструмента.

Развертыванием обрабатывают цилиндрические и конические отверстия, используя ручной и машинный инструмент соответствующей формы.

Описание конструкции

В большинстве исполнений развертка внешне похожа на продолговатый штырь. Рабочая часть у него цилиндрическая или коническая, с продольно идущими режущими кромками для удаления металла, и канавками, формирующими строение зуба. Противоположная часть используется для закрепления инструмента и передачи движения резания. На конце хвостовика есть квадрат или конический хвостовик. Соединяет рабочую часть и хвостовик переходная шейка.

Инструмент хвостовиком монтируется в конусном патроне металлорежущего станка, а на квадрат надевается вороток при ручном способе обработки.

Режущие кромки рабочей части делятся на несколько зон. Первая – заборная часть, она конической формы и небольшой длины. За ней идет направляющий и калибрующий участок, в конце - обратный конус для предотвращения заклинивания.

Зубья бывают прямыми, винтовыми и спиральными. Только в некоторых случаях режущие кромки повторяют винтовую линию. Их применение оправдано при резании в прерывистых отверстиях.

Формообразующее строение инструмента хорошо видно в поперечном сечении.

В поперечном разрезе структура рабочей зоны состоит из:

• Режущих кромок;
• Ленточек;
• Передней поверхности резания, по которой сходит стружка;
• Задней поверхности и затылка.

В заборной и калибрующей части отличается форма зуба. На заборном участке он остро заточен, а на калибрующем имеет ленточку для заглаживания стенок.

Основные виды

С учетом толщины снимаемого слоя, обработка производится одним инструментом, либо комплектом из черновой и чистовой развертки, а иногда и получистовой. Орудие для предварительной и финишной обработки отличается видом режущих лезвий и их численностью. Вдоль линии зуба черновой и получистовой разверток имеются зубцы или выступы.

Стандарт предусматривает классификацию типов разверток по следующим критериям:

• Вид обрабатываемого отверстия – цилиндрическая развертка и коническая;
• Тип обработки (черновая, чистовая);
• Метод фиксации инструмента;
• Конструкция режущих кромок;
• Расположение зубьев;
• С настройкой на размер обработки;
• Материал для изготовления.

В ГОСТ 1672-80 изложены нормы изготовления конических разверток, формирующих точные конусные отверстия. Существующие модели позволяют обрабатывать конуса такого назначения:

• Для последующего нарезания конических резьб;
• Под установку конических штифтов;
• Для установки метрического конуса;
• Отверстие сопряжения «Конус Морзе»;
• Под стандартный ряд конусностей 1:20, 1:30 и другие.

Нормативный документ регламентирует геометрию конических разверток, шероховатость, допустимые отклонения размеров и класс точности отверстий, получаемых после механообработки.

Металлорежущий инструмент для развертывания поделен на 2 большие группы: ручной и машинный. Машинные развертки применяются в сверлильных, токарных и расточных станках.

Между группами существуют видимые отличия. Ручные орудия - с более длинными рабочими кромками и квадратом. Машинные - с укороченной рабочей частью и длинным пояском. Крепятся в державках, которые монтируются в шпиндель.

Ручные

Развертки выпускаются по ГОСТ 7722-77 с размерным рядом 3-58 мм с шагом исполнения 1 мм и 0,5 мм до диаметра 15,5 мм. Набор с широким охватом диаметров позволяет обрабатывать самые разнообразные отверстия в деталях.

Развертывание ручным инструментом выполняется с помощью воротка для крепления и придания движения резания. Соединение с воротком осуществляется через квадратный участок на краю хвостовика и паз соответствующего размера.

Ручная развертка начинается с рабочей зоны и захода. Заходная часть выполнена под углом к оси и имеет меньший исходный диаметр на краю. Участок в виде пологой фаски облегчает позиционирование и врезание в припуск.

Машинные

Для разворачивания машинным инструментом используются металлорежущие станки с конусным патроном, в котором закрепляется хвостовая часть. Конические хвостовики нормализованы, и номер применяемого конуса связан с диаметром развертки. Такое орудие резания изготавливается цельным из быстрорежущей стали.

Производится несколько вариантов разверток. Конструкцию и геометрию определяет ГОСТ 1672-80.

Машинные развертки бывают:

• С цилиндрической и конической формой хвостовика;
• Насадного типа;
• Со сменными или регулируемыми ножами;
• С напайными пластинами.

Регулируемые

Регулируемые развертки позволяют изменять наружный размер режущей головки под конкретный диаметр отверстия. Это особенно необходимо, если диаметр обработки не целое число, а дробное, например, Ø15,3 мм или Ø 10,75 мм.

Инструмент малого диаметра позволяет регулировать размер обработки в пределах 1 мм. Для больших диаметров предусмотрена возможность более широкой настройки на 1-3 мм.

В таких развертках устанавливаются сменные ножи из быстрорежущей стали, которые фиксируются клиновыми вставками с накладками. Наборная головка закрепляется двумя гайками. После ослабления контргайки ножи выставляются на диаметр обработки, вымеряются с помощью штангенциркуля и микрометра и снова закрепляются.

При затягивании регулировочной гайки ножи подаются вверх, тем самым увеличивая диаметр инструмента. Ослаблением гайки удается уменьшить размер. Для удобства при настройке орудие обработки придерживают за квадрат.

Разжимные развёртки

Развертки разжимные - описание

В силу конструктивных особенностей развертки называют разжимными. Принцип регулировки разжимной развертки основан на перемещении шарика и винта. При вращении винта с нижней стороны шарик перемещается и распирает грани. Они расходятся от центра и наружный размер увеличивается.

Предел регулирования у такого инструмента меньше. Он составляет 0,15-0,5 мм и зависит от размера развертки. Усилие при настройке рекомендуется контролировать, чтобы избежать повреждения корпуса.

В производстве разверток применяется инструментальная и быстрорежущая сталь – 9ХС, Р6М5, Р18, Р6М5. В каталогах инструмента зарубежных компаний материал обозначается HSS.

Операцию растачивания лучше разделить на несколько этапов: черновой и чистовой. Соответственно делится припуск и используется инструмент двух категорий:

• Припуск для чернового прохода составляет 0,1-0,15 мм, для чистового – 0,1-0,05 мм.
• Для повышения эффективности обработки прилегающую торцевую поверхность обтачивают. Процедура позволяет задействовать каждый зуб развертки при обработке.
• Для деталей из чугуна торец отверстия должен быть обязательно обработанным, чтобы инструмент не затупился.
• Чистовая операция развертывания требует плавности выполнения. Чем меньше будет подача, тем качественнее выйдет поверхность. Обороты выставляются невысокие.
• Из отверстия металлорежущий инструмент извлекают плавно, не допуская вращения в обратную сторону, которое способно нарушить поверхность.
• Повысить стойкость рабочего элемента и качество обработки поможет применение СОЖ. При развертывании стальных деталей в зону резания подают СОЖ с добавлением масла.
• Чугун обрабатывают с применением керосина или сжатого воздуха.

Для контроля точности готовых отверстий используют гладкие калибр-пробки и нутромеры.

Развертка относится к категории точных и дорогих инструментов. Требует соблюдения условий эксплуатации и хранения в специальных ячейках из дерева.

Проработав материал по конспекту лекций и учебнику , студент должен усвоить следующее. Разверткой обрабатывают отверстия, полученные сверлением, зенкерованием или растачиванием. Развертки разделяют на черновые и чистовые. Припуск для черновой развертки составляет на диаметр 0,15…0,5 мм, а для чистовой – 0,05…0,2 мм.

