Методы обработки отверстий в процессах механической обработки

Методы обработки отверстий в процессах механической обработки

По сравнению с обработкой наружной цилиндрической поверхности условия обработки отверстий значительно хуже, и обрабатывать отверстия труднее, чем обрабатывать наружные круги. Это потому, что:

Размер инструментов, используемых для обработки отверстий, ограничен размером обрабатываемого отверстия, они обладают плохой жесткостью, склонны к изгибным деформациям и вибрации;

При использовании инструментов фиксированного размера для обработки отверстий размер обработки отверстия часто напрямую зависит от соответствующего размера инструмента, а производственные ошибки и износ инструмента напрямую влияют на точность обработки отверстия;

При обработке отверстий зона резания находится внутри заготовки, а условия для удаления стружки и отвода тепла плохие, что затрудняет контроль точности обработки и качества поверхности.

I. Сверление и развертывание

Бурение

Сверление — это первая операция по обработке отверстий в твердых материалах, а диаметр сверления обычно составляет менее 80 мм. Существует два способа сверления: один — вращение сверла; другой - вращение заготовки. Ошибки, возникающие при использовании двух методов бурения, различны. При методе сверления, при котором сверло вращается, из-за асимметричной режущей кромки и недостаточной жесткости сверла при отклонении сверла осевая линия обрабатываемого отверстия будет наклонной или не прямой, но диаметр отверстия в основном остается без изменений; при методе сверления, при котором заготовка вращается, все наоборот: отклонение сверла вызывает изменение диаметра отверстия, в то время как осевая линия отверстия остается прямой.

К обычно используемым инструментам для сверления относятся: спиральные сверла, центровые сверла, сверла для глубоких отверстий и т. д., среди которых наиболее часто используется спиральное сверло со спецификациями диаметра Φ0.1-80 мм.

Из-за структурных ограничений жесткость сверла на изгиб и крутильную жесткость низка, а плохое центрирование приводит к низкой точности сверления, обычно достигающей только IT13-IT11; шероховатость поверхности также больше, Ra обычно составляет 50 ~ 12,5 мкм; но скорость съема металла при сверлении высока, а эффективность резания высока. Сверление в основном используется для обработки отверстий с низкими требованиями к качеству, таких как отверстия под болты, нижние отверстия с резьбой, отверстия для масла и т. д. Для отверстий с более высокими требованиями к точности обработки и качеству поверхности в последующей обработке следует использовать развертывание, расточку или шлифование. для достижения желаемых результатов.

Рассверливание

Развертывание — это дальнейшая обработка отверстий, просверленных, отлитых или кованых, с целью увеличения диаметра отверстия и улучшения качества обработки отверстий. Развертывание можно использовать в качестве предварительной обработки перед прецизионной обработкой отверстий или в качестве окончательной обработки отверстий с более низкими требованиями. Развертка похожа на спиральное сверло, но имеет больше режущих зубьев и не имеет долота.

По сравнению со сверлением, развертывание имеет следующие характеристики: (1) Развертка имеет больше зубьев (3–8 зубьев) и хорошее направление, что делает резку более стабильной; (2) Развертка не имеет долота и имеет хорошие условия резания; (3) Припуск на обработку небольшой, канавку для стружки можно сделать меньше, стержень сверла можно сделать толще, а корпус инструмента имеет лучшую прочность и жесткость. Точность развертывания обычно соответствует классу IT11~IT10, а шероховатость поверхности Ra составляет 12,5~6,3 мкм. Развертывание обычно используется для обработки отверстий диаметром менее . При сверлении отверстий большего диаметра (D больше или равно 30 мм) для предварительного сверления часто используется небольшое сверло (диаметром которого 0,5–0,7 диаметра отверстия), а затем соответствующее сверло. Развертка размера используется для развертывания, что может улучшить качество обработки отверстий и эффективность производства.

Помимо обработки цилиндрических отверстий, различные развертки специальной формы (также известные как зенковки) могут использоваться для обработки различных потайных отверстий и потайных плоских торцевых поверхностей. Передний конец зенковки часто оснащается направляющей стойкой, которая направляется по обработанному отверстию.

II. Скучный

Растачивание является одним из прецизионных методов обработки отверстий и широко применяется в производстве. Для отверстий меньшего размера по сравнению с внутренним цилиндрическим шлифованием и прецизионным растачиванием расточка является более экономичным и практичным методом обработки.

Расточные инструменты

Расточные инструменты обычно делятся на два типа: ручные расточные инструменты и машинные расточные инструменты. Рукоятка ручного расточного инструмента представляет собой прямую ручку, рабочая часть длиннее, а наведение лучше. Существует два типа конструкций ручного расточного инструмента: цельный и регулируемый по наружному диаметру. Расточные инструменты имеют два типа конструкции: с рукояткой и втулкой. Расточные инструменты могут обрабатывать не только круглые отверстия, но и конические отверстия с помощью конических расточных инструментов.

