Для каких целей применяют развертки со спиральным зубом

Опубликовано: 01.05.2024

Для формирования отверстий высокой точности и качества итоговой обработки в металлических изделиях используют специальный режущий инструмент, имеющий название – развертка.

Этот инструмент бывает слесарным (для ручной работы), и машинным.

Чтобы узнать, что такое развертка, для чего нужна, какие существуют ее виды, и как разумно подойти к ее выбору дочитайте статью до конца.

Назначение и принцип действия

Развертка применяется для развертывания отверстий – процесса их чистовой механической обработки после сверления или зенкерования.

Использование этого инструмента позволяет добиться высокого класса шероховатости стенок отверстия и точности их геометрии.

В зависимости от типа и характеристик ее применяют для выполнения специфических технологических задач, включая калибровку отверстий, их очистку от заусенцев на финальном этапе обработки детали.

Особенностью этого инструмента является большое количество зубьев (обычно от 6 до 16), что позволяет снимать небольшой припуск, тем самым подгоняя реальные размеры отверстия под требуемые с высокой точностью.

Что касается формы отверстий, работать разверткой можно как по цилиндру, так и подгонять конусы под различные задачи, например, под установку конусных штифтов.

Зубья инструмента снимают слой материала на доли миллиметра, обработка происходит посредством его вращения, а также одновременной продольной подачи.

Устройство и характеристики

Стандартная развертка состоит из следующих частей:

Рабочая часть – оказывает непосредственное воздействие на материал, формируется продольными зубьями.
Переходная шейка – цилиндрическая зона инструмента, выступающая переходным звеном между предыдущей и следующей частями.
Хвостовик – необходим для зажима инструмента в воротке, либо же патроне машинного оборудования.

Рабочая часть делится на несколько зон, сформированных гранями зубьев:

Заборная часть, в самом начале которой находится направляющий конус. В этой зоне на каждом зубе имеется до остра заточенная режущая кромка, выбирающая материал с внутренней части отверстия.
Калибрующая часть – отвечает за калибровку отверстия. Тут грани зубьев образуют так называемую цилиндрическую ленточку (плоскую поверхность), повышающую размерную стойкость инструмента.
Задний конус – место примыкания зубьев к переходной шейке.

Между зубьями находятся канавки, отводящие стружку.

Они бывают прямые (встречаются чаще всего) и спиральные (винтовые, предпочтительны при работе с прерывистыми поверхностями).

В последнем случае направление винта, формируемого канавками, противоположно направлению вращения инструмента.

Так достигается устойчивость к заеданию и самозатягиванию.

Материал

При изготовлении развертки используется в основном инструментальная легированная сталь марки 9ХС, а также быстрорежущие стали P18 и P9.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Марка стали, используемая в производстве инструмента, подбирается с учетом материала, который предполагается обрабатывать.

Размеры

Цилиндрические ручные модели в длину достигают 80 – 360 мм, где рабочая часть занимает 40 – 190 мм.

Диаметр инструмента находится в пределах 3-50 мм, а длина режущей части составляет 4 – 10 диаметров.

Величина переднего угла от 5° до 10°, а заднего от 5° до 12°.

Длина конических ручных вариантов составляет 55 – 170 мм, из которых режущая часть занимает 24 – 90 мм.

Максимальный и минимальный диаметры конуса достигают соответственно 7,67 – 45,715 мм и 6,39 – 40,978 мм.

Что касается машинных разверток, кроме стандартных вариантов, существуют модели с удлиненной рабочей частью, конструкция и размеры которых указаны в ГОСТ 11175-70.

Развертки диаметром 1 – 120 мм с припуском под доводку обозначаются номерами от 1 до 6.

Такая нумерация устанавливает соответствие между номинальным диаметром инструмента и его предельным отклонениям.

Зубья

Количество зубьев варьируется в пределах 6 – 14 штук, однако, существуют варианты на 16 зубьев, которые применяются в основном на высокоточном оборудовании.

Вообще число зубьев зависит от их собственной жесткости, причем в обратной пропорции.

Чем их больше, тем выше чистота итогового отверстия, но хуже отводится стружка и ниже прочность каждого зуба.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Чтобы проще контролировать диаметр развертки, количество зубьев всегда устанавливается четным.

В зависимости от наклона зубьев относительно оси вращения инструмента, развертка бывает прямозубая и косозубая.

Кроме того, разные модели могут иметь равный и разный шаг, то есть расстояние между соседними зубьями.

Что касается заточки, различают острозаточенные (остроконечные) и затылованные зубья.

Для разверток разработано достаточно большое количество нормативных документов, среди которых основные:

ГОСТ 29240-91 – типы, определения и термины.
ГОСТ 11173-76 – для моделей с припуском под доводку.
ГОСТ 7722-77 – для ручных вариантов.
ГОСТ 1672-80 – для цельных машинных моделей.

Чем отличается развертка от сверла?

Сверло – инструмент, которым создаются отверстия посредством сверления материала.

Развертки сверлить физически не способны, а вот доведение уже сформированных отверстий до требуемых размеров – это как раз то, для чего они созданы.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Оба инструмента внешне похожи между собой, однако, они не взаимозаменяемы, то есть, каждый из них способен выполнять только ту задачу, для которой он создан.