В зависимости от диаметра и требуемой точности обрабатываемого отверстия применяют одну чистовую или черновую развертки. Например:

Для обработки отверстия Æ5Н7 мм применяют сверло Æ4,8 мм и развертку Æ5Н7;

Для обработки отверстия Æ10Н7 мм – сверло Æ9,7 мм, черновую развертку Æ9,96 мм и чистовую развертку Æ10Н7;

Для обработки отверстия Æ20Н7 мм – сверло Æ18 мм, зенкер Æ19,8 мм, черновую развертку Æ19,94 мм и чистовую развертку Æ20Н7 мм.

В зависимости от формы обрабатываемого отверстия применяются развертки цилиндрические, конические, комбинированные.

Комбинированные развертки используются для одновременной обработки нескольких соосных отверстий или для совмещения операций предварительной и окончательной обработки отверстий, что повышает производительность труда. Развертки с направляющей частью применяют для получения соосности, т.е. совпадения осей нескольких отверстий. По характеру применения развертки разделяют на машинные и ручные. Они могут иметь прямые и винтовые канавки (для обработки прерывистых отверстий). По конструкции развертки подразделяются на цельные, сборные, регулируемые, пластинчатые. По форме закрепления различают развертки хвостовые и насадные.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАЗВЕРТКИ

Развертка состоит из следующих частей: рабочей части, шейки (является следующим элементом между рабочей частью и хвостовиком) и хвостовика (служит для закрепления развертки в патроне или шпинделе станка).

Рабочая часть развертки состоит из режущей части и калибрующей (рис.1).

Режущая часть развертки представляет собой коническую поверхность под углом φ , режущие кромки которой выполняют основную работу резания. В начале режущей части под углом 45 0 снимается фаска шириной l 0

Рис.1. Режущие элементы развертки

(направляющий конус), служащая для облегчения попадания развертки в отверстие и предохранения режущих зубьев от повреждений.

Калибрующая часть развертки служит для калибрования отверстия. Вершины зубьев на калибрующей части имеют ленточку f , которая обеспечивает правильное направление развертки в отверстии, калибрует отверстие по размеру, а также облегчает контроль развертки по диаметру. С целью предохранения отверстия от повреждения концами калибрующих зубьев, уменьшения трений развертки об обрабатываемую поверхность, облегчения извлечения развертки из отверстия в конце калибрующей части по длине l 3 =10,25…10,05 делают обратный конус с углом φ 1 . Для ручных разверток величина обратного конуса Δ =0,05 мм, для машинных – Δ =0,04…0,06 мм. Вследствие малой величины обратной конусности ручные развертки не имеют цилиндрического участка на калибрующей части. На ручных развертках обратный конус начинается сразу же после режущей части.

Исполнительный диаметр развертки на цилиндрическом участке калибрующей части зависят от диаметра обрабатываемого отверстия, величины разбивки отверстия разверткой, допуска на изготовление развертки и допустимой величины ее износа.

Величина разбивки отверстия разверткой зависит от диаметра отверстия, свойства обрабатываемого материала, режима резания, применяемой охлаждающей жидкости, конструктивных и геометрических параметров развертки, способа ее крепления, несовпадения оси развертки с осью шпинделя станка и с осью предварительно подготовленного отверстия и др. Разбивка может быть положительной и отрицательной. При положительной величине разбивки обработанный диаметр отверстия получается больше диаметра развертки, а при отрицательной величине – меньше диаметра развертки. Отрицательная величина разбивки встречается, как правило, при обработке заготовок с тонкими стенками, а также при обработке заготовок из вязких, пластинчатых металлов недостаточно острой разверткой.

Исполнительный диаметр развертки d р устанавливается в зависимости от допуска на диаметр обрабатываемого отверстия, величины разбивки отверстия и допуска на изготовление развертки. Наибольший исполнительный диаметр развертки d Pmax =Д+ТД-Т δ max ,

Где Д – номинальный диаметр отверстия; ТД – допуск на диаметр отверстия; Т δ max – максимальная величина разбивки отверстия.

Схема расположения полей допусков приведена на рис.2, а величины допусков и величины разбивки отверстия развертками приведены в табл.1.

Рис.2. Схема расположения полей допусков

Таблица 1

Элементы допусков разверток, мкм

Квалитет отверстия	Обозначения элементов допуска	Диаметры отверстий, мм
1-3	3-6	6-10	10-18	18-30	30-50	50-80
	Н7 T δmax T δmin T изг Т изн
	Н8 T δmax T δmin T изг Т изн
	Н9 T δmax Tδmin T изг Т изн

Диаметр изношенной развертки

Средние значения элементов допусков разверток определяются по формулам :

Т δ max =1/3∙ТД; Т изг =1/3∙ТД(Т изн ≈(0,45…0,7) ∙ТД).

Число зубьев развертки , где Д – диаметр развертки, мм.

Для обработки хрупких материалов (чугун, бронз) число зубьев разверток увеличивается на два, т.е. .

Главный угол в плане φ (угол между образующей режущей части и направлением подачи) назначается для ручных разверток в пределах 0 0 30´…1 0 30´, для машинных разверток при обработке хрупких материалов (чугуна) – 3…5 0 и при обработке вязких материалов – 12…15 0 .

Передний угол режущей части γ (угол между плоскостью, касательной к передней поверхности, и осевой плоскостью, проходящей через режущую кромку зуба), измеряется в плоскости, перпендикулярной к образующей конуса режущей части и назначается в пределах 0…10 0 . Практикой установлено, что оптимальный (передний) угол разверток γ =0 0 . Для котельных разверток, снимающих значительный припуск, передний угол принимается в пределах 12…15 0 .

Передний угол калибрующей части γ k образован подобно углу γ , но измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси развертки (с прямой канавкой).

Задний угол режущей части α – угол между плоскостью, касательной к траектории режущей кромки (окружности), и плоскостью, касательной к затылочной поверхности (эти плоскости проводятся через какую-либо точку на режущей кромке). Угол α измеряется в той же секущей плоскости, что и угол γ , и назначается в пределах 5…5 0 . для чистовых разверток задний угол выбирается меньше, чем для черновых.

Задний угол калибрующей части α k – угол между плоскостью, касательной к траектории режущей кромки (на калибрующей части), и плоскостью, касательной к ленточке – обычно равен нулю и лишь при особых методах доводки задний угол по ленточке делается равным 0…1 0 30´.

При наличии у развертки винтовых стружечных канавок различают передние и задние углы в нормальном сечении (определяют передний угол γ и нормальный задний угол α n , и в сечении плоскостью, перпендикулярной оси (определяют задний угол α и радиальный передний угол γ 1 ).

Углы α и γ 1 указываются на чертеже, а углы γ и α n , необходимые для затачивания, определяются по формулам ; , где ω – угол наклона винтовых стружечных канавок.

Для получения более высокого класса шероховатости поверхности обрабатываемого отверстия окружной шаг t развертки делается неравномерным. Такая конструкция развертки позволяет избежать рифленой поверхности отверстия из-за наличия нагрузки на зуб вследствие неравномерной плотности обрабатываемого материала. Биение режущих кромок шлифовальных разверток не более 0,02 мм, доведенных – 0,01 мм. Радиальное биение калибрующей части развертки должно быть не более 0,01 мм. Шероховатость заточенных поверхностей должна соответствовать величине R a =0,32 мкм по ГОСТ 2789-83.

ИЗНОС РАЗВЕРТКИ

Для развертки характерным является износ по задней поверхности (рис.3). За критерий износа принимается наибольшая ширина изношенной контактной площадки на задней поверхности развертки М , мм, которая обычно имеет место на сопряжении режущей и калибрующей частей развертки, и по ней определяется допустимая величина износа развертки, т.е. М =0,6…0,8 мм.

Рис.3. Износ развертки по задней поверхности

При достижении этой величины износа дальнейшая работа развертки является нежелательной вследствие ухудшения качества обработанной поверхности и потери размера отверстия.

