МЕТОДИ ОБРОБКИ ВНУТРІШНІХ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПОВЕРХОНЬ

Внутрішні циліндричні поверхні зустрічаються у більшості деталей, які можуть і не бути тілами обертання.

Методи обробки внутрішніх циліндричних поверхонь лезовий, абразивним інструментами і пластичною деформацією представлені в табл. 2.6.

Таблиця 2.6

Внутрішні циліндричні поверхні (отвори)

До лезовий інструментам, які використовуються для обробки отворів, відносяться: свердла, зенкери, розгортки, розточувальні різці і протягання. Обробка отворів може здійснюватися на токарних, свердлильних, розточувальних та протяжних верстатах, в тому числі і на верстатах з ЧПУ.

При свердлінні використовуються два методу: обертається свердло (верстати свердлильно-розточувальних груп); обертається заготовка (верстати токарної групи).

Обробка отворів діаметром до 40 мм зазвичай здійснюється спіральними свердлами за один перехід, а при великих діаметрах - за два і більше переходу свердлінням і розсвердлюванням. При обробці отворів діаметром більше 80 мм використовують свердла спеціальних конструкцій.

До спеціальних свердла відносяться:

  • - напівкруглі свердла однобічного різання, застосовуються при обробці тендітних матеріалів (латунь, чавун, бронза);
  • - рушничні свердла однобічного різання із зовнішнім відведенням МОР і внутрішнім відведенням (ежекторні);
  • - кільцеві (трепанують) свердла використовуються для свердління отворів великого діаметру. Центральна частина металу може бути використана в якості заготовки для виготовлення інших деталей.

Жорсткість свердел порівняно невелика, тому для підвищення продуктивності свердління і точності отворів використовують такі прийоми:

  • - свердління заготовки здійснюють при її обертанні або обертовим нерухомим свердлом;
  • - проводять попереднє засвердлювання;
  • - застосовують малі подачі;
  • - орієнтацію свердла здійснюють кондукторних втулками;
  • - здійснюють точну заточку свердла.

Найбільш поширеним методом отримання отворів в суцільному металі є свердління стандартними швидкорізальними свердлами, що призводить іноді до різкого контрасту, коли свердлильні операції на дорогому верстаті або в автоматичній лінії виконуються в 5 або 10 разів повільніше, крім токарних верстатів або фрезерні. До того ж важливо відзначити, що на свердління припадає близько 25% всього обсягу робіт з різання матеріалів.

Для підвищення продуктивності слід використовувати високопродуктивні методи і конструкції свердел, непереточувані механічно закріплюються поворотні пластинки з твердого сплаву.

На рис. 2.15 представлено спіральне свердло зі змінною площею перетину канавки по довжині робочої частини, що покращує відведення стружки із зони різання і забезпечує свердління отворів за один перехід. На рис. 2.16 показана конструкція свердла з центральної ріжучої вставкою з СТМ, яка забезпечує підвищення стійкості свердла в 6 ... 8 разів у порівнянні з відомими свердлами, застосовуваними на тих самих операціях.

Спіральні свердла

Мал. 2.15. Спіральні свердла

Свердло з центральною вставкою з СТМ

Мал. 2.16. Свердло з центральною вставкою з СТМ

Свердло з канавками для дроблення

Мал. 2.17. Свердло з канавками для дроблення

Для поліпшення дроблення стружки на ріжучих крайках свердла по задній поверхні виконують дві несиметричні кільцеві канавки (рис. 2.17), глибина яких зменшується від ріжучої кромки до канавці свердла.

Продуктивність свердління значно підвищується при подачі МОР безпосередньо в зону різання (рис. 2.18). Такі свердла мають високу жорсткість і застосовуються при вібросверленіі.

Свердло з центральним каналом для підведення МОР

Мал. 2.18. Свердло з центральним каналом для підведення МОР

Для обробки отворів широко використовуються комбіновані свердла, які можуть одночасно свердлити, розсвердлювати, зенковать отвори і знімати фаски (рис. 2.19).