Следует отметить, что отверстия после сверла почти всегда имеют отклонения по геометрии, которые и устраняются развертками.

Точность поверхности после применения последних равна квалитету от 6 до 9, шероховатость же (Ra) составляет 0,32 – 1,25 мкм.

Виды разверток и их цена

Механическая обработка отверстий может выполняться различным по конструкции инструментом:

Цельная развертка

Имеет монолитную конструкцию, получила самое широкое распространение из-за относительно невысокой стоимости (от 20 рублей за штуку).

Цельные варианты отливаются из быстрорежущей или инструментальной стали.

Насадная

Представляет собой трубку, на внешней стороне которой находятся зубья, а по центру расположено отверстие для установки на хвостовик, который затем монтируется в патроне станка.

Диаметр такого инструмента может достигать 30 см.

Стоимость 300 – 1300 рублей.

Комбинированная

Представляет собой сочетание одновременно двух инструментов, и/или имеет две рабочие поверхности.

Яркий пример: зенкер-развертка.

Нерегулируемая

С фиксированным диаметром.

Регулируемая

По сути универсальная развертка, диаметр которой может достигать 50 мм.

Это особый инструмент, который за счет возможности регулировки диаметра (хоть и в небольших пределах) способен заменить несколько нерегулируемых вариантов.

По способу регулировки может быть разжимной и раздвижной.

Цена в среднем от 350 рублей, может превышать 3 тыс. рублей.

Шило-развертка

Предназначено для ручной подгонки отверстий в мягких и тонких материалах, например таких, как: пластмасса, картон, фанера, тонкий и мягкий металл.

Бывает двух вариантов:

– четырехгранная , отличается от обычного шила четырехгранным острием малого диаметра, в основном используется для бумаги;

– разборная – состоит из двух частей: ручка и непосредственно острие. Здесь диаметр отверстия можно расширить до 14мм.

По форме рабочей части развертка бывает:

Цилиндрическая

Для работы по стандартным отверстиям.

Стоимость – от 50 до 100 рублей.

Коническая

Для обработки как стандартных, так и конических отверстий, результатом чего становится только коническое отверстие по размерам самого инструмента.

Формой напоминает конус со срезанной вершиной.

Цена – от 50 рублей за штуку, в зависимости от конусности и диаметра.

Ступенчатая

Встречается намного реже, выглядит, как конический вариант, но со ступенчатым скосом.

Используется для работы с отверстиями в листовых металлах.

Также деление инструмента осуществляется по точности его работы:

По квалитету для цилиндрических моделей.
По качеству обработки для конических. Это может быть черновая развертка (обдирочная, с расположением зубьев непрерывно по всей длине), промежуточная и для окончательной доводки чистовая.
По номерам от N1 до N6 для цилиндрических вариантов с калибровочным припуском.

По способу эксплуатации, под который изготавливается хвостовая часть, развертка бывает:

Ручная

Для установки в вороток, с квадратным хвостовиком.

Диаметр обычно не превышает 50 мм, а с его возрастанием увеличивается сложность проворачивания инструмента из-за повышения силы трения.

Цена – от 20 рублей.

Машинная

С коническим или цилиндрическим хвостовиком для установки в патрон металлообрабатывающего станка.

Стоимость также начинается от 20 рублей.

Последний вариант по типу рабочей части можно разделить на следующие виды:

Насадная развертка (упоминалась ранее).
Со сменными твердосплавными пластинами.
С напаянными пластинами.

Также инструмент классифицируется по иным характеристикам, например:

По металлу, который был использован в производстве.
По количеству зубьев. Как уже говорилось, это 6 – 16 штук.
По форме канавок – прямые и винтовые.

Стоимость разверток зависит как от типа самого инструмента, так и от его размера, класса точности.

Реальные ценники могут отличаться от приведенных.

Какую развертку выбрать и как?

При выборе разверток следует отталкиваться от особенностей предстоящей обработки отверстий, характера последних и результата (итоговая шероховатость и точность), которого требуется достичь:

Для ручной работы приобретают модели с квадратным хвостовиком, а для обработки на станках – с цилиндрическим, либо же конусом Морзе.
Если требуется развернуть прерывистое отверстие со шпоночным пазом, то плавающая развертка, либо же модель с прямыми канавками не применяется. Тут необходимым становится инструмент с винтовым расположением зубьев.
Если требуется развернуть отверстие, глубина которого не позволяет применить стандартный инструмент, либо же специальную переходную втулку, необходима либо насадная развертка с удлиненной оправкой, либо модель с удлиненной рабочей частью.
Для профессиональной работы рекомендуется приобретать сразу комплект разверток разных размеров, который обычно продается в удобной деревянной или пластиковой коробке.

Чисто с экономической точки зрения на выбор разверток влияет серийность производства.

Так, если планируется массовое развертывание отверстий в любых масштабах, преимущество отдается универсальным вариантам, которые можно настроить, отрегулировать, переточить или починить.

Это могут быть, например, регулируемые изделия, модели со съемными ножами.