ЗАТАЧИВАНИЕ РАЗВЕРТКИ

Затачивание разверток производится по передней и задней поверхностям на разных станках. В настоящей лабораторной работе используются универсально-заточные станки модели 3А64М.

Развертка устанавливается между центрами передней и задней бабок, установленных на верхнюю площадку поворотной плиты стола станка. Для придания развертке определенного положения, обеспечивающего получение заданных углов при затачивании, используют упорку. Упорка устанавливается на столе станка, если затачиваемая развертка с прямыми зубьями, или на шлифовальной бабке, если зубья развертки винтовые. Верхняя опорная часть упорки подводится под соответствующий схеме заточки зуб как можно ближе к режущей кромке. Прижим зуба развертки к упорке осуществляется вручную.

Шпиндельная головка станка должна быть повернута на угол 1…3 0 с тем, чтобы при затачивании шлифовальный круг имел меньшую поверхность с обрабатываемой поверхностью.

Затачивание производят при продольном перемещении стола станка, производимого вручную со скоростью 2,4…3 м/мин, обычно без охлаждения, при округлении скорости шлифовального круга 25 м/с. После каждых 2-3 рабочих ходов производят перестановку на следующий зуб развертки.

Величина снимаемого слоя за один двойной ход стола принимается равной 0,02…0,04 мм.

Поперечная подача на глубину резания производится или упорной, имеющей микрометрическую регулировку, или по лимбу станка.

При затачивании по передней поверхности зубьев разверток используют шлифовальные круги тарельчатой формы, а при затачивании по задней поверхности – чашечной формы.

Для затачивания разверток из быстрорежущей стали рекомендуется следующая характеристика круга: материал абразива – 15А (электрокорунд нормальный); зернистость при черновом затачивании – 50…80; зернистость при чистовом затачивании – 25…40; твердость при черновом затачивании – СМ1-С; твердость при чистовом затачивании – СМ1-М1; связка – К (керамическая).

Развертки по передней поверхности с углом γ =0 0 затачивают в предварительно выверенных центрах универсально-заточного станка для получения требуемой шероховатости поверхности остроты режущего лезвия, при этом используют оправку и установочный шаблон (рис. 4 и 5).

Рабочая сторона круга устанавливается в плоскости, проходящей через центр развертки (рис.6).

Рис.4. Оправка для вывертки центров станка 3А64

Рис.5. Установочный шаблон

При необходимости иметь передний угол, отличающийся от 0 0 , стол станка вместе с установленной в центрах разверткой смещают относительно рабочей стороны круга на величину h (рис.7), т.е. . Для установки стола необходимо знать цену деления лимба перемещения стола станка или перемещение делать с помощью индикатора.

При использовании лимба станка необходимо предварительно выбрать люфт винтовой пары. Круг при затачивании устанавливается по самой мелкой канавке развертки, во избежание зарезов у основания перьев (установить также упоры по длине).

Для затачивания задней поверхности так же, как и в предыдущем случае, развертка устанавливается в предварительно выверенных центрах универсально-заточного станка. Для получения заданной величины α необходимо режущую кромку затачиваемого зуба развертки опустить ниже центра развертки на величину h , т.е. .

Рис.6. Схема установки шлифовального Рис.7. Смещение торцевой плоскости

круга для затачивания передней поверхности шлифовального круга при g 1 >0

развертки с g=0

При этом необходимо пользоваться упоркой, подводимой под тот зуб, который затачивается (рис.8). Упорка устанавливается на стол станка. Высота упора, обеспечивающая получение заданного значения заднего угла, устанавливается следующим образом:

Определяют с помощью штангенрейсмуса и цилиндрической оправки высоту центров станка;

Из полученного значения высоты центров вычитают величину h ;

- по полученному значению с помощью штангерейсмуса производят установку упорки.

Рис.8. Схема затачивания развертки по задней поверхности

Сначала затачивают заднюю поверхность по цилиндрической части. После каждого двойного хода развертку поворачивают на следующий зуб (поворот делается после того, как рабочая часть шлифовального круга выведена за пределы зуба).

Величина снимаемого за один проход слоя составляет 0,03…0,06 мм.

Затачивание калибрующей части по задней поверхности производится до тех пор, пока ширина ленточки не составляет значения, приведенного в табл.2.

Таблица 2

Размеры ленточек, мм

Для затачивания задней поверхности развертки по режущей (заборной части) стол станка необходимо развернуть на угол φ .

Установка развертки та же, что и при затачивании калибрующей части по задней поверхности. Затачивание производится до тех пор, пока не будет снят весь затупленный слой. Величину стачивания за одну переточку можно определить, если известна ширина изношенной контактной площадки М и величина заднего угла α (рис.9), т.е. a=M∙tg α+(0,05…0,1) , где a – толщина слоя, снимаемого за одну переточку.

Число рабочих ходов, необходимых для затачивания развертки, изношенной на величину М , определяется по формуле:

, где l – значение

Рис.9. Величина стачивания снимаемого слоя за один двойной ход.

При затачивании разверток на быстродействующие стали рекомендуется l=0,03…0,06 мм.

Число допустимых переточек развертки (рис.10) , где l k – длина калибрующей части, мм, из этой формулы видно, что с увеличением угла φ число допустимых переточек увеличивается.

КОНРОЛЬ РАЗВЕРТКИ ПОСЛЕ ЗАТАЧИВАНИЯ

После затачивания производится контроль рабочих размеров и геометрических параметров развертки.

Диаметр рабочей части развертки измеряют микрометром по цилиндрической поверхности ленточек в нескольких местах по длине, что позволяет определить величину уменьшения диаметра на участке с обратной конусностью. Длину цилиндрического участка измеряют масштабной линейкой. За диаметр рабочей части принимают размер, измеренный на цилиндрическом участке.

Рис.10. Число допустимых переточек

Одновременно измеряют основные параметры развертки (общую длину, длину рабочей части, ширину ленточки и др.элементы) масштабной линейкой, штангенциркулем. Ширину ленточки до 0,5 мм измеряют лупой Бринелля.

Угловой шаг зубьев развертки определяют с помощью делительной головки. На хвостовик развертки надевают хомутик, соединяющий развертку со шпинделем делительной головки. В магнитной стойке закрепляют рычажный прибор (миниметр, оптиметр и т.д.) так, чтобы его измерительный наконечник находился на высоте центров. Стрелки прибора устанавливают на нуль и производят запись показания делительной головки. Затем выводят измерительный наконечник рычажного прибора из контакта с передней поверхностью зуба развертки и поворачивают последнюю примерно на пол-оборота. После этого опять вводят измерительный наконечник рычажного прибора в контакт с передней поверхностью зуба развертки. Дополнительным поворотом устанавливают рычажный прибор на нуль и производят снова запись показаний на делительной головке. Разность двух показаний на делительной головке определяет действительный угол между зубьями. Эту разность находят для всех зубьев.

Угол конуса режущей части развертки может быть измерен универсальным угломером типа УТ, а также инструментальным микроскопом при установке развертки в центрах или на призме. Одновременно может быть изменен угол направляющего конуса развертки.

Передний и задний углы развертки проверяются маятниковым угломером типа «ЗУРИ». Допустимые отклонения от номинала значений переднего и заднего углов развертки -10.

Биение режущих кромок проверяется индикатором, установленным на магнитной стойке. Развертка устанавливается в центрах. Величина биения определяется как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора, которые получают при полном повороте проверяемой развертки.

Качество режущих лезвий после затачивания проверяется внешним осмотром видимых дефектов (зазубрин, выкрашиваний, неровностей, притуплений, прижогов, мелких трещин и т.д.) при помощи лупы с 10-кратным увеличением. Шероховатость поверхности режущих кромок проверяется сравнением с образцами.