Процесс растачивания и применение

Припуск на растачивание оказывает большое влияние на качество растачивания. Если припуск слишком велик, нагрузка на расточный инструмент велика, режущая кромка быстро затупляется, трудно получить гладкую обработанную поверхность, нелегко обеспечить допуск по размеру; если припуск слишком мал, он не сможет удалить следы ножа, оставленные предыдущим процессом, и, естественно, не приведет к улучшению качества обработки отверстий. Обычно припуск на черновое растачивание принимается равным {{0}},35~0,15 мм, а припуск на чистовую расточку - 01,5~0,05 мм.

Во избежание образования наростов расточку обычно выполняют на меньшей скорости резания (при обработке стали и чугуна быстрорежущими стальными расточными инструментами v <8 м/мин). Величина подачи связана с диаметром обрабатываемого отверстия, чем больше диаметр отверстия, тем больше величина подачи, а при обработке стали и чугуна расточным инструментом из быстрорежущей стали подачу часто принимают равной { {4}}.3~1 мм/об.

При растачивании необходимо использовать соответствующую смазочно-охлаждающую жидкость для охлаждения, смазки и очистки, чтобы предотвратить образование наростов на кромке и своевременно удалить стружку. По сравнению со шлифованием и растачиванием отверстий, растачивание имеет высокую производительность и позволяет легко обеспечить точность отверстия; но растачивание не может исправить ошибку позиционирования оси отверстия, и точность позиционирования отверстия должна быть обеспечена предыдущим процессом. Растачивание не подходит для обработки ступенчатых и глухих отверстий.

Точность растачивания обычно соответствует классу IT{{0}}IT7, а шероховатость поверхности Ra обычно составляет 3,2 ~ 0,8 мкм. Для отверстий среднего размера и высоких требований к точности (например, прецизионные отверстия класса IT7) процесс сверления-развертывания-расточки является типичной схемой обработки, обычно используемой в производстве.

III. Скучный

Растачивание — это метод обработки, при котором предварительно выполненное отверстие увеличивается с помощью режущего инструмента, а расточные работы могут выполняться на расточном или токарном станке.

Методы растачивания

Существует три различных метода обработки для растачивания.

(1) Вращение заготовки, движение подачи инструмента. Наибольшая часть растачивания на токарном станке принадлежит этому методу растачивания. Характеристика процесса: после обработки ось отверстия соответствует оси вращения заготовки, округлость отверстия в основном зависит от точности вращения шпинделя станка, а осевая геометрическая ошибка формы отверстия в основном зависит от точности вращения. зависит от точности позиционирования направления подачи инструмента относительно оси вращения заготовки. Этот метод растачивания подходит для обработки отверстий, к которым предъявляются требования соосности с внешней цилиндрической поверхностью.

(2) Вращение инструмента, движение подачи заготовки Шпиндель расточного станка приводит во вращение расточный инструмент, а рабочий стол приводит в движение заготовку для подачи.

(3) Вращение инструмента и движение подачи. При растачивании этим методом изменяется длина вылета расточной оправки, а также изменяется силовая деформация расточной оправки. Диаметр отверстия большой возле основной коробки и маленький вдали от основной коробки, образуя коническое отверстие. Кроме того, по мере увеличения длины вылета расточной оправки деформация изгиба, вызванная собственным весом главного вала, также увеличивается, и ось обработанного отверстия будет производить соответствующий изгиб. Этот метод растачивания подходит только для обработки более коротких отверстий.

Алмазное растачивание

По сравнению с обычным растачиванием, алмазное растачивание характеризуется малым обратным резанием, небольшой подачей, высокой скоростью резания и позволяет добиться высокой точности обработки (IT{0}}IT6) и очень гладкой поверхности (Ra составляет { {4}}.4~0,05 мкм). Алмазное бурение первоначально обрабатывалось алмазными расточными инструментами, но теперь оно обычно обрабатывается инструментами из твердого сплава, CBN и искусственных алмазов. Он в основном используется для обработки заготовок из цветных металлов, а также может использоваться для обработки заготовок из чугуна и стали.

Обычно при алмазном растачивании используются следующие значения резания: обратное резание при предварительном растачивании — 0,2~0,6 мм, окончательное растачивание — 0,1 мм; подача 0.01~0,14 мм/об; Скорость резания для обработки чугуна составляет 100–250 м/мин, для обработки стали – 150–300 м/мин, для обработки цветных металлов – 300–2000 м/мин.

Чтобы алмазное растачивание могло обеспечить высокую точность обработки и качество поверхности, используемый станок (алмазно-расточный станок) должен иметь высокую геометрическую точность и жесткость. Опора шпинделя станка обычно используется с прецизионными радиально-упорными шарикоподшипниками или гидростатическими подшипниками скольжения, а высокоскоростные вращающиеся части должны быть точно сбалансированы; кроме того