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

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

Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки.

Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны, которые устанавливают в пиноли задней бабки.

Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления заготовку приводят во вращение включением шпинделя.

Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центрование заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.

При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло (также как при работе на сверлильных станках), периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки.

При ручном управлении станком трудно обеспечить постоянную скорость движения подачи. Для стабилизации скорости подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4.29, а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком (рис. 4.29, б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.

После выверки совпадения оси сверла с линией центров суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении напроход перед выходом сверла из заготовки скорость механической подачи значительно уменьшают или отключают подачу и заканчивают обработку вручную.

При сверлении отверстий диаметром 5. 30 мм скорость подачи S = 0,1 . 0,3 мм/об для стальных деталей и S = 0,2. 0,6 мм/об для чугунных деталей.

Для получения более точных отверстий и для уменьшения увода сверла от оси детали используют рассверливание, т. е. сверление отверстия в несколько приемов. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 30 мм) также прибегают к рассверливанию для уменьшения осевого усилия. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении.

Растачивание глухих отверстий

• сверление (или рассверливание отверстия) до максимально возможного диаметра;
• черновая расточка, после которой остается припуск в несколько миллиметров;
• обработка дна отверстия специальной торцевой подрезкой до необходимой чистоты;
• чистовая расточка до заданного размера.

При глухой расточке особое внимание уделяется обработке вблизи дна отверстия. Поэтому за 5 мм до достижения полной глубины подача должна снижаться, а последний участок желательно проходить в ручном режиме. Проходные резцы применяют только при небольших глубинах расточки (100÷150 мм). Во всех остальных случаях используются расточные головки различных типов.

Черновая, получистовая и чистовая обработка

Превращение заготовки в необходимую деталь – сложный и трудоемкий процесс. Он делится на определенные этапы: черновую, получистовую и чистовую обработку. Если деталь несложная, то промежуточный (получистовой) этап, как правило, не учитывается. На первом этапе (черновом) деталям придают необходимую форму и примерные размеры. При этом обязательно оставляют припуски на последующие этапы. Например, дана заготовка: D=70 мм и L= 115 мм. Из неё необходимо выточить деталь, первым размером которой будет D₁ = 65 мм, L₁ = 80 мм, а вторым – D₂ = 40 мм, L₂ = 20 мм.

Черновая обработка будет заключаться в следующем:

1. Подрезать торец на 14 мм.
2. Проточить диаметр по всей длине на 66 мм
3. Проточить второй диаметр D₂ = 41 мм на длину 20 мм.

На этом этапе мы видим, что деталь была обработана не полностью, но максимально приближена к её форме и размеру. А припуск на общую длину и на каждый из диаметров составил по 1 мм.

Чистовая обработка данной детали будет заключаться в следующем:

1. Выполнить чистовое подрезание торца с необходимой шероховатостью.
2. Проточить по длине 80 мм в диаметр 65 мм.
3. Выполнить чистовое точение по длине 20 мм в диаметр 40 мм.

Как мы видим, чистовая обработка требует максимальной точности, по этой причине и скорость резания в ней будет меньше.

2 Как происходит растачивание отверстий?

В токарных работах используется огромное количество разнообразных резцов, ряд которых необходим для расточных операций. При этом выбор инструмента для черновых проходов зависит от того, сквозное отверстие нужно обрабатывать или глухое. Отдельные резцы применяются для чистового растачивания, независимо от типа отверстия. Рассматриваемый вид токарной обработки деревянной или металлической заготовки осуществляется при закреплении последней в кулачковом патроне, без упора в центр задней бабки. Инструмент, зажатый в держателе, располагается по оси вращения заготовки, ею выполняют поступательное движение с постепенным отклонением от центра.

Как правило, растачивание отверстий осуществляется после сверления, однако в некоторых случаях необходимо произвести внутреннюю обработку канавок или пазов, сделанных на фрезерном станке. Каждый раз при этом происходит увеличение диаметра по всей глубине отверстия или на определенном его отрезке. Первый тип работ осуществляется проходным инструментом, а второй вариант имеет место при необходимости вытачивания внутренней канавки с помощью прорезного лезвия. Также с помощью расточного инструмента может быть выполнена обработка внутреннего торца глухого углубления, для чего используются подрезной резец.

Все инструменты, использующиеся при растачивании, имеют меньшую жесткость, чем резцы для наружных операций, вследствие чего скорость вращения детали следует понижать на 10-20 % в сравнении с внешними токарными работами. Также при обработке углублений существуют и другие подводные камни, требующие удвоенного внимания. В частности, очень трудно наблюдать за протеканием процесса, так как стружка снимается внутри отверстия. Еще одна сложность – необходимость выдвигать резец из держателя несколько дальше, чем требует глубина глухого отверстия, из-за чего обработка удаленных отрезков внутренней стенки может быть нарушена пружинящим инструментом.

Виды работ на токарном станке для начинающих

В зависимости от того, какой предмет надо изготовить, существует два способа крепления заготовки. В первом случае деревянная деталь зажимается горизонтально между центрами передней и задней бабок. Второй способ предусматривает установку исключительно в передней бабке с помощью патрона или планшайбы. Если вы новичок в работе на этом станке, будет логично начинать с первого способа.

1. Обработка заготовки, зажатой между центрами

Этот способ применяется для обработки деталей цилиндрической формы различной длины, укрепленных между центрами передней и задней бабок. Таким образом вы можете изготовить разнообразные детали: от миниатюрных шахматных фигур до ножек стола или стоек перил. Особенно опытным мастерам удается даже вытачивать бильярдные кии.

Как правильно зажать деталь

Первый шаг работы заключается в нахождении положения оси деревянной заготовки, чтобы зажать ее между поводковым центром и центром задней бабки.

• С помощью углового центроискателя проведите карандашом с обоих торцов заготовки по две-три линии, пересечение которых и будет центром торца.
• Сильно ударив молотком по разметочному керну, сделайте канавки и осевое углубление на торцах заготовки.
• Наденьте заготовку на поводковый центр, подведите заднюю бабку к противоположному торцу и подожмите ею деталь так, чтобы поводки хорошо врезались в канавки на торце, а затем отведите центр задней бабки — изделие должно держаться само.
• Вновь подведите центр задней бабки к заготовке, чтобы зафиксировать ее по оси центров. Поверните маховик задней бабки на четверть оборота, если дерево мягкое, и на пол-оборота, если оно твердое. Деталь должна быть закреплена так, чтобы ее можно было без сопротивления проворачивать рукой.

Подведите подручник как можно ближе. Поворачивая ее рукой, убедитесь, что заготовка свободно вращается и ни за что не задевает. Опорная плоскость подручника должна располагаться примерно на 5 мм ниже оси вращения.

Как работать

Следующий состоит в том, чтобы сделать брусок дерева цилиндрическим. Это осуществляется на скорости 1 000-1 500 об./мин. При этом стружка снимается справа налево с помощью широкой вогнутой желобчатой стамески для черновой обработки — рейера. Если кусок дерева длинный, черновая обработка производится в несколько этапов; подручник придвигается к детали по мере ее обтачивания, не изменяя своего положения по высоте.

Для вытачивания деталей существуют инструменты разной формы: желобчатая стамеска для обработки фасонной поверхности, плоская стамеска, крючок, полукруглый резец, скошенная стамеска (косяк) и др.

В зависимости от типа используемого инструмента и стадии работы, следует периодически приближать подручник к заготовке. После завершения процесса, когда деталь уже выточена, производится окончательная отделка (шлифование, полирование, вощение, тонирование и др.) при снятом подручнике.

Черновая обработка

Для чернового точения цилиндра с помощью рейера установите частоту вращения 1 000 или 1 500 об./мин. Чем точнее должна быть форма цилиндра, тем большую скорость надо устанавливать. Бруски с малым припуском на обработку можно проточить с одного прохода по всей длине, с большим припуском — небольшими порциями, двигаясь от задней бабки к шпинделю.

Начинайте работу плавно, опираясь стержнем резца на подручник и держа лезвие так, чтобы пятка резца соприкасалась с деревом. Затем поднимайте ручку стамески до тех пор, пока кромка лезвия не начнет врезаться в дерево, снимая при этом ровную и хорошо скручивающуюся стружку. Ведите резец в направлении снятия стружки таким образом: одна рука, держащая ручку, задает движение, а другая — лишь поддерживает лезвие (не нажимая на него).

При черновой обработке квадратного бруска аккуратно срезайте стамеской углы, не слишком на нее налегая. Доведите деталь до цилиндрической формы наибольшего диаметра, придвигая по мере стачивания припуска подручник по направлению к оси вращения.

В зависимости от того, какую форму вам нужно придать детали, проведите карандашом основные линии разметки выпуклых и вогнутых частей, поворачивая заготовку рукой. Размечайте брусок так, чтобы наиболее широкие части детали всегда располагались со стороны передней бабки.

Начните с обтачивания стамеской двух краев заготовки. Опираясь на подручник, она должна плавно входить в дерево (без резких движений), оставаясь перпендикулярно оси вращения.

Проверка размера

Регулярно проверяйте размер штангенциркулем. Опытные столяры обычно прижимают резец локтем к бедру, чтобы освободить руку для измерительного инструмента. Как только штангенциркуль начинает вибрировать, уменьшите толщину стружки. Таким образом обточите прежде всего наибольшие диаметры, а затем переходите к точению шеек, торов, шаров, плеч и т.д.

Для того чтобы выточить полутор, воспользуйтесь желобчатой стамеской для обработки фасонной поверхности. Держа ее перпендикулярно оси, спускайте режущую кромку с внешней стороны внутрь бруска, поднимая и слегка поворачивая ручку. Чтобы получить целый тор, произведите ту же операцию с обеих сторон.

Шейка (свод) вытачивается таким же резцом, что и тор. После черновой обработки донышка посередине шейки проточите правую полушейку, на этот раз ведя инструмент снизу вверх и вправо. Никогда не переводите резец сразу с одной стороны шейки на другую — их нужно вытачивать по очереди.

Листели (маленькие ободки, часто оставляемые с обеих сторон шейки) вытачиваются мейсель-резцом. У него нет задних углов на боковых гранях стержня, как у стамески, но зато есть тонкая канавка для выхода стружек.

Галтель представляет собой плавный переход от одной поверхности к другой — по сути, комбинацию тора и шейки. Поэтому вначале точите шейку, а затем тор, примыкающий к ней.

Деталь, зажатую с двух сторон, никогда не отрезают полностью. Выточите с двух краев канавки, оставляя перемычки маленького диаметра, и отпилите концы ножовкой, предварительно остановив станок.

Чтобы завершить отделку детали, снимите резцедержатель и обработайте деталь снизу мелкой шкуркой (зернистостью от 16 до М63). Во время работы поворачивайте шкурку крест-накрест, чтобы избежать кольцевых царапин.

Для отделки детали во время вращения натрите ее куском воска и отполируйте плотной тканью или пробковым материалом.

2. Обработка заготовки, зажатой с одного конца

При изготовлении коробочки деревянный брусок закрывается только с одного конца. В зависимости от формы и размеров детали используются разные средства крепления: патрон с тремя или четырьмя кулачками (некоторые зажимают в восьми точках), патрон «свиной хвост» (с установочными винтами, вкручивающимися в деталь), цанговый патрон или планшайба.

Эта работа требует немалого мастерства. Здесь надо проявить большую аккуратность при вытачивании уступа, чтобы диаметр не сделать меньше, чем нужно.

Выбор режима резания

Играет наиболее важную роль угол при вершине 2φ. Сверла работают в худших условиях, чем резцы – затруднен отвод стружки и подвод СОЖ к режущим кромкам, возникают большие трения о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия.

1. Сверла из инструментальной стали имеют различный угол при вершине 2φ, при обработке – стали (116-120°); чугуна (90-100°); алюминиевых сплавов (130-140°).
   С уменьшением угла при вершине 2φ увеличивается активная длина главных режущих лезвий, что способствует лучшему теплоотводу (важно учитывать при сверлении древесно-слоистых пластиков и пластмасс), но при этом теряется прочность.
2. Определяют максимальную подачу: для сквозных отверстий берут меньше, чем для глухих. При сверлении глубоких отверстий подачу уменьшают. Учитывается требование к чистоте обработки. При получении более чистой поверхности подачу уменьшают (выбирают из справочников).
3. Период стойкости сверла (продолжительность работы в мин без переточки).

Элементы срезаемого слоя:

• в – ширина срезаемого слоя, расстояние между обработанной и необработанной поверхностями по режущей кромке;
• а – толщина срезаемого слоя, расстояние между двумя положениями соседних режущих кромок, измеренное перпендикулярно к главной режущей кромке.

При сверлении отверстий на сверлильных и токарных станках достигается наибольшая точность по 10 квалитету. Экономически достигаемая точность составляет 11-13 квалитетов. Шероховатость поверхности по параметру Rz от 90 до 20 мкм. Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам.

Повысить точность можно сверлением отверстий в кондукторах. Таким образом обработка сверлами обеспечивает низкую точность и чистоту поверхности; в ряде случаев применение сверл для рассверловки, особенно в литых корпусных деталях не рационально из–за их поломок.

Техника безопасности при работе

Работа на токарном станке независимо от опыта требует соблюдения установленных правил безопасности. Это не важно, работает начинающий токарь или умудрённый профессионал. Все правила техники безопасности можно разделить на следующие категории:

• требования, предъявляемые к заготовке;
• правильность фиксации болванки и порядок включения станка;
• подготовка инструмента;
• подготовка средств индивидуальной защиты.

Первая категория требований включает:

• проверить целостность заготовки;
• отсутствие явных дефектов;
• уровень влажности;
• соблюдение требований по форме болванки (это устранит биение детали).

Второй перечень связан с правилами работы. Перед включением токарного агрегата необходимо изучить инструкцию. В ней описана последовательность предварительных работ, порядок включения, правила работы и возможные неисправности. Кроме этого в инструкции в зависимости от установленного устройства фиксации прописаны рекомендации по правильной установке и закреплению болванки. Главными требованиями к токарным работам являются:

• надёжно зафиксировать болванку;
• проверить целостность кабеля питания (по нему подаётся высокое напряжение к двигателю);
• исправность кабеля заземления;
• все органы управления должны быть установлены в исходное положение;
• на станине и поверхности станка не должно быть мусора и лишних предметов;
• снимать стружку во время токарных работ следует постепенно тонким слоем (необходимо избежать глубокого проникновения инструмента в заготовку иначе может произойти её разрушение, что приведёт к попаданию осколков на руки и в глаза);
• целесообразно локоть плотно прижимать к телу (это создаст дополнительный упор, позволяющий улучшить фиксацию инструмента).

Весь инструмент, который планируется использовать в процессе работы, должен находиться в исправном состоянии. Ручки не должны иметь трещин и явных дефектов. Режущая кромка должна быть заточена согласно правилам.

Перед началом работы следует позаботиться о средствах индивидуальной защиты. К ним относятся: защитный халат, головной убор и защитные очки. Наличие индивидуальных средств защиты позволит избежать травм.

Сообщений 1 страница 10 из 11

Поделиться12014-11-25 08:42:53

• Автор: ДСВ
• Администратор
• 
• Откуда: Горький
• Зарегистрирован : 2014-11-08
• Сообщений: 1543
• Уважение: [+0/-0]
• Позитив: [+0/-0]
• Пол: Мужской
• Возраст: 31 [1989-09-18]
• Провел на форуме:
  6 дней 8 часов
• Последний визит:
  2020-09-30 09:10:02

Технологический процесс токарной обработки втулок

Общие сведения о токарной обработке втулок. К классу втулок относятся детали со сквозным отверстием и с наружной гладкой или ступенчатой поверхностью. Втулки широко используются в машинах, Основным техническим требованием большинства втулок является концентричность наружных и внутренних поверхностей и перпендикулярность одной или обеих торцовых поверхностей втулки ее оси.

По форме втулки можно разделить на следующие четыре группы:

1) гладкие;
2) с гладким отверстием и ступенчатой наружной поверхностью;
3) с гладкой наружной поверхностью и ступенчатым отверстием;
4) со ступенчатыми отверстием и наружной поверхностью.

Втулки изготовляют из пруткового материала и заготовок, отлитых из чугуна и цветных металлов и реже кованых и штампованных. За последнее время стали применять втулки из пластмасс.

Токарная обработка гладких втулок из прутка. Рассмотрим наиболее характерные примеры обработки гладких втулок. Такие втулки диаметром до 160 — 180 мм обычно изготовляются из прутка.

Обработка единичной гладкой втулки (рис. 374, а) производится из отрезанной от прутка Ø 45 мм заготовки длиной 80 мм в патроне за одну операцию. В первой установке подрезается торцовая поверхность заготовки (рис. 374, б), затем она обтачивается на Ø 40 мм (рис., 374 в), сверлится Ø 22 мм на длине 58 мм (рис. 374, г), растачивается на Ø 24 мм на длине 56 мм (рис. 374, д) и отрезается на длину 51 мм (рис. 374, е). Во второй установке подрезается другой торец (рис. 374, ж) и выдерживается длина 50 мм.
Если наружная поверхность должна быть обработана по 3-му или 4-му классу точности, то ее необходимо обтачивать от двух до трех раз. То же относится и к отверстию. Если отверстие втулки должно быть изготовлено по 2, 2а, 3 или За классам точности, то растачивать его потребуется два-три раза. При растачивании отверстия расточным резцом достигают строгой концентричности наружной поверхности втулки к ее отверстию при обработке их с одной установки. При партии втулок 10, 20 шт. и более, т. е. при серийном производстве, такие гладкие втулки обрабатываются за несколько операций с применением упоров и лимбов. В этом случае целесообразно обрабатывать втулки из длинного прутка, если его диаметр меньше диаметра отверстия в шпинделе.

Неточное отверстие с чистотой поверхности Δ 2 — Δ 3 можно обработать сверлом. При повышенных требованиях к точности и чистоте поверхности отверстия используют расточный резец при небольшой партии втулок (5 — 10 шт.). При большой партии рекомендуется после сверла применять резец или зенкер и одну или две развертки.

Если точное отверстие втулки обрабатывается начисто одной или двумя развертками, то для получения строгой концентричности наружной поверхности к отверстию необходимо вводить дополнительное обтачивание при установке втулки на точную центровую или консольную оправку.

При чистовом обтачивании малой партии гладких втулок иногда токари применяют самоцентрирующий патрон с расточенными сырыми кулачками. Растачивают кулачки строго по наружному диаметру закрепляемой втулки. Время обработки втулки можно уменьшить, если совместить черновое обтачивание наружной поверхности со сверлением отверстия. Отрезать втулку от прутка рекомендуется отрезным резцом, установленным в заднем резцедержателе на поперечных салазках.