При отсутствии установочного шаблона (см.рис.6) торец шлифовального круга устанавливают по оси центров при помощи валика с лыской и угольника (глубина лыски валика равна половине диаметра валика).

К атегория:

Сверление металла

Развертывание и его применение

Развертывание является операцией чистовой обработки отверстий, обеспечивающей высокую точность размеров и чистоту поверхности. Эта операция выполняется с помощью инструмента, называемого разверткой.

Развертывание отверстий можно выполнять на сверлильных или токарных станках, а также вручную. Развертки, применяемые для станочного развертывания отверстий, называются машинными (рис. 1,б). Машинные развертки отличаются от ручных более короткой рабочей частью. Они закрепляются в качающихся (плавающих) державках, установленных в патроне или непосредственно в шпинделе станка. Ручной развертке вращение сообщается при помощи воротка, который надевается на квадратный конец хвостовика развертки (рис. 1, а).

Рис. 1. Основные типы разверток

Расположенные на рабочей части развертки режущие зубья выполняются прямыми (прямозубые развертки, рис. 1, а) или с винтовыми канавками (спиральные развертки, рис. 1, в). Для развертывания прерывистых отверстий (например, с продольными канавками) применяются не прямозубые, а спиральные развертки. Развертки с правой винтовой канавкой называются праворежущими, а с левой - леворежу-Щ и м и.

По форме обрабатываемых отверстий развертки Делятся на цилиндрические (рис. 1, а, б, в, г, д) и конические (рис. 1,в, ж, з). Конические развертки применяются для развертывания отверстий: под коническую резьбу от Vie До 2”; под конус Морзе от № О до № 6; под метрический конус от № 4 до № 140; под конические штифты конусностью 1: 50 и 1: 30. Эти развертки делают комплектами из двух или трех разверток в комплекте. Одна является черновой, вторая-промежуточной, а третья - чистовой (рис. 1, е, ж, з).

Рис. 2. Элементы и геометрические параметры развертки

По своему устройству развертки подразделяются на дельные и насадные (рис. 1, г), с прямыми и винтовыми зубьями, постоянные и регулируемые.

Корпус регулируемой развертки сделан полым коническим с продольными канавками, прорезанными между зубьями на длине рабочей части (рис. 1, д). При завертывании винта его конический конец заставляет зубья развертки раздаваться; тем самым увеличивается и регулируется в определенных пределах диаметр развертки.

Развертка состоит из трех частей: рабочей части, шейки и хвостовика (рис. 2, а).

Рабочая часть в свою очередь состоит из режущей (или заборной) части, калибрующей цилиндрической части и обратного конуса.

Режущая часть делается конусной и выполняет основную работу по снятию стружки. Режущие кромки заборной части образуют с осью развертки угол при вершине, равный 2ф. Любая режущая кромка образует с направлением подачи или осью развертки главный угол в плане <р. Этот угол принимается для ручных разверток равным 0,5-1,5°, а для машинных разверток 3-5° при развертывании твердых металлов и 12-15° при развертывании мягких и вязких металлов. На конце заборной части зубья имеют скос под углом 45°. Это предохраняет режущие зубья от забоин и выкрашивания.

Задний угол а зуба развертки принимается равным 6-15° (рис. 2, в). Большие значения берутся для разверток больших диаметров. Передний угол у для черновых разверток берется в пределах от 0 до 10°, для чистовых разверток у = 0°.

Заборная (режущая) и калибрующая части развертки различаются формой зуба: на заборной части зуб заточен до остроты, а на калибрующей каждый зуб имеет на вершине ленточку шириной 0,05-0,4 мм; назначение ленточки - калибровать и заглаживать стенки развертываемого отверстия, придавая ему требуемые точность размера и чистоту поверхности.

В целях уменьшения трения развертки о стенки отверстия на участке калибрующей части образован обратный конус (развертка уменьшается в диаметре из расчета 0,04 мм на каждые 100 мм длины).

Развертки изготовляют с равномерным и неравномерным шагом зубьев по окружности. Для ручного развертывания следует применять развертки с неравномерным шагом. Они дают при развертывании вручную более чистую поверхность отверстия, а главное ограничивают возможность образования так называемой огранки, при которой отверстия получаются не цилиндрической, а многогранной формы. Машинные развертки изготовляют с равномерным шагом зубьев по окружности.

Хвостовики ручиых__разверток имеют на конце квадраты для воротка; у машинных разверток хвостовики имеют коническую форму.

Приемы развертывания. Отверстие под развертку сверлят с малым припуском, составляющим по диаметру не более 0,2-0,3 мм на черновую развертку и не более 0,05-0,1 мм на чистовую. Большой припуск может привести к быстрому затуплению заборной части развертки; ухудшению чистоты и точности отверстия.

При ручном развертывании развертку закрепляют в воротке, смазывают и затем вводят заборной частью в отверстие, направляя ее так, чтобы оси отверстия и развертки совпали. В особо ответственных случаях положение развертки проверяют по угольнику в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Убедившись в правильности положения развертки, Начинают медленно вращать ее вправо и одновременно слегка нажимают сверху. Вороток нужно- вращать медленно, плавно и без рывков. Не следует форсировать развертывание увеличением нажима даже в том случае, если развертка продвигается легко. Вращение развертки в обратном направлении совершенно недопустимо, так как оно может вызвать задиры на поверхности отверстия или поломку режущих кромок развертки. Развертывать отверстия нужно развертками определенного диаметра за один проход и обязательно с одной стороны. Развертывание можно считать законченным, когда рабочая часть развертки полностью пройдет отверстие.

Для развертывания отверстий в труднодоступных местах применяют специальные удлинители, надеваемые па квадрат развертки как торцовый ключ; вороток же надевается на квадрат такого удлинителя.

Механизация ручного развертывания осуществляется путем выполнения этой операции на сверлильных и других станках, а также с помощью механизированных машинок пневматического и электрического действия и специальных приспособлений.

При машинном развертывании на сверлильном станке развертка закрепляется так же, как и сверло, и работа производится аналогично сверлению. Эту операцию лучше всего выполнять сразу после сверления при одной установке детали. Благодаря этому развертка направляется строго по оси отверстия и нагрузка на зубья получается равномерной. В ряде случаев машинные развертки закрепляются в шарнирных качающихся державках. Это позволяет развертке самоустанавливаться по оси просверленного отверстия в тех случаях, когда оси отверстия и развертки не совпадают.

Развертывание на сверлильном станке следует вести с автоматической подачей и достаточно хорошей смазкой. Скорости резания при развертывании на станках должны быть в 2-3 раза меньше, чем при сверлении сверлом такого же диаметра. При меньшем числе оборотов повышается не только чистота и точность развертываемого отверстия, но и стойкость развертки.

Подачи при развертывании отверстий в стальных деталях диаметром до 10 мм составляют 0,5-1,2 мм/об., а в остальных деталях диаметром от 10 до 30 мм- 0,5-2 мм/об. При развертывании деталей из чугуна подачи для отверстий диаметром до 10 мм принимаются равными 1-2,4 мм/об., а для отверстий диаметром от 10 до 30 мм - 1-4 мм/об.

Величины подач при развертывании оказывают существенное влияние на чистоту поверхности отверстия. Чем выше требования к чистоте поверхности, тем меньше должна быть подача. В качестве смазывающе-охла-ждающей жидкости следует применять при развертывании отверстий в стальных деталях минеральное масло, в деталях из меди, латуни, дуралюминия - мыльную эмульсию; детали из чугуна и бронзы развертывают всухую. Охлаждение применяют как при машинном, так и при ручном развертывании.

