Лабораторные работы по дисциплине технология машиностроения (стр. 7 )

В зависимости от требуемых точности размера в шероховатости поверхности отверстия обрабатывают путем сверления, зенкерова­ния, развертывания, растачивания и другими способами.

Неточные отверстия (5-7-го классов) обрабатывают за одну опе­рацию путем сверления или чернового растачивания. При образова­нии точных отверстий (2-3-го классов) 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.

Способы обработки отверстий в зависимости от заданной точ­ности приведены в табл. 2.1.

Порядок обработки отверстий, указанный в этой таблице, приме­ним для отверстий, длина которых не превышает 5-6 диаметров.

2.2.Сверление, зенкерование, развертывание

Сверление - один из распространенных способов получения глу­хих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном материале с точностью 4-5-го классов и шероховатостью поверхности 2-3-го клас­сов.

Если необходимо образовать отверстие более высокой точнос­ти, то после сверления осуществляют зенкерование и развертывание его.

В сплошной заготовке отверстие выполняют сверлом. В зависи­мости от конструкции различают сверла спиральные, кольцевые, для глубокого сверления и центровочные. В машиностроении наиболее широко распространены спиральные сверла с коническим и цилиндри­ческим хвостовиками.

Инструментальная промышленность выпускает спиральные све­рла с двумя направлениями канавок: правым и левым. Левые сверла имеют диаметр от 0,25 до 20 мм (ГОСТ 10902-64) и цилиндрический хвостовик. Используют их на токарных автоматах. Правые сверла с цилиндрическим хвостовиком по длине рабочей части делят на длинные диаметром от 2 до 20 мм (ГОСТ 886-64) и короткие диа­метром от 0,25 до 20 мм. Сверла с укороченным хвостовиком (ГОСТ 4010-64) заводы-поставщики изготовляют по согласованию с потреби­телями по отдельным заказам.

В соответствии с ГОСТом 1093-64 спиральные сверла выпускают с удлиненным коническим хвостовиком диаметром от 6 до 30 мм и укороченным диаметром от 6 до 80 мм. Сверла мелкоразмерные с утолщенным хвостовиком изготовляют диаметром от 0,1 до 1,0 мм.

Спиральные сверла из сталей Р18Ф2, Р12, Р6М3 и Р9 исполь­зуют для обработки металлов твердостью до 260-280 НВ, а из сталей Р9Ф5, Р18Ф2К5- для сверления труднообрабатываемых сплавов.

При работе сверлами больших диаметров (35-40 мм) из-за нали­чия у вершины сверла перемычки большой толщины возникают значи­тельные осевые усилия. Поэтому отверстие больших диаметров свер­лят за два прохода сначала сверлом меньшего диаметра, а затем тре­буемого. Чтобы перемычка второго сверла не участвовала в работе, а также для более равномерного распределения работы резания между обоими сверлами диаметр первого сверла d1 обычно принимают рав­ным:

d1 ≈ (0,5 ч 0,6) d2,

где d2 - диаметр второго сверла.

Так как поперечная кромка сверла работает в неблагоприятных условиях и является причиной резкого увеличения осевой силы, ее подтачивают различными способа.

Новатор предложил конструкцию бесперемычного сверла из стали Р18 (рис. 2.1), которое имеет три пары режущих кро­мок с углами при вершине 2ц =116-118˚, 2ц1 = 70˚ и 2ц2 = 55˚. Для облегчения процесса стружкообразования в перемычке прорезается паз шириной 1,5-2,5 мм и глубиной 2 мм. Наличия паза в 2-3 раза уменьшает силу подачи и в 1,5-2 раза - момент сопротивления реза­ния. А это приводит к уменьшению износа сверла и повышению его стойкости (в 2-3 раза по сравнению со стойкостью стандартных све­рл).

Таблица 2.1.