Конечно, одна единица такого инструмента обойдется дороже, нежели простые цельные варианты, однако, по долговечности они все же занимают лидирующую позицию.

Что касается размеров приобретаемой развертки, они всегда зависят от глубины и диаметра отверстия, с которым предстоит работать.

По материалу ситуация аналогична – для работы с закаленными или просто твердыми металлами требуется инструмент с твердосплавными пластинами.

Что нужно знать о развертках?

Некоторые модели разверток, в частности, шкворневые, оснащаются соосником (соосность, совпадение осей).

Это, по сути, направляющая, расположенная с противоположной от хвостовика стороны перед самой рабочей частью инструмента.

Модель с соосником позволяет с высокой точностью производить обработку глубоких сквозных отверстий вручную, без опаски отклониться от центра, тем самым нарушив их геометрию.

Производители разверток

Производством разверток достойного качества занимаются такие компании, как Bahco, GRIFF, Licota, Rock FORCE.

Отечественные производители: Русский Инструмент, АвтоДело, ИНРЕКО, ВИЗ и ТЕХМАШ.

Развертка – это режущий точный инструмент, используемый для чистовой обработки различных форм отверстий, придания им требуемой точности и шероховатости. Основное назначение развертки – это доводка отверстий после сверления, растачивания или зенкерования, позволяет достичь 6-9 квалитета точности и шероховатости до показателя Ra = 0,32…1,25 мкм.

Сущность и принцип обработки развертыванием

По своим рабочим движениям развертывание отверстий подобно операциям с использованием сверл и зенкеров. Даже внешне многие виды разверток (кроме регулируемых) похожи на сверла или зенкеры, хотя имеют канавки меньшей глубины и более пологий угол режущей кромки. Их главное функциональное отличие — это высокие точность и качество обработки с квалитетом до 6 и шероховатостью Ra от 0.5 до 2 мкм. Такие показатели обеспечиваются небольшими припусками (от 0.05 до 0.5 мм) и малой глубиной резания, а также жесткостью конструкции. Развертывание цилиндрических поверхностей производится с небольшими скоростями резания: цельнометаллическим инструментом — 5÷15 м/мин., регулируемым с твердосплавными пластинами — до 40 м/мин. Как правило, развертки имеют прямые режущие кромки, но для развертывания отверстий в вязких материалах применяют специальный вид со спиральными зубьями. На фото ниже две режущие части: справа — со спиральными зубьями, слева — с прямыми.

Материал развертки

Развертки изготавливают из быстрорежущей стали HSS, для увеличения стойкости или производительности обработки применяют твердый сплав.

Виды брака при использовании развертки

Уменьшение диаметра получаемого отверстия при развертывании связано с критическим

износом развертки или упругой деформацией металла при обработке тонкостенных деталей.

Если часть поверхности остается не обработанной, то нужно или увеличить припуск на обработку или ранее отверстие имело биение.

Плохое качество шероховатости поверхности после обработки связано с выбранным слишком большим припуском или критическим износом развертки.

Развертка относится к инструментам для чистовой обработки предварительно просверленных или отзенкерованных отверстий. Операция позволяет получить геометрические параметры, точность размера и шероховатость поверхности высокого класса.

Развертки являются более точным инструментом, чем спиральные сверла или зенкеры. За счет точности изготовления инструмента и малого припуска, снимаемого при обработке, устраняются неточности и отклонения после предыдущей обработки.

В зависимости от типа отверстия, условий обработки, требований к качеству готовой поверхности применяются развертки разных видов и конструкций.

Основные типы

Рассматриваемый ручной инструмент (как и развертка машинная) нужен для того, чтобы формировать отверстия с требуемыми геометрическими параметрами. Обрабатывая с его помощью отверстия с различным уровнем качества предварительной обработки, можно получать поверхности, точность которых находится в диапазоне от первого до десятого класса. На качество и точность обработки, которую выполняют, используя как развертки машинные, так и ручные, оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из таких факторов следует отнести:

конструктивные особенности инструмента;
степень заточки режущей кромки и уровень ее доводки;
режимы, с которыми выполняется резание;
величину припуска, который необходимо снять с обрабатываемой поверхности.

Для снятия слоя металла определенной толщины есть грубые и чистовые развертки, различающиеся типом и количеством зубьев

Разделение разверток на различные типы регламентирует ГОСТ, при этом параметрами, в зависимости от которых выполняется такое разделение, являются:

тип обрабатываемого отверстия;
способ закрепления инструмента в процессе обработки;
конструктивные особенности режущих зубьев и их расположение на инструменте;
возможность регулировки инструмента по размерам обрабатываемого отверстия;
материал изготовления развертки.

Наиболее универсальными типами инструментов, используемых для развертывания отверстий, являются разжимная или регулируемая развертка, а также развертка цилиндрическая, оснащенная специальным хвостовиком.

Устройство регулируемой развертки

Развертки, применяемые для машинной обработки, также представлены большим разнообразием моделей. Среди таких инструментов, требования к конструкции и геометрическим параметрам которых регламентирует ГОСТ 1672-80, выделяют:

цилиндрические машинные с коническим хвостовиком и насадными зубьями;
со вставными зубьями;
с напаянными пластинами из твердого сплава в качестве режущих зубьев.