Необходимо помнить, что развертки относятся к точным и дорогостоящим инструментам, поэтому на правильность их эксплуатации и хранения должно быть обращено особое внимание. Развертками следует пользоваться только по назначению, нельзя доводить их до чрезмерного затупления. Хранить их нужно в деревянных гнездах или чехлах.

Типовые процессы обработки отверстий. Отверстия диаметром до 10 мм развертываются после сверления; при больших диаметрах отверстия обрабатываются зенкером и затем развертываются одной или двумя развертками. Точность отверстия после развертывания соответствует 2-3-му классу, а шероховатость поверхности, достигаемая развертыванием, находится в пределах 6-9-го, а иногда и до 10-го класса чистоты (при обработке латуни JIC59-1 и цинковых сплавов) по ГОСТ у 2789-59.

В табл. 8 приведены значения припусков на диаметр при обработке отверстий.

Количество и последовательность переходов при обработке отверстия устанавливают в зависимости от заданной точности и размеров отверстия, а также от материала детали и т. д.

Обработку, например, отверстия диаметром 10 мм в стальной детали по 2-му классу точности следует выполнять в такой последовательности (рис. 3, а):
1) просверлить отверстие диаметром 9,7 мм;
2) развернуть черновой разверткой диаметром 9,9 мм;
3) развернуть отверстие чистовой разверткой диаметром 10А мм.

На рис. 3, б показана последовательность обработки отверстия диаметром 25 мм в стальной детали по 2-му классу точности:
1) сверление отверстия диаметром 22,6 мм;
2) зенкерование зенкером диаметром 24,7 мм;
3) развертывание чернов’ой разверткой диаметром 24,9 мм;
4) развертывание чистовой разверткой диаметром 25А мм.

Брак при развертывании и меры его предупреждения. Брак при развертывании отверстий может получиться в результате неправильного выбора инструмента и режимов резания, назначения чрезмерных припусков иа развертывание, работы неисправной разверткой (трещины, выкрошенные зубья, забоины и т. п.), нарушения технологической последовательности переходов и приемов развертывания, отсутствия смазочно-охлаждающей жидкости.

Рис. 3. Последовательность обработки отверстий высокой точности

Следует помнить, что развертывание является последней операцией чистовой обработки отверстия. По-> этому, производя развертывание, слесарь обязан особенно внимательно следить за ходом процесса. В частт ности, необходимо учитывать, что черновой разверткой можно снимать припуск по диаметру металла толщиной 0,2-0,3 мм, а чистовой- 0,05-0,2 мм. При съеме большего слоя металла развертка быстро тупится.

Нельзя вращать развертку в обратном направлении, так как это вызывает поломку зубьев и задиры на поверхности отверстия.

Диаметр чистовой развертки слесарь должен выбирать, исходя из окончательного размера обрабатываемого отверстия с соответствующим допуском. Зная верхнее отклонение на изготовление отверстия, можно установить диаметр развертки, учитывая разбивку отверстия. Разбивка отверстия - это разность между размерами отверстия и диаметром развертки.

Если слесарь не может устранить неполадки в процессе развертывания, он должен обратиться к мастеру.

Развертка – металлорежущий много-лезвийный инструмент, предназначенный для предварительной или окончательной обработки цилиндрических отверстий 6 …11-го квалитета точности или конических отверстий с параметром шероховатости обрабатываемой поверхности Rz = 6,3…10 мкм.

Развертки имеют общие конструктивные элементы. Наиболее ответственными конструктивными элементами разверток являются: рабочая (режущая и калибрующая) часть и корпус. При развертывании с поверхности предварительно обработанного отверстия снимается припуск от нескольких сотых до 1 мм.

Рис. 29. Типы цилиндрических разверток:

а - ручная; б - машинная; в - насадная; г - сборная

Рабочая часть ручных цельных разверток изготовляется из легированной стали марки 9ХС или (в обоснованных случаях) из быстрорежущей стали. Рабочая часть машинных цельных разверток и ножи сборных разверток изготовляют из быстрорежущей стали марки Р6М5 или других марок быстрорежущих сталей, а также из твердых сплавов. Корпуса машинных цельных разверток с диаметром рабочей части 10 мм и выше – сварные: хвостовик из сталей марок 45 или 40Х приваривается к рабочей части из быстрорежущей стали. Твердость быстрорежущей рабочей части разверток HRC 61…63 (для разверток диаметром до 6 мм) или HRC 62-65 (для разверток диаметром свыше 6 мм). Твердость рабочей части разверток из быстрорежущих сталей с повышенным содержанием ванадия (более 3%) и кобальта (более 5%) должна быть выше на 1…2 ед. HRC. Твердость рабочей части разверток из стали марки 9ХС HRC 61-63 (для разверток диаметром до 8 мм) и HRC 62…64 (для разверток диаметром свыше 8 мм). Твердость корпусов сварных разверток из стали марки 40Х HRC 35…45, цельных – HRC 35…55.

Корпуса сборных разверток и разверток, оснащенных напайными пластинками из твердого сплава, выполняются из стали марки 40Х, а корпуса ножей сборных разверток – из сталей марок У7 и У8. Твердость корпусов концевых разверток на длине, не менее длины стружечных канавок, HRC 30-40, насадных разверток (на всей длине корпуса) – HRC 30…40 и корпусов разверток со вставными ножами – HRC 35-45.

Материалом рабочей части разверток машинных цельных из твердого сплава является твердый сплав марок ВК6, ВК6М, ВК8, ВК10 или из других марок группы ВК. Материал хвостовой части – сталь марки 45 или 40Х, термообработанная так, что твердость цилиндрического хвостовика на половине его длины и твердость лапки конического хвостовика должны находиться в пределах HRC 30…45.

Режущая часть разверток обеспечивает съем основного припуска обрабатываемого отверстия, определяет характер нагрузки и ее распределения при работе развертки, управляет потоком стружки. Она характеризуется углом в плане j , формой и длиной режущей части l 1 , передним g и задним a углами в нормальном сечении зуба, углом наклона режущей кромки l , числом зубьев и их взаимным расположением.

Форма режущей части разверток и ее геометрические параметры оказывают сильное влияние на соотношения сил резания при развертывании, на качество обработанной поверхности, насрок службы развертки. На рис.30 приведены различные наиболее распространенные формы режущей части разверток. Более простая форма, применяемая в централизованно выпускаемых машинных твердосплавных развертках, имеет угол в плане j = 45° (рис.30, а ) и заточенную наостро по задней поверхности режущую часть. Эта форма достаточно универсальна и технологична, позволяет производить обработку как глухих, так и сквозных отверстий. В последнее время она часто видоизменяется путем создания ленточки на задних поверхностях зубьев режущей части. Развертки, имеющие такую форму заточки, легко перетачиваются и им при необходимости можно легко придать любую другую форму.

Рис. 30. Формы режущей части развертки

Развертки с углом в плане меньшим 45° обычно имеют дополнительную фаску с х 45° (рис.30, б ) для облегчения направления развертки при ее введении в обрабатываемое отверстие. Для повышения качества обработанной поверхности целесообразно уменьшать угол в плане j . При этом режущая часть удлиняется, сокращается запас на переточку разверток, одновременно снижается осевое усилие. Для ручных разверток последнее обстоятельство играет наиболее важную роль, поэтому ручные развертки выпускают с малыми углами в плане (j = 1…2°).

Для остальных видов разверток противоречия между нежелательным увеличением длины режущей части при уменьшении угла j с одной стороны, и повышением качества обработанной поверхности, с другой – разрешаются двумя путями.

Первый создание режущей части с ломаной режущей кромкой (рис.30. в ), имеющей на части длины l 1 - l 2 угол в плане j = 45°, а на участке длиной l 2 = 1-3 мм, прилегающем к калибрующей части, угол в плане j 1 = 1…3°. Такая форма режущей части позволяет основную часть припуска снимать с достаточно большой толщиной среза, а оставшуюся часть припуска обрабатывать с малой толщиной среза. Для повышения качества обработки рекомендуется переходный участок от режущей части к калибрующей закруглять.

