Назначение, элементы конструкции и геометрические параметры зенкеров и разверток

Назначение, элементы конструкции и геометрические параметры зенкеров и разверток

Зенкеры предназначены для обработки:

а)   цилиндрических или конических отверстий, предварительно просверленных, прошитых или отлитых (рис. 1.27, а);

    б)    цилиндрических углублений, например, под головки винтов (рис. 1.27, б),

    в)   конических углублений для центровых гнезд, гнезд под головки винтов, фасок (рис. 1.27, в);

    г)     плоских и фасонных торцовых поверхностей (рис. 1.27, г).

   

Зенкеры и развертки

Зенкеры для получения конических углублений часто называют зенковками, а для обработки торцовых поверхностей — цековками.
Точность обработки зенкерами цилиндрических отверстий находится в пределах 11…9-го квалитетов, а шероховатость обработанной поверхности достигает Ra=2,0 мкм.

Развертками выполняется окончательная (чистовая) обработка предварительно просверленных и расточенных резцом или зенкером цилиндрических и конических отверстий с точностью до 7-го квалитета и с шероховатостью обработанных поверхностей до Ra=0,60 мкм.

Элементы конструкции хвостового зенкера для обработки цилиндрических отверстий показаны на рис. 1.28. Такие же элементы конструкции имеет развертка. Однако конструктивное оформление рабочей и хвостовой частей развертки несколько отличается от оформления этих частей зенкера. Для увеличения объема стружечных канавок у зенкера для цилиндрических отверстий более четырех зубьев не бывает, чаще всего три зуба, а некоторые специальные конструкции имеют два зуба. У развертки минимальное число зубьев — шесть, и по мере увеличения диаметра число зубьев увеличивается до четырнадцати и более. Число зубьев развертки четное, зубья диаметрально противоположны, что дает возможность измерить диаметр развертки универсальными измерительными инструментами. Формы зубьев и стружечных канавок развертки и зенкера также отличаются (рис. 1.29). Стружечные канавки зенкера винтовые, а у развертки, кроме специальных, прямые. Впереди режущей части развертки дополнительно имеется направляющий конус с «углом при вершине 90° (рис. 1.30, 6), который служит для облегчения ввода развертки в работу и предохранения ее зубьев oт поломки в случае повышенного припуска.

Зенкеры и развертки

Режущая часть зенкера и развертки, которую часто называют заборным конусом или заборной частью, выполняет основную работу резания — удаляет припуск.
Направляющая часть служит для направления инструмента по обработанной части отверстия и имеет для этого круглошлифованные ленточки /(рис. 1.29 и 1.30).
Она производит также окончательную подчистку отверстия и обеспечивает ему требуемый размер, поэтому ее называют еще калибрующей частью.  

Зенкеры и развертки

   

Зенкеры и развертки

 

При обработке точно расположенных отверстий зенкеры и развертки снабжают специальной гладкой цилиндрической направляющей частью, которая размещена между хвостовиком и рабочей частью или впереди рабочей части инструмента и предназначена для направления но кондукторной втулке приспособления или обрабатываемому отверстию (см. рис. 1.27, б, г и рис. 1.33, а).

Хвостовики зенкеров и разверток так же, как и у сверл, служат для закрепления инструмента на станке. Они могут быть коническими с лапкой на конце для выбивки из гнезда шпинделя станка или цилиндрическими.

Цилиндрический хвостовик разверток часто заканчивается квадратом, который передает крутящий момент со станка или воротка (при ручном развертывании отверстий) на рабочую часть развертки.

Зуб зенкера и развертки представляет собой резец, определенным образом сориентированный относительно корпуса (см. рис. 1.30). Этот резец на рисунке совмещен с зубом зенкера и развертки главной режущей кромкой ВС, вспомогательной CD, передней и задними поверхностями. Поэтому геометрические параметры зенкера и развертки такие же, как и у резца: главный угол в плане φ, вспомогательный утл в плане φ1, образуемый обратной конусностью (уменьшением диаметра зенкера и развертки в сторону хвостовика), передний у и задний а углы в нормальном сечении N-N, угол наклона главной режущей кромки λ (у развертки с прямыми канавками чаще всего γ=0, утл λ тоже нуль), угол наклона вспомогательной режущей кромки, который у зенкера и развертки называют углом наклона стружечной канавки ω.

В связи с тем, что процессы сверления и зенкерования похожи, главный задний угол зенкера иногда задают, как и у сверла, в секущей плоскости, параллельной оси. Назначение геометрических параметров зенкера и развертки такое же, как и у резца. От параметров резца отличаются незначительной величиной φ1 (несколько минут) и нулевым значением заднего вспомогательного угла α1. Эта особенность конструкции связана с необходимостью хорошего направления зенкера и развертки по отверстию и желанием длительного сохранения диаметра зенкеров и разверток при их переточках по задним поверхностям заборной части.

