Что значит развернуть отверстие
Развертывание отверстий – разновидности и особенности операции
Развертывание, которое является достаточно распространенной технологической операцией, выполняют в тех случаях, когда предварительно подготовленное отверстие в металлическом изделии необходимо довести до соответствия требуемым параметрам. К таким параметрам, в частности, относятся форма и размеры отверстия, шероховатость формирующей его поверхности.
Обработка отверстия шатуна раздвижной разверткой
Инструмент, при помощи которого развертывание выполняется вручную или с использованием сверлильного станка, получил название «развертка». Такой инструмент может быть:
Типы разверток по металлу
Ручные и машинные инструменты, используемые для развертывания, имеют определенные различия в своей конструкции. Так, ручной инструмент для развертывания отличается удлиненными режущими кромками на своей рабочей части и хвостовиком квадратного сечения, при помощи которого развертка устанавливается в воротке. Конструкция машинного инструмента, позволяющего выполнять развертывание отверстий значительной глубины, отличается более короткой рабочей частью и более длинной шейкой.
При выборе развертки для обработки отверстий имеют значение следующие технические параметры:
Как правило, для чернового развертывания необходим припуск от одной десятой до пятнадцати сотых миллиметра, а для чистовой – от пяти сотых до одной десятой миллиметра.
Величины припусков под развертывание
Для того чтобы более подробно разобраться в том, как осуществляется развертывание, можно рассмотреть порядок осуществления такой технологической операции на конкретном примере. Чтобы получить отверстие диаметром 30 мм, сначала используют сверло диаметром 15 мм, затем рассверливают полученное отверстие до диаметра 29,8 мм. Его обрабатывают черновой разверткой с диаметром 29,95 мм, а после этого выполняют чистовую обработку, используя инструмент диаметром 30 мм, при помощи которого снимается припуск 0,05 мм.
Последовательность обработки отверстий
На то, насколько высокой точностью будет отличаться полученное при развертывании отверстие, а также на степень шероховатости его поверхности значительное влияние оказывают не только геометрические параметры используемого инструмента, но и тип смазочно-охлаждающей жидкости, применяемой при обработке. При развертывании отверстий в деталях из стали в качестве такой жидкости используют специальные эмульсии, смешанные с минеральным маслом. При обработке бронзовых и латунных деталей минеральные масла в состав СОЖ не добавляют.
Применение ручного инструмента
Ручное зенкерование и развертывание осуществляют по схожей схеме, которая подразумевает выполнение следующих технологических операций.
Приемы ручного развертывания
Обработка отверстий конической формы
При помощи технологической операции развертывания могут обрабатываться и конические отверстия, которые до этого имели цилиндрическую форму или были просверлены с уступами, для чего использовались сверла разного диаметра. Выполнение предварительного отверстия с уступами в таких случаях позволяет оставлять меньший припуск для дальнейшего развертывания.
Осуществление развертывания конических отверстий практически ничем не отличается от технологической схемы обработки отверстий цилиндрической формы. Для выполнения такой технологической операции, как правило, используется черновой, промежуточный и чистовой инструмент.
Последовательность обработки конических отверстий
Для проверки результатов такого развертывания используют специальный конусный калибр. При этом проверка выполняется как по плоскости соприкосновения поверхностей сформированного отверстия и калибра, так и по глубине прохода контрольного инструмента.
Калибр конусный центровых отверстий (ККЦО)
Выполнение такой проверки проводят по следующей схеме.
О том, что операция развертывания выполнена качественно, свидетельствует равномерное стирание карандашных линий на всех участках боковой поверхности калибра.
Как выполняется машинное развертывание
Для того чтобы выбрать режимы выполнения машинного развертывания, можно использовать специальные таблицы. Исходными параметрами при этом являются диаметр формируемого отверстия, марка обрабатываемого материала, а также материал, из которого изготовлена развертка. К основным режимам развертывания, выполняемого машинным способом, относятся скорость выполнения резания и частота, с которой должен вращаться шпиндель оборудования.
Максимальную скорость резания, как правило, используют при обработке нормализованных сталей, минимальную – при развертывании отверстий в вязких материалах.
Используемые СОЖ
При развертывании отверстий в заготовках, изготовленных из разных материалов, можно воспользоваться следующими рекомендациями по выбору СОЖ:
Составы СОЖ, используемых при развертывании отверстий в различных материалах
Некоторые нюансы машинного развертывания
Перед развертыванием машинным способом очень важно правильно подготовить оборудование. Состоит такая подготовка в следующем.
Обработка отверстия на станке твердосплавной разверткой
Сам процесс развертывания, для выполнения которого используется черновой и чистовой инструмент, выполняется в следующей последовательности:
В отдельных случаях для чистового развертывания могут использоваться плавающие патроны или шарнирные оправки, в которых закрепляется режущий инструмент.
Технология развертывания отверстий, типы разверток
Развертка по металлу: область применения, принцип действия и конструкция. Основные виды: ручные и машинные. Цельные, сборные и регулируемые. Что такое развертывание отверстий. Преимущества твердосплавных разверток.