Приклади використання комбінованих свердел

Мал. 2.19. Приклади використання комбінованих свердел

Залежно від обладнання, на якому вони застосовуються, свердла можуть бути обертовими або нерухомими. На токарних верстатах можна необертовим свердлом підвищеної жорсткості висвердлюють в суцільному матеріалі отвори діаметром, що перевищує номінальний діаметр свердла. Для цього свердло з неперетачіваемой ріжучими пластинками виводять з його центрована положення і зміщують по одній з осей, як показано на рис. 2.20.

Свердління отвору зміщеним свердлом підвищеної жорсткості

Мал. 2.20. Свердління отвору зміщеним свердлом підвищеної жорсткості

Для свердління отворів малих діаметрів від 3 до 16 мм використовують монолітні спіральні свердла з твердого сплаву (рис. 2.21).

Монолітне свердло з твердого сплаву

Мал. 2.21. Монолітне свердло з твердого сплаву

Для попередньої обробки литих, штампованих або просвердлених отворів під наступне розгортання, протягування або розточування використовують зенкерова- ня. При обробці отворів по 11 ... 13 квалітету зенкеро- вання може бути остаточною операцією.

Ріжучим інструментом при зенкеровании є зенкер, який може бути цілісним (рис. 2.22, а), з числом зубів 3 ... 8 і діаметром 3 ... 40 мм, насадним діаметром 32 ... 100 мм, збірним (рис. 2.22 , б), з регульованим діаметром 40 ... 120 мм.

Фасонний (а) і збірний (б) зенкери

Мал. 2.22. Фасонний (а) і збірний (б) зенкери

Зенкування є досить продуктивним методом, дозволяє підвищувати точність попередньо оброблених поверхонь і частково виправляє викривлення осі після свердління. Зенкування обробляють глухі і наскрізні отвори. Для підвищення точності обробки використовують пристосування з кондукторних втулками.

Для обробки складних внутрішніх поверхонь використовують фасонні (рис. 2.22, а) зенкери цільні або зі змінними неперетачіваемой ріжучими пластинками (рис. 2.22, б).

В процесі роботи зенкери можуть бути використані на верстатах токарної і свердлильно-розточний груп; можуть бути нерухомими або обертовими.

Приклади використання зенкерів для обробки отворів представлені на рис. 2.23.

Приклади використання зенкерів для обробки отворів

Мал. 2.23. Приклади використання зенкерів для обробки отворів

Розгортання отворів є чистової операцією і дозволяє отримувати точність до 7 квалітету. Розгортки в порівнянні з зенкерами мають більше число зубів (6 ... 14) і призначені для зняття малого припуску. Для підвищення точності обробки застосовують розгортки з гвинтовими зубами, які мають велику довжину ріжучої кромки і відрізняються високою плавністю роботи. Після розгортання розбивка отвори може досягати 0,005 ... 0,08 мм. Для її зменшення використовують плаваючі оправлення і патрони. Зазвичай припуск під розгортання вибирають в межах 0,2 ... 0,5 мм в залежності від оброблюваного матеріалу і діаметра отвору.

Отвори малих діаметрів (до 10 мм) рекомендується розгортати відразу після свердління.

Якщо вісь оброблюваного отвору повинна бути строго прямолінійною або потрібна витримати точну відстань до осі іншого отвору, то в цих випадках рекомендується застосовувати растачивание, а не розгортання.

На практиці для чорнового розгортання часто використовують зношені і заточені на новий розмір чистові розгортки.

Необхідно, щоб з самого початку роботи розгортки все її зуби одночасно вступили в процес різання. Для забезпечення цього торцева поверхня оброблюваної заготовки повинна бути попередньо оброблена. В іншому випадку зуби розгортки вступлять в роботу не все відразу і розгортка отримає неточне напрямок.

При розгортанні отворів, які мають поздовжні канавки (шпонкові, шліцьові і т.д.), можуть бути використані розгортки тільки з гвинтовим зубом, щоб не відбувалося зміщення розгортки при збігу її зуба зі западиною канавки.

Для підвищення точності розгортання при обробці наскрізних отворів рух стружки при різанні має бути направлено вперед, що досягається лівим нахилом ріжучих зубів.

