Меню

Обработка отверстий виды операций и используемый инструмент

Обработка отверстий: виды операций и используемый инструмент

Обработка отверстий – это целый ряд технологических операций, целью которых является доведение геометрических параметров, а также степени шероховатости внутренней поверхности предварительно выполненных отверстий до требуемых значений. Отверстия, которые обрабатываются при помощи таких технологических операций, могут быть предварительно получены в сплошном материале не только при помощи сверления, но также методом литья, продавливания и другими способами.

Обработка высверленного отверстия цилиндрическим зенкером

Обработка высверленного отверстия цилиндрическим зенкером

Конкретный способ и инструмент для обработки отверстий выбираются в соответствии с характеристиками необходимого результата. Различают три способа обработки отверстий – сверление, развертывание и зенкерование. В свою очередь эти методы подразделяются на дополнительные технологические операции, к которым относятся рассверливание, цекование и зенкование.

Чтобы понять особенности каждого из вышеперечисленных способов, стоит рассмотреть их подробнее.

Сверление

Чтобы обрабатывать отверстия, их необходимо предварительно получить, для чего можно использовать различные технологии. Наиболее распространенной из таких технологий является сверление, выполняемое с использованием режущего инструмента, который называется сверлом.

Основные части спирального сверла

Основные части спирального сверла

При помощи сверл, устанавливаемых в специальных приспособлениях или оборудовании, в сплошном материале можно получать как сквозные, так и глухие отверстия. В зависимости от используемых приспособлений и оборудования сверление может быть:

  • ручным, выполняемым посредством механических сверлильных устройств или электро- и пневмодрелей;
  • станочным, осуществляемым на специализированном сверлильном оборудовании.

Физика сверления отверстий

Физика сверления отверстий

Использование ручных сверлильных устройств является целесообразным в тех случаях, когда отверстия, диаметр которых не превышает 12 мм, необходимо получить в заготовках из материалов небольшой и средней твердости. К таким материалам, в частности, относятся:

  • конструкционные стали;
  • цветные металлы и сплавы;
  • сплавы из полимерных материалов.

Если в обрабатываемой детали необходимо выполнить отверстие большего диаметра, а также добиться высокой производительности данного процесса, лучше всего использовать специальные сверлильные станки, которые могут быть настольными и стационарными. Последние в свою очередь подразделяются на вертикально- и радиально-сверлильные.

Рассверливание – тип сверлильной операции – выполняется для того, чтобы увеличить диаметр отверстия, сделанного в обрабатываемой детали ранее. Рассверливание также выполняется при помощи сверл, диаметр которых соответствует требуемым характеристикам готового отверстия.

Физика рассверливания отверстий

Физика рассверливания отверстий

Такой способ обработки отверстий нежелательно применять для тех из них, которые были созданы методом литья или посредством пластической деформации материала. Связано это с тем, что участки их внутренней поверхности характеризуются различной твердостью, что является причиной неравномерного распределения нагрузок на ось сверла и, соответственно, приводит к его смещению. Формирование слоя окалины на внутренней поверхности отверстия, созданного с помощью литья, а также концентрация внутренних напряжений в структуре детали, изготовленной методом ковки или штамповки, может стать причиной того, что при рассверливании таких заготовок сверло не только сместится с требуемой траектории, но и сломается.

Зенкерование

При помощи зенкерования, выполняемого с использованием специального режущего инструмента, решаются следующие задачи, связанные с обработкой отверстий, полученных методом литья, штамповки, ковки или посредством других технологических операций:

  • приведение формы и геометрических параметров имеющегося отверстия в соответствие с требуемыми значениями;
  • повышение точности параметров предварительно просверленного отверстия вплоть до восьмого квалитета;
  • обработка цилиндрических отверстий для уменьшения степени шероховатости их внутренней поверхности, которая при использовании такой технологической операции может доходить до значения Ra 1,25.

При зенкеровании прикладывается меньшая сила реза, чем при сверлении, и отверстие получается более точное по форме и размерам

При зенкеровании прикладывается меньшая сила реза, чем при сверлении, и отверстие получается более точное по форме и размерам

Если такой обработке необходимо подвергнуть отверстие небольшого диаметра, то ее можно выполнить на настольных сверлильных станках. Зенкерование отверстий большого диаметра, а также обработка глубоких отверстий выполняются на стационарном оборудовании, устанавливаемом на специальном фундаменте.

Ручное сверлильное оборудование для зенкерования не используется, так как его технические характеристики не позволяют обеспечить требуемую точность и шероховатость поверхности обрабатываемого отверстия. Разновидностями зенкерования являются такие технологические операции, как цекование и зенкование, при выполнении которых используются различные инструменты для обработки отверстий.

