Выбор способа обработки отверстия и подбор режущего инструмента.

1 – лапка; 2 – хвостик; 3 – шейка; 4 – канавка

Рис. 1.18. Приспособления для зажима сверла:

а – трехкулачковый патрон; б – переходная конусная втулка

Сверло с цилиндрическим хвостовиком предварительно закрепляется в специальном патроне (рис. 1.18, а). В том случае, когда конус сверла меньше конуса в шпинделе станка, применяются конусные переходные втулки (рис. 1.18, б). Лапка – концевая часть сверла – служит упором при выбивании сверла из шпинделя станка. При сверлении обрабатываемую деталь закрепляют неподвижно, а сверху сообщают два совместных движения (рис. 1.17): вращательное (по стрелке I) и поступательное, направленное вдоль оси сверла (по стрелке II). Вращательное движение сверла называется главным, а поступательное – движением подачи.

Сверление применяют, когда необходимо получить отверстия невысокой степени точности и невысокого класса шероховатости, например, под крепежные болты и шпильки, а также под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование. Если отверстие в детали несквозное, то операция называется засверливанием, а увеличение диаметра отверстия – рассверливанием, или зенкерованием.

В процессе сверления происходит стачивание режущих кромок сверла, и оно становится неработоспособным. Для восстановления режущих свойств сверла его затачивают. Полученный в результате заточки угол при вершине сверла проверяют специальными шаблонами (рис. 1.19). Величина этого угла выбирается в зависимости от обрабатываемого материала (табл. 1.1).

Рис. 1.19. Проверка сверла при заточке по шаблону:

а – шаблон; б – измерение длины режущей кромки;

в – измерение угла при вершине; г – измерение угла заострения;

д – измерение угла наклона поперечной кромки

Таблица 1.1 Зависимость угла при вершине от обрабатываемого материала

Для уменьшения трения сверло имеет обратную конусность: его диаметр уменьшается по направлению к хвостовику на 0,03…0,12 мм на каждые 100 мм длины.

Свёрла изготовляют из сталей марок Р9, Р18, Р9К10, Р6М5, Р18К5Ф2, У12А, оснащают пластинками из твердых сплавов и композиционных материалов.

При сверлении отверстий диаметр сверла выбирают в зависимости от диаметра крепёжной детали – болта или шпильки (табл. 1.2).

Таблица 1.2 Диаметр сверла при получении отверстия для крепежной детали

Зенкование

– это операция обработки цилиндрических или конических углублений и фасок просверленных отверстий под головки болтов, винтов и заклёпок (рис 1.20, а). Режущим инструментом является зенковка. По форме режущей части зенковки делятся на цилиндрические, конические и торцовые (цековки). Все они состоят из рабочей части и хвостовика.
Рис. 1.20. Способы обработки отверстий:
а – зенкование; б – зенкерование; в – развёртывание

Рабочая часть цилиндрической зенковки имеет от 4 до 8 торцовых зубьев и направляющую цапфу, которая входит в просверленное отверстие, что обеспечивает совпадение оси отверстия и образованного зенковкой цилиндрического углубления.

На конической зенковке рабочая часть имеет конус при вершине. Наибольшее распространение получили конические зенковки с углом конуса 30, 60, 90 и 120*.

Цекование производится торцовыми зенковками для зачистки торцовых поверхностей, обработки бобышек под шайбы, упорные кольца, гайки. Для изготовления зенковок используется сталь марок Р9, Р18.

Зенкерование

– процесс обработки цилиндрических и конических необработанных отверстий с целью увеличения диаметра, улучшения качества их поверхности, повышения точности (уменьшения конусности, овальности, разбивки). Зенкерование выполняется на сверлильных станках зенкерами (рис. 1.20, б), которые по внешнему виду напоминают сверло и состоят из тех же основных элементов, но имеют большее количество режущих кромок (3–4) и спиральных канавок.

Зенкеры изготовляют из стали марок Р9, Р18, 9ХС, У12А двух типов: цельные диаметром 10…40 мм с длиной рабочей части 80…200 мм и насадные диаметром 32…80 мм с длиной 10…18 мм.

Отверстия, которые после сверления необходимо обрабатывать зенкером, должны иметь меньший диаметр по сравнению с диаметром окончательно обработанного отверстия (табл. 1.3).

Таблица 1.3 Диаметр зенкера с учетом припуска

Развёртывание

– обработка отверстий после сверления, зенкерования или расточки для придания им требуемой высокой точности и шероховатости (рис. 1.20, в).

Основным инструментом является развёртка, которая состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. В зависимости от формы обрабатываемого отверстия применяют цилиндрические и конические развёртки с 6…12 зубьями. По конструкции развёртки подразделяют на цельные, регулируемые и со вставными зубьями, а по способу применения на ручные и машинные.

При развертывании отверстий вручную применяют развертку с неравномерным распределением зубьев по окружности, что способствует получению менее шероховатой поверхности. Машинные развертки имеют чётное количество равномерно распределенных зубьев. Чем больше зубьев, тем менее шероховатой получается обрабатываемая поверхность.

Цилиндрические и конические развёртки изготовляют из стали марок Р9, 9ХС комплектно. В комплекте из трех развёрток первая – черновая, вторая – переходная, третья – чистовая.