Развертка по металлу применяется для чистовой обработки цилиндрических отверстий небольших диаметров. Точность и показатель шероховатости развертывания выше, чем при применении другого лезвийного инструмента, поэтому развертки используются при финишной обработке после сверления, рассверливания, зенкерования или расточки. Типичная развертка — это многолезвийный инструмент с фиксированными или регулируемыми режущими поверхностями и цилиндрическим или коническим хвостовиком. Развертывание выполняется с малым припуском и на небольших скоростях, поэтому его выполнение не требует наличия у оборудования регулируемого усилия резания. У этой операции, как правило, отсутствует проблема стружкоотвода, т. к. при этом из-за наличия большого количества лезвий срезается очень тонкая стружка. У цельнометаллических изделий геометрические параметры обеспечиваются высокой точностью заточки рабочих поверхностей, а у сборных регулируемых разверток — прецизионными механическими устройствами выставления сменных пластин. Развертывание может выполняться на станках токарной и сверлильно-фрезерной групп. Главным требованием к этому виду обработки является высокая точность соосности инструмента и развертываемого отверстия.
Сущность и принцип обработки развертыванием
По своим рабочим движениям развертывание отверстий подобно операциям с использованием сверл и зенкеров. Даже внешне многие виды разверток (кроме регулируемых) похожи на сверла или зенкеры, хотя имеют канавки меньшей глубины и более пологий угол режущей кромки. Их главное функциональное отличие — это высокие точность и качество обработки с квалитетом до 6 и шероховатостью Ra от 0.5 до 2 мкм. Такие показатели обеспечиваются небольшими припусками (от 0.05 до 0.5 мм) и малой глубиной резания, а также жесткостью конструкции. Развертывание цилиндрических поверхностей производится с небольшими скоростями резания: цельнометаллическим инструментом — 5÷15 м/мин., регулируемым с твердосплавными пластинами — до 40 м/мин. Как правило, развертки имеют прямые режущие кромки, но для развертывания отверстий в вязких материалах применяют специальный вид со спиральными зубьями. На фото ниже две режущие части: справа — со спиральными зубьями, слева — с прямыми.
Основные элементы конструкции
На рабочей части находятся режущие лезвия, которые могут быть прямыми или спиральными. Между собой они разделены канавками. Их количество всегда четное и может варьироваться от 6 до 16. Рабочая часть включает в себя следующие элементы: заборную (режущую) часть с конусным уклоном и калибрующую с обратным конусом. Сразу за ней находится шейка, которая необходима для выхода шлифовального инструмента после окончания затачивания развертки (у регулируемых ее нет). Хвостовик у ручного варианта оканчивается квадратной головкой для насадки воротка, а у машинного выполнен в форме конуса или цилиндра. Рабочая часть у машинных разверток в несколько раз короче, чем у ручных, поэтому при резании к ним необходимо прилагать гораздо большее регулируемое усилие.
Принцип действия разверток
При подаче внутрь отверстия развертка начинает работать входным конусом режущей части (у регулируемых — передними кромками сменных пластин), удаляя по мере продвижения основную часть припуска. А доведение отверстия до заданного диаметра и чистоты поверхности осуществляет следующая за ней калибрующая часть. На ее заднем конце находится обратный конус — небольшой участок лезвий, скошенный в сторону хвостовика с отклонением по высоте на несколько десятых миллиметра. Он необходим для того, чтобы при выходе из отверстия задняя часть лезвий не повредила обработанную поверхность. С этими же целями у регулируемого инструмента задняя часть сменных пластин выполнена с небольшим скосом назад. Развертка коническая работает при более тяжелых условиях резания, поэтому у нее для ломки и отвода стружки по всей длине лезвия делаются поперечные пазы.
Основные виды разверток по металлу
Кроме того, существуют специальные типы разверток (как цельных, так и регулируемых), которые предназначены только для определенных технологических операций (ступенчатые, котельные и прочие). В последнее время ведущие мировые производители выпускают системы сборного модульного инструмента для машинной обработки, в котором различные державки могут соединяться в разных вариантах как с цельными, так и с регулируемыми режущими частями. Готовая сборка может классифицироваться по способу ее использования.
Ручные приспособления
Ручные регулируемые развертки в основном применяют при выполнении ремонтных работ в местах установки оборудования. Существует два основных способа регулировки: изменение диаметра корпуса путем разжима и перемещение режущих кромок. Развертка разжимная имеет прорези вдоль лезвий и конусное отверстие внутри корпуса, в котором находится шарик. Регулируемое увеличение диаметра происходит при перемещении шарика под воздействием настроечного винта в осевом направлении. При использовании регулируемых сменных пластин настройка точного размера производится с помощью механизма, позволяющего приподнимать их кромки над поверхностью корпуса.
Машинные развертки
Особенности машинного развертывания
Развертывание не в состоянии исправить ошибок и погрешностей позиционирования отверстия, т. к. выполняется с минимальными припусками. Кроме того, при машинной развертке отверстий одной из основных проблем является сохранение в процессе работы концентричности оси инструмента и обрабатываемого отверстия, а также компенсация биений шпинделя оборудования. Для устранения этих негативных факторов служат шарнирные (качающиеся) оправки. Конструктивно этот вид приспособлений состоит из двух частей: корпуса оправки, фиксируемой в шпинделе станка стандартным способом, и регулируемой державки, упирающей в шарик, зажатый между ней и днищем корпуса оправки. При обработке такая конструкция автоматически компенсирует осевые отклонения и биения шпинделя станка. По сравнению с ручным машинное развертывание производится на более высоких скоростях, поэтому требует применения СОЖ, которая подается в зону резания по канавкам вдоль лезвий или по внутренним каналам. На фото ниже – развертывание в качающемся патроне.
Алмазная развертка обеспечивает тот же класс обработки, что и инструмент для хонингования. Чем же тогда они отличаются и в каких случаях их применяют? Если кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях.