Вторым способом, устраняющим приведенные противоречия является создание режущей части криволинейной (обычно радиусной) формы (рис.29, г). В этом случае режущая часть имеет переменный на разных ее участках угол в плане, причем наибольшие его значения у начала режущей части со стороны обрабатываемого изделия, а наименьшие (близкие к нулю) – в зоне перехода от режущей к калибрующей частям. Толщина среза при работе развертки с такой формой режущей части переменна и уменьшается от максимума до минимума по мере увеличения расстояния от обрабатываемого изделия до рассматриваемой точки режущей кромки. Несмотря на очевидные преимущества таких разверток, они находят ограниченное применение из-за технических трудностей при заточках и переточках криволинейной режущей части.

При обработке вязких материалов, в особенности нержавеющих и жаропрочных сталей, легких сплавов, находят применение развертки с кольцевой ступенчатой формой режущей части (рис.30, д ). Диаметры ступеней таких разверток обычно принимаются равными D 1 = D - 0,2 мм;D 2 = D - 0,5 мм или подбираются опытным путем для каждого конкретного случая. Создание режущей части такой формы связано со значительными технологическими трудностями, в особенности при образовании переходных участков k от ступени к ступени и обеспечении точного их взаимного расположения.

Длина режущей части l 1 разверток определяется припуском на обработку, формой режущей части, углом в плане j . Для разверток нестандартных или разверток, имеющих отличные от стандартных углы в плане j , длина режущей части может быть подсчитана по аналогии с зенкерами.

Угол в плане j у стандартных разверток принимается равным: 1° (ручные развертки с прямыми стружечными канавками). 6° (ручные развертки с винтовыми стружечными канавками), 5, 15 или 45° (машинные развертки). При заточках и переточках разверток следует иметь в виду, что значение угла в плане должно выбираться в зависимости от обрабатываемого материала. При обработке хрупких материалов угол в плане j принимается равным 3…5°, при обработке вязких материалов – 15°, при обработке Глухих отверстий как в хрупких, так и в вязких материалах он может достигать 60°.

Передний угол g режущей части стандартных разверток обычно равен нулю. При обработке вязких материалов целесообразно затачивать рабочую часть с углом g = 7…10°. Угол у обычно задается в нормальном продольной оси развертки сечении в точке перехода от режущей к калибрующей частям. При угле g ¹ 0 в этой точке, а также при наличии угла g ¹ 0 угол g по длине режущей кромки переменен (имеется в виду, что передние поверхности калибрующей и режущей частей развертки затачиваются совместно и поэтому совпадают). Переменным угол g является и у разверток с криволинейной формой режущей части (в случае l ¹0).

Задние углы a, a N , a 1 N режущей части стандартных разверток находятся в пределах 6…15°. При обработке углеродистых и легированных сталей с s в =500 МПа рекомендуется затачивать развертки под углом a = 6…10°, при развертывании алюминиевых сплавов - под углом a = 10…15°, при обработке титановых сплавов – под углом a = 10°; в последнем случае целесообразно образовывать фаску f вдоль режущей кромки шириной 0,05… 0,1 мм с углом a = 0.

Число зубьев Z разверток влияет на производительность развертывания, качество обработанной поверхности. С уменьшением числа зубьев ухудшается качество обработки, но улучшается стружкоотвод, объем стружечных канавок увеличивается, увеличивается и прочность зуба развертки. С увеличением числа зубьев улучшается качество обработанных разверткой поверхностей, увеличивается подача на оборот развертки, увеличивается (до некоторых пределов) производительность обработки. Вместе с этим уменьшается объем стружечных канавок, что требует снижения припуска на обработку, прочность зубьев снижается, а это требует снижения подачи на зуб развертки. Последнее справедливо, если развертка работает на подачах, близких к предельным с точки зрения прочности зуба подачам. Если же подача на зуб развертки назначается исходя из требований получения обработанной поверхности заданного чертежами качества, то снижать подачу не имеет смысла. Обычно для выбора числа зубьев рекомендуется пользоваться зависимостью

z = 1,5 ,

где D - диаметр обрабатываемого отверстия, мм;

k - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала (при обработке вязких материалов – k = 2 для хрупких материалов – k = 4 ).

Число зубьев разверток, особенно разверток небольшого диаметра, подсчитанное по приведенной формуле, несколько завышено. Действительно, при диаметре обрабатываемого отверстия 9 мм число зубьев разверток для обработки хрупких материалов, рассчитанное по формуле, должно быть равно восьми. При этом расстояние между соседними зубьями, измеренное по дуге окружности, составит 3,5 мм, что явно недостаточно, особенно для твердосплавных разверток.

Рассчитанное по формуле или выбранное по графикам число зубьев развертки округляют до ближайшего четного числа. Четное число зубьев рекомендуется для облегчения измерения параметров развертки при ее обработке. Кроме стандартных, имеется ряд специальных конструкций разверток, число зубьев которых определяется самой конструкцией. К таким разверткам можно отнести однолезвийные раз­вертки, получившие в настоящее время достаточное распространение.

Одновременно с числом зубьев режущей части развертки на ее работу оказывает влияние и взаимное расположение зубьев по окружности. В практике получили распространение развертки с равномерным расположением зубьев по окружности (угловое расстояние между любыми двумя соседними зубьями одинаково) и неравномерным расположением зубьев (угловое расстояние между двумя соседними зубьями неодинаково). Разница в центральном угле между соседними зубьями в стандартных развертках колеблется в пределах 0,5-5° (большие значения для малых чисел зубьев). В ряде конструкций нестандартных разверток, а также в конструкциях разверток некоторых зарубежных фирм эта разница достигает 30°. Неравномерное расположение зубьев осуществляется таким образом, чтобы угловые шаги диаметрально противоположных зубьев были равны, т. е. вершины диаметрально противоположных зубьев лежали на одном диаметре. Неравномерное расположение зубьев по окружности в ряде случаев способствует повышению точности развертывания, получению отверстий правильной (без огранки) геометрической формы, повышению качества обработанной поверхности.

На распределение усилий при развертывании, а также на точность и качество обработанных отверстий значительное влияние оказывает качество заточки отдельных зубьев, точность взаимного расположения режущих кромок. Так, биение режущих кромок относительно оси не должно превышать значений, d = 10-32 мкм, в зависимости от диаметра.

Калибрующая часть разверток обеспечивает зачистку и калибрование отверстий, правильность их геометрической формы и размеров, содержит резерв на переточку после затупления. Калибрующая часть хар-ся формой зуба, геометрическими параметрами, допусками на диаметр калибрующей части, качеством обработки поверхностей, взаимным расположением калибрующих участков отдельных зубьев. Форма зуба и геометрические параметры калибрующей части приведены на рис. 31.

Криволинейная форма зуба у разверток обычно вогнута, Это обеспечивает получение увеличенного пространства для размещения стружки, хотя и несколько снижает прочность зуба.

Развертки обычно выполняются с ломаной (рис. 31, а ) или криволинейной, по радиусу r i (рис. 31, б ) формой спинки зуба. На калибрующей части обязательно предусматриваются ленточки.

Рис. 31. Форма зуба разверток: а - ломаная, выпуклая, б вогнутая

В зависимости от диаметра обработки ширина ленточки принимается равной f = 0,05…0,4 мм , в котельных развертках ширина ленточки f = 0,2…0,3 мм .

На калибрующей части допускается обратная конусность, т. е. уменьшение диаметра в направлении к хвостовой части на величину не более допуска на изготовление развертки (при допуске на изготовление менее 0,01 мм обратная конусность допускается не более 0,05 мм).

