В чем разница между сверлением, расширением, рассверливанием и растачиванием?
По сравнению с обработкой поверхности внешних кругов условия обработки отверстий значительно хуже, а обработка отверстий сложнее, чем обработка внешних кругов. Это потому что:
1) Размер инструмента, используемого для обработки отверстий, ограничен размером обрабатываемого отверстия, что приводит к плохой жесткости, легкой деформации изгиба и вибрации;
2) При использовании режущих инструментов фиксированного размера для обработки отверстий размер отверстия часто напрямую зависит от соответствующего размера инструмента, а производственная ошибка и износ инструмента напрямую влияют на точность обработки отверстия;
3) При обработке отверстий зона резания находится внутри заготовки, а условия для удаления стружки и отвода тепла плохие, что затрудняет контроль точности обработки и качества поверхности.
1, сверление и развертывание
1. Бурение
Сверление — это первый процесс обработки отверстий в твердых материалах с диаметром сверления, как правило, менее 80 мм. Есть два способа сверления: один — вращать сверло; Другой тип — вращение заготовки. Ошибки, возникающие при использовании двух вышеупомянутых методов бурения, не одинаковы. При способе сверления с вращением сверла, когда режущая кромка асимметрична и сверло недостаточно жесткое, осевая линия обрабатываемого отверстия будет перекошена или не прямая, но отверстие в основном останется неизменным; При способе сверления с вращением заготовки, наоборот, отклонение сверла вызовет изменение отверстия, при этом осевая линия отверстия останется прямой.
Обычно используемые инструменты для сверления включают в себя: сверло для закручивания жареного теста, центральное сверло, сверло для глубоких отверстий и т. д., из которых наиболее часто используется сверло для закручивания жареного теста, диаметр которого указан на рисунке.
Из-за структурных ограничений жесткость сверла на изгиб и крутильную жесткость являются низкими в сочетании с плохой центровкой, что приводит к низкой точности обработки сверления, обычно достигающей только IT13–IT11; Шероховатость поверхности также относительно высока: Ra обычно находится в диапазоне от 50 до 12,5 мкм; Но скорость съема металла при сверлении высока, а эффективность резания высока. Сверление в основном используется для обработки отверстий с низкими требованиями к качеству, таких как отверстия для болтов, нижние резьбовые отверстия, отверстия для масла и т. д. Для отверстий, требующих высокой точности обработки и качества поверхности, их следует достигать путем развертывания, развертывания, растачивания или шлифования. при последующей механической обработке.
2. Расширение отверстий
Расширение отверстия — это дальнейшая обработка отверстия, которое уже было просверлено, отлито или проковано с помощью расширяющего сверла, с целью расширения отверстия и улучшения качества обработки отверстия. Расширение отверстия можно использовать в качестве предварительной обработки перед прецизионной обработкой или в качестве окончательной обработки отверстия с низкими требованиями. Развертка похожа на сверло Fried Dough Twists, но у нее больше зубьев и нет поперечной кромки.
По сравнению со сверлением рассверливание имеет следующие характеристики: (1) больше зубьев (3-8 зубьев), лучшее наведение и более стабильное резание; (2) Расширяющее сверло не имеет горизонтальной кромки и имеет хорошие условия резания; (3) Припуск на обработку небольшой, канавку для стружки можно сделать меньше, стержень сверла можно сделать толще, а корпус инструмента имеет лучшую прочность и жесткость. Точность обработки расширения отверстия обычно находится на уровне IT11~IT10, а шероховатость поверхности Ra составляет 12,5~6,3. Расширение отверстий обычно используется для обработки отверстий диаметром меньше, чем на рисунке. При сверлении отверстий большего диаметра (D больше или равно 30 мм) обычно предварительно просверливают небольшое сверло (с диаметром 0,5-0,7-кратного диаметра отверстия), а затем используют развертку соответствующего размера для увеличения отверстия. Это может улучшить качество обработки и эффективность производства отверстия.
Помимо возможности обработки цилиндрических отверстий, различные сверла специальной формы (также известные как точечные фрезы) могут использоваться для обработки различных потайных посадочных отверстий и плоских торцевых поверхностей. Передний конец точечно-облицовочного станка часто оснащен направляющей стойкой, которая направляется через обработанное отверстие.
2, рассверливание отверстий
Развертывание — один из методов прецизионной обработки отверстий, широко применяемый на производстве. Для отверстий меньшего размера развертывание является более экономичным и практичным методом обработки по сравнению с шлифованием внутреннего круга и прецизионным расточкой.