Толщина слоя металла, снимаемого развёрткой, зависит от диаметра отверстия (табл. 1.4).
Таблица 1.4 Припуск на диаметр при развертывании

Процесс сверления и рассверливания отверстий на токарных станках

Для образования новых отверстий в заготовке или изменения размеров старых, на токарном станке необходимо выполнить следующие виды операций:

1. Выставить заднюю бабку, чтобы ось пиноли совпадала с осью шпинделя.
2. Закрепить заготовку в патроне передней бабки таким образом, чтобы она выступала за уровень кулачков как можно меньше.
3. Установить в пиноле задней бабки режущий инструмент. Если предстоит его частая смена, то лучше пользоваться быстросменным патроном и набором специальных втулок. Это поможет значительно сократить время на смену инструмента. При использовании быстросменного патрона, все свёрла, зенкеры, развёртки и т.д. должны иметь хвостовики с одинаковым номером конуса Морзе. Пиноль в начале сверления должна быть выдвинута из задней бабки на как можно меньшее расстояние.
4. Первая рабочая операция – это подготовка торца заготовки. Он должен быть ровным. Это осуществляется подрезанием торца резцом.
5. Сделать небольшое углубление в торце детали. Эта операция поможет выполнить сверление точно в точке вращения заготовки. Выполняется данное углубление упорным резцом или коротким сверлом.
6. Произвести сверление с помощью маховика задней бабки. Инструмент подавать плавно. Периодически выдвигать его из зоны резания, чтобы освободить от стружки. Охлаждение зоны резания осуществлять специальной эмульсией.
7. При сквозной обработке нужно уменьшить скорость подачи на выходе из заготовки, чтобы не повредить его, когда резко возрастёт нагрузка на режущие кромки.
8. Чтобы увеличить диаметр отверстий, нужно: установить сверло большего диаметра и совершить рассверливание; применить зенкер – провести зенкерование; воспользоваться расточным резцом — сделать растачивание.
9. Для уменьшения шероховатости – применяют развёртку (процесс — развёртывание).
10. Для работы с кромками – используют зенковку (процесс – зенкование).

[Показать слайдшоу]

При обработке чугуна образуется мелкая стружка, которая при жидкостном охлаждении забивает каналы для её отвода. Поэтому примененять эмульсию в таких случаях нельзя.

Видео сверления шестигранного отверстия на токарно-винторезном станке

Все выше перечисленные процессы можно совершать не только трудоёмким ручным способом, но и воспользовавшись возможностью подключения механической подачи к задней бабке или использования ЧПУ. Если процессы резания будут производиться с помощью токарных станков с ЧПУ, то весь инструмент крепится в самом начале подготовительного процесса в специальных устройствах, которые меняются автоматически в определённой последовательности.

Последовательность обработки отверстий с использованием

Сверления, зенкерования и развёртывания

Скорость резания. Скорость резания, м /мин, при сверлении

,

а при рассверливании, зенкеровании, развертывании

.

Значения коэффициентов С v

и показателей степени приведены для сверления в табл.П2.2.1, для рассверливания, зенкерования и развертывания – в табл. П2.2.2, а значения периода стойкости
Т
– в табл. 2.4.

Скорость резания также может быть определена по таблицам [1]

V = V

тб
·Kv,
где V

тб – скорость резания, определяемая по табл.2.7;

Kv

– поправочный коэффициент, учитывающий конкретные значения условий резания: механические свойства обрабатываемого материала, состояние заготовки, материала инструмента и т.п.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, ,

где K

м
v
– коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал см. табл.1.7, 2.8, 2.12, 2.20, 2.22;

K

и
v
– коэффициент, учитывающий инструментальный материал см. табл.1.8;

K lv

– коэффициент, учитывающий глубину сверления табл. 2.10 и 2.14.

При рассверливании и зенкеровании литых или штампованных отверстий вводится дополнительно поправочный коэффициент K

п
v
(табл. 1.9).

Основное технологическое время при сверлении:

,

где L

– общая длина рабочего хода инструмента.
l
1 и
l
2 см. табл.П2.2.4.

Обработка глубоких отверстий

В случае выполнения глубоких отверстий, необходимо выполнить все подготовительные операции в той же последовательности, как и обычных:

1. Установка соосности задней бабки и шпинделя.
2. Закрепление заготовки.
3. Подготовка и установка режущего инструмента.
4. Торцевание заготовки.
5. Выполнение углубления в торце заготовки.

При этом нужно придерживаться нескольких рекомендаций:

1. Глубокое сверление нужно начинать коротким инструментом на глубину равную диаметру сверла, а затем менять на основное. Это поможет избежать отклонения основного сверла от нужного направления.
2. В начале резания для увеличения жёсткости длинного сверла, его подпирают сбоку обратной стороной резца закреплённого в резцедержателе.

Глубокое сверление вызывает значительные тепловые и механические нагрузки на режущий инструмент из-за большей площади трущихся поверхностей. Поэтому необходимо больше внимания уделять охлаждению и своевременному удалению стружки из зоны резания.

Особенности станков с ЧПУ

При работе на токарных станках можно применять ЧПУ (числовое программное управление). Это даёт преимущества только при производстве больших партий изделий. Так как отладка и настройка таких машин занимает много времени, требует создание специальных программ и наличие квалифицированного оператора-наладчика.

Преимущества использования станков ЧПУ:

1. Освобождение оператора (токаря) от любых расчётов.
2. Повышается точность обработки деталей.
3. Минимизируется человеческий фактор.
4. Повышается безопасность труда.
5. Повышение производительности труда.
6. Возможность круглосуточной работы и без выходных.
7. Снижает затраты на производство единицы продукции.