Передние и задние поверхности калибрующей части должны быть заточены без завалов и выкрашиваний. Передний и задний углы калибрующей части обычно равны соответствующим углам режущей части. Радиальное биение зубьев в начале калибрующей части относительно оси разверток не должно превышать значений d = 6…20 мкм в зависимости от диаметра

Развертки выпускаются доведенными для обработки отверстий с допусками по К6; J6; Н6; N7; М7; К.7; J7; F8; Е8; Н7; Н8;Н9; F9; Н10; H11 (допуски на диаметры разверток по ГОСТ 13779-77 или по ГОСТ 7722-77); с припуском под доводку номеров 1…3 (допуски на диаметры по ГОСТ 11173-76). Развертка № 1 предназначена для получения доведенных отверстий под посадки N7; М7, К6; К7; Р7, развертка № 2 – под посадки J6; J7; Н6; Н7; G6; развертка № 3 – под посадки Н8; G7.

Котельные развертки (рис. 32 ) применяют при подготовке отвер­стий под заклепки в двух или более соединяемых листах. Они получили широкое распространение в котло-, корабле- и авиастроении, а также при изготовлении мостовых конструкций.

Котельные развертки работают в тяжелых условиях, так как из-за неизбежных несовпадений осей отверстий в пакетах листов приходится удалять большой припуск – до 1...2 мм на сторону, т.е. почти как при зенкеровании. При этом обрабатываемые материалы, как правило, вязкие и пластичные.

Для лучшего направления разверток в отверстии, снижения осевых усилий и уменьшения шероховатости поверхности используются винто­вые зубья с углом ω = 25...30° с направлением, обратным вращению инструмента. Котельные развертки имеют малый угол заборного конуса, равный 2φ = 3...5°30" и, соответственно, большую длину режущей части, равную 1/3... 1/2 длины рабочей части инструмента. Число зубьев z = 4...6 при диаметре разверток d = 6...40 мм. Передний угол зубьев в сечении, перпендикулярном к винтовым канавкам, γ N = 12... 15°, задний угол α= 10°. Зубья на калибрующей части имеют узкие направляющие ленточки шириной f = 0,2...0,3 мм с обратной конусностью 0,05...0,07 мм на 100 мм длины.

Рис. 32. Котельная развертка

Котельные развертки изготавливают как ручные с цилиндрическим хвостовиком, так и машинные с коническим хвостовиком, устанавливае­мые на радиально-сверлильных станках или на пневматических дрелях.

Дня лучшего направления разверток иногда впереди их рабочей час­ти предусматривают направляющие цапфы, как у зенковок. У разверток больших диаметров с целью обеспечения надежного дробления стружки на зубьях заборного конуса в шахматном порядке наносят стружкоделительные канавки.

Конические развертки применяют для получения точных кониче­ских отверстий под штифты (конусность 1: 50), конусы Морзе и метриче­ские, посадочные отверстия насадных зенкеров и разверток (конусность 1: 30) и др. Конические отверстия формируют либо из цилиндрических, полученных сверлением, либо из конических отверстий, полученных рас­точкой при обработке очень крутых конусов, например с конусностью 7: 24.

Условия работы таких разверток очень тяжелые, так как у них длина режущих кромок, снимающих припуск, большая и равна длине образую­щей конуса, а толщина срезаемого слоя определяется перепадом диаметров.

Рис. 33. Комплект конических разверток:

а - черновая (№ 1); б - промежуточная (№ 2); в - чистовая (№ 3)

Требования к точности конических отверстий достаточно высоки, так как от нее часто зависят прочность и герметичность соединяемых деталей, величина передаваемого крутящего момента и др. При этом точностьобработанных отверстий обеспечивается точностью изготовления разверток.

В отличие от цилиндрических, у конических разверток отсутствует разделение на режущую и калибрующую части, так как зубья, располо­женные на конической поверхности, являются одновременно и режущи­ми, и калибрующими.

При обработке отверстий с конусностью большей 1:20 приходится снимать припуск такой большой величины, что его можно удалить толь­ко с помощью комплекта разверток.

На рис. 33, а - в приведен комплект конических разверток из трех номеров, применяемый для обработки отверстий под конус Морзе.

Развертка № 1 – черновая, имеет ступенчатую форму зубьев, распо­ложенных по винтовой поверхности, которая совпадает по направлению с направлением вращения инструмента. Припуск снимается режущими кромками, расположенными на торцах зубьев, как при зенкеровании. По­сле прохода такой развертки цилиндрическое отверстие превращается в ступенчатое. У развертки № 1 стружечные канавки прямые, а их число равно 4...8 и зависит от диаметра конуса.

Развертка № 2 – промежуточная, имеет форму обрабатываемого от­верстия. Ее режущие кромки делятся на отдельные мелкие участки пря­моугольной резьбой, имеющей направление, обратное вращению инст­румента. Шаг резьбы Р = 1,5...3,0 мм, ширина канавок Р/2, а глубина h - 0,2Р. Эта развертка обеспечивает дробление снимаемого припуска на более мелкие ступени.

Развертка № 3 – чистовая, имеет прямые зубья по всей длине режу­щей части, а для более устойчивого положения развертки в отверстии на вершинах ее зубьев делаются ленточки шириной 0,05 мм. Эта развертка обеспечивает срезание остаточной части припуска и калибрует отверстие.

У конических разверток стружечные канавки прямые, передний угол на режущих кромках γ = 0°, задние поверхности зубьев у разверток № 1 затылованы, а у разверток № 2 и 3 заточены под углом α = 5°.

При обработке отверстий под штифты с конусностью 1:50 достаточ­но одной чистовой развертки, а с конусностью 1:30 необходимо исполь­зовать две развертки.

Развертки твердосплавные . Условия резания при развертывании благоприятны для применения твердых сплавов, так как для этих инст­рументов характерны малые нагрузки на режущие зубья, устойчивое по­ложение в отверстии и высокая жесткость. Применение твердых сплавов благодаря их высокой износостойкости в несколько раз повышает стой­кость разверток, особенно при обработке отверстий в труднообрабаты­ваемых сталях и высокопрочных чугунах. Однако реализовать возмож­ность повышения скорости резания в несколько раз при использовании твердосплавных разверток не удается из-за возникновения вибраций, ухудшающих качество обработанной поверхности. Только в конструкци­ях разверток одностороннего резания с использованием внутреннего на­порного охлаждения и с работой хвостовика на растяжение удалось при об­работке конструкционных сталей достичь скоростей резания v = 120 м/мин.

Использование твердых сплавов при оснащении обычных машин­ных разверток возможно в трех вариантах:

1) изготовление рабочей части целиком из твердых сплавов, полученных методом прессования или из пластифицированных заготовок с последующим их спеканием;

2) пайка стандартных пластин непосредственно на корпус развертки или на ножи в сборных развертках;

3) механическое крепление пластин на корпусе развертки.

Развертки диаметром до 3 мм изготавливают целиком из твердого сплава в виде трех-, четырех- или пятигранника (рис. 34, а )с заборным конусом, без стружечных канавок с отрицательными передними углами на режущих кромках. В этом случае снимаемые припуски чрезвычайно малы, а процесс резания подобен шабрению.

На рис. 34, б приведена конструкция развертки с цельной твердо­сплавной рабочей частью и стальным хвостовиком, соединенным пайкой. Такие развертки изготавливают диаметрами 3...12 мм.

На рис. 34, в показана концевая развертка с твердосплавными пла­стинками, напаянными на корпус, а на рис. 34, г - насадная развертка с пластинами, напаянными на ножи, закрепленные винтами на корпусе инструмента. Такие развертки диаметрами 150...300 мм можно регули­ровать по диаметру с помощью подкладок под ножи.