Развертывание отверстий
Развертывание входит в число технологических операций, получивших достаточно широкое распространение. Выполняется она при необходимости доведения характеристик созданного отверстия до их соответствия параметрам, указанным в Т.З. на проект. Таковыми могут быть, например, степень шероховатости сформированной поверхности гнезда, его размеры и конфигурация. Инструмент, посредством которого проводится эта операция, называется так: «развертка».
Разновидности
Для подразделения разверток на виды используются разные критерии.
Способ использования – машинные либо ручные.
Форма подвергаемого обработке отверстия и собственная конфигурация – конусообразные или цилиндрические.
Способ закрепления – насадные либо хвостовые.
Расположение по окружности режущих кромок – неравномерное или с определенным шагом, то есть равномерное. Шероховатость обработанной поверхности напрямую зависит от примененного варианта исполнения.
Развертки машинные (устанавливаются на станках) и с ручным приводом конструктивно отличаются. В частности, у инструмента второго типа режущие кромки, находящиеся на рабочей части, удлиненные. А хвостовик имеет квадратное сечение, что позволяет надежно зафиксировать ручную развертку в имеющемся воротке.
Машинным инструментом можно проводить развертывание гнезд, характеризующихся достаточно большой глубиной. Обеспечивается это следующими его особенностями:
рабочая часть заметно короче;
Выбирать подходящую развертку нужно с учетом:
диаметра планируемого к обработке отверстия;
разновидности инструмента: машинного либо ручного типа; для какой обработки он пригоден – чистовой-финишной либо предварительной-черновой. В последнем случае при выборе нужно руководствоваться такими цифрами необходимого припуска: чистовое развертывание – min 0,05 мм; max 0,10 мм; черновая операция – min 0,1 мм; max 0,15 мм.
Более полная информация по этому вопросу отображена в таблице. Численные значения приведены в миллиметрах.
Припуск на операцию
Диаметры отверстий и соответствующие им припуски
Общее значение для обеих разновидностей обработки
Методика развертывания
Для полного понимания методики проведения данной процедуры, целесообразно будет привести конкретный пример. Пусть требуется создать отверстие диаметром Ø30,0 мм по квалитетам ІТ6 – ІТ7. Последовательность этапов выполнения этого задания выглядит так:
сначала высверливается гнездо диаметром Ø28,0 мм;
затем проводится операция зенкерования с использованием зенкера диаметром Ø29,60 мм:
далее –черновое развертывание с помощью инструмента с диаметром Ø29,90 мм;
финишное развертывание посредством чистовой развертки диаметром 30,0 мм
На степень точности отверстия, сформированного в результате проведения данной процедуры, а также на уровень шероховатости полученной поверхности влияет, наряду с геометрическими характеристиками примененного инструмента, еще и тип СОЖ (здесь и далее Смазочно-Охлаждающая Жидкость). Если развертываются отверстия в стальных элементах конструкции, используются специальные дисперсные системы, проще говоря, эмульсии с добавками минеральных масел. Когда обрабатываются детали из латуни и бронзы, применяется СОЖ без таких компонентов. Более подробно эта тема будет раскрыта ниже.
Работа с ручным инструментом
Ручное развертывание предполагает выполнение следующих действий:
анализируются параметры исходного отверстия и заданные условиями Т.З. его конечные технические характеристики;
на основе полученных данных выбирается инструмент для проведения процедур предварительного-чернового и окончательного-чистового развертывания;
заготовка прочно закрепляется в тисках;
в отверстие, проделанное в заготовке на этапе литья либо путем ее сверления, устанавливается инструмент, с помощью которого будет выполняться операция чернового развертывания;
затем на его хвостовик надевается вороток;
следующий этап – собственно, черновое развертывание. Оно проводится путем медленного, без каких-либо резких движений, вращения. При этом необходимо постоянно наносить материал для смазки;
по окончании данного этапа инструмент следует аккуратно извлечь. Делать это нужно так, чтобы он не проворачивался в обратном направлении;
далее в отверстие вставляется чистовой инструмент, и на его квадратный хвостовик насаживается вороток;
чистовое развертывание осуществляется вращением воротка в направлении движения часовой стрелки. Для получения поверхности с низким уровнем шероховатости интенсивность подачи инструмента должна быть очень невысокой, а еще лучше – минимальной из допустимых по технологической карте;
после завершения процедуры чистового-финишного развертывания, нужно проконтролировать качество обработанной поверхности и корректность геометрии отверстия. С этой целью используется такое безшкальное приспособление, как гладкий предельный метрологический калибр-пробка.
На рисунке представлены приемы проведения процедуры развертывания.
Развертывание отверстий с коническим сечением
Схема обработки конусообразных гнезд, практически, идентична операции развертывания отверстий с цилиндрическим поперечным сечением или имеющим уступы по причине использования сверл различного диаметра. Проведение данной процедуры с гнездами последней (ступенчатой) конфигурации отличается тем, что можно оставить меньший припуск. Другая ее особенность – это применение, наряду с черновым и чистовым, еще и промежуточного инструмента.
Последовательность этапов развертывания отверстий конической конфигурации изображена на рисунке.
Контроль результатов проведения такой операции осуществляется с использованием конусного метрологического калибра. Эта проверка выполняется:
определением глубины прохода применяемого для контроля приспособления;
по конфигурации линий соприкосновения поверхностей метрологического калибра и созданного отверстия.
Осуществляется проверка качества процедуры развертывания конусообразного гнезда так:
На боковую грань безшкального контрольного инструмента вдоль его продольной оси наносятся карандашом не больше 3-4 линий. Расстояние между ними должно быть примерно одинаковым.
