9. Сверление, зенкерование, зенкование и развертывание отверстий

9.1 Сверление

Сверление — вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины.

9.1.2 Назначение сверления

Сверление необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:

• изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание или растачивание;

• изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др;

• отделение (отрезка) заготовок из листов материала;

• ослабление разрушаемых конструкций;

• закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.

9.2 Зенкерование.

Зенкерование — вид механической обработки резанием, в котором с помощью специальных инструментов (зенкеров) производится обработка цилиндрических и конических отверстий в деталях с целью увеличения их диаметра, повышения качества поверхности и точности. Зенкерование является получистовой обработкой резанием.

9.2.1 Назначение зенкерования

Зенкерование как получистовая и, отчасти, чистовая операция механической обработки имеет следующие основные назначения:

• очистка и сглаживание поверхности отверстий: перед нарезанием резьбы или развёртыванием;

• калибрование отверстий: для болтов, шпилек и другого крепежа.

9.2.2 Выполнение зенкерования. Виды зенкеров

Зенкерование является точной операцией механической обработки и требует высокой мощности, соответственно, является машинной операцией и выполняется на следующих станках:

• сверлильные станки всех типов: наиболее часто;

• станки токарной группы: наиболее часто;

• расточные станки: часто как вторичная операция;

• фрезерные (горизонтальные и вертикальные): редко. в основном на фрезерных с чпу (как часть программы);

• агрегатные станки: как одна из операций в автоматической линии.

Зенкерование выполняется зенкерами. Зенкер представляет собой многолезвийный (3—12 лезвий) инструмент, имеющий ось вращения, при вращении которого его лезвиями производится обработка отверстия.

Основные виды зенкеров:

• зенкеры машинные цельные с метрическим конусом либо конусом морзе;

• зенкеры насадные.

Зенкеры изготовляют преимущественно из быстрорежущих сталей или оснащёнными пластинами твёрдых сплавов. При зенкеровании широко применяются смазочно-охлаждающие вещества.

9.3 Зенкование

Зенковка — многолезвийный режущий инструмент для обработки отверстий в деталях с целью получения конических или цилиндрических углублений, опорных плоскостей вокруг отверстий или снятия фасок центровых отверстий. Применяется для обработки просверлённых отверстий под головки болтов, винтов и заклёпок.

Зенкование - процесс обработки с помощью зенковки отверстия в детали для образования гнёзда под потайные головки крепёжных элементов (заклёпок, болтов, винтов).

Основным отличием зенковок от зенкеров является наличие зубьев на их торце и наличие направляющих цапф у цилиндрических и некоторых конических зенковок, которыми они вводятся в просверлённое отверстие.

9.3.1 Виды зенковок:

1. По форме режущей части зенковки подразделяются на:

• цилиндрические

• конические

• торцовые

Цилиндрические зенковки состоят из рабочей части и хвостовика. Для обеспечения сносности отверстия и образованного зенковкой углубления имеют направляющую цапфу.

Конические зенковки также состоят из рабочей части и хвостовика. Для обеспечения сносности отверстия и образованного зенковкой углубления могут иметь направляющую цапфу.

2. По диаметру обрабатываемых отверстий:

• для отверстий от 0,5 до 1,5 мм (простые)

• для отверстий от 0,5 до 6 мм (без предохранительного или с предохранительным конусом)

• для отверстий от 8 до 12 мм (с конусным хвостовиком)

Зенковки конические. Технические условия - ГОСТ 14953-80

9.4 Развертка

Развёртка – режущий инструмент, который нужен для окончательной обработки отверстий после сверления, зенкерования или растачивания. Развёртыванием достигается точность до 6-9 квалитета и шероховатость до Ra = 0,32…1,25 мкм. Высокое качество обработки обеспечивается тем, что развертка имеет большое число режущих кромок (4-14) и снимает малый припуск. Развёртка выполняет работу при своём вращении и одновременном поступательном движении вдоль оси отверстия.

9.4.1Конструкция развёртки. Особенности

Основными конструктивными элементами развёртки являются режущая и калибрующая части, число зубьев, направление зубьев, углы резания, шаг зубьев, профиль канавки, зажимная часть.

Режущая часть.

Угол конуса φ определяет форму стружки и соотношение составляющих усилий резания. Угол φ у ручных развёрток – 1°…2°, что улучшает направление развёртки при входе и уменьшает осевую силу; у машинных при обработке стали φ = 12°…15°; при обработке хрупких материалов (чугуна) φ = 3°… 5°.

Стандартные развёртки делают с неравномерным окружным шагом с целью предупреждения появления в развёртываемом отверстии продольных рисок. Из-за неоднородности обрабатываемого материала на зубьях развёртки происходит периодическое изменение нагрузки, что ведёт к отжиму развёртки и появлению на обработанной поверхности следов в виде продольных рисок.

Калибрующая часть состоит из двух участков: цилиндрического и участка с обратной конусностью. Длина цилиндрического участка около 75% от длины калибрующей части. Цилиндрический участок калибрует отверстие, а участок с обратной конусностью служит для направления развертки в работе. Обратная конусность уменьшает трение об обработанную поверхность и снижает разбивку. Т.к. при ручном развертывании разбивка меньше, то и угол обратной

конусности у ручной развёртки меньше, чем у машинной. При этом цилиндрический участок у ручных развёрток может отсутствовать.

Цилиндрическая ленточка на калибрующей части калибрует и выглаживает отверстие. Уменьшение её ширины снижает стойкость развертки, однако повышает точность обработки и снижает шероховатость, т.к. уменьшает трение. Рекомендуемая ширина ленточки f = 0,08…0,5 мм в зависимости от диаметра развёртки.

Число зубьев z ограничивается их жёсткостью. С увеличением z улучшается направление развертки (больше направляющих ленточек), повышаются точность и чистота отверстия, но снижается жесткость зуба и ухудшается отвод стружки. Z принимается чётное - для облегчения контроля диаметра развёртки.

Канавки чаще выполняют прямыми, что упрощает изготовление и контроль. Для обработки прерывистых поверхностей целесообразно применять развёртки с винтовым зубом. Направление канавок делается противоположным направлению вращения для избежания самозатягивания и заедания развёртки.

Задний угол выполняют небольшой (5°…8°) для повышения стойкости развёртки.

Режущую часть затачивают до остра, а на калибрующей делают цилиндрическую ленточку для повышения размерной стойкости и улучшения направления в работе.

Передний угол принимают равным нулю.