Сверление глубоких отверстий.

Отверстия глубиной более 10 d называются глубокими. Сверление глубоких отверстий является сложной и трудоемкой операцией. Вследствие малой жесткости длинных сверл под действием сил резания возникает их продольный изгиб, что может привести к искривлению оси отверстия. Кроме того, с увеличением длины отверстия создаются неблагоприятные условия образования стружки и затрудняется извлечение ее из отверстия во время работы.

Различают два способа получения глубоких отверстий; сплошное сверление и кольцевое сверление.

Рис. 9.5. Способы получения глубоких отверстий сверлением: а — сплошным; б — кольцевым

Способ сплошного сверления (рис. 9.5, а) заключается в получении отверстия посредством превращения в стружку всего металла, подлежащего удалению для образования заданного размера отверстия.

Способ кольцевого сверления (рис. 9.5,б) заключается в получении отверстия высверливанием в заготовке кольцевой полости с образованием в центральной части отверстия стержня, который затем в конце сверления отламывается или отрезается специальным приспособлением.

Этот способ применяют в основном для сверления глубоких отверстий диаметром более 100 мм специальными сверлами на специальных горизонтально-сверлильных станках для глубокого сверления.

При сверлении глубоких отверстий на вертикально-сверлильных станках рекомендуется применять следующие приемы:

• вначале сверлить отверстие коротким сверлом на глубину примерно до 4 d, а затем длинным на заданную глубину;
• необходимо периодически (не останавливая вращение шпинделя) выводить сверло из отверстия и удалять образовавшуюся в нем стружку;
• для облегчения давления стружки из глубокого отверстия целесообразно использовать специальное пневматическое приспособление (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Приспособление для извлечения стружки из глубоких отверстий

Диаметр трубки 1 для подвода воздуха в этом приспособлении . подбирают так, чтобы зазор между нею и стенками отверстия был не менее 6—7 мм. Кожух 2 служит для защиты сверловщика от разлетающейся стружки, зазор между кожухом и торцом заготовки должен быть 15—20 мм.

При сверлении глубоких отверстий к режущим кромкам инструмента необходимо подводить в больших количествах смазочно-охлаждающую жидкость, которая облегчает процесс резания, обеспечивает надежное и своевременное вымывание образовавшейся стружки и отвод теплоты от режущих кромок инструмента.

Наиболее совершенным методом является подача жидкости через отверстия, проходящие внутри перьев сверла. Инструментальными заводами выпускается ряд конструкций спиральных сверл с отверстиями для подвода СОЖ, проходящими через хвостовик сверла или через радиальные отверстия.

Такие сверла изготовляются из специального проката с винтовыми отверстиями, из заготовок, полученных радиальной ковкой, прокатом заготовок с использованием твердых наполнителей, прокатом трубчатых заготовок, литьем.

Наиболее эффективно применение этих сверл при сверлении отверстий на глубину, превышающую 3d инструмента.

Рис. 9.7. Сверла для глубокого сверления:

а — спиральное с отверстиями для подвода жидкости в зону резания;

б — ружейное с припаянными твердосплавными пластинками;

в — ружейное с цельной твердосплавной рабочей частью;

г — ружейное с твердосплавной пластинкой и промежуточной быстрорежущей пластинкой;

д — форма заточки вершины сверл

На рис. 9.7, а приведено спиральное сверло, изготовленное из специального проката с отверстиями для внутреннего подвода жидкости в зону резания.

Применение таких сверл позволяет увеличить скорость резания в 1,2—1,8 раза, стойкость сверл в 2—2,5 раза, а также при этом облегчает удаление стружки и устраняет необходимость периодического вывода сверла из обрабатываемого отверстия.

Сверление более глубоких отверстий (свыше 10 d) целесообразно осуществлять специальными сверлами для глубокого сверления с подводом СОЖ в зону резания.

К таким сверлам относятся ружейные, эжекторные сверла и сверла типа БТА. Эжекторные и сверла типа БТА имеют пока ограниченное применение.

Корпус ружейного сверла со стальным корпусом и впаянными режущей и двумя направляющими пластинками из твердого сплава группы ТК или ВК (рис. 9.7, б) изготовляется из сталей 40Х, 9ХС, 35ХГСА и может быть трубчатым со стружечной-канавкой, образованной пластической деформацией, сплошным или из специального проката с эксцентрично расположенным отверстием для подвода СОЖ и с фрезерованной стружечной канавкой. Сверла этого типа изготовляются диаметром 8 —30 мм, длиной L=110-:- 1700 мм.

