На главную

Глава XVI

Растачивание, зенкерование и развертывание
цилиндрических отверстий. Вытачивание
внутренних канавок, обработка деталей
на оправках

Отверстия, предварительно подготовленные в заготовках отливкой, ковкой, штамповкой или сверлением, подвергают дальнейшей обработке — растачиванию или зенкерованию, а если требуется, то и развертыванию.

1. Растачивание

Расточные резцы. Растачивание производится расточными резцами. Различают растачивание черновое, получистовое и чистовое. Каждый из этих видов растачивания применяют в зависимости от требуемой чистоты и точности отверстия.

На рис. 178, а показан черновой резец для растачивания сквозного отверстия, а на рис. 178, б — черновой резец для глухого отверстия. Чистовые резцы обычно не подразделяются по типу отверстия: одни и те же чистовые резцы служат для растачивания как сквозных, так и глухих отверстий.

Расточные резцы имеют увеличенный задний угол по сравнению. с резцами для наружного точения; чем меньше диаметр растачиваемого отверстия, тем больше должен быть задний угол резца.

Особенности растачивания. Растачивание — операция более сложная, чем наружное обтачивание поверхностей, что объясняется следующими причинами:
а) при растачивании приходится выдвигать резец из резцедержателя на длину, несколько большую глубины растачиваемого отверстия (рис. 179); таким образом, если растачиваются отверстия значительной глубины, возможны пружинение и изгиб резца;
б) при растачивании менее удобно наблюдать за работой резца, так как снятие стружки происходит внутри отверстия.

Для растачивания отверстий до 70 мм токарь-новатор киевского завода «Красный экскаватор» В. Семинский предложил специальный расточной резец, оснащенный пластинкой твердого сплава (рис. 179а). Державка такого резца имеет квадратное сечение по всей длине, рабочая же часть резца повернута вокруг оси (посредством скручивания державки) на 45°. Такой резец отличается повышенной жесткостью в сравнении с обычным расточным резцом и допускает увеличение сечения среза в 4—5 раз. При работе таким резцом с повышенной скоростью резания не наблюдается вибраций даже при значительном вылете резца. Чистота обработанной поверхности заметно улучшается.

2 Приемы растачивания сквозных и глухих цилиндрических отверстий

Растачивание сквозных отверстий. При закреплении растачиваемой детали в патроне необходимо иметь в виду возможность ее деформации (изменения формы) вследствие сильного зажима, особенно когда деталь имеет тонкие стенки. На рис. 180 в преувеличенном виде показана ошибка, происходящая от слишком сильного зажима детали в патроне, — круглая форма после зажима становится слегка трехгранной (рис. 180, а). При последующем растачивании резец обработает точную цилиндрическую поверхность. После снятия готовой детали со станка она примет прежнюю форму, ее наружная поверхность станет снова цилиндрической, но обработанное отверстие в свою очередь примет трехгранную форму (рис. 180, б). Поэтому перед чистовым растачиванием рекомендуется немного ослабить кулачки, тогда отверстие получится более точным и правильным.

Перед растачиванием отверстия необходимо установить резец на требуемый диаметр по лимбу винта поперечной подачи, а затем расточить отверстие ручной подачей на длину 2—3 мм. Измерив диаметр и убедившись в правильности размера, растачивают отверстие на остальную длину. Особенно важно правильно установить резец на требуемый диаметр при чистовом растачивании.

Расположение режущей кромки резца зависит от вида растачивания. При черновом растачивании режущую кромку рекомендуется устанавливать на высоте центров или немного ниже. При чистовом растачивании режущую кромку нужно располагать выше линии центров примерно на 1/100 диаметра отверстия, учитывая, что вследствие давления резания резец может быть отжат вниз.

Растачивание глухих отверстий. При растачивании глухих отверстий и отверстий с внутренними уступами заданной длины нужно предварительно отметить на резце мелом эту длину или же использовать продольный упор или лимб продольной подачи. Если растачиванию подлежит большое количество одинаковых деталей с отверстиями, имеющими уступы, то целесообразно изготовить специальные мерные (концевые) плитки и пользоваться ими, как показано на рис. 181, т. е. так, как было изложено при обтачивании ступенчатых деталей (см. рис. 131).