Развертки машинные цельные

Стандарт описывает не только цилиндрические развертки, ГОСТ 1672-80 также оговаривает требования к инструменту конического типа. Такие развертки, при помощи которых обрабатываются конусные поверхности, тоже представлены в большом разнообразии моделей. В частности, развертки конические используются для обработки отверстий:

для конусных штифтов;
предназначенных для нарезания конусной резьбы;
выполненных по стандарту «конус Морзе»;
метрических конусных;
с конусностью 1:30 и др.

Развертка для окончательной обработки конических отверстий в изделиях из конструкционной стали и чугуна

Из разверток машинного типа наибольшее распространение получили мелкоразмерные инструменты с утолщенным хвостовиком, требования к характеристикам которых также указывает ГОСТ 1672-80.

В ГОСТе на развертки оговариваются не только геометрические параметры самого инструмента, но и поля допусков отверстий, которые можно обрабатывать с его помощью.

Описание конструкции

В большинстве исполнений развертка внешне похожа на продолговатый штырь. Рабочая часть у него цилиндрическая или коническая, с продольно идущими режущими кромками для удаления металла, и канавками, формирующими строение зуба. Противоположная часть используется для закрепления инструмента и передачи движения резания. На конце хвостовика есть квадрат или конический хвостовик. Соединяет рабочую часть и хвостовик переходная шейка.

Плавающий патрон для крепления разверток

Инструмент хвостовиком монтируется в конусном патроне металлорежущего станка, а на квадрат надевается вороток при ручном способе обработки.

Режущие кромки рабочей части делятся на несколько зон. Первая – заборная часть, она конической формы и небольшой длины. За ней идет направляющий и калибрующий участок, в конце — обратный конус для предотвращения заклинивания.

Зубья бывают прямыми, винтовыми и спиральными. Только в некоторых случаях режущие кромки повторяют винтовую линию. Их применение оправдано при резании в прерывистых отверстиях.

Формообразующее строение инструмента хорошо видно в поперечном сечении.

В поперечном разрезе структура рабочей зоны состоит из:

Режущих кромок;
Ленточек;
Передней поверхности резания, по которой сходит стружка;
Задней поверхности и затылка.

В заборной и калибрующей части отличается форма зуба. На заборном участке он остро заточен, а на калибрующем имеет ленточку для заглаживания стенок.

Развертка, как и зенкер, состоит из рабочей части, шейки и хвостовика

Классификация

По типу обрабатываемого отверстия:
- Цилиндрические.
- Конические (под различные инструментальные, котельные (заклепочные) и другие конуса).
- Ступенчатые.
По точности:
- С указанием квалитета для цилиндрических.
- С указанием качества (черновые, промежуточные, чистовые) для конических.
- N1..N6 — цилиндрические развертки с калиброванным припуском для последующей шлифовки инструмента слесарем в требуемый размер.
- Регулируемые (раздвижные, разжимные, шкворневые).
По способу зажима инструмента:
- Ручные с квадратным хвостовиком под вороток.
- Машинные с цилиндрическим хвостовиком.
- Машинные с коническим хвостовиком.
- Машинные насадные (для установки на соответствующую оправку, обычно для инструмента больших размеров).
Другие свойства:
- Прямые или спиральные стружкоотводные канавки.
- Количество режущих кромок Z.
- Материал инструмента.

Практические рекомендации по развертыванию отверстий

Операцию растачивания лучше разделить на несколько этапов: черновой и чистовой. Соответственно делится припуск и используется инструмент двух категорий:

Развертывание отверстий — процесс

Припуск для чернового прохода составляет 0,1-0,15 мм, для чистового – 0,1-0,05 мм.
Для повышения эффективности обработки прилегающую торцевую поверхность обтачивают. Процедура позволяет задействовать каждый зуб развертки при обработке.
Для деталей из чугуна торец отверстия должен быть обязательно обработанным, чтобы инструмент не затупился.
Чистовая операция развертывания требует плавности выполнения. Чем меньше будет подача, тем качественнее выйдет поверхность. Обороты выставляются невысокие.
Из отверстия металлорежущий инструмент извлекают плавно, не допуская вращения в обратную сторону, которое способно нарушить поверхность.
Повысить стойкость рабочего элемента и качество обработки поможет применение СОЖ. При развертывании стальных деталей в зону резания подают СОЖ с добавлением масла.
Чугун обрабатывают с применением керосина или сжатого воздуха.

Для контроля точности готовых отверстий используют гладкие калибр-пробки и нутромеры.

Развертка относится к категории точных и дорогих инструментов. Требует соблюдения условий эксплуатации и хранения в специальных ячейках из дерева.

Видео по теме: Регулируемая развертка

Принцип действия

Применение развертки позволяет получать отверстия, точность поверхности которых соответствует квалитету в диапазоне 6–9, а шероховатость находится в интервале 0,32–1,25 мкм (по шкале Ra). Высокого качества обрабатываемой поверхности удается достичь благодаря тому, что такой инструмент, как развертка, отличается достаточно большим количеством режущих кромок (4–14), за счет чего в процессе выполнения обработки снимается небольшой припуск. Обработка при помощи ручной или механической развертки по металлу осуществляется не только за счет ее вращения, но и посредством ее подачи, совершаемой по направлению к оси обрабатываемого отверстия.