Ружейные сверла с цельной твердосплавной рабочей частью 1, припаянной к стальному корпусу 2, могут выполняться с хвостовиком (рис. 9.7,в).

Твердосплавная рабочая часть изготовляется из сплавов группы ВК или ТК, диаметр d=2 -:- 15 мм, длина l1= 1,5—1 мм, общая длина L= 110 -:-600 мм.

Для подвода СОЖ в зону резания твердосплавная рабочая часть имеет отверстия круглой или овальной (для увеличения объема пропускаемой жидкости) формы. Трубчатый корпус с канавкой, образованной пластической деформацией, изготовляется из сталей марок 40Х или 35ХГСА.

Внутренняя полость корпуса имеет серпообразную форму, образованную при деформации; используется она для подвода СОЖ к рабочей части и сопряжения с отверстиями в рабочей части.

Сверла этого типа обладают не только повышенным ресурсом работы из-за большей длины по сравнению со сверлами, показанными на рис. 9.7, б, но и повышенным расходом твердого сплава.

Ружейное сверло, показанное на рис. 9.7, г, аналогично сверлу первого типа, но отличается от него наличием промежуточной вставки 3 из быстрорежущей стали, присоединяемой к корпусу 2. Твердосплавные режущая и направляющие пластинки закрепляются на стержне 4.

Работа ружейных сверл сводится не только к срезанию припуска режущими пластинками, но и к заглаживанию неровностей на обрабатываемой поверхности направляющими пластинками.

Форма и геометрические параметры заточки вершины сверла приведены на рис. 9.7, д. Обычно m = 0,75, K=0,6-:-1,5 мм, f=0,2 -:- 0,975 мм.

Рекомендуемые режимы сверления ружейными сверлами при обработке углеродистых сталей: v= 80 -:- 125 м/мин, So=0,01-:-0,1 мм/об; при обработке чугуна с НВ<=250: v=65 -:- 100 м/мин, So=0,005-:- 0,2 мм/об.

Рис. 9.8. Сверла перовые со сменными пластинками для сверления глубоких отверстий:

1 — сменная пластинка, 2 — прижимный винт, 3 — корпус сверла, 4 — штуцер для подвода СОЖ

Для сверления глубоких отверстий диаметром от 25 до 130 мм в конструкционных и легированных сталях и чугунах на универсальных станках сверлильно-расточной группы также успешно применяются сборные перовые сверла со сменными пластинками из быстрорежущей стали (рис. 9.8).

Глубина обработки при горизонтальном способе сверления до 10—30 диаметров, вертикальном — до четырех диаметров сверл.

Сменная быстрорежущая пластина 1 зафиксирована в пазу корпуса сверла 3 винтом 2; отверстия, выполненные в корпусе сверла, через штуцер 4 служат для подвода СОЖ в зону резания.

Пластины изготовляются с износостойким покрытием, повышающим стойкость инструмента в 2 раза.

Рис. 9.9. Схема устройства для эжекторного сверления глубоких отверстий

При обработке глубоких отверстий применяется эжекторный метод подвода и отвода СОЖ.

Устройство для крепления эжекторных сверл (рис. 9.9) позволяет выполнять скоростное сверление глубоких отверстий диаметром свыше 20 мм с отводом стружки через отверстие внутренней трубы.

Наружный стебель 2 устройства закреплен гайкой 7 в корпусе 4. Корпус хвостовиком 5 устанавливается в отверстие задней бабки или специальной стойки, связанных с суппортом для обеспечения машинной подачи сверлу 1.

Полое сверло специальной конструкции, закрепленное резьбовым хвостовиком в наружном стебле, имеет внутри коническую насадку 8 которая с конусом соосной внутренней трубы 3 образует эжекторный (струйный) насос.

Смазочно-охлаждающая жидкость, которая подается от насосной станции станка через патрубок 6 и зазор между наружным стеблем 2 и внутренней трубой 3, в зоне струйного насоса разделяется на два потока.

Один поток, пройдя отверстие 9 в корпусе сверла, подается в зону резания, а второй обеспечивает работу струйного насоса, создающего отсос СОЖ вместе со стружкой из зоны резания и транспортирование стружки по отверстию внутренней трубы в стружкоприемник.

27. http://mash-xxl.info/info/223583/

28.http://remoskop.ru/sverlo-zenkovka-konicheskaja-cilindricheskaja.html

Развертки.

Применяют для окончательной обработки отверстий с целью получения высокой точности и меньших параметров шероховатости поверхности.

Режущая часть развертки (рис. 5.11) расположена к оси под углом 2φ и выполняет основную работу резания.

Для обработки вязких металлов φ=12-:-15°, для хрупких и твердых материалов φ=3-:-5°.