Расточные оправки. Отверстия большой длины растачивают резцами, закрепленными в специальных массивных оправках, размеры которых зависят от диаметра отверстия и его длины. Замена цельного расточного резца небольшим резцом, вставленным в расточную оправку, дает значительную экономию дорогостоящей быстрорежущей стали. Способ крепления резца в оправке зависит от ее назначения.

На рис. 182 показана оправка для растачивания сквозного отверстия; резец крепят винтом в прямоугольном пазу оправки.

3. Режимы резания при растачивании

В связи с тем, что расточные резцы обладают малой жесткостью, подачу и скорость резания берут меньше примерно на 10—20 %, чем при наружном обтачивании. Если же применяют расточные резцы в оправках, то при их достаточной жесткости можно пользоваться режимами резания, предусмотренными для наружного обтачивания.

4. Брак при растачивании отверстий и меры его предупреждения

При растачивании отверстий возможны следующие виды брака:
1) часть поверхности расточенного отверстия осталась необработанной;
2) диаметр расточенного отверстия не соответствует требуемому;
3) недостаточная чистота обработанной поверхности отверстия;
4) отверстие получилось некруглым (овальным или с огранкой).

1. Брак первого вида получается: при смещении отверстия в заготовке относительно ее наружной поверхности, при малом припуске на обработку, при неправильной установке и выверке детали в патроне. Такой брак обычно неисправим. Предупредить этот брак можно проверкой правильности расположения отверстия по отношению к наружному диаметру заготовки и правильности установки ее.

2. Второй вид брака получается при неточной установке расточного резца на глубину резания или при отжиме резца. Брак данного вида можно исправить дополнительным растачиванием, если диаметр отверстия получится меньше требуемого. Предупредить такой брак можно более точной установкой резца на требуемую глубину резания, постановкой более жесткого резца и уменьшением подачи.

3. Недостаточная чистота поверхности отверстия получается при слишком большой подаче резца, при скорости резания, не соответствующей требуемой, большом износе резца, вибрации резца или детали. Перечисленные причины брака устранимы.

4. Некруглое отверстие получается при излишне сильном зажиме детали в кулачках патрона. Овал образуется при зажиме в двух- и четырехкулачковых патронах, огранка — в трехкулачковых. Устранить брак можно более легким зажимом при соответственном снижении глубины резания и подачи, у тонких колец — зажимом по торцу на планшайбе.

5. Приемы подрезания внутренних торцов и вытачивание внутренних канавок

Подрезание торцов в отверстиях производится подрезными резцами, как показано на рис. 183. Резец вводят в отверстие на соответствующую длину до упора или по лимбу продольной подачи, а в случае отсутствия последнего — до меловой риски на державке резца.

Вытачивание внутренних канавок в отверстиях производится специальными прорезными канавочными резцами, у которых форма головки в точности соответствует профилю канавки (рис. 184).

Размер А получают при помощи продольного упора или же с помощью меловой пометки на резце (обозначена буквой В на рис. 184).

6. Зенкерование цилиндрических отверстий

Зенкеры. Для растачивания отлитых, откованных или предварительно просверленных отверстий применяют, помимо расточных резцов, также зенкеры (рис. 185). Зенкеры отличаются от спиральных сверл тем, что они имеют не две, а три или четыре режущие кромки, расположенные на заборном конусе, и не имеют перемычки. Зенкеры не приспособлены для получения отверстий в сплошном материале, а служат лишь для расширения имеющихся отверстий. Направление зенкера в отверстии лучше, чем у сверла, так как у зенкера имеется для этого три или четыре направляющие ленточки (фаски).

Зенкер, подобно сверлу, закрепляют в коническом отверстии пиноли задней бабки; подают его вручную, вращая маховичок задней бабки. Однако можно механизировать подачу, если закрепить зенкер в приспособлении, показанном на рис. 167.