1. Развертка
Развертки обычно делятся на два типа: ручные и машинные. Ручка ручной развертки представляет собой прямую ручку с более длинной рабочей частью и лучшим направляющим эффектом. Ручная развертка имеет две конструкции: цельную и регулируемую по внешнему диаметру. Существует два типа машинных разверток: с рукоятками и с втулками. Развертки могут использоваться не только для обработки круглых отверстий, но и конические развертки могут использоваться для обработки конических отверстий.
2. Процесс рассверливания и его применение.
Припуск на развертывание оказывает существенное влияние на качество развертывания. Если припуск слишком велик, нагрузка на развертку будет высокой, а режущая кромка будет быстро затупляться, что затруднит получение гладкой поверхности обработки и обеспечение допусков размеров; Запас слишком мал для удаления следов ножа, оставшихся от предыдущего процесса, что, естественно, не влияет на улучшение качества обработки отверстий. Общий черновой припуск на шарнир принимается равным 0.35-0.15 мм, а тонкий припуск на шарнир принимается равным 01.5-0.05 мм.
Во избежание образования стружечных отложений развертывание обычно проводят на меньшей скорости резания (при использовании быстрорежущих разверток для обработки стали и чугуна v<8m/min). The value of feed rate is related to the aperture being processed. The larger the aperture, the larger the feed rate value. When high-speed steel reamers process steel and cast iron, the feed rate is usually set to 0.3-1mm/r.
При развертывании необходимо использовать соответствующую смазочно-охлаждающую жидкость для охлаждения, смазки и очистки во избежание образования отложений стружки и своевременного удаления стружки. По сравнению со шлифованием и расточкой развертывание имеет более высокую производительность и позволяет легче обеспечить точность отверстия; Однако развертывание не может исправить ошибку позиционирования оси отверстия, и точность позиционирования отверстия должна быть обеспечена предыдущим процессом. Рассверливание отверстий не подходит для обработки ступенчатых и глухих отверстий.
Точность размера отверстия для петли обычно соответствует уровню IT9-IT7, а шероховатость поверхности Ra обычно составляет 3.2-0.8. Для отверстий среднего размера и высоких требований к точности (например, прецизионные отверстия уровня IT7) процесс сверления раздвижных шарниров является типичной схемой обработки, обычно используемой в производстве.
3, сверлильные отверстия
Растачивание — это метод обработки, при котором для увеличения заранее изготовленных отверстий используются режущие инструменты. Расточные работы можно выполнять как на расточном станке, так и на токарном станке.
1. Расточный метод
Существует три различных метода обработки отверстий.
1) К этому типу расточки в основном относятся вращение заготовки и движение подачи инструмента в отверстиях на токарном станке. Характеристики процесса: ось обрабатываемого отверстия соответствует оси вращения заготовки, округлость отверстия в основном зависит от точности вращения шпинделя станка, а осевая погрешность геометрической формы отверстия в основном зависит от точность позиционирования направления подачи инструмента относительно оси вращения заготовки. Этот метод растачивания подходит для обработки отверстий с требованиями соосности на внешней поверхности.
2) Инструмент вращается, а заготовка движется на подачу. Шпиндель расточного станка приводит во вращение расточный инструмент, а рабочий стол приводит в движение заготовку при подаче.
3) Инструмент вращается и выполняет подачу, используя этот метод растачивания. Изменяется длина вылета расточной оправки, а также изменяется силовая деформация расточной оправки. Отверстие возле шпиндельной коробки больше, а отверстие вдали от шпиндельной коробки меньше, образуя коническое отверстие. Кроме того, по мере увеличения длины вылета расточной оправки изгибная деформация шпинделя, вызванная собственным весом, также увеличивается, и ось обработанного отверстия будет производить соответствующий изгиб. Этот метод растачивания подходит только для обработки более коротких отверстий.
2. Алмазное растачивание
По сравнению с обычным растачиванием, алмазное растачивание характеризуется небольшим объемом обратного резания, небольшой подачей, высокой скоростью резания и позволяет достичь высокой точности обработки (IT{{0}}IT6) и очень гладкой поверхности (Ra равно 0.4-0.05). Алмазное бурение первоначально обрабатывалось алмазными расточными фрезами, но теперь оно обычно обрабатывается режущими инструментами из твердого сплава, CBN и искусственных алмазов. В основном используется для обработки заготовок из цветных металлов, но также может использоваться для обработки деталей из чугуна и стали.
Обычно используемые параметры резания при алмазном растачивании: предварительное растачивание с обратной подачей {{0}}.2-0.6 мм и окончательное растачивание 0.1 мм; Скорость подачи составляет 0,01~0,14 мм/об; Скорость резания при обработке чугуна составляет 100-250м/мин, при обработке стали - 150-300м/мин, при обработке цветных металлов - 300-2000м/мин.
