6 разновидностей инструментов для развертывания

Развертывание — это технологическая операция в слесарном деле, которая помогает получать чистые аккуратные отверстия в металлических изделиях и деталях. Целью операции являются калиброванные отверстия для валов, плунжеров. Развертыванием достигаются нужные размеры посадочных отверстий подшипников. ´Подшипники как сборочные узлы, обеспечивающие соединение различных блоков внутри механизмов и машин, требуют большой точности для посадочных сопряжений, часто с минимальным зазором. Есть понятие гарантированного зазора, он может быть реализован с помощью этой технологической операции.

Слесарные технологические операции по работе с отверстиями

Для того, чтобы получить точное, откалиброванное отверстие:

• сверление;
• затем проводится зенкерование;
• другая возможная процедура механической обработки – растачивание;
• наконец, осуществляется развертка.

Сверлят проходы в металле и других материалах с помощью сверлильного оборудования различного рода и размерности. Это вид механической обработки материалов методом резания под определенной направленностью граней инструмента. В результате появляются отверстия, которые отличаются по глубине проникновения и диаметру. Используются станки и ручное оборудование в виде механических, электрических дрелей, а также перфораторов. Эти инструменты не позволяют получать проходы в металле или иных материалах, отличающиеся большой точностью.

Поэтому дальше в работу включается зенкерование — этап получистой обработки стенок отверстия. Цилиндрические и конические проходы обрабатываются для получения более гладкой, качественной поверхности и, при необходимости, для увеличения диаметра. Наряду с зенкерованием имеется технологическая операция зенкования. Это обработка фаски, то есть края отверстия для большей гладкости и точности.

Растачивание проводится с помощью расточных резцов под заданные значения размеров. Инструменты для этого – металлорежущие станки, такие, как расточные, токарные, другие аналогичные.

Этап окончательной обработки заключается в точной обработке, калибровке отверстия под заданные параметры и допуски, прописанные в технической и нормативной документации к получаемым деталям и изделиям. Это и есть развертывание.

Инструменты для проведения операции развертывания

Этот вид работ предполагает применения специального инструмента, который носит соответствующее название. По внешнему виду развертка схожа с зенкером, работающем на предыдущей стадии обработки отверстий. Представляет собой инструмент цилиндрической или конической формы. Имеет множество лезвий – до 20 штук. Резание происходит за счет вращения.

Характерная особенность инструмента –

• повышенный показатель точности;
• минимальная шероховатость, отвечает за гладкость поверхности.

Все параметры регулируются нормами и Государственными стандартами.

Квалитет как показатель точности

Достигается значение технологической точности в пределах 6-9 квалитета.
Эта величина оценивает допуски – разницу между самым большим и наиболее малым предельным значением отклонения от параметров, которые рассматриваются как номинальные размеры.
В машиностроительной продукции выделяются несколько видов размеров: номинальный, действительный, предельный. Предельные значения определяют возможность посадки – обеспечение адекватного соединения узлов и деталей.

Квалитет, от немецкого термина qualitat, который в свою очередь происходит от латинского qualitas – качество. Он определяет размеры допусков. Благодаря этому рассматривается как мера точности. Увеличение значения квалитета обозначает снижение точности и повышение допуска.

Квалитеты от 1 до 4 соответствуют производству калибров и контркалибров, речь идет об инструментах контроля.

Величины от 5 – до 12 задаются при изготовлении деталей, которые должны сопрягаться с другими деталями или блоками.

Параметры от 13 до 17 можно использовать для несопрягающихся изделий.

Существует таблица соответствий размеров отверстий в мм величине допусков в мкм при квалитете.

Для значений 6-9, которые предусмотрены для инструмента развертка, часть таблицы выглядит следующим образом:

В таблице указаны не все параметры. Пропуски допущены для демонстрации изменений. В реальной табл. показатели идут подряд.

Допуск размеров (IT) вычисляется по формуле:

Шероховатость поверхности

Развертка характеризуется значениями Ra в диапазоне от 0, 32 до 1,25 мкм. Этот параметр определяет микрогеометрические особенности твердых тел. Он отражает, какое количество и качество неровностей есть на поверхности. Они должны находиться на небольшом расстоянии друг от друга.
Шероховатость поверхности существенным образом влияет на эксплуатационные свойства изделий и деталей. К этим свойствам относится износостойкость, противостояние истиранию, прочность, плотность соединений и другие.
Величина Ra вычисляется математическим способом как среднее арифметическое из замеров отклонений профиля поверхности, проведенных на площади, ограниченной базовой длиной.

Параметры должны определяться в соответствии с требованиями и правилами ИСО — Международной организации по стандартизации, International Organization for Standardization.

Разновидности инструментов для развертывания

Работа при развертывании предполагает применение нескольких видов инструмента:

1. Ручная цилиндрическая цельная развертка. Размерные характеристики получаемых отверстий: глубина – до 150 мм, диаметр от 1 до 32 мм.
2. Ручная цельная коническая. Специально для углублений в форме конуса.
3. Машинная цельная цилиндрическая, предназначена для отверстий с диаметром до 150 мм.
4. Машинная цельная коническая для любых вариантов конических отверстий.
5. Ручная раздвижная цилиндрическая с возможностью регулировки диаметра развертки до 32 мм.
6. Машинная раздвижная цилиндрическая с возможностью регулировки диаметра.

Перечисленные типы разверток в нормативных документах классифицируются по форме:

• Цилиндрические.
• Конические.
• Ступенчатые

Классификация по точности:

• Величина квалитета применительно к цилиндрическим.
• Качество обработки применительно к коническим.
  По этому параметру различаются: черновые, промежуточные, чистовые.
• Калиброванный припуск с указанием величины, различаются по номерам: N1, N2, N3, N4, N5, N6. Это относится к разверткам цилиндрического типа. Калиброванный припуск означает возможность дальнейшей обработки с достижением заданного размера.
• Регулируемость. Параметр предполагает различную конструкцию инструментов: они могут быть раздвижными, разжимными, шкворневыми.

Функциональные характеристики разверток допускают разные способы закрепления. По этому критерию они бывают:

• Ручными, оснащенными квадратным хвостовиком.
• Машинными с хвостовиком цилиндрического вида.
• Машинными с хвостовиком конической формы.
• Насадными.

Другие характеристики, которые важны для производства и работы инструмента:

• Материал.
  Материалом для производства разверток служат чаще всего инструментальные среднелегированные стали. Может использоваться металлический материал из серии быстрорежущих, иногда углеродистых сталей. Оснащены сплавами твердого типа.

• Количество режущих кромок.
  Количество лезвий сказывается на качестве обработки и скорости.

Развертывание отверстий

Обработка отверстия разверткой проходит после рассверливания сразу, либо, после прохождения этапа зенкерования. Диаметр инструмента по кромкам лезвий должен создать ровно такое отверстие, которое соответствует необходимому по технологическому заданию. Для этого инструмент доводят до нужного размера путем заточки на станке – это правило для цельных вариантов, либо выставляют необходимые значения на регулируемой развертке.

Точность полученной поверхности связана не только с правильной подгонкой инструмента, но и с тем, какую выбирают смазочно-охлаждающую жидкость. Минеральные масла, пригодные для расточки стали, не подойдут для обработки изделий из бронзы или латуни.

Режим резания для машинного развертывания подбирают по специальным таблицам, опираясь на значение

• диаметра отверстия;
• марки металла;
• материала режущего инструмента.

Эти показатели предопределяют, какую выбрать скорость и частоту вращения шпинделя. Ось развертки должна строго совпадать с осью отверстия.

Этапы работы с ручной разверткой выглядят следующим образом:

1. Подобрать инструмент по параметрам отверстия
2. Зафиксировать изделие с помощью тисков.
3. Ввести развертку в просверленный паз.
4. Вороток инструмента надеть на его хвостовик.
5. Проводить черновую обработку путем вращения по направлению режущей части лезвий (по часовой стрелке), помещая смазочную жидкость в отверстие.
6. Сменить черновую развертку на чистовую, надеть вороток.
7. Провести чистовое развертывание вращением по часовой стрелке.
8. Убрать инструмент. Провести контроль размера отверстия и шероховатости, применяя калибровочный инструмент.

При машинном развертывании особое значение имеют скорость резания и частота вращения шпинделя. Наибольшая скорость требуется для нормализованных видов стали. Самая низкая применяется для вязких материалов.
Используемая литература и источники:

• Конструкционные материалы. Под ред, Б. Н. Арзамасова. Москва, изд «Машиностроение», 1990.
• Технология конструкционных материалов. Под ред. А. М. Дальского. Москва, изд «Машиностроение», 1985.
• Статья на Википедии