Под небольшим нажимом в коническое отверстие заготовки вставляется калибр и поворачивается на треть оборота.
После извлечения контрольного инструмента осуществляется проверка состояния линий, нанесенных на этапе №1.
О качественном выполнении процедуры развертывания говорит факт равномерного истирания всех вышеуказанных линий.
Выполнение машинного развертывания
Выбор режимов проведения такой технологической операции предполагает использование специальных таблиц. В качестве исходных служат следующие параметры: материал изготовления развертки; марка сплава, подвергаемого обработке; диаметр создаваемого отверстия. К числу основных характеристик машинного развертывания относятся: скорость вращения шпинделя станка, а также скорость проникновения инструмента в гнездо. Проводят эту операцию с минимальной скоростью, когда обрабатываются отверстия в вязких сплавах/металлах. Развертывание гнезд в нормализованных сталях выполняется обычно на максимально возможной по технологической карте скорости.
Виды применяемых СОЖ
Смазочно-охлаждающая жидкость подбирается под материал, в котором проделано подлежащее развертыванию отверстие. Рекомендации экспертов по этому вопросу формулируются следующим образом:
стальные сплавы инструментальные (с содержанием элемента углерод С, превышающим 0,7%), конструкционные различного качества и углеродистые (содержание элемента углерод достигает отметки 2,14%) – смесь минеральных либо нефтяных масел; масла с добавками серы (элемент S); эмульсия, в том числе на основе 2-фазной системы; мыльный раствор (водный);
бронза – при развертывании СОЖ не используется;
алюминий – сурепное масло (в качестве сырья для его производства используются семена сурепицы); смесь скипидара (по-научному – масло терпентинное) с керосином; очищенный керосин; эмульсия;
медь и медьсодержащие сплавы – эмульсии;
чугун – в качестве СОЖ используется керосин. Допускается развертывание данного материала и без охлаждающей жидкости.
Некоторые нюансы процедуры машинного развертывания
Прежде чем приступить к развертыванию отверстия машинным способом, особое внимание следует уделить подготовке оборудования. Заключается она в выполнении следующих действий:
посадочное место в шпинделе агрегата, а также конусообразный хвостовик инструмента с максимальной тщательностью протираются;
затем развертку нужно вставить в подготовленный шпиндель;
подвергаемая обработке деталь закрепляется на рабочем столе станка. При этом нужно добиться совпадения осей отверстия и развертки;
Сама процедура машинного развертывания включает следующие этапы:
по завершении создания гнезда в обрабатываемой детали, нужно извлечь сверло из шпинделя сверлильного агрегата и вставить вместо него черновую развертку;
проводится операция чернового развертывания;
затем нужно сделать замену черновой развертки на чистовую, после чего выполнить процедуру еще раз;
завершив чистовое-финишное развертывание, необходимо вывести инструмент из рабочей зоны, выключить электрический двигатель станка и, воспользовавшись калибром-пробкой, проверить качество проведенных работ.
Заключение
Наиболее часто операция развертывания проводится с целью окончательной обработки отверстий по квалитетам точности от ІТ6 до ІТ9. Показатель шероховатости (обозначение R а ) при этом может изменяться в диапазоне 0,25 мкм≤R а ≤0,32 мкм. Если диаметр гнезда меньше 10 мм, подвергать его развертыванию допускается сразу после высверливания.
Что нужно для развертывания отверстий?
Для формирования отверстий высокой точности и качества итоговой обработки в металлических изделиях используют специальный режущий инструмент, имеющий название – развертка.
Этот инструмент бывает слесарным (для ручной работы), и машинным. Чтобы узнать, что такое развертка, для чего нужна, какие существуют ее виды, и как разумно подойти к ее выбору дочитайте статью до конца.
Назначение и принцип действия
Развертка применяется для развертывания отверстий – процесса их чистовой механической обработки после сверления или зенкерования.
Использование этого инструмента позволяет добиться высокого класса шероховатости стенок отверстия и точности их геометрии. В зависимости от типа и характеристик ее применяют для выполнения специфических технологических задач, включая калибровку отверстий, их очистку от заусенцев на финальном этапе обработки детали.
Устройство и характеристики
Стандартная развертка состоит из следующих частей:
Рабочая часть делится на несколько зон, сформированных гранями зубьев:
Материал
При изготовлении развертки используется в основном инструментальная легированная сталь марки 9ХС, а также быстрорежущие стали P18 и P9.
Марка стали, используемая в производстве инструмента, подбирается с учетом материала, который предполагается обрабатывать.
Размеры
Зубья
Чтобы проще контролировать диаметр развертки, количество зубьев всегда устанавливается четным.
Для разверток разработано достаточно большое количество нормативных документов, среди которых основные:
Чем отличается развертка от сверла?
Сверло – инструмент, которым создаются отверстия посредством сверления материала. Развертки сверлить физически не способны, а вот доведение уже сформированных отверстий до требуемых размеров – это как раз то, для чего они созданы.
Оба инструмента внешне похожи между собой, однако, они не взаимозаменяемы, то есть, каждый из них способен выполнять только ту задачу, для которой он создан.
Следует отметить, что отверстия после сверла почти всегда имеют отклонения по геометрии, которые и устраняются развертками. Точность поверхности после применения последних равна квалитету от 6 до 9, шероховатость же (Ra) составляет 0,32 – 1,25 мкм.
Виды разверток и их цена
Механическая обработка отверстий может выполняться различным по конструкции инструментом.