Рис. 5.11. Типы разверток:

а — части и элементы разверток, б — машинная развертка с цилиндрическим хвостовиком, в — машинная развертка с коническим хвостовиком, г — машинная развертка со вставными ножами, д — насадная развертка, оснащенная пластинками твердого сплава

Твердосплавные развертки имеют угол φ= 30-:-45°. Направляющий конус развертки расположен под углом 45°. Он направляет развертку, предохраняя ее зубья от повреждения. Задний угол α на режущей части принимается от 6 до 15°. На калибрующей части угол α обычно равен нулю. Передний угол γ принимается от 0 до 15°. Для хрупких металлов γ = 0°. для твердосплавных разверток γ от 0 до —5°.

По своей конструкции и назначению развертки делятся на ручныеи машинные, цилиндрические и конические, насадные и цельные.

Ручные разверткиизготовляют с цилиндрическим хвостовиком; ими вручную обрабатывают отверстия диаметром от 3 до 50 мм.

Машинные развертки выпускают с цилиндрическими и коническими хвостовиками и используют для развертывания отверстий диаметром от 3 до 100 мм. Обрабатывают отверстия этими развертками на сверлильном или токарном станке.

Насадные развертки служат для развертывания отверстий диаметром от 25 до 300 мм. Их насаживают на специальную оправку, имеющую конический хвостовик для крепления на станке. Насадные развертки изготовляют из быстрорежущей стали или оснащают пластинками из твердых сплавов.

Конические развертки применяют для развертывания конических отверстий. Обычно в комплект входят две развертки: черновая и чистовая.

Цельные развертки изготовляют из инструментальной углеродистой легированной или быстрорежущей стали.

При развертывании отверстий в твердых металлах используют развертки, оснащенные пластинками твердого сплава, обладающие по сравнению с быстрорежущими развертками большей износоустойчивостью.

Расточные инструменты

Расточные инструменты применяются для увеличения диаметров отверстий и являются широко универсальными инструментами, так как, в отличие отзенкеров, разверток и других инструментов, допускают регулировку (настройку) режущих кромок в радиальном направлении. Расточными инструментами обрабатывают отверстия диаметром 1... 1000 мм и более с точностью JT5...JT6 и шероховатостью Ra 0,8...1,6. В механообработке нашли применение следующие типы расточных инструментов: 1) стержневые резцы; 2) двухсторонние пластинчатые резцы-блоки; 3) расточные головки для обработки неглубоких отверстий; 4) расточные головки для обработки глубоких отверстий. Стержневые резцы имеют одну режущую кромку из быстрорежущей стали или в виде СМП из твердого сплава или сверхтвердых материалов. Державки стержневых резцов в поперечном сечении имеют круглую, квадратную или прямоугольную формы. Наиболее простой и распространенный способ закрепления резца с державкой квадратной или круглой формы показан на рис. 1, а. Здесь резец 2 закреплен винтом 3 в оправке l; вылет резца регулируется винтом 4. Рис. 1. Расточные стержневые резцы а - регулируемый; б - с микрорегулированием Для растачивания точных отверстий диаметром более 20 мм широкое распространение получили вставки типа «Microbohr» (рис. 1, б). На цилиндрической поверхности резца 5 имеется точная резьба с шагом Р = 0,5 мм. Регулировочная гайка 4 с внутренней резьбой и градуированной шкалой базируется своей конусной поверхностью в оправке l. В нужном положении резец закрепляется винтом 3 с шайбой 2. Поворот гайки на одно деление перемещает вершину резца в радиальном направлении (с учетом угла наклона продольной оси резца) на 0,01 мм. Резец оснащен напайной твердосплавной пластиной или СМП из твердого сплава. Двухсторонние пластинчатые резцы-блоки применяют для предварительного и окончательного растачивания отверстий диаметром более 25 мм. По сравнению с однолезвийными инструментами они обладают большей производительностью, обеспечивают большую точность и низкую шероховатость поверхности отверстий. Резцы-блоки изготавливают или целиком из быстрорежущей стали, или оснащают пластинами из твердого сплава, а для увеличения стойкости изготавливают сборными и регулируемыми по диаметру Крепление пластинчатых расточных резцов в оправках либо осуществляется неподвижно для d = 50... 150 мм (рис. 2, а), либо допускают «плавание» по одной оси (двухлезвийные блоки (рис. 2, б, в)). Выпадению резца-блока 1 из борштанги 2 препятствует винт 3, входящий с зазором в отверстие, выполненное в корпусе резца-блока (рис. 2, б). «Плавающее» крепление резцов-блоков для d = 25...600 мм применяется для компенсации углового и линейного несовпадения осей обрабатываемых отверстий и инструмента. Указанное несовпадение осей происходит из-за погрешностей установки заготовки (инструмента) и зажимных патронов, деформаций элементов технологической системы и других факторов и приводит к снижению точности обработки и стойкости инструмента. Расточные головки для обработки неглубоких отверстий имеют несколько режущих кромок (рис. 3). Они жестко крепятся в оправке и применяются для предварительной обработки отверстий. Рис. 2. Двухсторонние расточные резцы-блоки а - неподвижный; б - "плавающий", нерегулируемый по диаметру; в - "плавающий", регулируемый по диаметру При конструировании многокромочных расточных головок нашли применение две схемы резания: · деления глубины резания; · деления подачи.     Рис. 3. Расточная головка При схеме деления глубины резания заданная глубина t последовательно срезается каждым резцом головки (рис. 4, а): t = t1 + t2 + ... + tn ( Z = 1, 2, ..., n ) , где n - номер резца. При этом подача Szn , приходящаяся на каждое лезвие инструмента, равна подаче S на оборот инструмента или заготовки: S = Sz1 = Sz2 = ... = Szn . Расточные головки, работающие по схеме деления глубины резания, применяются для удаления больших припусков и имеют относительно низкую производительность. При работе по схеме деления подачи каждая режущая кромка головки снимает полную глубину резания t, а подача S на один оборот инструмента или заготовки равна сумме подач, приходящихся на каждый зуб (рис. 4, б): S = Sz1 + Sz2 + ... + Szn Таким образом, расточные головки, работающие по схеме деления подачи, развивают значительно большую производительность, чем головки, работающие по схеме деления глубины резания. Возможны два способа деления подачи между зубьями таких инструментов. При первом способе зубья располагаются равномерно по окружности, т.е. угловые шаги зубьев равны между собой: ω1 = ω2 = ... = ωn Рис. 4. Схемы резания при обработке отверстий многолезвийными расточными блоками а - деление глубины резания; б - деление подачи Расточные головки для обработки глубоких отверстий относятся к инструментам одностороннего резания с определенностью базирования. На рис. 5 показана такая головка, предназначенная для растачивания глубоких отверстий диаметром 45...250 мм. Режущий элемент головки выполнен в виде кассеты 4 с продольной шпонкой, входящей в соответствующий паз на корпусе 5 головки. Кассета крепится в корпусе винтом 7. На ней с помощью клина 6 закреплена твердосплавная пластина l ромбической формы, которая имеет две режущие кромки. Настройка головки на диаметр производится путем смены направляющих 2 и регулировки вылета кассеты. В процессе обработки три твердосплавные направляющие 2 под действием радиальных составляющих сил резания и трения прижимаются к поверхности обработанного отверстия, обеспечивая тем самым поперечную устойчивость инструмента. Три пластмассовые (из полиамида) направляющие 3 служат для гашения колебаний расточной головки. Рис. 5. Расточная головка для обработки глубоких отверстий 1 - режущая пластина; 2, 3 - направляющая; 4 - кассета; 5 - корпус головки; 6 - клин; 7 - винт На рис. 6 показана головка для растачивания гильз пневмо- и гидроцилиндров под последующую раскатку. Такая головка может работать по трем вариантам: · с внутренним подводом СОЖ и наружным отводом стружки (А); · с внутренним подводом СОЖ и внутренним отводом стружки с помощью эжектора (Б); · с наружным подводом СОЖ и внутренним отводом стружки (В). В варианте А стружка отводится вперед, а в вариантах Б и В - назад, и поэтому в процессе обработки отверстие должно быть заглушено. Обработка отверстия такой головкой ведется в два этапа. На первом этапе производится растачивание отверстия. При этом стебель работает на сжатие, а твердосплавные направляющие 3 опираются на поверхность обработанного пластиной l отверстия. На втором этапе кассета 2 заменяется на другую, заранее настроенную на снятие припуска глубиной 0,2 мм. При этом направление подачи меняется на обратное, стебель работает на растяжение, а твердосплавные направляющие 3 опираются на поверхность обработанного отверстия, так как находятся впереди вершины СМП. Рис. 6. Расточная головка для обработки гильз гидроцилиндров А - с внутренним подводом СОЖ; Б - с эжекторным отводом стружки; В - с наружным подводом СОЖ; 1 - режущая пласина; 2 - кассета; 3 - направляющая

10. ответ

Тема 11.1. Опоры. Подшипники скольжения
Тема 11.2. Oпоры. Подшипники качения