Зенкеры конусные по металлу

Зенкеры конусные по металлу

Специалисты дают следующие рекомендации для тех, кто планирует выполнить зенкерование.

  • Зенкерование следует проводить в процессе той же установки детали на станке, при которой осуществлялось сверление отверстия, при этом из параметров обработки меняется только тип используемого инструмента.
  • В тех случаях, когда зенкерованию подвергается необработанное отверстие в деталях корпусного типа, необходимо контролировать надежность их фиксации на рабочем столе станка.
  • Выбирая величину припуска на зенкерование, надо ориентироваться на специальные таблицы.
  • Режимы, на которых выполняется зенкерование, должны быть такими же, как и при осуществлении сверления.
  • При зенкеровании должны соблюдаться те же правила охраны труда и техники безопасности, как и при сверлении на слесарно-сверлильном оборудовании.

Зенкование и цекование

При выполнении зенкования используется специальный инструмент – зенковка. При этом обработке подвергается только верхняя часть отверстия. Применяют такую технологическую операцию в тех случаях, когда в данной части отверстия необходимо сформировать углубление для головок крепежных элементов или просто снять с нее фаску.

Чем различаются зенкование и цекование

Чем различаются зенкование и цекование

При выполнении зенкования также придерживаются определенных правил.

  • Выполняют такую операцию только после того, как отверстие в детали будет полностью просверлено.
  • Сверление и зенкование выполняются за одну установку детали на станке.
  • Для зенкования устанавливают небольшие обороты шпинделя (не больше 100 оборотов в минуту) и применяют ручную подачу инструмента.
  • В тех случаях, когда зенкование осуществляется цилиндрическим инструментом, диаметр цапфы которого больше диаметра обрабатываемого отверстия, работу выполняют в следующей последовательности: сначала сверлится отверстие, диаметр которого равен диаметру цапфы, выполняется зенкование, затем основное отверстие рассверливается на заданный размер.
Читайте также:  Как выявить прошедшее время глагола

Целью такого вида обработки, как цекование, является зачистка поверхностей детали, которые будут соприкасаться с гайками, головками болтов, шайбами и стопорными кольцами. Выполняется данная операция также на станках и при помощи цековки, для установки которой на оборудование применяются оправки.

Развертывание

Процедуре развертывания подвергаются отверстия, которые предварительно были получены в детали при помощи сверления. Обработанный с использованием такой технологической операции элемент может иметь точность, степень которой доходит до шестого квалитета, а также невысокую шероховатость – до Ra 0,63. Развертки делятся на черновые и чистовые, также они могут быть ручными или машинными.

Цилиндрические ручные развертки 24Н8 0150

Цилиндрические ручные развертки 24Н8 0150

Рекомендации, которых следует придерживаться при выполнении данного вида обработки, заключаются в следующем.

  • Припуски в диаметре обрабатываемого отверстия выбираются по специальным таблицам.
  • При использовании ручного инструмента, который вращают только по часовой стрелке, сначала выполняют черновое, а потом чистовое развертывание.
  • Обработку стальных деталей выполняют с обязательным использованием СОЖ, чугунных – всухую.
  • Машинное развертывание проводят сразу после сверления на станке – с одной установки детали.
  • Для контроля качества результата используют специальные калибры.

Источник

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]

где V тб – скорость резания, определяемая по табл.2.7;

K v – 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.

Источник



3.2. Последовательность обработки отверстий.

Операционным припуском называют слой металла, удаленный при выполнении данной операции. Он является частью общего припуска на обработку, т. е. того слоя металла, который снимается с заготовки на всех операциях, выполняемых для получения готовых изделий. Общий припуск равен сумме операционных припусков. Операционный припуск для отверстий обычно задается на сторону и на диаметр.

Операционный допуск характеризует величину допускаемых отклонений от заданного операционного размера.

Схема расположения операционных припусков и допусков приведена на рис. 3.4. Выбор наиболее рациональных значений

Схема расположения операционных припусков и допусков

Рис. 3.4. Схема расположения операционных припусков и допусков

Операционный допуск характеризует величину допускаемых отклонений от заданного операционного размера.

Схема расположения операционных припусков и допусков приведена на рис. 3.4. Выбор наиболее рациональных значений операционных припусков и допусков играет важную роль. Он должен обеспечить высокую производительность и качество, а также низкую себестоимость обработки.

Рекомендуемые значения операционных припусков при обработке отверстий квалитетов H7 и H9 и диаметры сверл под резьбу указаны в Приложении.