При розгортанні твердосплавними інструментами незагартована сталей рекомендується вибирати швидкість різання в межах 10 ... 50 м / хв, а при розгортанні отворів в чавуні - 10 ... 18 м / хв.

Розточування отворів здійснюється за двома схемами: растачивание, при якому обертається заготовка (обробка на токарних верстатах), і розточування, при якому обертається інструмент (обробка на розточувальних верстатах).

На токарних верстатах здійснюють растачивание одиночних або співвісних отворів різного діаметру, а на розточувальних верстатах розточують поодинокі, співвісні отвори, а також отвори, які мають паралельні осі.

При розточуванні як інструменти використовують різці, Борштанги, розточувальні блоки, головки і пластини.

Інструменти, використовувані для розточування отворів глибиною більше 4 ... 5 діаметрів, мають дуже низьку стійкість. Оскільки режими різання зазвичай заздалегідь встановлені, то коливання можуть бути усунені лише шляхом поліпшення власних демпфуючих властивостей системи СНІД. Оскільки борштанга є найбільш слабкою ланкою в цій системі, то необхідно покращувати властивості її проти коливань, не змінюючи її зовнішніх розмірів. Для підвищення жорсткості Борштанги і зменшення прогину при різанні корпус її виконують з більш жорстких матеріалів, наприклад з твердих сплавів. Інший спосіб складається з вбудовування в борштангу додаткової інертної маси (рис. 2.24), положення якої регулюється за допомогою спеціального гвинта. Таким шляхом можна надати інструменту демпфирующие властивості, які відповідають різним типам вібрацій. Крім того, корпус Борштанги може бути виконаний з композиційного матеріалу (рис. 2.25), що володіє високими демпфірувальними здібностями, в результаті таку борштангу можна використовувати з консольним вильотом до десяти її діаметрів.

Борштанга з інертною масою

Мал. 2.24. Борштанга з інертною масою

Борштанга з композиційним корпусом

Мал. 2.25. Борштанга з композиційним корпусом

При розточуванні отворів різцем досягаються велика точність і менша шорсткість, ніж під час свердління і зенкеровании. При розточуванні знижується відхилення осі отвору від заданого. Найбільш ефективно діамантове растачивание, яке є обробної операцією. Найбільш поширені схеми розточування показані на рис. 2.26.

Схеми розточування отворів

Мал. 2.26. Схеми розточування отворів

Найбільша продуктивність досягається при використанні розточувальних головок, положення різців в яких можна регулювати. При чистовому розточування використовують плаваючі державки.

Розточувальні різці можуть бути використані і для обробки зовнішніх поверхонь. На рис. 2.27, а, представлена схема зовнішньої обточування заготовки подвійним розточувальним різцем; на рис. 2.27, б, - підрізування торця заготовки; на рис. 2.27, в, - розточування глухого отвори, діаметр якого більше діаметра подвійного розточувального різця; на рис. 2.27, г, - розточування ступеневої отвори.

Схеми зовнішньої і внутрішньої обробки подвійним розточувальним різцем

Мал. 2.27. Схеми зовнішньої і внутрішньої обробки подвійним розточувальним різцем

Протягування отворів є високопродуктивним методом обробки і використовується в масовому, великосерійному і среднесерийном виробництвах. Протягування в 8 ... 9 разів продуктивніше розгортання.

Як ріжучий інструмент використовують протяжку, яка зазвичай виконується зі швидкорізальної сталі або може бути збірної, що складається з корпусу, і напайнимі або змінних ріжучих блоків або пластин.

При внутрішньому протягуванні отримують круглі, шліцьові, фасонні та багатогранні отвори. Якщо торець деталі не має попередньої обробки і не перпендикулярний осі отвору, то заготовку встановлюють на кульовій опорі; якщо торець деталі має попередню обробку і перпендикулярний осі отвору, то заготовку встановлюють на жорсткій опорі (рис. 2.28).

Протягування з жорсткою і кульовою опорою

Мал. 2.28. Протягування з жорсткою і кульовою опорою

Останнім часом в промисловості широко використовуються вертикальні протяжні напівавтомати, які займають мало місця і на них зручніше встановлювати заготовки.