Чтобы обеспечить высокую точность обработки и качество поверхности при алмазном растачивании, используемый станок (алмазно-расточный станок) должен иметь высокую геометрическую точность и жесткость. В опоре шпинделя станка обычно используются прецизионные радиально-упорные шарикоподшипники или гидростатические подшипники скольжения, а высокоскоростные вращающиеся части должны быть точно сбалансированы; Кроме того, движение механизма подачи должно быть очень плавным, чтобы верстак мог выполнять плавное движение подачи на низкой скорости.
Алмазное растачивание имеет хорошее качество обработки и высокую эффективность производства и широко используется при окончательной обработке прецизионных отверстий в крупносерийном производстве, таких как отверстия в цилиндрах двигателя, отверстия для поршневых пальцев и отверстия в шпинделях на шпиндельных коробках станков. Однако следует отметить, что при алмазном расточке для обработки изделий из черных металлов можно использовать только расточные резцы из твердого сплава и CBN, а расточные резцы из алмаза применять нельзя из-за сродства атомов углерода в группе алмаза и железа. элементов высока, а стойкость инструмента низка.
3. Расточная фреза
Расточные фрезы можно разделить на однолезвийные расточные фрезы и двулезвийные расточные фрезы.
4. Технологические характеристики и область применения растачивания отверстий.
По сравнению с процессом сверления расширяющегося шарнира, размер отверстия расточного отверстия не ограничен размером инструмента, а расточное отверстие имеет сильную способность исправления ошибок. Он может исправить ошибку отклонения исходной оси отверстия за счет нескольких проходов инструмента и поддерживать высокую точность позиционирования между расточным отверстием и позиционирующей поверхностью.
По сравнению с внешним кругом токарного станка из-за плохой жесткости и большой деформации системы стержня инструмента условия рассеивания тепла и удаления стружки плохие, а термическая деформация заготовки и инструмента относительно велика. Качество обработки и производительность растачивания не так высоки, как у наружного круга токарного станка.
На основании вышеизложенного анализа можно сделать вывод, что расточка имеет широкий диапазон обработки и позволяет обрабатывать отверстия различных размеров и уровней точности. Для отверстий и систем отверстий с большей апертурой и более высокими требованиями к размеру и точности позиционирования расточка является практически единственным методом обработки. Точность обработки растачиваемых отверстий составляет от IT9 до IT7, а шероховатость поверхности Ra. Растачивание может осуществляться на расточных, токарных, фрезерных станках и других станках, обладая преимуществами гибкости и гибкости, и широко используется в производстве. В массовом производстве для повышения эффективности растачивания часто используются расточные штампы.
4, Хонинговальное отверстие
1. Принцип хонингования и хонинговальная головка.
Хонингование – метод полировки отверстий с помощью хонинговальной головки со шлифовальной полоской (масляным камнем). Во время хонингования заготовка остается неподвижной, а хонинговальная головка приводится в движение шпинделем станка и совершает возвратно-поступательное линейное движение. При хонинговании шлифовальная полоса воздействует на поверхность заготовки с определенным давлением, срезая с поверхности заготовки чрезвычайно тонкий слой материала, а траектория ее резания представляет собой перекрестную сетку. Чтобы траектория движения абразивных частиц шлифовального бруска не повторялась, число оборотов в минуту вращательного движения хонинговальной головки должно быть кратно числу возвратно-поступательных ходов хонинговальной головки в минуту.
Изображение поперечного угла траектории хонингования связано с изображением скорости возвратно-поступательного движения и изображением окружной скорости хонинговальной головки. Размер угла изображения влияет на качество обработки и эффективность хонингования. Обычно изображение принимается в виде градуса для грубого хонингования и градуса для тонкого хонингования. Чтобы облегчить удаление сломанных абразивных частиц и стружки, снизить температуру резания и улучшить качество обработки, во время хонингования следует использовать достаточное количество смазочно-охлаждающей жидкости.
Чтобы обеспечить равномерную обработку стенок отверстия, ход песчаного бруска должен превышать определенное расстояние на обоих концах отверстия. Чтобы обеспечить равномерный припуск на хонингование и уменьшить влияние погрешности вращения шпинделя на точность обработки, между хонинговальной головкой и шпинделем станка чаще всего используются плавающие соединения.
Существуют различные конструктивные формы для регулировки радиального расширения и сжатия шлифовальной ленты хонинговальной головки, в том числе ручные, пневматические и гидравлические.
2. Характеристики процесса и область применения хонингования.
1) Хонингование позволяет добиться высокой точности размеров и формы, точность обработки варьируется от IT7 до IT6. Погрешности круглости и цилиндричности отверстия можно контролировать в определенном диапазоне, однако хонингование не может повысить точность позиционирования обрабатываемого отверстия.
2) Хонингование позволяет добиться высокого качества поверхности с шероховатостью Ra, как показано на рисунке. Глубина метаморфического дефектного слоя поверхностного металла чрезвычайно мала (как показано на рисунке).
3) По сравнению со скоростью шлифования, хотя окружная скорость хонинговальной головки невысока (VC=16-60м/мин), из-за большой площади контакта между шлифовальной полосой и заготовкой скорость возвратно-поступательного движения относительно высокая (ВА=8-20м/мин), поэтому хонингование по-прежнему имеет более высокую производительность.
Хонингование широко применяется в крупносерийном производстве для обработки прецизионных отверстий в цилиндрах двигателей и различных гидравлических устройствах. Диапазон отверстий обычно не превышает 10, и можно обрабатывать глубокие отверстия с отношением длины к диаметру более 10. Однако хонингование непригодно для обработки отверстий на заготовках из цветных металлов с высокой пластичностью, а также для обработки отверстий со шпоночными пазами, шлицевыми отверстиями и т. п.
5, вытягивание отверстий
1. Прошивка и прошивка
Протягивание отверстий — это высокопроизводительный прецизионный метод обработки, который выполняется с помощью специально разработанной протяжки на протяжном станке. Существует два типа протяжных станков: горизонтальные и вертикальные, причем наиболее распространенными являются горизонтальные протяжные станки.
Во время протяжки режущий инструмент совершает только низкоскоростное линейное движение (основное движение). Число зубьев, над которыми должен одновременно работать режущий инструмент, обычно не должно быть меньше трех, иначе режущий инструмент не будет работать плавно и может создавать круговые ряби на поверхности заготовки. Чтобы избежать чрезмерной силы резания, которая может привести к поломке протяжки, количество зубьев рабочего инструмента обычно не должно превышать 6-8 во время протяжки.
Существует три различных метода резки для протяжки, которые описаны следующим образом:
(1) Характеристика послойного протягивания заключается в том, что протяжка последовательно слой за слоем срезает припуск на обработку заготовки. Для облегчения стружколомания на зубьях фрезы имеются взаимосвязанные канавки для отделения стружки. Протяжка, выполненная по методу послойного резания, называется обычной протяжкой.
(2) Характеристика токарной обработки блоков заключается в том, что каждый слой металла на обработанной поверхности срезается набором зубьев (обычно состоящих из 2-3 зубьев в каждой группе), которые в основном имеют одинаковый размер, но сцеплены друг с другом. другой. Каждое лезвие удаляет только часть слоя металла. Протяжка, сконструированная по методу блочной резки, называется дисковой режущей протяжкой.
(3) Комплексный метод протяжки сочетает в себе преимущества послойной и блочной протяжки. В части черновой резки применяется блочное протягивание, а в части тонкой резки применяется послойное протягивание. Это позволяет не только сократить длину протяжки, повысить производительность, но и улучшить качество поверхности. Протяжка, сконструированная по методу комплексной резки, называется комплексной протяжкой.
2. Характеристики процесса и область применения протяжки отверстий.
1) Протяжка — это многолезвийный инструмент, который может последовательно выполнять черновую, прецизионную обработку и чистовую обработку отверстий за один ход резания, что обеспечивает высокую эффективность производства.
2) Точность протягивания отверстия в основном зависит от точности протяжки. В нормальных условиях точность протяжки отверстия может достигать IT9~IT7, а шероховатость поверхности Ra может достигать 6,3~1,6 мкм.
3) При протягивании отверстий заготовка позиционируется по самому обрабатываемому отверстию (ведущая часть режущего инструмента является позиционирующей деталью заготовки), при этом трудно обеспечить точность взаимного положения отверстия и других поверхностей. при вытягивании дырок; Для обработки вращающихся деталей с требованиями соосности на внутренней и внешней поверхностях часто необходимо сначала вытянуть отверстия, а затем использовать отверстия в качестве ориентира позиционирования для обработки других поверхностей.
4) Протяжки могут не только обрабатывать круглые отверстия, но также формировать отверстия и шлицевые отверстия.
5) Протяжки — это режущие инструменты фиксированного размера, сложной формы и дорогой цены, которые не подходят для обработки больших отверстий.
Вытяжные отверстия обычно применяют в массовом производстве для обработки отверстий размером Ф Сквозные отверстия на мелких и средних деталях диаметром 10-80мм и глубиной отверстия, не превышающей 5-кратного размера отверстия.