Определение припусков в случае обработки отверстий до окончательного размера. Припуск при обработке под окончательный размер определяется как разность между диаметром последующего и диаметром предыдущего инструмента.

Например, припуск на развертывание отверстия (черновое и чистовое) диаметром 20 мм (квалитета H7) равен (табл. 3.1) 19,94— 19,8=0,14 мм на диаметр, где 19,94 — диаметр развертки для чернового развертывания, а 19,8 —диаметр зенкера.

Припуск под расточку после сверления будет равен 19,8—18=1,8 мм на диаметр или 0,9 мм на сторону. Припуск при обработке отверстий квалитета H9 указан в табл. 3.2.

3.1. Диаметры отверстий квалитета H7 в сплошном материале и размеры инструментаДиаметры отверстий квалитета H7 в сплошном материале и размеры инструмента

1. При обработке отверстий диаметром до 15 мм в чугуне зенкер не применяется.

2. В случае работы одной разверткой на нее распространяется суммарный припуск черновой и чистовой разверток, указанный в настоящей таблице.

Выбор способа (последовательности) обработки отверстий в зависимости от их размеров, требуемой точности обработки и вида заготовки (сплошной металл, прошитые и литые отверстия) производится по данным табл 3.3.

В табл. 3.4 приведены данные о технологической точности, достигаемой при обработке отверстий.

3.2. Диаметры отверстий квалитета H9 в сплошном материале и размеры инструментаДиаметры отверстий квалитета H9 в сплошном материале и размеры инструмента

3.3. Последовательность обработки отверстий квалитетов H7—H11

Диаметр отверстия, мм Заготовка под отверстие Квалитеты
H7 H9 H11
До 10 Сплошной материал Сверление, развертывание черновое, развертывание чистовое Сверление, развертывание Сверление
Сплошной материал Сверление, зенкерование, развертывание чистовое Сверление, зенкерование, развертывание Сверление, зенкерование
Отлитое или прошитое отверстие с припуском до 4 мм на диаметр Зенкерование, развертывание черновое, развертывание чистовое Зенкерование, развертывание Зенкерование
Отлитое или прошитое отверстие с припуском свыше 4 мм на диаметр Зенкерование черновое, зенкерование получистовое, развертывание черновое, развертывание чистовое Зенкерование черновое, зенкерование получистовое развертывание Зенкерование черновое зенкерование чистовое
10—30 Сплошной материал Сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание черновое, развертывание чистовое Сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание Сверление, рассверливание, зенкерование
30—100 Отлитое или прошитое отверстие с припуском 6 мм на диаметр Зенкерование, развертывание черновое, развертывание чистовое Зенкерование, развертывание Зенкерование
Читайте также:  Статистика на баскетбол Где искать

3.4. Средняя технологическая точность различных методов обработки и допуски на размеры обрабатываемых отверстий
Средняя технологическая точность различных методов обработки и допуски на размеры обрабатываемых отверстий

Источник

Точность обработки деталей на станках: определение понятия, характеристики отклонений от заданных параметров

Виды отверстий и способы их обработки

Отверстия в деталях приборов бывают цилиндрические (Рис. 64 а, в, г), ступенчатые (Рис. 64 б, д), конические и фасонные (Рис. 64, е).
Цилиндрические отверстия бывают гладкими (Рис. 64, а) и с канавкой (Рис. 64, в).

Под ступенчатыми подразумевают отверстия разных диаметров, расположенные на одной оси последовательно одно за другим.

Отверстия могут быть открытыми с двух сторон или с одной стороны – последние называются глухими (Рис. 64 г, д).

В деталях приборов чаще всего встречаются отверстия цилиндри­ческие.

Обработка отверстий — одна из сложных и трудоемких технологи­ческих операций. Получить отверстие необходимой точности труднее, чем наружные поверхности тел вращения. Поэтому допуски отверстий шестого и седьмого квалитетов больше, чем допуски на наружные цилиндрические поверхности тех же размеров и квалитетов.

Обрабатывать отверстия можно снятием и без снятия стружки. Сни­мать стружку можно лезвийным и абразивным инструментом или абразив­ным порошком.

В зависимости от требуемых точности размера и шероховатости поверхности отверстия лезвийным инструментом можно выполнять сверление, зенкерование, развертывание, растачивание и протягивание;

Абразивным инструментом осуществляют шлифование, хонингование, суперфиниширование; абразивным порошком — доводку.

Обработка отверстий без снятия стружки производится калиброванием при помощи выглаживающих прошивок и шариков, а также раскатыванием.