В зависимости от диаметра обрабатываемых отверстий применяют различные конструкции зенкеров. Для малых отверстий (до 35 мм) применяют хвостовые зенкеры с тремя-четырьмя режущими кромками (рис. 185). Для больших отверстий (до 100 мм) зенкеры изготовляют насадными (рис. 186). Их насаживают на оправки из машиноподелочной стали, чем достигается экономия дорогостоящей быстрорежущей стали, из которой сделаны зенкеры. Для работы по чугуну и стали применяют также насадные зенкеры, оснащенные по режущим кромкам пластинками твердого сплава (рис. 187); они допускают более высокие скорости резания и, следовательно, более производительны, чем зенкеры из быстрорежущей стали.

При растачивании отлитого отверстия рекомендуется предварительно расточить отверстие резцом на длину 5—10 мм (рис. 188, а), чтобы дать зенкеру первоначальное направление в отверстии (рис. 188, б).

Припуски под зенкерование. Диаметр зенкера должен соответствовать окончательному диаметру отверстия. Если же отверстие подлежит дополнительной обработке разверткой, то диаметр зенкера должен быть на 0,15—0,3 мм меньше. При предшествующем сверлении или черновом растачивании под зенкерование оставляют припуск в 0,5—2 мм на сторону.

Режимы резания при зенкеровании. Растачивание отверстий зенкерами значительно более производительно, чем растачивание резцами. Скорости резания для зенкеров из быстрорежущей стали примерно равны скоростям резания при сверлении, а подачи в 2,5—3 раза больше подач при сверлении.

Зенкерование отверстий в стальных деталях рекомендуется производить с охлаждением эмульсией. При зенкеровании чугуна и бронзы охлаждение не применяется.

7. Развертывание цилиндрических отверстий

Развертки. Отверстия, каторые должны быть особенно точны по размерам и иметь очень чистую поверхность, после сверления и растачивания резцом или зенкером дополнительно обрабатывают разверткой. Развертывание производят сразу начисто или в два приема — начерно, а затем начисто.

Развертка (рис. 189) представляет собой режущий инструмент с большим количеством зубьев. Скошенная передняя часть зуба развертки образует режущую кромку; она снимает очень небольшой припуск. В развертках для обработки стали режущие кромки делают короткими (рис. 190, а), для обработки чугуна их делают длинными (рис. 190, б). Следующая часть зуба обработана точно по цилиндру и не должна снимать стружку, она служит для направления развертки и отчасти сглаживает (калибрует) стенки отверстия.

В зависимости от диаметра отверстия применяют различные конструкции разверток. Отверстия диаметром до 32 мм развертывают развертками с цилиндрическим или коническим хвостовиком (рис. 189, а). Для развертывания отверстий диаметром от 25 до 100 мм применяют насадные развертки (рис. 189, б); как и насадные зенкеры, их насаживают на оправки из машиноподелочной стали. На рис. 191 показана насадная развертка на оправке.

Развертки бывают цельные и регулируемые; первые имеют зубья, изготовленные заодно с корпусом, вторые снабжены вставными ножами.

Цельные развертки изнашиваются по цилиндрической части и быстро теряют свой размер; вследствие этого размер отверстия, обработанного такой разверткой, уменьшается, и развертка становится непригодной для дальнейшей обработки отверстий заданного диаметра. Применение вставных ножей позволяет после износа восстановить прежний размер развертки. Кроме того, экономится быстрорежущая сталь, из которой изготовляют только ножи.

Конструкция регулируемой развертки со вставными ножами показана на рис. 192. В ее корпусе имеются наклонные пазы, в которых расположены ножи 1, удерживаемые пластинками 2 и винтами 3. Гайка 4 и контргайка 5 препятствуют перемещению ножей в продольном направлении. При износе развертки несколько освобождают винты 3, немного отвертывают контргайку 5 и гайку 4 и перемещают все ножи несколько вправо, увеличивая этим наружный диаметр развертки. После этого туго завертывают винты 3, гайку 4 и контргайку 5. Затем прошлифовывают ножи до получения первоначального диаметра развертки.

При развертывании отверстий в твердых металлах находят применение развертки, оснащенные пластинками твердого сплава. Такие развертки отличаются лучшей износостойкостью по сравнению с развертками из быстрорежущей стали.

Припуски под развертывание цилиндрических отверстий. В зависимости от требуемой точности, чистоты и диаметра отверстия развертывание производят одной или последовательно двумя развертками (черновой и чистовой). Отверстие нужно предварительно обработать на такой размер, чтобы развертка снимала лишь небольшой слой металла.

В табл. 9 указаны припуски под развертывание.

При выборе диаметра развертки следует учитывать, что диаметр отверстия при развертывании в большинстве случаев получается несколько больше диаметра развертки (примерно до 0,02 мм, а иногда даже до 0,04 мм), так как отверстие при развертывании несколько разбивается. Но иногда диаметр развернутого отверстия получается меньше требуемого; это имеет место при износе развертки, а также при развертывании отверстий в деталях из вязкого металла.

Таблица 9

Припуски на диаметр под развертывание (в мм)

Подачу при развертывании производят вручную — перемещением пиноли задней бабки. Подача должна быть равномерной, иначе поверхность отверстия получится недостаточно чистой, кроме того, появится опасность поломки развертки.

Приемы развертывания. Получить правильно развернутое отверстие можно только при условии, что ось развертки точно совпадает с его осью. В случае несовпадения осей детали и развертки отверстие получится большего диаметра.

Развертка сама точно устанавливается направляющей частью в обрабатываемом отверстии; чтобы не препятствовать этому, целесообразно применять не жесткое, а шарнирное крепление. Тогда развертка, войдя в расточенное отверстие, продвигается свободно по его направлению, снимая одинаковой толщины стружку со всех сторон. Для такого крепления разверток существуют специальные качающиеся оправки.

Подобная оправка показана на рис. 193. Хвостовик 1 оправки 4 закрепляется в коническом отверстии пиноли задней бабки. В коническое отверстие втулки 6 вставляется хвостовик развертки; конец втулки 6 входит с зазором в отверстие оправки 4. Штифт 5 также свободно проходит через отверстие в оправке, и благодаря этому развертка может качаться во всех направлениях. Закаленный шарик 3, упирающийся в подпятник 2, обеспечивает передачу развертке усилия подачи по оси, не уменьшая ее подвижности.

Режимы резания при развертывании. Подача при развертывании вследствие незначительного припуска на обработку может быть взята большой: при развертывании стали— 0,8—3 мм/об, для чугуна — в 1½ раза больше.

Скорость резания при развертывании стали, чугуна и бронзы развертками из быстрорежущей стали рекомендуется от 6 до 10 м/мин.

Для получения при развертывании правильного по размерам отверстия с чистой поверхностью очень важен выбор охлаждающей жидкости. При развертывании стали применяется охлаждение эмульсией или минеральным маслом с серой (сульфофрезолом), а также растительными маслами; развертывание чугуна, бронзы и латуни производится без охлаждения.

Брак при развертывании. Иногда поверхность развернутого отверстия получается недостаточно чистой, т. е. на ней остаются риски, надиры, выхваты и следы дробления. Это обычно бывает при грубой предварительной обработке отверстия под развертку, большом припуске, неправильном выборе диаметра развертки, неправильной заточке развертки, затуплении развертки, при забоинах на ее режущей или направляющей частях, неправильном выборе подачи и охлаждения.

8. Измерение цилиндрических отверстий, внутренних канавок и выточек

Измерение цилиндрических отверстий. Цилиндрические отверстия малой точности можно измерять нутромером и обычным штангенциркулем, а точные — прецизионным штангенциркулем, микрометрическими нутромерами и калибрами-пробками.

Штангенциркули имеют для этой цели точно обработанные уступы на концах губок. Для измерения их вводят в отверстие и касаются его стенок (рис. 194). К прочитанному на шкале размеру прибавляют ширину обеих губок, которая обычно равна 10 мм (ширина одной губки — 5 мм), реже — 5 мм.

Измерение внутренних канавок и выточек. Внутренние канавки и выточки измеряют по диаметру и по длине. Для измерения диаметра пользуются измерительным инструментом, применяемым для измерения отверстий.

Измерение длины уступа внутренней выточки можно производить измерительной линейкой (рис. 195, а) или штангенциркулем (рис. 195, б).

На рис. 196, а показано измерение ширины внутренней канавки линейкой, острыми ножками штангенциркуля (рис. 196, б) или шаблоном (рис. 196, в). Таким же способом можно промерить расположение выточки и канавки относительно торца детали.

9. Обработка деталей на оправках

Довольно часто токарю приходится обтачивать детали, имеющие уже точно обработанное отверстие, причем наружные поверхности этих деталей должны быть концентричны к этим обработанным отверстиям. В этих случаях применяют особые приспособления, называемые оправками.

Существует много различных конструкций оправок — цельные, разжимные, резьбовые и др.

Цельные оправки. На рис. 197 показана цельная оправка 1 с установленной на ней деталью 2. Во время обработки деталь удерживается от провертывания трением, которое создается по ее торцам при помощи шайбы 3 и гайки 4.

Цельные оправки с пологим конусом пригодны только для закрепления деталей, отверстия которых изготовлены в пределах допуска. Эти оправки с посаженной деталью устанавливаются в центрах, для чего они имеют в торцах центровые отверстия (рис. 198). Деталь 2 насаживают на оправку 1 и снимают с нее при помощи ручного пресса. При отсутствии пресса можно пользоваться деревянным или свинцовым молотком. При насаживании детали необходимо избегать перекоса оправки в отверстии. При установке оправки в центры уширенную часть надо располагать к передней бабке, чтобы усилие резания не ослабляло насадку.

Разжимные оправки широко применяются для закрепления деталей, у которых разница в размерах отверстия может доходить до 0,5—2 мм в зависимости от диаметра. Разжимная оправка, показанная на рис. 199, состоит из конического стержня 3 с двумя резьбами, втулки 4 с прорезями и гаек 2 и 5. Деталь закрепляется на оправке благодаря разжиму втулки 4 при перемещении ее вдоль конуса посредством гайки 5. Для снятия детали с оправки служит гайка 2. Для передачи оправке вращения на ней закрепляют хомутик; на левом конце стержня 3 имеется лыска 1 для винта хомутика.

Для чистового обтачивания зубчатых колес, муфт, втулок и т. п. токари широко используют разжимные оправки, одна из которых показана на рис. 200. Деталь надевается на правую часть 1 оправки, снабженную тремя продольными разрезами 3. Коническая пробка 2 вгоняется в корпус оправки легкими ударами ручника. Оправка разжимается и прочно закрепляет насаженную на нее деталь. Хвостовик оправки устанавливают в коническое отверстие шпинделя, благодаря чему обрабатываемая деталь располагается близко к правому подшипнику передней бабки, обеспечивает жесткость ее крепления и способствует получению высокой точности и чистоты обработанной поверхности.

Когда деталь обточена, останавливают станок, на квадратную головку пробки надевают гаечный ключ и легким ударом по его рукоятке проворачивают пробку 2, которая выходит из конического отверстия, а деталь легко снимается с оправки.

На оправках, устанавливаемых в центрах, как правило, можно обработать детали с большей точностью, чем на оправках, вставляемых в коническое отверстие шпинделя.

Резьбовые оправки. Для обтачивания наружных поверхностей у детали, которая имеет отверстие с резьбой, применяется резьбовая оправка, показанная на рис. 201.

Контрольные вопросы
1. В каких случаях отверстия растачивают?
2. Какие расточные резцы применяются при растачивании глухих отверстий? Сквозных отверстий?
3. Как устанавливают резец при растачивании отверстия?
4. Как следует устанавливать и закреплять тонкие детали при растачивании?
5. Какие виды брака при растачивании вам известны и каковы меры его предупреждения?
6. Для чего служит зенкер? Как устроен зенкер?
7. В каких случаях и зачем применяют развертки?
8. Для чего служат качающиеся оправки?
9. Какой припуск оставляют под развертывание?
10. В каких случаях и зачем применяют оправки? Какие конструкции оправок вам известны?
предыдущая страница
оглавление
следующая страница
Домашний кинотеатр и DVD - все для Вас не вставая с дивана