Економічність, точність і продуктивність протягування залежать від застосовуваної схеми різання. Від неї ж залежить і довжина протягання. В даний час використовуються профільна, генераторна і прогресивна схеми, причому для протягування отворів застосовують в основному профільну і прогресивну схеми.

При протягуванні припуск становить 0,5 ... 1,5 мм на діаметр отвору.

У ряді випадків, наприклад при обробці глухих отворів, використовують прошивку. При прошивці інструмент відчуває напругу стиснення. Прошивки мають меншу довжину (250 ... 400 мм). При виготовленні шліців в глухих отворах ступиці, муфт використовують шліцьові збірні прошивки з твердосплавними вигладжують зубами. Схема прошивання показана на рис. 2.29.

Для остаточної обробки отворів загартованих деталей використовують внутрішнє шліфування, яке здійснюється на внутрішньошліфувальних верстатах і бесцентрово- внутрішліфувальних автоматах. Використовується метод шліфування напроход, а короткі отвори обробляють методом врізання.

прошивання отвору

Мал. 2.29. прошивання отвору

На рис. 2.30 представлені найбільш часто вживані види внутрішнього шліфування.

Традиційне внутрішнє шліфування здійснюється жорстким плоскопаралельним кругом з подачею МОР поливом.

Діаметр шліфувального круга повинен складати 0,8 ... 0,9 діаметра отвору, а висота кола вибирається залежно від довжини оброблюваної поверхні.

Принципові схеми шліфування внутрішніх поверхонь з подачею МОР

Мал. 2.30. Принципові схеми шліфування внутрішніх поверхонь з подачею МОР: а - традиційне внутрішнє шліфування; б - внутрішнє шліфування збірним абразивним інструментом з переривчастою ріжучої поверхнею; в - внутрішнє шліфування в ємності з МОР; г - внутрішнє інерційний шліфохонінгованіе в ємності з МОР

Друга схема шліфування здійснюється сегментним шліфувальним кругом, що має переривчасту робочу поверхню. МОР може надходити через внутрішню порожнину кола або методом поливу.

У третій схемі коло розміщений в ємності, яка утворена заготівлею і торцевими кришками, що дозволяє підтримувати підвищений тиск МОР, яка надходить в зону обробки через канали, виконані в інструменті між абразивними сегментами.

Четверта схема шліфування здійснюється збірним кругом з радіально розсувними абразивними сегментами, розміщеним співвісно оброблюваної заготівлі. Обробка здійснюється в закритій ємності.

Припуски на шліфування залежать від діаметра оброблюваного отвору і його довжини, і при діаметрі отвору до 30 мм припуск вибирається в межах 0,07 ... 0,25 мм; при діаметрі до 250 мм припуск становить 0,18 ... 0,75 мм.

Найбільш часто застосовується шліфування напроход з поздовжнім рухом подачі.

Найбільш часто застосовуються конструкції абразивних шліфувальних кругів представлені на рис. 2.31.

На рис. 2.32 представлені види внутрішнього шліфування.

Шліфування отвору під обертається заготівлі здійснюється аналогічно зовнішньому шліфуванню.

Шліфування отвору в нерухомому положенні використовується в тому випадку, коли заготовка має великі розміри і її важко обертати. При цьому методі заготовка встановлюється на стіл верстата і під час обробки залишається нерухомою. Шпиндель зі шліфувальним кругом здійснює обертання навколо своєї осі, планетарне рух по колу внутрішнього отвору заготовки, возвратнопоступательное рух уздовж осі заготовки і поперечне переміщення (поперечна подача). Метод має менш високу продуктивність у порівнянні з першим.

Види абразивних шліфувальних кругів для внутрішнього шліфування

Мал. 2.31. Види абразивних шліфувальних кругів для внутрішнього шліфування:

а - стандартний жорсткий з безперервною робочою поверхнею;

6 - цілісний з переривчастою робочою поверхнею; в - збірний сегментний з металевим корпусом і каналами для підведення СОЖ; г - коло з аксіально-змішанням ріжучим шаром; д - цельнопрессованний коло з каналами для підведення СОЖ; е - коло з радіально-рухливими абразивними елементами

При внутрішньому Безцентрово шліфуванні базою для установки заготовки служить її зовнішня попередньо оброблена поверхня. Заготівля спрямовується і підтримується трьома роликами. Ролик великого діаметру є провідним; він обертає заготівку і водночас не дає їй можливості обертатися з більшою швидкістю під дією шліфувального круга.

