Обработка отверстий - знакомый процесс, но в чем разница между сверлением, развертыванием, зенкерованием и растачиванием? Позвольте мне объяснить это сегодня.
Сверление - это процесс создания отверстий в твердых материалах, как правило, диаметром менее 80 мм. Существует два метода бурениеОдин из них предполагает вращение сверла, а другой - вращение заготовки. Погрешности, возникающие при использовании этих двух методов, различны.
При вращении бурового долота из-за асимметричных режущих кромок и недостаточной жесткости долота оно может отклоняться, в результате чего центральная линия отверстия становится искривленной или непрямой, но диаметр отверстия остается неизменным.
В отличие от этого, при вращении заготовки отклонение сверла может привести к изменению диаметра отверстия, но при этом осевая линия остается прямой.
К числу распространенных инструментов для бурения относятся спиральные дрелиЦентровые и глубокие сверла, наиболее широко используются спиральные сверла диаметром от 0,1 до 80 мм.
Из-за конструктивных ограничений буровые коронки имеют низкую жесткость на изгиб и кручение, а также плохие возможности центрирования, что приводит к низкой точности сверления, как правило, в пределах IT13 и IT11; шероховатость поверхности также относительно высок, обычно от 50 до 12,5 мкм.
Однако сверление отличается высокой скоростью съема металла и эффективностью резания. В основном оно используется для отверстий, не требующих высокой точности, таких как отверстия под болты, резьбовые отверстия в днище и отверстия для масла.
Отверстия, требующие более высокой точности и качества поверхности, должны быть обработаны с помощью последующих процессов, таких как развертывание, зенкерование, растачивание или шлифование.
Развертывание - это процесс дальнейшей обработки предварительно просверленных, литых или кованых отверстий с целью увеличения диаметра и повышения качества отверстия. Развертывание может служить предварительной операцией перед прецизионной обработкой или окончательным процессом для отверстий с менее строгими требованиями. Развертки похожи на спиральные сверла, но имеют больше зубьев и не имеют поперечных режущих кромок.
По сравнению со сверлением, рассверливание имеет следующие характеристики:
(1) Развертки имеют множество зубьев (от 3 до 8), обеспечивающих хорошее ведение и стабильное резание;
(2) У разверток отсутствуют поперечные режущие кромки, что улучшает условия резания;
(3) Припуск на обработку невелик, что позволяет делать более мелкие стружечные канавки и более толстую сердцевину, что приводит к созданию более прочных и жестких корпусов инструментов. Точность развертывания обычно составляет от IT11 до IT10, а шероховатость поверхности - от Ra 12,5 до 6,3. Развертывание обычно используется для отверстий диаметром менее 100 мм. При сверлении больших отверстий (D ≥ 30 мм) обычно используется предварительное сверление меньшим сверлом (в 0,5-0,7 раза больше диаметра отверстия), а затем развертывание до нужного размера, что повышает качество и эффективность обработки. обработка отверстий.
Помимо цилиндрических отверстий, для обработки потайных и плоских торцевых поверхностей можно использовать различные развертки специальной формы, также известные как зенкеры. На переднем конце зенкера часто имеется направляющая стойка, которая направляется в уже обработанное отверстие.
Зенкерование является одним из методов прецизионной обработки отверстий и широко используется в производстве. Для небольших отверстий, по сравнению с внутренним шлифованием или прецизионным растачиванием, зенкерование является более экономичным и практичным методом.
Зенкеры обычно делятся на ручные и машинные. Зенкеры с ручным управлением имеют прямой хвостовик с более длинной рабочей частью, обеспечивающей лучшее ведение, и бывают цельными и с регулируемым наружным диаметром.
Машинные зенкеры бывают с хвостовиком и втулкой. Зенкеры могут обрабатывать не только круглые, но и конические отверстия с помощью конических зенкеров.
Припуск на зенкерование значительно влияет на качество обработки. Слишком большой припуск увеличивает нагрузку на зенкер, быстро затупляя режущие кромки и затрудняя получение гладкой поверхности и соблюдение допусков на размеры. Недостаточный припуск не позволяет удалить следы, оставленные предыдущими процессами, что не улучшает качество обработки отверстия.
Общий припуск на грубое зенкерование составляет от 0,35 до 0,15 мм, а на тонкое - от 0,15 до 0,05 мм.
Чтобы предотвратить образование нарастающих кромок, зенкерование обычно выполняется на низких скоростях резания (для высокоскоростных сталь зенкерование стали и чугуна, v < 8 м/мин). Скорость подачи зависит от диаметра обрабатываемого отверстия; для больших диаметров требуются большие скорости подачи, а для высокоскоростных зенкеров, обрабатывающих сталь и чугун, обычно используются скорости подачи от 0,3 до 1 мм/об.
Зенкование требует использования соответствующих смазочно-охлаждающие жидкости для охлаждения, смазки и очистки, чтобы предотвратить образование наплывов на кромках и своевременно удалять стружку.
По сравнению со шлифованием и растачиванием, зенкерование обеспечивает более высокую производительность и легко сохраняет точность отверстия; однако оно не может исправить ошибки позиционирования оси отверстия, которые должны быть обеспечены предыдущим процессом. Зенкерование не подходит для обработки ступенчатых и глухих отверстий.
Точность размеров при зенкеровании обычно находится в диапазоне от IT9 до IT7, а шероховатость поверхности, как правило, составляет от Ra 3,2 до 0,8. Для отверстий среднего размера с более высокими требованиями к точности (например, отверстия класса IT7) типичной последовательностью обработки в производстве является сверление-резка-зенкерование.
Растачивание - это процесс обработки, при котором предварительно просверленное отверстие увеличивается с помощью режущий инструмент. Эта операция может выполняться как на расточных, так и на токарных станках.
Существует три различных метода расточки:
a) Вращение заготовки с подачей инструмента: Этот метод обычно используется на токарных станках. При этом обеспечивается совпадение оси расточенного отверстия с осью вращения заготовки. Сайт округлость отверстия зависит в первую очередь от точности вращения шпинделя станка, а осевая погрешность геометрической формы определяется в основном точностью направления подачи инструмента относительно оси вращения заготовки. Этот метод подходит для растачивания отверстий, требующих концентричности с наружной цилиндрической поверхностью.
b) Вращение инструмента с движением подачи заготовки: Шпиндель расточного станка приводит во вращение расточной инструмент, а рабочий стол перемещает заготовку вперед.
c) Вращение инструмента с движением подачи: При использовании этого метода длина проекции расточного стержня изменяется, как и деформация под нагрузкой, в результате чего получается коническое отверстие с большим диаметром вблизи шпиндельной коробки и меньшим диаметром дальше от нее. Кроме того, с увеличением длины выступа расточного стержня увеличивается деформация изгиба под действием собственного веса шпинделя, что вызывает соответствующий изгиб оси обрабатываемого отверстия. Этот метод подходит только для растачивания коротких отверстий.
По сравнению с обычным растачиванием, алмазное растачивание характеризуется меньшей величиной обратного резания, меньшей скоростью подачи и более высокой скоростью резания. Оно позволяет достичь высокой точности обработки (IT7 - IT6) и очень гладкой поверхности (Ra 0,4 - 0,05). Первоначально алмазное растачивание выполнялось с помощью алмазных расточных инструментов, но в настоящее время обычно используется твёрдый сплав, CBN и синтетические алмазные инструменты. В основном используется для обработки заготовок из цветных металлов, а также может применяться для обработки заготовок из чугуна и стали.
Типичный параметры резки Для алмазного растачивания используются: величина обратного резания от 0,2 до 0,6 мм для чернового и 0,1 мм для чистового растачивания; скорость подачи от 0,01 до 0,14 мм/об; скорость резания от 100 до 250 м/мин для чугуна, от 150 до 300 м/мин для стали и от 300 до 2000 м/мин для цветных металлов.
Чтобы обеспечить высокую точность обработки и качество поверхности при алмазном сверлении, станок (алмазный расточной станок) должны обладать высокой геометрической точностью и жесткостью. В качестве подшипников главного шпинделя часто используются прецизионные радиально-упорные шарикоподшипники или гидростатические подшипники скольжения, а высокоскоростные вращающиеся детали должны быть точно сбалансированы. Кроме того, механизм подачи должен двигаться плавно, чтобы рабочий стол мог выполнять стабильные и медленные движения подачи.
Алмазное растачивание широко используется в массовом производстве для окончательной прецизионной обработки отверстий, таких как отверстия цилиндров двигателей, отверстия поршневых пальцев и отверстия главного шпинделя в шпиндельных коробках станков. Однако важно отметить, что при обработке чёрные металлы При алмазном борировании следует использовать расточные инструменты из твердого сплава или КНБ, а не из алмаза, так как атомы углерода в алмазе сильно связаны с элементами группы железа, что снижает срок службы инструмента.
Расточные инструменты можно разделить на однокромочные и двухкромочные.
По сравнению с процессом сверления-расширения-расточки, расточка не ограничена размерами инструмента и обладает высокой способностью исправлять ошибки. Оно может исправлять начальное отклонение оси отверстия за несколько проходов и поддерживать высокую точность позиционирования с помощью фиксирующей поверхности.
По сравнению с наружным точением растачивание имеет меньшую жесткость системы инструментальной бабки, большую деформацию, плохой теплоотвод и условия удаления стружки, а заготовка и инструмент испытывают значительные тепловые деформации. Следовательно, качество обработки и эффективность производства при растачивании не так высоки, как при наружном точении.
В целом, растачивание имеет широкий спектр применения и позволяет обрабатывать отверстия различных размеров и уровней точности. Это практически эксклюзивный метод для отверстий большого диаметра с высокими требованиями к точности размеров и позиционирования. Точность обработки при растачивании варьируется от IT9 до IT7, а шероховатость поверхности - Ra. Растачивание может выполняться на расточных, токарных, фрезерных и других станках. типы станков, что дает преимущество гибкости. В массовом производстве для повышения эффективности расточки часто используются расточные приспособления.
Хонингование - это метод чистовой обработки отверстий с помощью хонинговального инструмента, оснащенного абразивными палочками (масляными камнями). При хонинговании заготовка остается неподвижной, а хонинговальный инструмент, приводимый в движение шпинделем станка, вращается и совершает линейные возвратно-поступательные движения.
В процессе хонингования абразивные палочки оказывают определенное давление на поверхность заготовки, снимая очень тонкий слой материала, в результате чего на поверхности образуется перекрестный рисунок. Чтобы абразивные частицы не шли по одному и тому же пути, количество оборотов в минуту хонинговального инструмента и количество возвратно-поступательных движений в минуту должно быть относительно небольшим.
Угол пересечения θ шаблона хонингования зависит от скорости возвратно-поступательного движения (va) и окружной скорости (vc) хонинговального инструмента. Величина угла θ влияет на качество и эффективность хонингования; обычно угол θ устанавливается на 40-60° для грубого хонингования и более тонкий для точного хонингования. Чтобы облегчить отвод разрушенных абразивных частиц и стружки, снизить температуру резания и улучшить качество обработки, во время хонингования следует использовать достаточное количество смазочно-охлаждающей жидкости.
Для обеспечения равномерной обработки стенок отверстия ход абразивных палочек должен выходить за оба конца отверстия. Чтобы обеспечить равномерный припуск на хонингование и минимизировать влияние погрешностей вращения шпинделя на точность обработки, между хонинговальным инструментом и шпинделем станка обычно используется плавающее соединение.
Регулировка радиального расширения и сжатия абразивных брусков хонинговального инструмента может быть ручной, пневматической, гидравлической и других конструкций.
1) Хонингование обеспечивает высокую точность размеров и формы, точность обработки на уровне IT7-IT6. Погрешности округлости и цилиндричности отверстия можно контролировать в очень узком диапазоне. Однако хонингование не повышает точность положения обработанного отверстия.
2) Хонингование позволяет достичь высокого качества поверхности с шероховатостью (Ra) от 0,2 до 0,025 мкм и чрезвычайно малой глубиной измененного дефектного слоя в металлическая поверхность (2,5-25 мкм).
3) Хотя окружная скорость хонинговального инструмента невелика (vc=16-60 м/мин) по сравнению со скоростью шлифования, большая площадь контакта между абразивными брусками и заготовкой и относительно высокая скорость возвратно-поступательного движения (va=8-20 м/мин) все же позволяют хонингованию сохранять высокую производительность.
Хонингование широко используется в массовом производстве для обработки прецизионных отверстий в цилиндрах двигателей и различных гидравлических устройствах. Диапазон диаметров отверстий обычно начинается от 5 мм и более, и хонингование может обрабатывать глубокие отверстия с отношением длины к диаметру более 10. Однако хонингование не подходит для обработки отверстий в заготовках из цветных металлов с высокой пластичностью, а также для обработки отверстий со шпонками или шлицами.
Протягивание - это высокопроизводительный процесс прецизионной обработки, выполняемый на протяжном станке с использованием специально разработанных протяжек. Существует два основных типа протяжных станков: горизонтальные и вертикальные, причем горизонтальные являются наиболее распространенными.
Во время протяжки протяжка совершает медленное линейное движение (первичное движение). Для обеспечения стабильности число одновременно работающих зубьев протяжки обычно должно быть не менее трех; в противном случае неравномерное резание может создать кольцеобразную рябь на поверхности заготовки. Для предотвращения чрезмерных усилий при протяжке, которые могут сломать протяжку, количество одновременно работающих режущих зубьев обычно не должно превышать шести-восьми.
Существует три различных метода протяжки, описанных ниже:
1) Послойное протягивание предполагает последовательное послойное срезание лишнего материала с заготовки. Для облегчения разрушение микросхемЗубья протяжки шлифуются с перекрывающимися стружколомающими канавками. Протяжки, предназначенные для этого метода, называются плоскими.
2) Сегментное протягивание характеризуется тем, что каждый слой обрабатываемой поверхности срезается группой зубьев одинакового размера, расположенных в шахматном порядке (обычно 2-3 зуба на группу). Каждый зуб снимает только часть одного слоя металла. Протяжки, предназначенные для этого метода, называются ротационными.
3) Комбинированное протягивание сочетает в себе преимущества как послойного, так и сегментного протягивания. При черновой обработке используется сегментное протягивание, а при чистовой - послойное. Это позволяет не только сократить длину протяжки и повысить производительность, но и добиться лучшего качества поверхности. Протяжки, разработанные для этого метода, называются комбинированными.
1) Протяжки - это многокромочные инструменты, которые могут последовательно выполнять черновую, чистовую и обжиговую обработку отверстия за один ход протяжки, что обеспечивает высокую эффективность производства.
2) Точность протяжки в первую очередь зависит от точности протяжки. При нормальных условиях протяжка позволяет достичь допусков IT9 - IT7, а шероховатость поверхности (Ra) достигает 6,3 - 1,6 мкм.
3) При протягивании заготовка самостоятельно позиционируется по обрабатываемому отверстию (ведущая часть протяжки служит позиционирующим элементом), что затрудняет обеспечение точности позиционирования отверстия относительно других поверхностей; для деталей вращения, требующих концентричности между внутренней и наружной поверхностями, часто сначала выполняется протяжка, а затем обрабатываются другие поверхности на основе отверстия как эталона.
4) Протяжки могут обрабатывать не только круглые, но и фасонные и шлицевые отверстия.
5) Протяжки - это инструменты фиксированного размера с сложные формы и высокая стоимость, что делает их непригодными для обработки больших отверстий.
Протягивание обычно используется в массовом производстве для обработки сквозных отверстий в деталях малого и среднего размера диаметром от 10 до 80 мм и глубиной отверстий, не превышающей пятикратный диаметр.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
DE 
ES 