Неточные отверстия (H12-H13 квалитетов) обрабатывают за одну операцию путем сверления или чернового растачивания. При образовании точных отверстий (H7-H8 квалитетов) обработка делится на черновую, чистовую и отделочную.

При черновой обработке удаляется основная величина припуска и обеспечивается точность относительного положения оси отверстия.

Чистовая обработка обеспечивает точность размеров, геометриче­ской формы и относительного положения отверстия, а также точность положения и прямолинейность его оси.

Для повышения точности отверстия и уменьшения шероховатости поверхности применяют отделочную операцию.

Характеристика точности обработки

Разберемся в базовых терминах, которые характеризуют понятие. Первый из них – это номинальный размер. Это параметр длины, ширины, высоты указанный в начальной документации. На схеме, по которой идет производство. Он обычно заявляется с отступлениями, но они не считаются его частью. Так, при значениях в 35-05мм номинальным размером будет только первое. Соответственно, 25 миллиметров.

А вот действительным уже называют размер, полученный после процесса производства. Он выявляется с помощью измерения получившегося метиза. И для выяснения необходимости дальнейшей доработки, нужно обращаться к еще одному понятию — предельный размер. Он уже указывается, как номинальное значение с отклонением. В нашем примере – это 34.5 мм. В большую сторону, 35.5 мм. Диапазон между этими параметрами считается допуском.

Но допустимые изменения также могут быть верхними и нижними. Разность между предельными и номинальным размером определяется в большую сторону либо в меньшую, исходя из вектора предела. Так, при 35-05мм у нас 35 – 34.5 = 0.5, получается положительный знак, верхний предел. А при 35+0.5 мм, выходит 35 – 35.5 = — 0.5, наблюдается нижний.

Сверление, зенкерование, развертывание

— один из распространенных способов получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном материале с точностью H12-H13 квалитетов и шероховатостью поверхности Rr20 — Rr80.

Режущим инструментом здесь служит сверло, которое дает возмож­ность получать отверстия в сплошном материале и увеличивать диаметр ранее полученного отверстия (рассверливание). Главное движение при сверлении — вращательное, движение подачи поступательное.

Спиральное сверло (Рис. 65, а) — инструмент цилиндрической фор­мы, на поверхности которого имеются две винтовые канавки, образующие режущие кромки. Сверло состоит из рабочей части и хвостовика, сое­диненных между собой шейкой. Хвостовик служит для закрепления свер­ла в патроне или шпинделе станка. Хвостовики бывают конические и цилиндрические.

Рабочая часть сверла выполняет основную работу резания. Режущие кромки образуются пересечением передних поверхностей спиральных ка­навок с торцевыми поверхностями сверла.

Поперечная кромка (перемычка) образуется пересечением двух зад­них (торцевых) поверхностей сверла. Наличие ее отрицательно влияет на процесс резания, затрудняя проникновение сверла в металл.

Основным углом, определяющим форму режущей кромки сверла явля­ется угол при вершине 2φ. Он оказывает влияние на правильность работы и производительность сверла. Величина угла при вершине свер­ла 2φ зависит от свойств обрабатываемого материала: например для стали 2φ = 116-120°, а для латуни и алюминиевых сплавов 2φ = 130-140°.

Понятие о точности обработки

Под этим термином принято подразумевать соответствие детали установленным чертежом параметром. Этот аспект касается формы, размеров, корректности взаимного расположения частей, состоянию поверхности (уровень шероховатости или ее полное отсутствие).

Добиться 100% соответствия на самом деле не представляется возможным. Всегда будут наличествовать отступления в некоторой степени. Поэтому важным параметром становится допуск. В одной партии деталей он возможен до сотых миллиметра, в другой — до десятых долей Мкм.

Читайте также:  Сравнительная характеристика генеративных и соматических мутаций

Соответственно, необходимо уместиться в заданный диапазон. И это становится возможным при сочетании высококачественного оборудования и квалифицированных специалистов, осуществляющих работу. Ведь некоторые станки просто изначально имеют погрешность, которая не позволит подогнать метиз под параметры допуска. Только при случайном результате. В итоге чем жестче становятся требования, тем более дорогостоящим становится производство. И материалы, и само оборудование, используемые в процессе, будут дороже. Не говоря уже про оплату труда высококвалифицированных кадров. Величина отклонений показывает тот факт, насколько высокие требования к взаимозаменяемости. Чем они выше, тем точнее придется подгонять детали. И уровень квалитета вырастает соответственно. Чтобы приобрести необходимое техническое обеспечение с высокими качественными показателями, обращайтесь в нашу . Мы предоставляем широкую линейку станков металлообрабатывающего оборудования.

