ВЫБОР МЕТОДОВ И ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЯ РЕЗАНИЕМ НА СВЕРЛИЛЬНОМ СТАНКЕ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является ознакомление с технологическими возможностями методов обработки отверстий резанием, особенностями режущих инструментов для обработки отверстий, приобретение навыков определения межоперационных размеров отверстия.

2. ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ

2.1 Ознакомиться с технологическими возможностям методов обработки отверстий резанием.

2.2 Для заданного диаметрального размера отверстия и требований к его точности назначить метода обработки отверстия и их последовательность.

2.3 Выбрать режущий инструмент дан каждого из назначенных методов обработки отверстия.

2.4 Используя масштаб в 1 см 50 мкм, изобразить поле допуска на диаметр для каждого выбранного режущего инструмента и поле допуска на диаметр окончательно обработанного отверстия в виде, представленном на рис.1.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

3.1 Получение и обработку отверстий с помощью различных режущих инструментов производят на сверлильных станках следующими методами: сверлением, рассверливанием, зенкерованием, развертыванием, зенкованием, цекованием, нарезанием резьбы в отверстиях метчиками. На сверлильных станках может также производиться растачивание отверстий; растачивание производят в случаях, когда координаты оси отверстия заданы с высокой точностью.

Вращательное движение инструмента является главным движением, а осевое перемещение его - движением подачи. Схемы обработки отверстий различными методами представлены на рис.2.

Сверление - образование отверстий в сплошном материале с помощью сверл.

Рис.1. Схема полей допусков

Рассверливание - увеличение диаметра ранее просверленного отверстия сверлом большего диаметра. Диаметр отверстия под рассверливание выбирают так, чтобы поперечная режущая кромка сверла в работе не участвовала. Это улучшает условия центрирования сверла в имеющемся отверстии и уменьшает осевое усилие. Обычно диаметр отверстия под рассверливание составляет 0,3 - 0,6 диаметра рассверленного отверстия.

Зенкерование - обработка предварительно просверленных, штампованных или литых отверстий для придания им более правильной формы, повышения точности и уменьшения шероховатости многолезвийным режущим инструментом - зенкером.

Развертывание - окончательная обработка отверстия разверткой (обычно после зенкерования) в целях получения точных размеров и малой шероховатости обработанной поверхности.

Зенкование - образование цилиндрических или конических углублений в отверстиях под головки винтов, болтов, заклепок и других деталей с помощью цилиндрических и конических зенкеров. Зенкеры, предназначенные для зенкования, называют зенковками.

Цекование - обработка торцовой поверхности отверстия торцовым

зенкером для достижения перпендикулярности плоской торцовой поверхности к его оси. Торцовый зенкер обычно имеет сменные цапфы, отличающиеся диаметром. Это позволяет использовать торцовый зенкер для отверстий различного диаметра.

Рис.2. Схемы обработки отверстий

1 - сверление; 2 - рассверливание; 3 - зенкерование; 4 - развертывание; 5 - зенкование; 6 - цекование; 7 - нарезание резьбы метчиком

Нарезание резьбы метчиком - получение на внутренней цилиндрической поверхности с помощью метчика винтовой канавки.

Виды и последовательность методов обработки отверстий, необходимые для достижения заданной точности отверстия, в зависимости от номинального диаметра и характера заготовки под отверстие, приведены в табл.1.

Таблица 1

Методы обработки отверстий

3.2 Сверла предназначаются в основном для получения отверстий в сплошном материале, а также используются для рассверливания.

Сверла по назначению и по конструкции рабочей части подразделяют на спиральные, перовые, центровочные, кольцевые, специальные.

Наиболее распространенный для сверления и рассверливания инструмент - спиральиое сверло. Спиральное сверло имеет на рабочей части две главные режущие кромки, поперечную режущую кромку и две вспомогательные режущие кромки (рис.3).

Рис.3 Рабочая часть спирального сверла

1 - главные режуще кромки; 2 - вспомогательные режущие кромки; 3 - поперечная режущая кромка

Глубина резания при сверлении равна половине диаметра сверла и меньшей быть не может. Это создает большие нагрузки на сверло и необходимость отвода большого объема стружки из зоны резания по спиральным канавкам, следствием чего является большая глубина канавок, что уменьшает прочность и жесткость сверла. Неодинаковые заточка или износ главных режущих кромок приводят к изгибу консольно закрепленного сверла и искривлению геометрической оси отверстия. Наличие поперечной режущей кромки создает большие неудобства при центрировании сверла. Этим объясняется невысокая точность отверстий, получаемых с помощью спиральных сверл, несмотря на то, что сверла повышенной точности выполняются с полем допуска по наружному диаметру h8, а сверла нормальной точности - с полем допуска h9.

Сверлением можно обработать отверстия невысокого квалитета точности (Н12 - Н14) с шероховатостью Rz = 40 мкм и грубее.

В нашей стране принята единая градация диаметров сверл, регламентируемая ГОСТ 885-77 (Табл.2).

Таблица 2

Диаметры сверл (ГОСТ 885-77), мм

Выбрав сверло, указывают индекс сверла по принятой классификации, диаметр сверла, точность сверла (нормальная или повышенная), общую длину и длину рабочей части сверла, угол 2φ между главными режущими кромками.

Оптимальный угол зависит от обрабатываемого материала. С увеличением угла 2φ возрастает осевая сила, но уменьшается крутящий момент резания.

Рекомендуется следующее значение 2φ:

· Сталь углеродистая конструкционная                                  116°-120°

· Нержавеющая легированная сталь                                       125°-130°

· Латунь, сплавы на основе алюминия                                   130°-140°

· Медь                                                                                     125°

· Пластмассы                                                                           80°-100°

3.3. Зенкеры - это многолезвийные размерные режущие инструменты, предназначенные для предварительной или окончательной обработки отверстий в литых или штампованых заголовках, а также предварительно просверленных отверстий. В отличие от спирального сверла, цилиндрические зенкеры имеют, в зависимости от диаметра, 3-6 главных режущих кромок и не имеют поперечных кромок. Глубина резания при зенкеровании меньше по сравнению со сверлением, а число главных режущих кромок зенкера больше, поэтому точность зенкерования выше, чем точность сверления.

Зенкеры используют преимущественно для промежуточной обработки между сверлением и развертыванием, а также для окончательной обработки с отклонениями, соответствующими полю допуска H11.

В зависимости от назначения различают зенкер №1 и зенкер №2. Зенкер №1 предназначен для предварительной обработки отверстий перед развертыванием, а зенкер №2 - для окончательной обработки. При окончательной обработке зенкером №2 предварительно отверстие обрабатывают зенкером №1. Верхнее и нижнее предельные отклонения диаметра для зенкера №1 - отрицательные, для зенкера №2 - положительные.

Поле допуска зенкера №2 расположено внутри поля H11. Предельные отклонения стандартных зенкеров приведены в табл.3.

Таблица 3

Предельные отклонения стандартных зенкеров

При зенкеровании используют зенкер №1 или №2 с номинальным диаметральным размером, равным номинальному диаметру окончательно обработанного отверстия. Стандартные зенкеры имеют номинальный диаметр от 10 до 100 мм.

Рекомендуются следующие интервалы припусков на диаметр отверстия, удаляемых методом зенкерования:

· До 18 мм                                         2,5 - 3,5 мм

· Свыше 18 до 30 мм                         4,0 - 4,5 мм

· Свыше 30 до 50 мм                         5,5 - 8,0 мм

· Свыше 50 до 80 мм                         7,0 - 10,0 мм

· Свыше 80 до 100 мм                       8,0 - 12,0 мм

Если фактический припуск больше рекомендуемого, то производят зенкерование вначале до промежуточного диаметра, а затем до заданного диаметра.

3.4. Развертки предназначены для получения точных и чистых отверстий и применяются после предварительной обработки отверстий сверлом, зенкером №1 или расточным резцом. По форме обрабатываемого отверстия различают развертки цилиндрические, конические и ступенчатые.

Цилиндрические развертки позволяют обрабатывать отверстия 7, 8, 9 квалитетов точности с шероховатостью R_a = 0,8 - 1,6 мкм. Развертки имеют 6 - 12 главных режущих кромок. В централизованном порядке выполняются чистовые развертки для обработки отверстий с полями допусков H7, Н8, H9, (H10, H11 - по требованию потребителя). Кроме того, централизованно производятся черновые развертки для обработки отверстий под поcледующее чистовое развертывание. Предельные отклонения стандартных черновых разверток приведены в табл.4.

Верхнее и нижнее предельные отклонения диаметра черновой развертки отрицательны. После чернового развертывания обязательно чистовое развертывание, так как только чистовое развертывание позволяет получить поле, допуска, соответствующее ЕСДП СЭВ.

Таблица 4

Предельные отклонения диаметра стандартных черновых разверток

Предельные отклонения диаметра стандартной чистовой развертки для обработки отверстий 8 квалитета точности приведены в табл. 5.

Таблица 5

Предельные отклонения диаметра стандартной чистовой развертки для отверстий 8 квалитета точности

Поле допуска чистовой развертки дня обработки отверстия расположено внутри поля допуска установленного ЕСДП СЭВ (H7, H8, H9).

Для чернового и чистового развертывания используют развертки с номинальным диаметром, равным номинальному диаметру окончательно обработанного отверстия. При черновом развертывании удаляется припуск на диаметр 0,3 - 0,5 мм, при чистовом развертывании - 0,05 - 0,15 мм.

Варианты заданий студенту на лабораторную работу приведены в табл.6 для отверстия, представленного на рис.4.

Рис.4 Фрагмент эскиза детали с обрабатываемым отверстием

Таблица 6

Варианты заданий студенту на лабораторную работу

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете необходимо:

4.1. Представить эскиз участка детали с размерами обработанного отверстия, соответствующими варианту задания.

4.2. Указать избранную последовательность методов обработки отверстия.

4.3. Указать назначение и предельную точность принятых методов обработки.

4.4. Представить схему полей допусков режущего инструмента для каждого из методов обработки и поля допуска на окончательно обработанное отверстие в виде, представленном на рис.1.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Назовите методы обработки отверстие резанием на сверлильных станках и их назначение.

5.2. В чем состоят недостатки сверления и какова предельная точность диаметра отверстия, полученного сверлением?

5.3. Каково назначение зенкерования, зенкера №1 и зенкера №2?

5.4. Каково назначение развертывания черновой и чистовой развертки?

5.5. Какой инструмент целесообразно использовать для окончательной обработки отверстия с точностью, соответствующей полю допуска H12, H11, H7?

5.6. Каков должен быть номинальный диаметр зенкера и развертки, если известен номинальный диаметр окончательно обработанного отверстия?

Лабораторная работа 2–1

(Программа TP_Lab_2_17)