Види внутрішнього шліфування

Мал. 2.32. Види внутрішнього шліфування:

а - під обертається заготівлі; б - в нерухомому положенні (планетарне); в - безцентрове

Верхній ролик є притискним і підтискає заготовку до нижнього підтримує ролику. Таким чином, заготівля затиснута між трьома роликами. При зміні заготовки верхній притискної ролик відходить, звільняючи її. Безцентрове шліфування є досить продуктивним методом.

Один з методів оздоблювальної обробки отворів - хонингование (рис. 2.33) - здійснюється на вертікальнохонінговальних або горизонтально-хонинговальних верстатах за допомогою хонинговальних головок (хонів) зі вставними абразивними брусками.

хонингование

Мал. 2.33. хонингование

Хонинговальна головка в процесі роботи здійснює обертальний і зворотно-поступальний руху при постійному тиску абразивних брусків на оброблювану поверхню отвори.

Під хонингование залишають припуск 0,01 ... 0,07 мм для сталевих і 0,02 ... 0,20 для чавунних заготовок. За один подвійний робочий хід хон видаляє шар металу товщиною 0,3 ... 0,5 мкм.

Хонингованием видаляються мікронерівності, отримані на попередніх операціях механічної обробки, а також усувається конусність, овальність, бочкообразность отвори.

Перед хонингованием отвір попередньо може бути оброблено розгортанням, зенкування, розточування або шліфуванням не нижче 7 ... 8 квапітета точності і R a = 6,3 ... 3,2 мкм.

Найбільш ефективно діамантове хонингование, продуктивність якого перевищує продуктивність шліфування в 1,7 ... 2,3 рази.

Притирання або доведення отворів характеризується одночасним протіканням хімічних, механічних і фізико-хімічних процесів з використанням абразивних суспензій або притиральних паст. Процес може здійснюватися за допомогою ручних прітіров або на спеціальних притиральних верстатах.

Метод є малопродуктивним і застосовується досить рідко.

При обробці внутрішніх циліндричних поверхонь використовуються методи пластичного деформування, зазначені в табл. 2.7.

Таблиця 2.7

МЕТОДИ ПЛАСТИЧНОГО ДЕФОРМУВАННЯ

Метод, ескіз

Суть методу, оброблювані поверхні, обладнання

статичні методи

Кочення інструменту (ролик, куля) по оброблюваної поверхні, для обробки тіл обертання типу втулок, кілець, отворів в валах, HRC <45 ... 55. Універсальне і спеціальне обладнання.

Ковзання інструменту по локально контактує поверхні. Тонкостінні і неравножесткіе деталі, HRC <70. Універсальне обладнання.

Поступальний ковзання дорна по охоплює його поверхні. Деталі типу втулок і труб, HRC <40, спеціальне протяжне або пресове обладнання.

ударні методи

Ролики створюють удари в момент проходження виступаючих елементів опори. Поверхні типу втулок і труб, HRC <. 50. Універсальне і спеціальне обладнання.

Для отримання отворів малого діаметра (3,5 ... 5 мм) використовують високопродуктивний метод - пробивання в штампах (рис. 2.34). За допомогою таких штампів можна одночасно отримати більше 20 отворів. Для отримання високої точності отворів і паралельності їх осей (по діаметру до 0,005 мм і по міжцентровою відстаней до 0,01 мм) після пробивання виконують калібрування отворів.

схема пробивки

Мал. 2.34. схема пробивки

Для отримання малих отворів (0,1 ... 3 мм) широко використовуються лазерні установки, які дозволяють виконувати точні отвори практично в будь-яких матеріалах, в тому числі і в загартованих сталях. Такий метод, наприклад, широко використовується при виготовленні отворів в фільєрах для протягування дроту. При отриманні отворів у важкодоступних місцях для підведення лазерної енергії використовуються світловоди.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >