Какими инструментами обрабатывают мелкие отверстия различной формы

Обработка отверстий: виды операций и используемый инструмент

Обработка отверстий – это целый ряд технологических операций, целью которых является доведение геометрических параметров, а также степени шероховатости внутренней поверхности предварительно выполненных отверстий до требуемых значений. Отверстия, которые обрабатываются при помощи таких технологических операций, могут быть предварительно получены в сплошном материале не только при помощи сверления, но также методом литья, продавливания и другими способами.

Обработка высверленного отверстия цилиндрическим зенкером

Конкретный способ и инструмент для обработки отверстий выбираются в соответствии с характеристиками необходимого результата. Различают три способа обработки отверстий – сверление, развертывание и зенкерование. В свою очередь эти методы подразделяются на дополнительные технологические операции, к которым относятся рассверливание, цекование и зенкование.

Чтобы понять особенности каждого из вышеперечисленных способов, стоит рассмотреть их подробнее.

Сверление

Чтобы обрабатывать отверстия, их необходимо предварительно получить, для чего можно использовать различные технологии. Наиболее распространенной из таких технологий является сверление, выполняемое с использованием режущего инструмента, который называется сверлом.

Основные части спирального сверла

При помощи сверл, устанавливаемых в специальных приспособлениях или оборудовании, в сплошном материале можно получать как сквозные, так и глухие отверстия. В зависимости от используемых приспособлений и оборудования сверление может быть:

• ручным, выполняемым посредством механических сверлильных устройств или электро- и пневмодрелей;
• станочным, осуществляемым на специализированном сверлильном оборудовании.

Физика сверления отверстий

Использование ручных сверлильных устройств является целесообразным в тех случаях, когда отверстия, диаметр которых не превышает 12 мм, необходимо получить в заготовках из материалов небольшой и средней твердости. К таким материалам, в частности, относятся:

• конструкционные стали;
• цветные металлы и сплавы;
• сплавы из полимерных материалов.

Если в обрабатываемой детали необходимо выполнить отверстие большего диаметра, а также добиться высокой производительности данного процесса, лучше всего использовать специальные сверлильные станки, которые могут быть настольными и стационарными. Последние в свою очередь подразделяются на вертикально- и радиально-сверлильные.

Рассверливание – тип сверлильной операции – выполняется для того, чтобы увеличить диаметр отверстия, сделанного в обрабатываемой детали ранее. Рассверливание также выполняется при помощи сверл, диаметр которых соответствует требуемым характеристикам готового отверстия.

Физика рассверливания отверстий

Такой способ обработки отверстий нежелательно применять для тех из них, которые были созданы методом литья или посредством пластической деформации материала.

Формирование слоя окалины на внутренней поверхности отверстия, созданного с помощью литья, а также концентрация внутренних напряжений в структуре детали, изготовленной методом ковки или штамповки, может стать причиной того, что при рассверливании таких заготовок сверло не только сместится с требуемой траектории, но и сломается.

При выполнении сверления и рассверливания можно получить поверхности, шероховатость которых будет доходить до показателя Rz 80, при этом точность параметров формируемого отверстия будет соответствовать десятому квалитету.

Зенкерование

При помощи зенкерования, выполняемого с использованием специального режущего инструмента, решаются следующие задачи, связанные с обработкой отверстий, полученных методом литья, штамповки, ковки или посредством других технологических операций:

• приведение формы и геометрических параметров имеющегося отверстия в соответствие с требуемыми значениями;
• повышение точности параметров предварительно просверленного отверстия вплоть до восьмого квалитета;
• обработка цилиндрических отверстий для уменьшения степени шероховатости их внутренней поверхности, которая при использовании такой технологической операции может доходить до значения Ra 1,25.

При зенкеровании прикладывается меньшая сила реза, чем при сверлении, и отверстие получается более точное по форме и размерам

Если такой обработке необходимо подвергнуть отверстие небольшого диаметра, то ее можно выполнить на настольных сверлильных станках. Зенкерование отверстий большого диаметра, а также обработка глубоких отверстий выполняются на стационарном оборудовании, устанавливаемом на специальном фундаменте.

Ручное сверлильное оборудование для зенкерования не используется, так как его технические характеристики не позволяют обеспечить требуемую точность и шероховатость поверхности обрабатываемого отверстия. Разновидностями зенкерования являются такие технологические операции, как цекование и зенкование, при выполнении которых используются различные инструменты для обработки отверстий.

Зенкеры конусные по металлу

Специалисты дают следующие рекомендации для тех, кто планирует выполнить зенкерование.

• Зенкерование следует проводить в процессе той же установки детали на станке, при которой осуществлялось сверление отверстия, при этом из параметров обработки меняется только тип используемого инструмента.
• В тех случаях, когда зенкерованию подвергается необработанное отверстие в деталях корпусного типа, необходимо контролировать надежность их фиксации на рабочем столе станка.
• Выбирая величину припуска на зенкерование, надо ориентироваться на специальные таблицы.
• Режимы, на которых выполняется зенкерование, должны быть такими же, как и при осуществлении сверления.
• При зенкеровании должны соблюдаться те же правила охраны труда и техники безопасности, как и при сверлении на слесарно-сверлильном оборудовании.

Зенкование и цекование

При выполнении зенкования используется специальный инструмент – зенковка. При этом обработке подвергается только верхняя часть отверстия. Применяют такую технологическую операцию в тех случаях, когда в данной части отверстия необходимо сформировать углубление для головок крепежных элементов или просто снять с нее фаску.

Чем различаются зенкование и цекование

При выполнении зенкования также придерживаются определенных правил.

• Выполняют такую операцию только после того, как отверстие в детали будет полностью просверлено.
• Сверление и зенкование выполняются за одну установку детали на станке.
• Для зенкования устанавливают небольшие обороты шпинделя (не больше 100 оборотов в минуту) и применяют ручную подачу инструмента.
• В тех случаях, когда зенкование осуществляется цилиндрическим инструментом, диаметр цапфы которого больше диаметра обрабатываемого отверстия, работу выполняют в следующей последовательности: сначала сверлится отверстие, диаметр которого равен диаметру цапфы, выполняется зенкование, затем основное отверстие рассверливается на заданный размер.

Целью такого вида обработки, как цекование, является зачистка поверхностей детали, которые будут соприкасаться с гайками, головками болтов, шайбами и стопорными кольцами. Выполняется данная операция также на станках и при помощи цековки, для установки которой на оборудование применяются оправки.

Развертывание

Процедуре развертывания подвергаются отверстия, которые предварительно были получены в детали при помощи сверления. Обработанный с использованием такой технологической операции элемент может иметь точность, степень которой доходит до шестого квалитета, а также невысокую шероховатость – до Ra 0,63. Развертки делятся на черновые и чистовые, также они могут быть ручными или машинными.

Цилиндрические ручные развертки 24Н8 0150

Рекомендации, которых следует придерживаться при выполнении данного вида обработки, заключаются в следующем.

• Припуски в диаметре обрабатываемого отверстия выбираются по специальным таблицам.
• При использовании ручного инструмента, который вращают только по часовой стрелке, сначала выполняют черновое, а потом чистовое развертывание.
• Обработку стальных деталей выполняют с обязательным использованием СОЖ, чугунных – всухую.
• Машинное развертывание проводят сразу после сверления на станке – с одной установки детали.
• Для контроля качества результата используют специальные калибры.

Опиливание металла. Инструменты, применяемые при опиливании.. Слесарное дело |

Под размерной обработкой понимается обработка заготовки (детали) для придания ей заданных формы, размеров и шероховатости обработанных поверхностей.

В результате обработки получается готовое изделие, которое может иметь самостоятельное применение (например, зубило, угольник), или деталь, пригодная к монтажу в собираемое изделие (например, рукоятки и рычаги различных конструкций).

К операциям размерной слесарной обработки относятся опиливание, обработка отверстий (сверление, зенкерование, зенкование, цекование, развертывание) и нарезание наружных и внутренних резьб.

Опиливание металла

Опиливание — это операция по удалению с поверхности заготовки слоя материала при помощи режущего инструмента — напильника, целью которой является придание заготовке заданных формы и размеров, а также обеспечение заданной шероховатости поверхности. В большинстве случаев опиливание производят после рубки и резания металла ножовкой, а также при сборочных работах для пригонки детали по месту. В слесарной практике опиливание применяется для обработки следующих поверхностей:

• плоских и криволинейных;

•  плоских, расположенных под наружным или внутренним углом;

•  плоских параллельных под определенный размер между ними;

•  фасонных сложного профиля.

Кроме того, опиливание используется для обработки углублений, пазов и выступов.

Различают черновое и чистовое опиливание. Обработка напильником позволяет получить точность обработки деталей до 0,05 мм, а в отдельных случаях и более высокую точность. Припуск на обработку опиливанием, т. е. разница между номинальным размером детали и размером заготовки для ее получения, обычно небольшой и составляет от 1,0 до 0,5 мм.

Инструменты, применяемые при опиливании

Основными рабочими инструментами, применяемыми при опиливании, являются напильники, рашпили и надфили.

Напильники представляют собой стальные закаленные бруски, на рабочих поверхностях которых нанесено большое количество насечек или нарезок, образующих режущие зубья напильника.

Эти зубья обеспечивают срезание с поверхности заготовки небольшого слоя металла в виде стружки.

Напильники изготавливают из инструментальных углеродистых сталей марок У10, У12, У13и инструментальных легированных сталей марок ШХ6, ШХ9, ШХ12.

Насечки на поверхности напильника образуют зубья, причем чем меньше насечек на единицу длины напильника, тем крупнее зубья. По виду насечек различают напильники с одинарной (рис. 3.1, а), двойной (перекрестной) (рис. 3.1, б) и рашпильной (рис. 3.1, в) насечками.

Напильники с одинарной насечкой срезают металл широкой стружкой, равной всей длине зуба, что требует приложения больших усилий. Такие напильники применяются для обработки цветных металлов, их сплавов и неметаллических материалов.

Напильники с двойной насечкой имеют основную насечку (более глубокую) и нанесенную поверх нее вспомогательную (более мелкую), которая обеспечивает дробление стружки по длине, что снижает усилия, прикладываемые к напильнику при работе.

П1аг нанесения основной и вспомогательной насечек неодинаков, поэтому зубья напильника располагаются друг за другом по прямой, составляющей с осью напильника угол 5 Такое расположение зубьев на напильнике обеспечивает частичное перекрытие следов от зубьев на обработанной поверхности, что уменьшает ее шероховатость.

Такое расположение зубьев на поверхности напильника обеспечивает уменьшение глубины канавок, образованных зубьями, за счет частичного перекрытия следов зубьев на поверхности заготовки, что облегчает резание.

Рашпили применяют для опиливания мягких материалов (баббит, свинец, дерево, каучук, резина, некоторые виды пластмасс).

Насечки на поверхности напильника получают различными методами: насеканием (рис. 3.2, а) на специальных станках, фрезерованием (рис. 3.2, б) и протягиванием (рис. 3.2, в).

Независимо от способа получения насечки зубья, образованные на поверхности напильника, имеют форму режущего клина, геометрическая форма которого определяется углом заострения р>, задним углом а, передним углом у и углом резания 5 (см. рис. 3.2, а).

Передний угол — это угол между передней поверхностью зуба и плоскостью, проходящей через его вершину перпендикулярно оси напильника.

Угол заострения — это угол между передней и задней поверхностями зуба. Задний угол — это угол между задней поверхностью зуба и касательной к обработанной поверхности.

Угол резания — это угол между передней поверхностью зуба и плоскостью обработанной поверхности.

Напильники классифицируются в зависимости от числа насечек на 10 мм длины напильника на 6 классов Насечки имеют номера от 0 до 5, при этом чем меньше номер насечки, тем больше расстояние между насечками и соответственно крупнее зуб. Выбор номера напильника зависит от характера работ, которые будут им выполняться. Чем выше требования к точности обработки и шероховатости обработанной поверхности, тем более мелким должен быть зуб напильника.

Для грубого чернового опиливания (шероховатость Rz 160… 80, точность 0,2…0,3 мм) применяются напильники 0-го и 1-го классов (драчевые), имеющие от 5 до 14 зубьев на 10 мм насеченной части в зависимости от длины напильника.

Для выполнения чистовой обработки (шероховатость Rz 40… 20, точность 0,05…0,1 мм) используются напильники с более мелким зубом 2-го и 3-го классов (личные), имеющие от 8 до 20 насечек на 10 мм длины насеченной части напильника.

Для пригоночных, отделочных и доводочных работ (шероховатость поверхности Ra 2,5… 1,25, точность 0,02…0,05 мм) применяются напильники с мел) ими и очень мелкими зубьями 4-го и 5- го классов (бархатные), имеющие от 12 до 56 насечек на 10 мм длины насеченной части.

Для выполнения слесарных работ предназначены напильники с двойной насечкой, выполненной метод on насекания. Такие напильники изготовляют с различной формой поперечного сечения, которая выбирается в зависимости от формы обрабатываемой поверхности.

плоские напильники (рис. 3.3, а, б) — для опиливания плоских и выпуклых широких наружных поверхностей и распиливания прямоугольных отверстий;

трехгранные напильники (рис. 3.3, г) — для распиливания отверстий и пазов с углами более 60°;

круглые напильники (рис. 3.3, д) — для распиливания круглых и овальных отверстии, а также вогнутых поверхностей малого радиуса закругления, которые не могут быть обработаны полукруглым напильником;

полукруглые напильники (рис. 3.3, е) — для опиливания вогнутых поверхностей большого радиуса закругления и галтелей;

ромбические напильники (рис. 3.3, ж) — для опиливания зубьев зубчатых колес, звездочек, для распиливания профильных пазов и поверхностей, расположенных под острыми углами;

ножовочные напильники (рис. 3.3, з) — для опиливания внутренних углов менее 10°, а также клиновидных канавок, узких пазов, зубьев зубчатых колес, плоских поверхностей и отделки углов в трехгранных, прямоугольных и квадратных отверстиях.

Рашпили по форме поперечного сечения могут быть плоские тупоконечные (рис. 3.4, а), плоские остроконечные (рис. 3.4, б), круглые (рис. 3.4, в) и полукруглые (рис. 3.4, г). Рашпили изготавливают с мелкой и крупной насечкой.

Для обработки мелких деталей применяют специальные напильники — надфили, имеющие малую длину (80,120 или 160 мм) и различную форму поперечного сечения (рис. 3.5). Надфили имеют также двойную насечку: основную — под углом 25 ° и вспомогательную — под углом 45

Профиль поперечного сечения напильиика выбирается в зависимости от формы опиливаемой поверхности:

•  плоский, плоская сторона полукруглого — для опиливания плоских и выпуклых криволинейных поверхностей;

•  квадратный, плоский — для обработки пазов, отверстий и проемов прямоугольного сечения;

•   плоский, квадратный, плоская сторона полукруглого — при опиливании поверхностей, расположенных под углом 90°;

•  трехгранный — при опиливании поверхностей, расположенных под углом свыше 60°;

•   ножовочный, ромбический — для опиливания поверхностей, расположенных под углом свыше 10°;

• трехгранные, круглые, полукруглые, ромбические, квадратные, ножовочные — для распиливания отверстий (в зависимости от их формы).

Длина напильника зависит от вида обработки и размеров обрабатываемой поверхности и должна составлять:

•   100… 160 мм — для опиливания тонких пластин;

•   160…250 мм — для опиливания поверхностей с длиной обработки до 50 мм; 250…315 мм — с длиной обработки до 100 мм; 315… 400 мм — с длиной обработки более 100 мм;

•   100…200 мм — длг: распиливания отверстий в деталях толщиной до 10 мм;

•  315 …400 мм — для чернового опиливания;

•   100… 160 мм — при доводке (надфили).

Номер насечки выбирается в зависимости от требований к шероховатости обработанной поверхности.

Для удобного держания и обеспечения безопасности напильники снабжаются ручкой, которая изготовляется из дерева или пластмассы. Ручки бывают одноразовыми или многократного применения. Деревянные одноразовые ручки (рис. 3.6) напильников выполняют из березы или липы.

Поверхность рукоятки должна быть чистой и ровной. Для предупреждения раскалывания при установке на хвостовик напильника рукоятка снабжается специальным металлическим кольцом, установленным на ее шейке. В рукоятке просверливается отверстие под хвостовик напильника.

При закреплении хвостовик напильника вставляют в отверстие, затем, ударяя головкой рукоятки по верстак у или тискам, добиваются его плотного вхождения в отверстие рукоятки.

Запрещается насаживание рукоятки ударами молотка по носку напильника, так как это может привести к травме.

Представляет интерес быстросменная пластмассовая ручка многократного пользования, изображенная на рис. 3.7. Внутрь пластмассового корпуса 3 ручки запрессован металлический стакан 3, дном которого служит гайка 4 с термически обработанной резьбой. В стакан помещены пружина 2 и в гулка 1 с пазом.

От проворачивания и выпадения из ручки втулку предохраняет штифт, ввинченный в стакан. Относительно стакана втулка может двигаться только поступательно. Для установки ручки на напильник в нее вводят хвостовик. Ручку вращают, при этом гайка 4 навинчивается на хвостовик.

Второй точкой опоры хвостовика является втулка, поджимаемая пружиной.