К лабораторной работе

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

ИНСТРУМЕНТ

ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ЗЕНКЕРОВАНИЕМ И РАЗВЕРТЫВАНИЕМ

Руководство к лабораторной работе

для студентов всех форм обучения механических и машиностроительных специальностей

Одобрено

редакционно-издательским центром СГТУ

Саратов

Цель работы: изучить конструкцию и геометрию основных типов инструментов для обработки отверстий зенкерованием и развертыванием.

Содержание работы

I. Знакомство с общей характеристикой процессов зенкерования и развертывания.

2. Изучение конструкции и геометрии основных типов зенке­ров и разверток.

3. Ознакомление с материалами для изготовления зенкеров и разверток.

4. Изучение основных правил по выбору параметров зенкеров и разверток в зависимости от свойств материала заготовки.

5.Знакомство с правилами измерения параметров инструмен­та.

ОБРАБОТКА ЗЕНКЕРОВАНИЕМ И ИНСТРУМЕНТ

3 е н к е р о в а н и е м называют технологический про­цесс обработки резанием цилиндрических или конических отвер­стий, полученных предварительно процессом литья, обработки давлением или резанием (сверлением), с целью увеличения их размера, исправления формы, направления оси, повышения точ­ности размера, качества поверхности. Зенкерование производит­ся посредством инструмента - зенкера. Эта операция может быть либо окончательной для получения отверстия до 4-го класса точности и 6-го класса по степени шероховатости поверхности, либо предварительной (получистовой) - перед процессом обра­ботки развертыванием.

Зенкеры применяют также для обработки торцевых (коничес­ких) поверхностей и отверстий - снятие фасок, обработка цент­ровых отверстий, для обработки торцевых поверхностей бобышек, различных приливов и т.п. применяют так называемые торцевые зенкеры (цековки).

По конструкции, геометрии и характеру процесса работы зенкеры похожи на некоторые сверла (спиральные, центровочные), но отличаются числом режущих элементов (Z ^ 2) и существен­но иной геометрией режущей части, большей прочностью и жест­костью стержня.

Чем больше имеет зенкер режущих лезвий-кромок, тем выше качество его работы. В процессе зенкерования срезается слой материала (припуск под зенкерование) порядка 0,5-4мм. По ГОСТ 1677-75 "Технические условия" зенкеры, предназначенные для обработки отверстий перед последующей обработкой развер­тыванием, обозначаются "Зенкер №l"; зенкер, предназначенный для окончательной (чистовой) обработки отверстия, - "Зенкер №2"- который более точно выполнен по геометрии и размеру диаметра.

Зенкеры изготавливают цельными (из одного материала), сборными (из частей разного материала), насадными.

По назначении и конструктивно-геометрическим признакам зенкеры подразделяет на группы:

1)спиральные зенкеры;

2)цилиндрические зенковки;

3)конические зенковки;

4)зенкеры для зачистки торцевых поверхностей - цековки;

5)насадные зенкеры.

Рис. I.

Спиральные зенкеры применяются для об­работки сквозных цилиндрических отверстий. Основные конструк­тивные элементы и геометрические параметры цилиндрического спирального зенкера показаны на рис.1,2. На рис.1 представлена схема врезания зенкера в материал заготовки. Для обработ­ки заготовок из легких металлов и сплавов применяют обычно двузубые зенкеры.

Рис. 2,

Основные части зенкера:

1.Режущая (заборная) часть несет на себе режущие кромки, расположенные под углом ___ к оси зенкера; эта часть выполня­ет основную работу резания. Угол ___ , как правило, принят: для обработки стали - 120°. для обработки чугуна - 90° или 120°, для обработки легких сплавов и металлов - 120°, 150°;

у зенкеров твердосплавных - 120-160°.

2.Калибрующая (направляющая) часть - служит для направ­ления зенкера в отверстии в процессе резания. Как и у спи­ральных сверл, она выполнена с уменьшением диаметра (обратная конусность 0,05+0,15 мм на 100 мм длины) к хвостовику и спи­ральные зубья ее по периферии выполнены в форме узкой ленточ­ки - это обеспечивает снижение трения зенкера о заготовку, снижение энергозатрат на эенкерование. Поперечные сечения ре­жущей и калибрующей частей зенкеров основных типов показаны на рис.2 (в том числе и оснащенных пластинами твердого сплава).

3.Хвостовик служит для закрепления зенкера в устройст­ве привода (станка) и передачи осевого усилия Р и крутящего момента М резания. Хвостовики выполняется: цилиндрическими, коническими с лапкой. В некоторых типоразмерах зенкеров меж­ду хвостовиком и направляющей часты) выполняет переходную часть, называемую шейкой.

Основными элементами режуще го клина зуба зенкера, по­добно спиральному сверлу, являются: передняя поверхность -поверхность схода образующейся в процессе резания стружки; задняя поверхность - поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки; режущая кромка - кройка (линия), об­разуемая пересечением передней и задней поверхностей зуба.

Основными геометрическими параметрами зенкера являются: передний угол ___ - угол между касательной к передней по­верхности зуба а данной точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности вращения кромки вокруг оси зен­кера, в зависимости от механических свойств материала об­рабатываемой заготовки (твердости, прочности, вязкости) и материала режущей части зенкера выполняют ___= 0°-30°; зад­ний угол ___ - угол между касательной к задней поверхности зуба в данной точке режущей кромки и касательной к поверх­ности резания, выполняют в пределах 6-10°; угол наклона вин­товой канавки - ОХ - угол между осью зенкера и касательной к винтовой ленточке калибрующей части, выполняют в пределах 10-25°.

Рис. 3.

материала режущей части зенкера выполняют ___= 0°-30°; зад­ний угол ___ - угол между касательной к задней поверхности зуба в данной точке режущей кромки и касательной к поверх­ности резания, выполняют в пределах 6-10°; угол наклона вин­товой канавки - ОХ - угол между осью зенкера и касательной к винтовой ленточке калибрующей части, выполняют в пределах 10-25°.

Цилиндрические зенковки (рис.За) - применяются для обработки глухих (несквозных) цилиндричес­ких отверстий, углублений. Для повышения точности обработки могут иметь переднюю направляющую цилиндрическую часть. Ре­жущая часть может оснащаться пластинками из твердого сплава. Конические зенковки различают: зен­ковки (рис.3,б) - для обработки центровых глухих отверстий (они очень похожи на центровочные сверла, но не имеют конце­вой режущей части и не могут врезаться в сплошной материал); конические зенковки .(рис.3,в) - для образования фасок у концов отверстий.

Ц е к о в к и применяются для зачистки торцевых поверх­ностей (выступов, бобышек) - рис.3,г.

Насадные зенкеры применяют для зенкерования отверстий большого - диаметра, в приводе станка за­крепляются посредством специальной конструкции державки с цилиндрическим или коническим хвостовиком, выполняются так­же цельными или с твердосплавными режущими пластинами (рис.З.д).

Измерение основных параметров зенкеров.

1.Действительный (рабочий) d диаметр измеряют микро­метром у режущей части по ленточкам.

2.Так же измеряют диаметр ___ конца калибрующей час­ти, где заканчивается канавка.

3.Конусность калибрующей части зенкера К на 100 мм длины вычисляют по формуле К______________, где

l - длина по образующей, измеренная штангенциркулем или линейкой между сечениями, в некоторых измерены диаметры d и d1

4. Угол ___ наклона винтовой канавки определяют по его тангенсу: _______ . где d и H - диаметр и шаг винтовой линии в мм.

5.Угол 2 ___ режущей (заборной) части зенкера измеря­ют универсальным угломером. Измеряют угол по всем режущим кромкам; при правильной заточке зенкера измеряемые углы должны быть одинаковыми.

6.Длины главных режущих кромок измеряют штангенцирку­лем или масштабной линейкой. При правильной заточке зенкера они должны быть одинаковыми.

ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ РАЗВЕРТЫВАНИЕМ И ИНСТРУМЕНТ

Операция развертывания состоит в обработке отверстия специальным режущим инструментом - разверткой. При этой опе­рации срезается очень малый слой (менее 0,5 мм) материала заготовки. Развертывание только исправляет форму отверстия, повышает его точность (цилиндричность) и качество поверхнос­ти, но не может исправить направление его оси.

Различают развертки черновые (для предварительной, чер­новой обработки) и чистовые (для окончательной, чистовой обработки). Развертыванием можно получить отверстия до 4+I класса точности о степень шероховатости до 9-го класса. Раз­вертывание отверстий применяется после чистовой расточки или зенкерования. Развертки имеют значительно больше, чем сверла или зенкеры, режущих лезвий-кромок (2-14).

По способу привода развертки делят на две группы: руч­ные - работающие от ручного привода - и машинные, работающие от машинного привода (станка).

Развертки также разделяют:

1)по форме хвостовика для закрепления в приводе - на развертки с цилиндрическим, коническим и квадратным (эти главным образом ручного привода) хвостовиком;

2)по форме обрабатываемого отверстия (и, соответствен­но, форме рабочей части инструмента) - на цилиндрические, конические и ступенчатые;

3)по устройству - на цельные и составные;

4)по способу крепления режущих зубьев (лезвий) - на цельные, составные, сварные, паяные и с механическим креп­лением;

5)по материалу режущей части.

Для повышения качестве обработки отверстий специальные развертки могут иметь одно- и двухшарнирное соединение режу­щей части с хвостовиком, жестко закрепленным в шпинделе стан­ка (качающиеся развертки).

Рис. 4.