Учитывая, что при развертывании температура резания невелика, в последнее время вместо пайки стали использовать высокопрочные клеи, что значительно упрощает процесс изготовления разверток и обеспечива­ет повышение стойкости твердосплавных пластин за счет отсутствия термических напряжений.

Рис. 34. Твердосплавные развертки: а - гранная цельная; б - с цельной твердосплавной рабочей частью, припаянной к хвостовику; в - хвостовая с напайными твердосплавными пластинами; г - насадная сборная с ножами, оснащенными твердым сплавом

Рис. 35. Твердосплавная развертка одностороннего резания

Развертки одностороннего резания изготавливают с одним или несколькими ножами и опорными пластинами. Благодаря выглаживаю­щему действию опорных твердосплавных направляющих, восприни­мающих радиальную составляющую сил резания и трения, они обеспечи­вают высокую точность отверстий и низкую шероховатость их поверхно­стей. Такие развертки изготавливаются серийно, например фирмой «Mapal» (Германия) в диапазоне диаметров 8... 100 мм, и применяются для развертывания неглубоких отверстий. Режущие пластины у них мо­гут быть регулируемыми по диаметру с использованием разных способов механического крепления. Один из вариантов таких разверток показан на рис. 35 . За счет применения внутреннего напорного охлаждения СОЖ на масляной основе удалось достичь при обработке сталей следующих режимов резания: v = 70...90mm, S = 0,1... 0,5 мм/об, t = 0,15мм.

Твердосплавные развертки имеют следующие основные отличия от быстрорежущих: а) меньше длина рабочей части (у разверток с напайными пластинами она равна длине пластин); б) малая длина заборного ко­нуса, так как с целью уменьшения вибраций угол ф увеличен до 45°; в) на режущих кромках при нулевых передних углах затачивают узкие упроч­няющие фаски с отрицательным передним углом у ф = -5°; г) обратный конус из-за малой длины калибрующей части обычно не делают, его за­меняют закруглением по радиусу.

11. ПРОТЯЖКИ

НАЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОТЯЖЕК. Протяжки – это многозубые высокопроизводительные инструменты, нашедшие широкое применение в серийном и особенно в массовом про­изводствах. Они относятся к инструментам с конструктивной подачей, так как при протягивании движение подачи отсутствует.

Деление припуска между зубьями протяжки осуществляется за счет превышения по высоте или ширине каждого последующего зуба относи­тельно предыдущего. Превышение по высоте, определяющее толщину срезаемого слоя а г, называется подъемом или подачей назуб. Деление припуска по ширине осуществляется с целью облегчения процесса реза­ния и используется в протяжках с групповой схемой резания.

Протяжки, применяемые для обработки отверстий различных форм, называются внутренними протяжками. Для обработки наружных по­верхностей, т.е. поверхностей с открытым незамкнутым контуром, при­меняют наружные протяжки.

Главное движение протяжки, обеспечивающее процесс резания, ча­ще всего прямолинейное, поступательное. Реже встречаются протяжки с вращательным или винтовым главным движением.

Процесс протягивания осуществляется на специальных горизон­тальных или вертикальных протяжных станках.

На рис. 36 показано несколько схем протягивания:

· при обработке отверстий (рис. 36, а ) и наружных поверхностей
(рис. 36, б ) с возвратно-поступательным движением инструмента и не­
подвижной заготовкой;

· при непрерывном протягивании наружных поверхностей с автома­
тической загрузкой и выгрузкой заготовок, перемещающихся относи­
тельно неподвижной протяжки (рис. 36, в );

· при обработке тел вращения плоскими или круглыми протяжками
(здесь главное движение или прямолинейное, или вращательное, при
этом протяжка совершает один оборот) (рис. 36, г );

· при обработке отверстий прошивками (рис. 36, д ) сила приложена
к торцу инструмента и, таким образом, прошивки работают на сжатие. Для
обеспечения продольной устойчивости прошивок их длина не должна пре­вышать 15 диаметров. По конструкции прошивки подобны протяжкам.

Рис. 36. Схемы протягивания:

а – отверстий; б – плоскостей; в – непрерывное протягивание наружной поверхности; г – обработка цилиндрической поверхности плоской

и круглой протяжками; д – обработка отверстия прошивкой.

Встречаются и другие схемы протягивания, которые, как и сам ин­струмент, постоянно совершенствуются.

Впервые протяжки появились в 30-х годах XX столетия и нашли широкое применение благодаря следующим достоинствам процесса про­тягивания:

1. высокая производительность, так как в процессе резания снимается припуск одновременно несколькими зубьями, при этом активная
длина режуших кромок очень большая, хотя скорость резания невелика
(6...12 м/мин). Так, например, при протягивании отверстия диаметром
30 мм одновременно пятью зубьями ширина срезаемого слоя составляет
около 470 мм. В целом производительность при протягивании в 3-12 раз
выше, чем при других видах обработки;

2. высокая точность (JT7...JT8) и низкая шероховатость
(Ra 0,32...2,5) обработанных поверхностей благодаря наличию черновых,
чистовых и калибрующих зубьев, а в некоторых конструкциях протяжек
еще и выглаживающих зубьев. Протягивание заменяет фрезерование,
строгание, зенкерование, развертывание, а иногда и шлифование;

3. высокая стойкость инструмента, исчисляемая несколькими тыся­чами деталей. Это достигается благодаря оптимальным условиям резания
и большим запасам на переточку;

4. простота конструкции станков, так как при протягивании отсут­ствует движение подачи, поэтому станки не имеют коробок подач, а
главное движение осуществляется с помощью силовых гидроцилиндров.

К недостаткам протяжек можно отнести:

1. высокие трудоемкость и стоимость инструмента из-за сложности
конструкций протяжек и высоких требований к точности их изготов­ления;

2. протяжки - это специальные инструменты, предназначенные для
изготовления деталей только одного типоразмера;

3. высокие затраты на переточку, обусловленные сложностью кон­струкций этих инструментов.

Экономическая эффективность применения протяжек достигается лишь в массовом и серийном производствах. Однако даже на предпри­ятиях с единичным и мелкосерийным производствами протяжки могут дать значительный экономический эффект при обработке сложных фа­сонных отверстий, если формы обрабатываемых поверхностей и их раз­меры имеют узкие допуски. Например, при протягивании многошлицевых отверстий экономически оправдано применение протяжек даже при партии 50 деталей в год, а круглых отверстий - не менее 200 деталей.

При проектировании протяжек необходимо иметь в виду следующие особенности их работы:

1 протяжки испытывают очень большие растягивающие нагрузки, поэтому внутренние протяжки обязательно проверяют на прочность по наиболее слабым сечениям; срезаемая при протягивании стружка должна свободно разме­шаться в стружечных канавках в течение всего времени нахождения ре­жущих зубьев в контакте с заготовкой и свободно выходить из канавки после прекращения процесса резания. Поэтому вопросы размещения и разделения стружки по ширине требуют большого внимания. Так, на­
пример, при протягивании круглых отверстий не допускаются кольцевые
стружки, потому что для освобождения от них протяжек потребовались
бы большие затраты времени;

2 длина протяжек должна соответствовать рабочему ходу протяж­
ного станка, а также возможностям оборудования для их термической и
механической обработки. Протяжки должны иметь достаточную жест­
кость при изготовлении и эксплуатации, поэтому при протягивании ино­
гда используют люнеты и другие приспособления.

3 Из всех разновидностей внутренних протяжек наибольшее примене­ние (до 60 %) нашли протяжки для обработки круглых отверстий, поэто­му ниже будут рассмотрены основы проектирования именно этих протя­жек. Для других типов протяжек (гранные, шлицевые, наружные) будут рассмотрены только отличительные особенности расчета их режущей части.