Указанные параметры зенкера и развертки рассмотрены в статической системе координат, где в соответствии с ранее приведенными определениями основной плоскостью является осевая плоскость инструмента, проходящая через вершину С режущего элемента. На рис. 1.30 — это плоскость чертежа, так как вершина С с ней совмещена. Плоскость резания перпендикулярна к ней и касательна к режущей кромке в вершине С. Ее след на основной плоскости — ВС. В соответствии с этим (как и у резца) формулируются определения геометрических параметров (углов заточки) зенкера и развертки.

  1. Разновидности конструкций зенкеров и разверток Зенкеры и развертки подразделяются на группы:

а)   по форме обрабатываемой поверхности, цилиндрические (см. рис. 1 27, а, 1.30), конические (см. рис. 1.27, в, 1.31) и торцовые (только зенкеры, см. рис. 1.27, г);

б)   по способу крепления на станке: хвостовые (диаметром до 32 мм, рис. 1.28, 1.33; 1.34, б) и насадные (диаметром более 25 мм, рис 1.32, 1.34, а, в, г);

в)   по конструкции рабочей части: цельные (рис. 1.28, 1.32, а, б) и сборные (рис. 1.32, в, 1.33, б);

г)   по способу обеспечения размеров, с постоянным размером (рис. 1.28; 1.32, а, б) и регулируемые (рис. 1.33);

д)   по роду режущего материала: быстрорежущие (рис. 1.28, 1 30, 1.31; 1.32, а, б 1.33) и твердосплавные (рис. 1.32, в, 1 34),

е)   по способу применения (подразделяются только развертки): машинные и ручные.

Конические зенкеры и развертки отличаются от цилиндрических тем, что зубья у них расположены на конусе, угол которого равен yглу конуса обработанной поверхности. Главные режущие кромки — вдоль всего зуба, вспомогательных режущих кромок нет (см. рис. 1.27, в, 1.31). Зубья конических зенкеров заточены до остра с положительным задним углом. У разверток с целью обеспечения высокой точности размера и формы конического отверстия вдоль режущих кромок оставлены круглошлифованные ленточки с задним углом на них, равным нулю. Однако для повышения режущей способности кромок ширина круглошлифованных ленточек намного меньше, чем у цилиндрических разверток, и не превышает 0,15 мм. При обработке небольших конических отверстий работают только одной, чистовой разверткой (рис. 1.31, в). Для превращения крупных цилиндрических отверстий в конические, например, в гнездах шпинделей станков, используют комплект разверток из двух-трех штук. Первая, предварительная, развертка — с крупным зубом и резьбой с углом уклона, равным углу уклона конуса. Направление резьбы совпадает с направлением вращения развертки в работе. Она, как зенкер, главными режущими кромками АВ (рис. 1.31, а) превращает цилиндрическое отверстие в ступенчатое коническое. Вторая, промежуточная, развертка имеет стружкоразделительные канавки в виде ленточной резьбы с направлением нарезки, обратным направлению вращения развертки (рис. 1.31, б). Она удаляет ступени, оставшиеся в отверстии после работы первой развертки. Чистовая развертка окончательно калибрует отверстие всей длиной зубьев, вдоль режущих кромок которых оставлены круглошлифованные ленточки шириной до 0,15 мм, создающие требуемую точность формы отверстия.

 

Зенкеры и развертки

Насадные зенкеры и развертки отличаются от хвостовых только методом крепления. При диаметрах более 25 мм экономически выгоднее вместо хвостовика предусматривать коническое отверстие (рис.1.32), которым инструмент насаживается на оправку, устанавливаемую в гнезде шпинделя станка. Крутящий момент передается торцовой шпонкой оправки, входящей в шпоночный паз на торце инструмента.

Сборными делаются как хвостовые, так и насадные зенкеры и развертки диаметром свыше 32 мм. Экономичность таких инструментов очень высокая, так как из режущих материалов делается не вся рабочая часть, а только зубья (ножи). При выходе из строя одного или нескольких зубьев их легко заменить. Можно восстановить размеры после стачивания зубьев и многократно использовать корпуса.

По способу закрепления ножей существует много разновидностей конструкций. У наиболее распространенных, стандартных, в клиновидные пазы корпуса 2 запрессовываются в осевом направлении клиновидные ножи 1 с рифлениями на опорной стороне (рис 1.32, в). Рифления надежно закрепляют нож и создают возможность восстановления диаметра зенкера путем перестановки ножей на одно рифление от оси корпуса. Ножи могут быть целиком из быстрорежущей стали или из стали 40Х с напаянными или приклеенными пластинами 1вердого сплава, как показано на рис. 1 32, в.