Рис. 5

Конструкция и основные параметры разверток

На рис.4 а,б показаны основные конструктивные части, элементы и геометрические параметры цилиндрических развер­ток. На том же рисунке показаны виды поперечных сечений (цельной и оснащенной твердосплавными пластинками) развер­ток. Основные определения и понятия в конструкции разверток подобны таковым для сверл и зенкеров (передняя, задняя по­верхности зуба; режущая и калибрующая части; шейка и т.д.), поэтому повторно определения не приводим. Отметим особен­ность: для повышения качества обработки отверстий, для устранения отпечатков зубьев на поверхности стенок обраба­тываемых отверстий на стандартных развертках применяют не­равномерный шаг зубьев для разверток с прямыми канавками и - равномерный с винтовыми канавками:

Как и в сверлах, зенкерах калибрующая часть разверток выполняется с небольшой обратной конусностью (к хвостовику). Длина заднего конуса составляет примерно 0,25-0,5 от длины калибрующей части. Уменьшение диаметра на длине заднего ко­нуса составляет 0,003- 0,005 мм у ручных разверток, 0,04* +0,06 мм у машинных обычных и 0,06-0,08 мм у машинных кача­вшихся. Величина заднего угла __ = 3-12°, у чистовых раз­верток применяют угол ___, меньший.

В производственных условиях применяет развертки с пря­мыми и винтовыми зубьями, наклон винтовой линии ___ =6-25°.

На рис.5 представлены различные виды исполнения насад­ных разверток (с прямыми, винтовыми и ступенчатыми зубьями), они могут иметь как цельные зубья, так и вставные - паяние, механически закрепленные.

Для чистовой развертки глухих отверстие применяют раз­вертки (цельные и насадные) с режущими зубьями не только на заборной цилиндрической, но и на торцевой части.

Для развертывания конусных отверстий применяет специальные конусные развертки (рис.6). Предварительное развертывание полученных сверлением или расточкой конических от­верстий выполняется последовательно двумя черновыми конус­ными развертками со ступенчатыми зубьями (рис.6,а,б).

Чистовое, окончательное развертывание выполняется чистовой конусной разверткой с большим числом сплошных зубьев (рис.6,в).

Передний угол __ для черновой и средней конусных разверток принят 6 + 8°, а для чистовой - 0°. Задний угол __ для всех видов конусных разверток выдерживается в пределах 8-10°.

Развертки с вставными ножами изготавливают с целью эко­номии дорогостоящих инструментальных материалов (быстроре­жущей стали или твердых сплавов). Вставные ножи крепятся в корпусе развертки посредством: напайки, механического креп­ления. Наиболее распространенным и рациональным методом за­крепления ножей является закрепление при помощи рифленых по­верхностей, которыми снабжаются ножи и корпус развертки. Та­кое крепление позволяет также выполнять периодически регу­лирование размеров развертки и увеличивать тем самым срок службы инструмента.

Для изготовления зенкера и разверток применяют углеро­дистые инструментальные стали, низколегированные инструмен­тальные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы, как и для сверл, зенкеров. Для изготовления корпусов разверток больших размеров применяют углеродистые конструкционные ста­ли.

Рис.6.

Измерение основных параметров разверток

Измерением определяют диаметр и длину режущей части, длину калибрующей части, угол __ заборного конуса передний

__ и задний __ углы режущего зуба, угол наклона винтовой канавки __.

Методика измерений параметров разверток и применяемый инструмент аналогичны таковым для сверл и зенкеров..

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

I.Эскизы заданных типов зенкеров и разверток.

2.Краткое описание назначения их, конструктивных особенностей.

3.Результаты измерений основных параметров инструмен­та в форме таблицы.

4.Указать вид материала корпуса и режущих зубьев раз­верток и зенкеров.

Литература

I.AршиновВ.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. М. Машиностроение,1976.

2.Алексеев Г.А. и др. Конструирование инстру­мента. М.: Машиностроение,1979.

З.ДальскийA.M. и др. Технология конструкци­онных материалов. М.: Машиностроение, 1974.

4.Егоров С.В., Червяков А.Г. Резание конструкционных материалов и режущий инструмент. М.: Высшая школа,1975.

5.Родин П.Р. Металлорежущие инструменты .Киев: Выс­шая школа, 1974.

б.Филиппов Г.В. Режущий инструмент. Л.: Маши­ностроение, 1981.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ЗЕНКЕРОВАНИЕМ И РАЗВЕРТЫВАНИЕМ

Руководство к лабораторной работе

Составили: Георгий Елисеевич Бондарев

Анатолий Николаевич Курочкин

Рецензент В.В.Захаров Редактор О.А.Панина Техн.редактор В.В.Иванникова

Подписано в печать

Форм.60x84 1/I6

Бум.оберт.Уол.-печ.л. 0,93 ( 1,0 >. Уч-изд. л^0,9

Тирад 300 экз. Заказ 667. Бесплатно

СПИ. Ротапринт. Саратов, Политехническая,77