Цельная развертка
Имеет монолитную конструкцию, получила самое широкое распространение из-за относительно невысокой стоимости (от 20 рублей за штуку). Цельные варианты отливаются из быстрорежущей или инструментальной стали.
Насадная
Комбинированная
Представляет собой сочетание одновременно двух инструментов, и/или имеет две рабочие поверхности. Яркий пример: зенкер-развертка.
Нерегулируемая
С фиксированным диаметром.
Регулируемая
По сути универсальная развертка, диаметр которой может достигать 50 мм. Это особый инструмент, который за счет возможности регулировки диаметра (хоть и в небольших пределах) способен заменить несколько нерегулируемых вариантов.
По способу регулировки может быть разжимной и раздвижной. Цена в среднем от 350 рублей, может превышать 3 тыс. рублей.
Шило-развертка
Предназначено для ручной подгонки отверстий в мягких и тонких материалах, например таких, как: пластмасса, картон, фанера, тонкий и мягкий металл.
Бывает двух вариантов:
По форме рабочей части развертка бывает:
Цилиндрическая
Для работы по стандартным отверстиям. Стоимость – от 50 до 100 рублей.
Коническая
Для обработки как стандартных, так и конических отверстий, результатом чего становится только коническое отверстие по размерам самого инструмента. Формой напоминает конус со срезанной вершиной.
Цена – от 50 рублей за штуку, в зависимости от конусности и диаметра.
Ступенчатая
Встречается намного реже, выглядит, как конический вариант, но со ступенчатым скосом. Используется для работы с отверстиями в листовых металлах.
Также деление инструмента осуществляется по точности его работы:
По способу эксплуатации, под который изготавливается хвостовая часть, развертка бывает:
Ручная
Машинная
Последний вариант по типу рабочей части можно разделить на следующие виды:
Также инструмент классифицируется по иным характеристикам, например:
Стоимость разверток зависит как от типа самого инструмента, так и от его размера, класса точности. Реальные ценники могут отличаться от приведенных.
Какую развертку выбрать и как?
При выборе разверток следует отталкиваться от особенностей предстоящей обработки отверстий, характера последних и результата (итоговая шероховатость и точность), которого требуется достичь:
Чисто с экономической точки зрения на выбор разверток влияет серийность производства. Так, если планируется массовое развертывание отверстий в любых масштабах, преимущество отдается универсальным вариантам, которые можно настроить, отрегулировать, переточить или починить.
Это могут быть, например, регулируемые изделия, модели со съемными ножами. Конечно, одна единица такого инструмента обойдется дороже, нежели простые цельные варианты, однако, по долговечности они все же занимают лидирующую позицию.
Что касается размеров приобретаемой развертки, они всегда зависят от глубины и диаметра отверстия, с которым предстоит работать.
По материалу ситуация аналогична – для работы с закаленными или просто твердыми металлами требуется инструмент с твердосплавными пластинами.
Что нужно знать о развертках?
Производители разверток
Производством разверток достойного качества занимаются такие компании, как Bahco, GRIFF, Licota, Rock FORCE. Отечественные производители: Русский Инструмент, АвтоДело, ИНРЕКО, ВИЗ и ТЕХМАШ.
Технология развертывания отверстий, типы разверток
Развертка по металлу применяется для чистовой обработки цилиндрических отверстий небольших диаметров.
Точность и показатель шероховатости развертывания выше, чем при применении другого лезвийного инструмента, поэтому развертки используются при финишной обработке после сверления, рассверливания, зенкерования или расточки.
Типичная развертка — это многолезвийный инструмент с фиксированными или регулируемыми режущими поверхностями и цилиндрическим или коническим хвостовиком.
Развертывание выполняется с малым припуском и на небольших скоростях, поэтому его выполнение не требует наличия у оборудования регулируемого усилия резания. У этой операции, как правило, отсутствует проблема стружкоотвода, т. к. при этом из-за наличия большого количества лезвий срезается очень тонкая стружка.
У цельнометаллических изделий геометрические параметры обеспечиваются высокой точностью заточки рабочих поверхностей, а у сборных регулируемых разверток — прецизионными механическими устройствами выставления сменных пластин.
Развертывание может выполняться на станках токарной и сверлильно-фрезерной групп. Главным требованием к этому виду обработки является высокая точность соосности инструмента и развертываемого отверстия.
Сущность и принцип обработки развертыванием
По своим рабочим движениям развертывание отверстий подобно операциям с использованием сверл и зенкеров. Даже внешне многие виды разверток (кроме регулируемых) похожи на сверла или зенкеры, хотя имеют канавки меньшей глубины и более пологий угол режущей кромки.
Их главное функциональное отличие — это высокие точность и качество обработки с квалитетом до 6 и шероховатостью Ra от 0.5 до 2 мкм. Такие показатели обеспечиваются небольшими припусками (от 0.05 до 0.5 мм) и малой глубиной резания, а также жесткостью конструкции.
Развертывание цилиндрических поверхностей производится с небольшими скоростями резания: цельнометаллическим инструментом — 5÷15 м/мин., регулируемым с твердосплавными пластинами — до 40 м/мин.
Как правило, развертки имеют прямые режущие кромки, но для развертывания отверстий в вязких материалах применяют специальный вид со спиральными зубьями. На фото ниже две режущие части: справа — со спиральными зубьями, слева — с прямыми.
Основные элементы конструкции
И цельнометаллическая, и регулируемая развертки включают в себя три базовых конструктивных компонента: рабочую часть, шейку и хвостовик.
Первая предназначена для формирования отверстия с заданной геометрией и профилем и геометрией, а с помощью хвостовика передается усилие вращения, которое может быть ручным или машинным.
На рабочей части находятся режущие лезвия, которые могут быть прямыми или спиральными. Между собой они разделены канавками. Их количество всегда четное и может варьироваться от 6 до 16.
Рабочая часть включает в себя следующие элементы: заборную (режущую) часть с конусным уклоном и калибрующую с обратным конусом. Сразу за ней находится шейка, которая необходима для выхода шлифовального инструмента после окончания затачивания развертки (у регулируемых ее нет).
Хвостовик у ручного варианта оканчивается квадратной головкой для насадки воротка, а у машинного выполнен в форме конуса или цилиндра. Рабочая часть у машинных разверток в несколько раз короче, чем у ручных, поэтому при резании к ним необходимо прилагать гораздо большее регулируемое усилие.
В процессе развертывания лезвия и пластины тупятся и теряют как режущие свойства, так и заданный размер. Поэтому при массовом производстве обычно используют сборные регулируемые изделия.
В этом случае их острота восстанавливается заменой вставных твердосплавных пластин, а размер настраивается с помощью регулируемого по диаметру корпуса или путем выдвижения с пластин посредством резьбового механизма. 
Принцип действия разверток
Развертывание отверстия производится либо сразу после сверления, либо после рассверливания или зенкерования. Диаметр применяемой развертки, измеренный по кромкам противоположных лезвий (или кромок пластин у регулируемого варианта), должен точно соответствовать заданному диаметру отверстия после обработки.
Цельнометаллический инструмент доводят до точного размера на специальных заточных станках, а регулируемый выставляют с помощью встроенных механических систем и измерительных инструментов.
При подаче внутрь отверстия развертка начинает работать входным конусом режущей части (у регулируемых — передними кромками сменных пластин), удаляя по мере продвижения основную часть припуска. А доведение отверстия до заданного диаметра и чистоты поверхности осуществляет следующая за ней калибрующая часть.
На ее заднем конце находится обратный конус — небольшой участок лезвий, скошенный в сторону хвостовика с отклонением по высоте на несколько десятых миллиметра. Он необходим для того, чтобы при выходе из отверстия задняя часть лезвий не повредила обработанную поверхность.
С этими же целями у регулируемого инструмента задняя часть сменных пластин выполнена с небольшим скосом назад. Развертка коническая работает при более тяжелых условиях резания, поэтому у нее для ломки и отвода стружки по всей длине лезвия делаются поперечные пазы.
Вращающее усилие передается через хвостовик, на конце которого у ручных разверток находится квадратная головка под вороток, а у машинных — конусное или цилиндрическое окончание.
Основные виды разверток по металлу
Классификация разверток осуществляется по различным конструктивным, технологическим и функциональным признакам. Среди них основные:
Кроме того, существуют специальные типы разверток (как цельных, так и регулируемых), которые предназначены только для определенных технологических операций (ступенчатые, котельные и прочие).
В последнее время ведущие мировые производители выпускают системы сборного модульного инструмента для машинной обработки, в котором различные державки могут соединяться в разных вариантах как с цельными, так и с регулируемыми режущими частями. Готовая сборка может классифицироваться по способу ее использования.
Ручные приспособления
В отличие от машинной ручная развертка изготавливается с неравномерным распределением лезвий по окружности. Такая асимметрия зубьев делается для того, чтобы при следующем повороте ручного воротка режущая кромка не попадала на то же самое место, т. к. в этом случае неизбежно образование волнистой поверхности.
Заборная часть ручного инструмента имеет более пологий уклон: не более 2º, что облегчает работу, т. к. для его врезания требуется меньшее усилие. А его регулируемая длина обеспечивается набором удлинителей с квадратным выступом для воротка.
Ручные регулируемые развертки в основном применяют при выполнении ремонтных работ в местах установки оборудования. Существует два основных способа регулировки: изменение диаметра корпуса путем разжима и перемещение режущих кромок.
Развертка разжимная имеет прорези вдоль лезвий и конусное отверстие внутри корпуса, в котором находится шарик. Регулируемое увеличение диаметра происходит при перемещении шарика под воздействием настроечного винта в осевом направлении.
При использовании регулируемых сменных пластин настройка точного размера производится с помощью механизма, позволяющего приподнимать их кромки над поверхностью корпуса.
Машинные развертки
Развертка машинная всегда имеет четное количество режущих лезвий (у регулируемого инструмента — сменных пластин), равномерно распределенных по периметру корпуса.
От их количества напрямую зависит уровень обработки: чем больше лезвий, тем выше геометрическая точность и класс шероховатости. Из-за отсутствия ограничений на мощность привода такой инструмент имеет короткую заборную часть с крутыми углами передних кромок (до 45º).
Для совместимости с посадочными конусами шпинделей станков и стандартных оправок большинство машинных разверток изготавливается с коническим хвостовиком. Для регулируемого увеличения диаметра в них используются такие же механизмы, как и в ручных.
Этот инструмент является универсальным, поэтому с одинаковым успехом применяется на токарных, сверлильных и фрезерных станках.
Особенности машинного развертывания
Развертывание не в состоянии исправить ошибок и погрешностей позиционирования отверстия, т. к. выполняется с минимальными припусками.
Кроме того, при машинной развертке отверстий одной из основных проблем является сохранение в процессе работы концентричности оси инструмента и обрабатываемого отверстия, а также компенсация биений шпинделя оборудования. Для устранения этих негативных факторов служат шарнирные (качающиеся) оправки.
Конструктивно этот вид приспособлений состоит из двух частей: корпуса оправки, фиксируемой в шпинделе станка стандартным способом, и регулируемой державки, упирающей в шарик, зажатый между ней и днищем корпуса оправки. При обработке такая конструкция автоматически компенсирует осевые отклонения и биения шпинделя станка.
По сравнению с ручным машинное развертывание производится на более высоких скоростях, поэтому требует применения СОЖ, которая подается в зону резания по канавкам вдоль лезвий или по внутренним каналам. На фото ниже – развертывание в качающемся патроне.
Развертывание отверстий
Развертка – это технологическая металлорежущая операция доводки отверстия до требуемых параметров. С помощью развертки можно изменить формы и размер отверстия, его класс точности и шероховатость.
Рассмотрим основные правила проведения данной операции, на что следует обратить особое внимание для получения качественного результата.
Используемый инструмент
Доводка отверстия производится специальным инструментом, «разверткой», вручную, на сверлильном или токарном станке. Он подразделяется:
Ручные развертки отличаются от машинных удлиненными режущими зубьями и квадратным хвостовиком для установки в воротке.
Инструмент предназначенный для сверлильных станков и электродрелей позволяет обрабатывать глубокие отверстия благодаря короткой рабочей части и длинной шейке. Хвостовик имеет цилиндрическую или конусную форму.
Порядок операции
Подбор развертки осуществляется по типу инструмента (черновая, чистовая, ручная, машинная) и его диаметру. Черновые имеют припуск от 0,1 до 0,15 мм, чистовые от 0,05 до 0,1 мм. Для получения отверстия большого диаметра (например, 30 мм) с требуемым значением шероховатости необходимо:
Следует учесть, что точность полученной поверхности зависит не только от качества инструмента и правильности проведения операции, но и выбора смазочно-охлаждающей жидкости. Так, при обработке стальных изделий необходима эмульсия смешанная с минеральным маслом, которое не используется для бронзы и латуни.
Особенности применения
При проведении ручного развертывания отверстий необходимо придерживаться следующего порядка работ:
Режим резания при машинном развертывании (скорость и частота вращения шпинделя) выбирается по специальным таблицам на основании диаметра отверстия, марки стали из которой изготовлена деталь и материала инструмента.
Перед проведением машинного развертывания необходимо протереть конус хвостовика и посадочное отверстие в шпинделе. При обработке ось развертки должна совпадать с осью отверстия обрабатываемой детали.
Развертка. Виды и работа. Применение и уход. Особенности
Развертка – это узкоспециализированный металлорежущий инструмент, предназначенный для создания гладкой поверхности внутри раннее просверленных отверстий. Она применяется в тех случаях, когда необходимо добиться идеальной точности. Без нее не обходится производство высоко технологического оборудования, в частности двигателей внутреннего сгорания, станков и прочих механизмов.
Высокая точность обработки обеспечивается благодаря тому, что инструмент имеет несколько режущих кромок в количестве до 16 штук. При работе создается одинаковая сила противодействия на всей поверхности инструмента.
Это исключает перекос, как бывает в случае со сверлом, контактирующим только двумя режущими кромками. При использовании развертки создается гладкая поверхность, шероховатости которой колеблется в пределах от 0,32 до 1,25 микрометра, в зависимости от класса развертки.
Как выглядит и из чего состоит развертка
Внешне инструмент представляет собой прут, вдоль которого идут многолезвийные выступы, заточенные для врезания в обрабатываемый металл. Количество режущих кромок в зависимости от модификации инструмента обычно колеблется в пределах от 6 до 14 штук. Редким исключением являются развертки на 16 лезвий, применяемые только на высокоточном производстве.
Внешние очертания инструмента могут быть цилиндрическими или коническими. Непосредственно сами зубья с режущей кромкой бывают прямыми или винтовыми.
Они равномерно распределяется по поверхности инструмента на одинаковом расстоянии друг от друга. Чем больше режущих кромок на развертке, тем тяжелее с ней работать. Минимальное пространство между ними не позволяет эффективно выводить получаемую стружку.
К разверткам ставятся особые требования точности. В том случае если расстояние между зубьями будет неравномерным, то наблюдается повышение вибрации, что приводит к неоднородной разработке отверстия, которое обрабатывается. Выпускаемые в промышленности развертки имеют диаметр от 3 мм.
Развертка состоит из двух частей – рабочей и зажимной зоны. Рабочая представляет собой режущую кромку и участок для калибрования. Кромка оснащается острыми зубьями.
Длина рабочей части инструмента пропорциональна его толщине. Обычно этот показатель составляет от 0,8 до 3 диаметров. Зажимная часть развертки выполнена в виде классического хвостовика, предназначенного для зажима в патроне станка или в воротке, если инструмент применяется вручную.
Формы разверток
В связи с тем, что получение точных отверстий необходимо для различных отраслей машиностроения и станкостроения, развертки разрабатываются сотен размеров и в нескольких формах.
По последнему критерию они разделяются на 3 группы:
Цилиндрические используются для обрабатывания стандартных круглых отверстий, которые получаются после сверление. Они имеют прямые или винтовые канавки, а также углубления для отвода стружки.
Коническая развертка выполнена в виде конуса со срезанной вершинкой. С ее помощью можно обрабатывать обычные отверстия или конические. После применения такой развертки отверстие приобретает форму конуса. Отвод стружки может обеспечиваться как за счет прямых, так и винтовых канавок.
Более редкими в продаже являются ступенчатые. Они являются универсальными, и предназначены для выравнивания отверстий в листовом металле. Инструмент имеет коническую форму, скос которой идет не плавно, а ступеньками.
Такая конструкция является довольно прихотливой, но в случае обработки тонкого листового металла толщиной в несколько миллиметров вполне способна прослужить довольно долго.
В зависимости от того насколько отличается первоначальное отверстие от того, которое нужно получить, инструмент работает в один или несколько заходов. Обычно токари применяют развертки с обработкой в 3 захода.
Это связано с тем, что данный инструмент обычно продается в комплекте из 3 разверток – обдирочной, промежуточной и чистовой. Обдирочная обеспечивает грубые срезание, после чего применяется промежуточный инструмент, убирающий имеющиеся выступы и заусенцы.
Завершающим этапом является обработка чистовой разверткой, после которой отверстие приобретает максимальную гладкость.
Отличия по способу применения
По способу применения развертки бывают машинными и ручными. Ручной инструмент имеет диаметр от 3 до 50 мм. Его хвостовая часть имеют выточку под квадратный профиль для закрепления в воротке. Чем толще инструмент, тем сложнее с ним работать, поскольку увеличивается площадь трения.
При работе ручной важно правильно начать вкручивание, поскольку существует вероятность того, что вход в отверстия будет деформирован и получит овальную форму.
Машинные развертки устанавливаются в станки. Они бывают существенно толще. Их можно зажать в сверлильные, токарные и револьверные станки. Их хвостовая часть может быть конической или цилиндрической.
Разновидности по конструкции
По конструкции развертки разделяют на три типа:
Цельная развертка представляет собой литой инструмент с хвостовиком, сделанный из углеродистой легированной инструментальной стали. Иногда его выливают из быстрорежущей стали. Это самый распространённый инструмент, который имеет сравнительно доступную стоимость.
Насадная развертка имеет форму трубки с отверстием внутри. Ее внешний диаметр доходит до 300 мм. Данный инструмент используется для установки в станки.
Регулируемая выпускается до диаметра 50 мм. Она представляет собой инструмент, который можно отрегулировать, изменяя его диаметр. Она может заменить несколько обычных разверток. Следует учитывать, что диапазон регулировки довольно маленький. Чем тоньше инструмент, тем короче диапазон настройки. Для самых маленьких этот показатель составляет доли миллиметра.
Крупные развертки на 50 мм могут изменить свой диаметр на 3 мм. Для проведения регулировки внутри их конструкции устанавливается стальной шарик, регулируемый винтом. Отверстие, по которому он передвигается, имеет коническую форму. Чем глубже его вкрутить, тем больше он деформирует внутренние стенки, расширив наружный диаметр развертки.
К преимуществам такого инструмента можно отнести не только возможность изменения его диаметра, но и продолжительный ресурс эксплуатации.
Дело в том, что в отличие от обычных разверток, которые стираются, регулируемые могут подгоняться под требуемый диаметр. Всегда можно подрегулировать именно тот диаметр, который нужно. По мере стирания лезвий уменьшается только максимальная толщина отверстия, которое можно развернуть.
Особенности эксплуатации
При использовании разверток следует учитывать, что по мере применения их зубья стачиваются, в результате чего диаметр инструмента уменьшается. К примеру, если подготовленное отверстие должно получаться 10 мм, то на старой развертке показатель будет немного меньше. Если нужна предельная точность, то следует при выполнении ответственной работы использовать только новую развертку.
Особенность применения разверстки заключается в том, что при съеме значительной толщины металла лезвия тупятся быстрее. В связи с этим, если необходимо увеличить имеющиеся отверстия, лучше использовать несколько инструментов постепенно повышая их толщину, пока не дойдет очередь до последнего, который и сделает нужный диаметр.
Применение машинных разверток
Развертка применяется в тех случаях, когда необходимо достичь предельной точности, но чтобы исключить отклонения нужно ее применять правильно. Особенно это касается машинных разверток, которые устанавливается в станки.
На них оказывается мощное давление при работе, поэтому следует при выполнении любых операций использовать хорошую смазку, так же как и при сверлении или нарезании резьбы.
В идеале при применении развертки на станке устанавливать ее сразу после сверления отверстия. В этом случае развертка закрепляется и направляется точно по такой же траектории, как и применяемое ранее сверло, поскольку деталь не двигалась. Благодаря этому инструмент входит плавно, и на все зубья оказывается одинаковое давление. Это минимизирует биение, и повышает точность.
Следует учитывать, что нельзя проводить развертывание на высокой скорости. Идеальное количество оборотов составляет показатель в 3 раза меньше, чем скорость вращения сверла такого же диаметра. При таком количестве оборотов создается максимальная точность и обеспечивается минимальный перегрев и стирание лезвий.
Уход за разверткой
Развертка является дорогостоящим инструментом, при покупке которого нужно выложить довольно крупную сумму. В связи с этим во избежание повторных затрат в дальнейшем, следует обеспечить тщательный уход за режущей кромкой, чтобы продлить ее ресурс эксплуатации.
В первую очередь следует изолировать инструмент от попадания влаги и сырого воздуха. Для этого развертку лучше всего хранить в закрытом боксе.
В идеале, если каждый инструмент будет иметь индивидуальный тубус или будет надежно фиксироваться, чтобы не контактировать с прочими развертками и сверлами.
После каждого использования режущие кромки следует очистить от смазки и прилипшей стружки. Если этого не сделать, то мелкие частицы могут покрыться ржавчиной и плотно прикрепиться к кромке, что ускорит затупление инструмента. Это приведет и к тому, что при начале работы на заготовке будут оставляться ржавые разводы.