Так в различных отраслях для эффективности существуют нормативы, на которые необходимо ориентироваться. Это ГОСТы, в частности, для этого аспекта характерен документ 7713-55.

Допуск изначально указывается в самом чертеже, он обозначается знаком плюса или минуса. Что показывает, в какую именно сторону допустимо выйти за грани значений, указанных схемой. Посмотрим на примере. Длина деревянного бруска в документации указывается, как 20-0.4мм. В этом случае мы понимаем, что заданный размер – 20 миллиметров, но если ошибка будет в меньшую сторону на 0.4, то деталь все равно будет в зоне допуска. То есть, 19.6 мм – это нормально. Также при размерах, указанных как 30+0.3мм, мы можем отклониться на определенный отрезок от примера. Выточить брусок длиной 3.3мм. Но любое отступление свыше этого параметра – будет уже серьезным нарушением, что спровоцирует повторную работу.

Так, мы можем выявить, что такое точность обработки — определение звучит, как соответствие в определенном диапазоне квалитета параметрам размера, геометрической формы, структуры поверхности, расположения составных частей по отношению друг к другу у готовой детали и чертежа. И основной целью всего этого понятия мы назвали возможность осуществления автоматического производства и сборки. И чем корректнее получилось изделия, тем в более скоростных процессах дальнейшего производства оно способно принять участие. Степень соответствия – прямой показатель качества. Наличие необходимости механической доработки любым методом – это серьезная ошибка, нарушение в процессе изготовления. А если погрешность станка для указанного уровня квалитета вполне укладывается в диапазон, значит, неточность стала следствием человеческого фактора. То есть, банальной халатности или некомпетентности оператора.

Сопряжение

Еще один важный аспект. Точность обработки поверхностей детали демонстрирует свою важность как раз в сопрягаемых элементах — тех, что соприкасаются друг с другом поверхностями на определенной площади. Помимо того, что они обязаны быть взаимозаменяемыми, стоит понимать, что сопряжение требует идеально подобранной поверхности. В противном случае появится повышенное трение, неучтенный расход энергии, ведь метизы будут тормозить ход. А также сильно пострадает эксплуатационный срок. При интенсивной работе особенно. В этом ракурсе срок службе может быть снижен в десятки раз. Что опять же, ударит по экономике предприятия.

Как видно, практически все изменения в первую очередь наносят урон экономической составляющей. Корректное соблюдение параметров – это отличный способ сократить издержки. Да и стоит понимать, что сильные отклонения – это шанс получить санкции от контролирующих органов, в частности, Роспотребнадзора. Ведь полученная продукция не будет соответствовать заявленной по начальной сделке. А это скажется в форме нарушений прав конечного потребителя.

Взаимозаменяемость деталей

При современных темпах производства на сбор конструкций отводятся максимально урезанные сроки. Машины работают в активном ритме. Это характерно для сбора велосипедных, мотоконструкций, машиностроения, двигателей и во множестве иных областей. И для проведения подобных процессов нужно огромное внимание уделить тому, подходят ли метизы по уровню квалитета. В противном случае это скажется на скорости. Останавливать производственный процесс для подгонки изделий никому не захочется.

И по итогу, точность обработки детали – это:

  • • Возможность удешевить финальный и смежный этап сбора конструкций.
  • • Способ снизить конечную себестоимость продукции.
  • • Метод повышения скорости деятельности в десятки раз.
  • • Экономия человеческих ресурсов с помощью уменьшения работы, направленной на подгонку.

Также этот аспект исключительно важен в вопросах ремонта. Ведь взаимозаменяемость тут тоже становится центральным фактором. Если сломанную деталь невозможно заменить на новую без подгонки, значит:

  • • Процедура окажется значительно дольше.
  • • Стоимость работы вырастет в разы.
  • • Деталь теоретически может настолько отклониться, что даже после подгонки не встанет нормально.
  • • Процесс не сможет провести непрофессионал. А по статистике, очень часто замену производит владелец самостоятельно. И если такой возможности у него не будет, то он крайне неохотно будет приобретать подобный товар.

Причины неточностей

Мы уже частично упоминали эти факторы. Но давайте скомпилируем полученные знания. Неточность зачастую возникает:

  • • При ошибках, халатном отношении сотрудника.
  • • Ввиду недостатка квалификации работника. Он просто не способен работать с данным классом.
  • • Из-за серьезных погрешностей станка. Обычно, если на нем пытаются выполнить более тонкую работу, чем та, на которую он рассчитан.
  • • При банальной экономии на расходниках.
  • • Ошибки в начальной документации, некорректный чертеж.
  • • Неправильные условия производства, нарушен температурный режим, уровень влажности.

Источник