Конструкция сборной развертки такая же, только большее число зубьев; зубья параллельны оси.

Регулируемые зенкеры и развертки — это инструменты, диаметр которых можно плавно изменять. Применяются они главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Изменять диаметр инструмента позволяют все сборные конструкции, однако это изменение дискретно Так, например, у инструментов с рифлениями (рис.1 32, в) диаметр можно изменять только на удвоенную величину шага рифлений (2 мм). Обработка отверстий при выполнении ремонтных работ требует более тонкого регулирования размера, которое достигается специальными конструктивными решениями. Это разжимные и различного вида раздвижные конструкции, примеры которых приведены на рис. 1.33.

Изменение диаметра разжимной развертки (рис. 1.33, а) происходит в результате деформации зубьев 2 от перемещения в конической части отверстия шарика 3 при завертывании винта 1. Для облегчения упругого отжима зубьев впадины между ними прорезаны до центрального отверстия. Увеличение диаметра возможно до 0,5 мм.

   

Зенкеры и развертки

   

Изменение диаметра раздвижной развертки может достигаться перемещением гайками 2 через кольца 3 ножей 4 вдоль корпуса 1 и с точным пазам со скошенным основанием (рис, 1.33, б). Максимальное изменение диаметра — 3 мм Недостатком раздвижных и других сборных конструкций является необходимость шлифования но наружному диаметру и заточки по заборной части разверток после изменения их размера. Разжимные развертки (рис. 1.33, а) после изменения диаметра в дополнительной обработке не нуждаются.

   

Зенкеры и развертки

   

Твердосплавные зенкеры и развертки изготавливаются с целью повышения стойкости и производительности по сравнению с быстрорежущими зенкерами и развертками. Пластинами твердого сплава могут оснащаться все разновидности зенкеров и разверток. Они напаиваются или наклеиваются непосредственно на корпуса (рис. 1.34) или на ножи у сборных конструкций (см. рис. 1.32, в).

   

Зенкеры и развертки

 

Наиболее прогрессивными являются зенкеры с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин (рис. 1.34, в). Из-за недостаточной точности развертки такими пластинами не оснащают.

Ручные развертки по сравнению с машинными имеют более длинную заборную и калибрующую части и всегда цилиндрический хвостовик с квадратом на конце под вороток. Меньшее значение угла φ (длинная заборная часть) вызвано необходимостью улучшения направления развертки в начальный момент работы. Увеличенная длина калибрующей части обеспечивает больший срок службы развертки. Так, при малом φ после каждой переточки по заборной части длина калибрующей части сокращается на большую величину, чем у машинных разверток с большим значением φ. Рабочая часть развертки — юлько из быстрорежущей стали. Твердыми сплавами ручные развертки не оснащаются.

Зенкеры и развертки с кольцевой заточкой (рис. 135) часто используют для обработки точных отверстий. Уступы диаметром D1=D-0,2 мм и длиной l=2—3 мм создают на круглошлифовальных станках. Главные режущие кромки — торцовые кромки уступов. Избыточный припуск снимается угловыми кромками с φ=45°.

Преимуществом таких инструментов являются стабильное обеспечение высокой точности (до 7-го квалитета) и низкой шероховатости (до Rа=0,40 мкм) обработанных поверхностей, более высокая производительность в связи с короткой заборной частью, простота переточек (шлифование уступов на круглошлифовальном станке) и большое число переточек.

Зенкеры с кольцевой заточкой имеют меньшее, чем развертки, число зубьев и винтовые стружечные канавки. Качество обработки такими зенкерами настолько высокое, что часто отпадает необходимость в последующем развертывании.

Тянущие зенкеры широкого распространения не получили. По конструкции рабочей части они ничем не отличаются от стандартных насадных зенкеров. Только присоединительная часть выполнена таким образом, что в процессе работы их не толкают, а тянут. В результате изменения напряженного состояния стойкость таких зенкеров и качество обработанных ими отверстий выше, чем толкающими зенкерами.

 

 

Зенкеры и развертки

 

 

Контрольные вопросы

  1. Назначение, технологические возможности и элементы конструкции сверл, зенкеров и разверток.
  2. Разновидности конструкций зенкеров и разверток.
  3. Наиболее экономичные зенкеры и развертки.
  4. Как влияет число зубьев на производительность зенкеров и разверток?
  5. Почему у зенкера зубьев меньше, чем у развертки?

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *