Обработка отверстий в деталях машин. Методы обработки отверстий

8. ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ

8.1 Методы обработки отверстий

Отверстия в деталях машин бывают цилиндрические, ступенчатые, конические, фасонные. Они могут быть открытыми и глухими.

Обрабатывать отверстие со снятием стружки можно лезвийным, абразивным инструментами или абразивным порошком и физико-химическими методами. Лезвийным инструментом можно сверлить, зенкеровать, развертывать, растачивать, протягивать отверстия. Абразивным инструментом отверстия шлифуют, хонингуют, суперфинишируют; абразивным порошком притирают. Физико-химические методы находят все большее применение при обработке отверстий в труднообрабатываемых материалах и отверстиях малых диаметров. Обработка отверстий без снятия стружки производится калиброванием при помощи выглаживающих прошивок и шариков, а также раскатыванием.

В деталях из листового материала отверстия чаще всего пробивают в штампах.

8.2. Обработка отверстий лезвийным инструментом

Сверление.  Распространенный способ обработки глухих и сквозных отверстий в сплошном материале с точностью 9 – 13-го квалитетов и шероховатостью поверхности Ra = 5…10 мкм.

Отверстия диаметром более 35…40мм сверлят за два перехода – сначала сверлом меньшего диаметра, а затем требуемого. Отверстия диаметром свыше 60...70 мм целесообразно обрабатывать кольцевым сверлом. В этом случае большая часть металла остается в виде сердечника, пригодного для использования.

Различают два метода сверления: вращением сверла (сверлильные и расточные станки) и вращением детали (токарно-револьверные станки). При сверлении отверстий с вращением инструмента увод сверла от оси отверстия больше, чем при сверлении с вращением детали.

Для уменьшения увода сверла при обработке отверстий в сплошном металле применяют засверливание коротким жестким сверлом (центрирование на токарно-револьверных станках и автоматах) и кондукторы с направляющими втулками (на сверлильных и расточных станках). Кондуктор позволяет в одной операции обрабатывать несколько отверстий, обеспечивая точное расстояние между осями отверстия.

Для повышения производительности при сверлении отверстий применяют многошпиндельные головки или специальные станки (чаще агрегатные).

Для выполнения на сверлильном станке в одной операции последовательной обработки сверлением, зенкерованием и развертыванием используют кондукторы со сменными втулками и быстросменные патроны для закрепления инструмента в шпинделе станка.

Если масса обрабатываемой детали с кондуктором не превышает 150…200 Н, то отверстие сверлят на вертикально - сверлильных станках, а при большей массе применяют радиально-сверлильные.

Точность обработки,          квалитет.	Маршрут обработки.
12	Сверление без кондукторной втулки.
11	Сверление с кондукторной втулкой. + зенкерование + растачивание резцами.
9,8	Сверление + зенкерование.
7	Сверление + предварительное растачивание + тонкое растачивание. Сверление + протягивание. Сверление +шлифование.
6	Шлифование + алмазное точение или хонингование, доводка.

Отверстие с  - неглубокие. Обрабатывают спиральными сверлами с    d до 80 мм. Отверстия с - глубокие.

Зенкерование. Применяют для обработки предварительно полученного отверстия литьем, штамповкой или сверлением. Для отверстий с точностью до 11-го квалитета и шероховатостью Ra = 1,25. Зенкерование может быть или окончательной операцией, или предварительной перед развертыванием.

Зенкер имеет 3…4 зуба, канавки меньшей глубины, чем у сверла, что увеличивает его жесткость.

Припуск для зенкерования оставляют равным примерно 0,1 диаметра отверстия.

Зенкером обрабатывают отверстия на сверлильных, токарно-расточных, револьверных и других станках.

Для исправления положения оси отверстия, уменьшения увода ее и обеспечения заданной точности зенкерование выполняют с направлением инструмента в кондукторных втулках. Различают три способа направления зенкера – верхнее, нижнее и двойное.

Развертывание. Основной способ обработки отверстий в материале с твердостью HRC  40, 6…8-й квалитет точности с шероховатостью поверхности Ra = 2,5…0,15. Развертыванию предшествует сверление, зенкерование или растачивание.

Развертки рассчитаны для снятия малого припуска. Они отличаются от зенкеров большим числом зубьев (6…8), меньшим углом в плане. Необходимыми условиями достижения высокой точности обработки является равномерность величины припуска и строгое совпадение оси развертки с осью обрабатываемого отверстия.

В зависимости от диаметра и требуемой точности отверстия развертывание производят одной или двумя развертками. Отверстия 8…9-го квалитета обрабатывают однократным развертыванием, 7-го – двукратным. Развертыванием можно получить отверстия 6-го квалитета.

Для отверстий диаметром 90…120 мм общий припуск на предварительное и окончательное развертывание составляет 0,2…0,4 мм. При предварительном развертывании снимается более половины припуска на обработку.

Точные конические отверстия обрабатываются комплектом из конических зенкеров и разверток. При диаметре больше 25 мм рекомендуется сперва сверлить ступенчатое отверстие, приближающееся к форме конического зенкера. Затем отверстие последовательно обрабатывается коническим зенкером, черновой и чистовой разверткой.

Растачивание. Отверстие растачивают на станках токарной группы: расточных, агрегатных, специальных. Растягивать отверстие можно при вращении детали (токарные станки) или при вращении инструмента (расточные станки горизонтальные, вертикальные, координатные, агрегатные и многоинструментальные с ЧПУ).

Тонкое растачивание. Применяется как окончательная операция обработки отверстий высокой точности. Тонкое растачивание осуществляют при больших скоростях резания (100…1000м/мин), малых подачах (0,01…0,12мм/об) и глубинах резания (0,05…0,4мм). Детали из цветных металлов, сплавов и пластмасс растачиваются алмазными резцами, а детали из черных металлов – резцами из твердых сплавов. Рекомендуемые режимы резания при тонком растачивании следующие.

При обработке деталей из сталей скорости резания составляют от 120 до 250 м/мин, подачи – от 0,02 до 0,12 мм/об и глубине резания – от 0,1 до 0,3 мм. При обработке деталей из цветных сплавов скорость резания до 800 м/мин, подачи – от 0,02 до 0,10 мм/об и глубине резания – от 0,05 до 0,4 мм.

Тонкое растачивание производится на прецизионных расточных станках, одно – и многошпиндельных , вертикальных и горизонтальных. Изготавливается много моделей алмазно – расточных станков – 2А710, 2А712, 2А716 и др. Эти станки обладают высокой жесткостью и виброустойчивостью. Все модели станков работают с вращением шпинделя при неподвижной детали.