Способы обработки отверстий в зависимости от заданной точности

Диа­метр отвер­стия, в мм	Заготовка под отверстие	Классы точности
2	3	4
До 10	Сплошной  материал	Сверление, развертывание черновое, развертывание чистовое	Сверление, развертывание	Сверление
10-30	Сплошной материал	Сверление, зенкерование или растачивание, развертывание черновое, развертывание чистовое	Сверление, зенкерование или растачивание, развертывание	Сверление, зенкерование
Отлитое или прошитое отверстие с припуском до 4 мм на диаметр	Растачивание или зенкерование, развертывание черновое, развертывание чистовое	Растачивание или зенкерование, развертывание	Растачивание или зенкеро­вание
Отлитое или прошитое отверстие с припуском свыше 4 мм на диаметр	Растачивание или зенкерование черновое,  зенкерование или растачивание получистовое, развертывание чистовое	Растачивание или зенкерование черновое, зенкерование или растачивание получистовое, развертывание	Растачивание или зенкеро­вание черно­вое, зенкеро­вание или растачивание чистовое
30-100 30-100	Сплошной материал	Сверление, рассверливание, зенкерование или вместо рассверливания и зенкерования-растачивания, развертывание черновое, развертывание чистовое	Сверление, рассверливание, зенкерование или вместо рассверливания и зенкерования - растачивания, развертывание	Сверление, рассверлива­ние, зенкерование или вместо рассверлива­ния и зенкерования - растачивание
Отлитое или прошитое отверстие с припуском до 6 мм на диаметр	Растачивание или зенкерование черновое, развертывание черновое, развертывание чистовое	Растачивание или зенкерование, развертывание	Растачивание или зенкерование
Отлитое или прошитое отверстие с припуском свыше 6 мм на диаметр	Растачивание или зенкерование черновое, зенкерование или растачивание получистовое, развертывание черновое, развертывание чистовое	Растачивание или зенкерование черновое, зенкерование или растачивание полу- чистовое, развертывание.	Растачивание или зенкерование черновое, зенкерование или растачивание получистовое

Подточка увеличивает передний угол поперечной кромки, умень­шает ее длину и тем самым снижает осевую силу резания.

При сверлении отверстий малых диаметров (менее 6-8 мм) так­же приходиться считаться с необходимостью уменьшения осевого уси­лия в связи с недостаточной прочностью и жестокостью сверла. В этих случаях целесообразно работать с большой скоростью резания при небольших подачах.

Отверстия большого диаметра (свыше 60 ч 70 мм) целесооб­разно обрабатывать путем кольцевого сверления, так как при обычном сверлении в стружку уходит значительное количество металла. При использовании же кольцевого сверла (см. рис. 2.2) своими режущими пластинами 1, закрепленными в корпусе 3, выбирает кольцевую ка­навку в обрабатываемой заготовке. В стенках корпуса между винто­выми канавками под винтами 2 размещены шарики, которые придают сверлу постоянное направление в работе до тех пор, пока высвер­ливаемый сердечник держится жестко и может служить направлением для сверла. Корпус соединен резьбой с оправкой 4, на которой закреплено кольцо 5 со штуцером 6 и резиновым шлангом 7 для подвода охлаждающей жидкости.

Различают два основных способа сверления. На станках свер­лильной группы движение резания и движения подачи осуществляет сверло, а на станках токарной группы - движение резания осуществ­ляется при вращении обрабатываемой детали, а движение подачи-перемещения сверла. При сверлении глубоких отверстий обработка часто производиться при совместном встречном вращении детали и сверла.

При первом способе обработки, когда ось сверла совпадает с направлением подачи, но не совпадает с осью наружной поверхности детали (рис. 2.3, а), подача сверла будет осуществляться под углом по отношению к оси детали, и потому ось отверстия займет непра­вильное положение, т. е. произойдет увод оси. Отверстие в этом случае сохраняет цилиндричность.

При обработке по второму способу при несовпадении оси сверла с осью детали отверстие будет иметь переменный по длине диаметр. Это объясняется тем, что при отклонении оси сверла от оси вра­щающейся детали диаметр отверстия будет определяться уже не радиусом сверла, а расстоянием от оси вращения до наиболее уда­ленной точки на периферии сверла (рис. 2.3, б). Так как это рассто­яние по мере движения сверла все время увеличивается, то и диа­метр отверстия тоже будет возрастать и отверстие примет коническую форму. С другой стороны, вращение детали приводит к самоцентри­рованию сверла, так как боковое давление на сверло со стороны стенки отверстия уже не будет уравновешено давлением с противо­положной стороны, как это бывает при не вращающейся детали. За счет разности этих боковых давлений сверло будет стремиться занять такое положение, при котором его ось совпала бы с осью вращения детали.

Следовательно, при обработке отверстий с вращением детали увод оси сверла от нужного направления будет меньше, чем при сверлении с вращением инструмента. Однако в большинстве случаев отверстия обрабатывают на станках сверлильной группы, т. е. с вра­щением инструмента. На этих станках легче обеспечить получение требуемой скорости резания благодаря вращению уравновешенного шпинделя с инструментом и не приходиться прибегать к соответству­ющим мерам для балансирования вращающихся масс станка.