Используя такую технологическую операцию, с внутренней поверхности отверстия можно снимать тончайший слой металла, величина которого составляет десятые (и даже сотые) доли миллиметра.

Элементы резания при развертке

При помощи развертывания могут обрабатываться не только цилиндрические, но и конические отверстия. В первом случае обработку выполняют с применением разверток ручных цилиндрических (или разверток машинных цилиндрических), во втором – с помощью конических инструментов.

В стандартном исполнении ручной цилиндрический инструмент и развертка коническая имеют схожую конструкцию, состоящую из:

рабочей части, элементами которой и выполняется основная обработка;
переходной шейки;
хвостовика, при помощи которого ручная развертка фиксируется в воротке.

Конструкция ручной развертки

Рабочая поверхность, за счет которой машинные и ручные развертки и способны выполнять обработку внутренней поверхности отверстия, состоит из таких элементов, как:

главная режущая кромка;
так называемая ленточка;
передняя поверхность;
затыловочная и задняя поверхности.

Геометрия зубьев развертки

Помимо всех вышеперечисленных частей, развертка ручная или машинная содержит следующие элементы:

заборную часть, которую часто называют режущей;
часть, которая отвечает за калибровку обрабатываемого отверстия;
задний конус.

Между зубьями, расположенными на рабочей части каждой развертки, имеются канавки, при помощи которых не только формируются режущие кромки инструмента, но также обеспечивается расположение и отвод стружки, образуемой в процессе обработки. На ручных развертках режущие зубья располагают равномерно по всей окружности инструмента, что обеспечивает требуемое качество выполняемой обработки.

Основные приемы работы с развертками

Сверло для подготовки отверстия подбирается под диаметры разверток по металлу. Обязательно должен быть небольшой припуск – сверло должно быть меньше на 0,2 – 0,3 мм при черновой развертке, и не более чем 0,05 – 0,1 мм при чистовой. Значения припусков более указанных могут стать причиной быстрого износа заборной части развертки, ухудшению точности результата и качества поверхности.

При ручной развертке:

Развертка крепится в воротке и смазывается.
Заборная часть должна входить таким образом, чтобы полностью совпали оси развертки и отверстия.
Для проверки положения развертки можно использовать угольник в двух плоскостях расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу.
Вращение начинайте вправо с небольшим давлением сверху.
Вращение осуществляйте плавно, на небольшой скорости, без рывков. Не ускоряйте вращение даже при легком ходе.
Обратное вращение недопустимо, так как возможна поломка режущих кромок и задиров на поверхности отверстия. Развертка осуществляется за один проход с одной стороны.

Советы при машинной развертке:

Развертка крепится так же как и сверло. Сам процесс сходен со сверлением и желательно его выполнять без смены установки детали, сразу после подготовки отверстия.
Часто развертка крепится в качающихся державках, что позволяет инструменту самоцентрироваться по оси отверстия.
Желательно использование автоматической подачи, скорость резания должна быть в 2-3 раза ниже, чем при сверлении.
Необходимо использование значительного количества смазки.
Чем ниже количество оборотов и скорость подачи – тем выше качество отверстия и стойкость инструмента.

Литература

И. И. Семенченко, В. М. Матюшин, Г. Н. Сахаров «Проектирование металлорежущих инструментов». М: Машгиз. 1963. 952с.

Тонкости работы

Одной из важных составляющих процесса , как правило, является применение смазки и охлаждения, что оказывает немалое влияние на степень точности развёртываемого отверстия. В противном случае отверстия получаются неровными и шероховатыми, не исключены также защемление и поломка развёртки. Поэтому при работе с изделиями из стали, меди и алюминия применяют различные смазочные вещества:

стальные детали смазывают минеральным маслом;
медные — эмульсией с маслом;
алюминиевые — скипидаром с керосином;
дюралюминиевые — сурепным маслом.

Исключение составляют бронза, чугун — с этими материалами можно работать «всухую».

Категорически запрещается вращать развёртку в обратном направлении, так как это ведёт к поломке зубьев и появлению задиров. Для получения более качественного результата используют так называемый вариант машинно-ручного развёртывания. Заключается он с том, что в зависимости от размеров обрабатываемой детали в патрон сверлильного станка устанавливают или деталь, или саму развёртку.

Например, при закреплении развёртки в шпинделе токарного станка мелкие детали во время обработки держат в руках или специальных приспособлениях, и наоборот, довольно крупные детали, которые трудно удерживать в руках, вставляют в патрон, а развёртку держат руками.

Разновидности инструмента

Существует три базовых вида инструмента развёртки: цилиндрическая, коническая и регулируемая. Рассмотрим каждую из этих разновидностей.

Как ухаживать за разверткой

Восстановление данного инструмента может стоить приличных денег. Чтобы избежать непредвиденных трат, стоит внимательно следить за состоянием разверток: оградить их от воздействия влаги, купить блок для хранения, очищать после каждого использования.

Отверстия, полученные сверлением, не отличаются высокой чистотой обработанной поверхности, точностью, поэтому их подвергают дополнительной обработке путем развертывания.

Развертывание можно производить как на сверлильных и токарных станках, так и вручную специальными инструментами, называемыми развертками.

Развертка в отличие от сверла и зенкера снимает очень не большой слой металла (припуск под развертку), в пределах десятых долей миллиметра.

Развертки изготовляют из стали марок У10А, У12А, 9ХС, Р9 и Р18.

Развертки, применяемые для станочного развертывания, называются машинными, а для ручного — ручными.

Обработка отверстий развертками позволяет получить точность 2—3-го классов и чистоту поверхности 7—9-го классов.

Отверстия 2-го класса точности диаметром более 6 мм обрабатывают двумя развертками: черновой и чистовой. Отверстия 3-го класса точности получают одной разверткой.

По своей конструкции и назначению развертки разделяются на следующие виды:

Развертки ручные цилиндрические изготовляются диаметром 3—50 мм и используются для обработки отверстий 2—3-го классов точности. Развертывание производится с помощью воротка.

Развертки машинные с цилиндрическим хвостовиком применяются для обработки отверстий 2—3-го классов точности. Они изготовляются диаметром 3—10 мм. Развертки закрепляются в самоцентрирующих патронах станков.

Развертки машинные с коническим хвостовиком изготовляются с диаметром от 10 до 32 мм и более короткой рабочей частью. Эти развертки закрепляются в шпинделе станка.

Развертки машинные насадные изготовляются диаметром 25—80 мм. Этими развертками обрабатываются отверстия 1-го класса точности.

Развертки машинные с квадратной головкой изготовляются диаметром 10—32 мм и предназначены для обработки отверстий по 2-му классу точности, закрепляются в патронах, допускающих покачивание и самоцентрирование разверток в отверстиях.

Развертки со вставными ножами (насадные) имеют то же назначение, что и предыдущие, и изготовляются диаметром 40—100 мм.

Развертки машинные, оснащенные пластинками из твердых сплавов, служат для обработки отверстий больших диаметров с высокой скоростью и большой точностью.

Для обработки цилиндрических отверстий применяются цилиндрические развертки, а для обработки конических отверстий— конические. По конструктивному признаку развертки подразделяются на цельные, у которых рабочая часть изготовляется из одного куска металла, и раздвижные, у которых рабочая часть делается отдельно и насаживается на оправку.

Цельные цилиндрические развертки делаются с правыми и левыми спиральными канавками, с прямым и спиральным зубом, диаметром от 3 до 50 мм.

Цилиндрическая ручная развертка состоит из трех частей: рабочей, шейки и хвостовика (рис. 185, а). В свою очередь рабочая часть развертки состоит из режущей и калибрующей частей. Режущая или заборная часть развертки делается в виде конуса и выполняет основную работу — снимает стружку в отверстии. Калибрующая часть является продолжением заборной части и имеет цилиндрическую форму, она почти не производит резания, а направляет развертку в отверстии. Канавки между зубьями образуют режущие кромки, в них размещается стружка.

Рис. 185. Части и углы цельной ручной развертки (с), угловой шаг ручной и машинной разверток (б)

В целях предупреждения возникновения продольных рисок (граней) в обрабатываемом отверстии и достижения заданной чистоты поверхности и точности обработки зубья разверток разполагаются по окружности с неравномерным шагом. Если бы шаг развертки был равномерным, то при каждом повороте воротком зубья останавливались бы в одних и тех же местах, что неизбежно привело бы к получению волнистой поверхности. Поэтому при ручном развертывании применяются развертки с неравномерным шагом зубьев, а машинные развертки изготовляются с равномерным шагом зубьев (рис. 185, б). Число зубьев делается четным от 6 до 14.

При работе разверткой со спиральным зубом поверхность получается более чистая, чем при обработке с прямым зубом. Однако изготовление и особенно заточка разверток со спиральным зубом очень сложны, и поэтому такие развертки применяются только при развертывании отверстий, в которых имеются пазы или канавки.

Как конические, так и цилиндрические развертки изготовляются комплектами из двух или трех штук (рис. 186, а). В комплекте из двух штук одна развертка предварительная, а вторая чистовая. В комплекте из трех штук первая развертка черновая, или обдирочная, вторая — промежуточная и третья — чистовая, придающая отверстию окончательные размеры и требуемую чистоту.

Рис. 186. Комплект из трех разверток (а), машинная развертка (б), раздвижная развертка (в)

Конические развертки работают в более тяжелых условиях, чем цилиндрические, поэтому у конических разверток на прямолинейных зубьях делаются поперечные прорези для снятия стружки не всей длиной зуба, что значительно уменьшает усилия при резании. Причем, поскольку черновая развертка снимает большой припуск, ее делают ступенчатой, в виде отдельных зубьев, которые при работе дробят стружку на мелкие части. На промежуточной развертке, которая снимает значительно меньшую стружку, прорези делаются меньше и другого профиля. Чистовая развертка никаких стружколомательных канавок не имеет.

У машинных разверток, применяемых при развертывании отверстий на станках, в отличие от ручных, рабочая часть более короткая (рис. 186, б). Кроме того, у них имеются некоторые конструктивные особенности, связанные с работой на более высоких скоростях резания и с большими напряжениями. Машинные развертки чаще всего делаются насадными со вставными ножами из твердых сплавов и раздвижными.

Раздвижные (регулируемые) развертки (рис. 186, в) применяются при развертывании отверстий диаметром от 24 до 80 мм. Они допускают увеличение диаметра на 0,25—0,5 мм.

Регулируемые развертки получили наибольшее распространение. Они состоят из корпуса, который служит довольно долго, и изготовляются из сравнительно недорогих конструкционных сталей и вставных ножей простой формы. Ножи делают из тонких пластинок, на них расходуется небольшое количество дорогостоящего металла. Их можно переставлять или раздвигать на больший диаметр, регулируя или затачивая до нужного размера. Когда ножи стачиваются и уже не обеспечивают надежного крепления, их заменяют новыми.

Для развертывания сквозных отверстий широко применяются разжимные развертки (рис. 187), ножи в которых крепятся или винтами, или в точно пригнанных пазах прижимаются к дну паза конусными выточками концевых гаек, или же винтами, разжимающими корпус.

Рис. 187. Разжимная развертка

Элементы резания при развертывании приведены на рис. 188.

Рис. 188. Элементы резания при развертывании

Содержание: Скрыть Открыть

Классификация разверток
Конструкция развертки
Основные приемы работы
ГОСТы

Классификация разверток

В металлообработке применяются различные типы разверток, подразделяемые по следующим признакам:

Форма обрабатываемого отверстия:

Цилиндрические развертки.
Конические развертки под различные типы конусов.
Развертки ступенчатые.

Точность развертки отверстия:

Номер квалитета для цилиндрических инструментов.
Уровень обработки отверстия (черновой, промежуточный, чистовой) – для конических.
Регулируемые развертки – раздвижные, шкворневые или разжимные.

Способ зажима:

Ручные с квадратным хвостовиком.
Цилиндрический хвостовик (машинные развертки).
Конические машинные.
Машинные насадные.

Также развертки подразделяются по количеству режущих кромок, материалу и форме канавок для отвода стружки (спиральные или прямые).

Конструкция развертки

Высокое качество обработки обеспечивает конструкция развертки – большое количество режущих кромок обеспечивающих небольшой припуск при снятии металла. Процесс резания осуществляется при вращении и одновременном поступательном движении инструмента вдоль оси обрабатываемого отверстия.

Выше приведены рисунки четырёх типов разверток:

а) Ручная с цилиндрическим хвостовиком.
б) Машинная с коническим хвостовиком цельная.
в) Машинная цельная
г) Машинная сборная со сменными режущими элементами.

Инструмент имеет от 6 до 16 зубьев неравномерно (как правило) распределенных по окружности для повышения качества обработки. Рассмотрим конструкцию на примере ручной развертки цельной с хвостовиком цилиндрической формы. Инструмент состоит из трех основных частей – рабочей, шейки и хвостовика. В свою очередь рабочая часть развертки состоит из направляющей, режущей и калибрующих частей, а также обратного конуса. Основную часть процесса выполняет режущая часть, которая у ручного инструмента значительно длиннее, чем у машинного.

Основные приемы работы с развертками

При ручной развертке:

Развертка крепится в воротке и смазывается.
Заборная часть должна входить таким образом, чтобы полностью совпали оси развертки и отверстия.
Для проверки положения развертки можно использовать угольник в двух плоскостях расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу.
Вращение начинайте вправо с небольшим давлением сверху.
Вращение осуществляйте плавно, на небольшой скорости, без рывков. Не ускоряйте вращение даже при легком ходе.
Обратное вращение недопустимо, так как возможна поломка режущих кромок и задиров на поверхности отверстия. Развертка осуществляется за один проход с одной стороны.

Советы при машинной развертке:

Развертка крепится так же как и сверло. Сам процесс сходен со сверлением и желательно его выполнять без смены установки детали, сразу после подготовки отверстия.
Часто развертка крепится в качающихся державках, что позволяет инструменту самоцентрироваться по оси отверстия.
Желательно использование автоматической подачи, скорость резания должна быть в 2-3 раза ниже, чем при сверлении.
Необходимо использование значительного количества смазки.
Чем ниже количество оборотов и скорость подачи – тем выше качество отверстия и стойкость инструмента.

Действующие ГОСТы

Определяет параметры развертки ГОСТ 29240-91. Допуски регулирует ГОСТ 11173-76. Так же на каждый тип развертки есть свой действующий стандарт определяющий её конструкцию и размеры. На ручные цилиндрические - ГОСТ 7722-77, на машинные цельные – ГОСТ 1672-80 и т. д. для всех типов инструмента.

Развертка по металлу: область применения, принцип действия и конструкция. Основные виды: ручные и машинные. Цельные, сборные и регулируемые. Что такое развертывание отверстий. Преимущества твердосплавных разверток.

Развертка по металлу применяется для чистовой обработки цилиндрических отверстий небольших диаметров. Точность и показатель шероховатости развертывания выше, чем при применении другого лезвийного инструмента, поэтому развертки используются при финишной обработке после сверления, рассверливания, зенкерования или расточки. Типичная развертка — это многолезвийный инструмент с фиксированными или регулируемыми режущими поверхностями и цилиндрическим или коническим хвостовиком. Развертывание выполняется с малым припуском и на небольших скоростях, поэтому его выполнение не требует наличия у оборудования регулируемого усилия резания. У этой операции, как правило, отсутствует проблема стружкоотвода, т. к. при этом из-за наличия большого количества лезвий срезается очень тонкая стружка. У цельнометаллических изделий геометрические параметры обеспечиваются высокой точностью заточки рабочих поверхностей, а у сборных регулируемых разверток — прецизионными механическими устройствами выставления сменных пластин. Развертывание может выполняться на станках токарной и сверлильно-фрезерной групп. Главным требованием к этому виду обработки является высокая точность соосности инструмента и развертываемого отверстия.

Сущность и принцип обработки развертыванием

Основные элементы конструкции

На рабочей части находятся режущие лезвия, которые могут быть прямыми или спиральными. Между собой они разделены канавками. Их количество всегда четное и может варьироваться от 6 до 16. Рабочая часть включает в себя следующие элементы: заборную (режущую) часть с конусным уклоном и калибрующую с обратным конусом. Сразу за ней находится шейка, которая необходима для выхода шлифовального инструмента после окончания затачивания развертки (у регулируемых ее нет). Хвостовик у ручного варианта оканчивается квадратной головкой для насадки воротка, а у машинного выполнен в форме конуса или цилиндра. Рабочая часть у машинных разверток в несколько раз короче, чем у ручных, поэтому при резании к ним необходимо прилагать гораздо большее регулируемое усилие.

Принцип действия разверток

При подаче внутрь отверстия развертка начинает работать входным конусом режущей части (у регулируемых — передними кромками сменных пластин), удаляя по мере продвижения основную часть припуска. А доведение отверстия до заданного диаметра и чистоты поверхности осуществляет следующая за ней калибрующая часть. На ее заднем конце находится обратный конус — небольшой участок лезвий, скошенный в сторону хвостовика с отклонением по высоте на несколько десятых миллиметра. Он необходим для того, чтобы при выходе из отверстия задняя часть лезвий не повредила обработанную поверхность. С этими же целями у регулируемого инструмента задняя часть сменных пластин выполнена с небольшим скосом назад. Развертка коническая работает при более тяжелых условиях резания, поэтому у нее для ломки и отвода стружки по всей длине лезвия делаются поперечные пазы.

Основные виды разверток по металлу

по конструктивным особенностям (цельнометаллические, сборные, регулируемые и прочие);
по типу обработки (цилиндрические и конические);
по методу создания усилия (приводные и ручные);
по классу обработки (черновые и чистовые);
по форме режущей поверхности (цилиндрические и конические).

Кроме того, существуют специальные типы разверток (как цельных, так и регулируемых), которые предназначены только для определенных технологических операций (ступенчатые, котельные и прочие). В последнее время ведущие мировые производители выпускают системы сборного модульного инструмента для машинной обработки, в котором различные державки могут соединяться в разных вариантах как с цельными, так и с регулируемыми режущими частями. Готовая сборка может классифицироваться по способу ее использования.

Ручные приспособления

Ручные регулируемые развертки в основном применяют при выполнении ремонтных работ в местах установки оборудования. Существует два основных способа регулировки: изменение диаметра корпуса путем разжима и перемещение режущих кромок. Развертка разжимная имеет прорези вдоль лезвий и конусное отверстие внутри корпуса, в котором находится шарик. Регулируемое увеличение диаметра происходит при перемещении шарика под воздействием настроечного винта в осевом направлении. При использовании регулируемых сменных пластин настройка точного размера производится с помощью механизма, позволяющего приподнимать их кромки над поверхностью корпуса.

Машинные развертки

Особенности машинного развертывания

Развертывание не в состоянии исправить ошибок и погрешностей позиционирования отверстия, т. к. выполняется с минимальными припусками. Кроме того, при машинной развертке отверстий одной из основных проблем является сохранение в процессе работы концентричности оси инструмента и обрабатываемого отверстия, а также компенсация биений шпинделя оборудования. Для устранения этих негативных факторов служат шарнирные (качающиеся) оправки. Конструктивно этот вид приспособлений состоит из двух частей: корпуса оправки, фиксируемой в шпинделе станка стандартным способом, и регулируемой державки, упирающей в шарик, зажатый между ней и днищем корпуса оправки. При обработке такая конструкция автоматически компенсирует осевые отклонения и биения шпинделя станка. По сравнению с ручным машинное развертывание производится на более высоких скоростях, поэтому требует применения СОЖ, которая подается в зону резания по канавкам вдоль лезвий или по внутренним каналам. На фото ниже – развертывание в качающемся патроне.

Алмазная развертка обеспечивает тот же класс обработки, что и инструмент для хонингования. Чем же тогда они отличаются и в каких случаях их применяют? Если кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях.

Читайте также: