Как сделать отверстие на токарном станке

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 29.08.2024

Глубоким сверлением называется технология получения глубокого отверстия в сплошном материале. В литературе часто встречается следующее определение: глубоким называется отверстие с отношением L/D>=5. Однако мы называем глубоким такое отверстие, которое для обработки требует применения технологии глубокого сверления. Основной особенностью технологии является принудительная эвакуация стружки из зоны резания с использованием СОЖ.

Применение глубоких отверстий.

Глубокие отверстия используются в самых разных деталях машин во всех сферах народного хозяйства, например:

в каналах охлаждения/подогрева в плитах-пуансонах для прессов производства фанеры;
в стенках кристаллизаторов МНЛЗ.

Сквозные осевые отверстия в деталях типа вал позволяют удалить потенциально дефектное сечение заготовки, а также облегчить деталь практически без потери прочности, а кроме того, в больших деталях обеспечивают термообработку по всему сечению.

Исполнительные пневматические и силовые гидравлические цилиндры имеют своей внутренней поверхностью глубокое отверстие.

Цилиндры гидравлических поршневых и плунжерных насосов, мультипликаторов и гидромоторов.

Элементы бурильных колонн для геологии и разведки полезных ископаемых имеют множество каналов для кабеле- и трубопроводов.

Артиллерийские и ружейные стволы.

Трубы сверхвысокого давления для установок производства ПЭВД имеют своим каналом глубокое отверстие. Такие трубы, как правило, не получить прокаткой или прессованием, и тогда используется глубокое сверление.

Оборудование для сверления глубоких отверстий

К данной группе оборудования предъявляют жесткие специфичные требования:

они должны обладать возможностью быстрой сменой и установкой заготовок;
удаление стружки должен выполняться без остановок;
должны иметь эффективную возможность охлаждения и очистки СОЖ;
должны быть безопасными для персонала.

Станки для глубокого сверления подразделяются на несколько типов, которые рассмотрим ниже.

Классификация станков для глубокого сверления

Первый тип – токарные. Позволяют обрабатывать тела вращения, предварительно обработанные на другом оборудовании. По конструктивному исполнению передней бабки сходны с классическими токарными станками.

Заготовка закрепляется в патрон, установленный на шпинделе, который предает ей быстрое вращение. Противоположный конец детали устанавливает в люнет (центрирующую опору), если стружка отводится снаружи, поддерживается маслоприемником – специальным устройством, предназначенным для подвода СОЖ в зону резания, а также выполняющего еще ряд функций, если происходит внутренний отвод стружки. Стебель со сверлом устанавливаются в стеблевой бабке или стойке суппорта. По компактности уступают только станкам вертлюжного типа.

Недостатком является отсутствие возможности одновременного двухстороннего сверления.

На станках вертлюжного типа один конец заготовки закрепляется внутри полого шпинделя, обладающим низкими скоростями вращения. У вертлюжных станков одновременно вращаются заготовка и режущий инструмент. Они занимают меньше всего места в цехе, т.е. являются компактными. По потреблению электроэнергии занимают среднее положении относительно токарных станков и станков без вращения заготовки.

Вертлюг – полый шпиндель с большими поперечными размерами.

Основные узлы сходны с узлами токарных станков. В некоторых моделях, шпиндель имеет 2 патрона для установки деталей. Станки этого типа применяют для сверления глубоких отверстий в заготовках чувствительных к высоким частотам вращения: имеющих эксцентриситет – ось отверстия смещена относительно основной оси, а также детали имеющие дисбаланс или большой вес.

Двухстороннее сверление целесообразно использовать только при производстве большого количества деталей, т.е. массово, при очень длинных отверстиях без предъявления высоких требованиях к точности отверстия, сверлении труднообрабатываемых материалов или двух соосных глухих отверстий.

Недостатком метода является необходимость одновременного наличия правых и левых сверл.

Чтобы обработать два и более параллельных отверстия применяются станки без вращения заготовок. Сверление может осуществлять стеблевая бабка, которая перемещается относительно неподвижной заготовки, либо деталь устанавливается на стол, который имеет возможность продольного перемещения. По потреблению электроэнергии станки являются самыми экономичными. Недостаток данного типа оборудования – плохое качество сверления.

По степени автоматизации станки можно классифицировать на три группы:

автоматы;
полуавтоматы – являются самыми распространенными;
ручные.

Глубокое сверление и виды глубокого сверления

Глубоким сверлением именуют сверление отверстий на глубину, превышающую диаметр сверла в 5 раз и более. В зависимости от технологии различают сплошное и кольцевое глубокое сверление. При сплошном сверлении весь металл, занимавший место образуемого отверстия, превращается в стружку.

При кольцевом сверлении по всей глубине образуемого отверстия растачивают кольцевую выточку, а стержень, оставшийся внутри этой выточки, постепенно выламывают или подрезают. Сплошное сверление ведут спиральными и специальными сверлами. Спиральные сверла представляют собой двухкромочный режущий инструмент, специальные могут быть двухкромочными (двухстороннего резания) и одно-кромочными (одностороннего резания).

Сверла двухстороннего резания имеют две главные, две калибрующие и одну поперечную режущие кромки. У сверл одностороннего резания — одна главная и одна калибрующая режущие кромки; поперечная режущая кромка у них отсутствует. Для кольцевого сверления применяют специальные многорезцовые головки с несколькими резцами, расположенными равномерно по окружности корпуса инструмента.

Сверление спиральными сверлами не может обеспечить прямолинейности оси отверстия. Это объясняется недостаточной жесткостью длинного спирального сверла. Под действием сил резания возникает продольный изгиб сверла (т. е. изгиб под действием силы, направленной вдоль оси) и оно начинает искривлять ось отверстия. Обычно сверло изгибается в период врезания в тело детали, когда основную роль в работе резания играет поперечная режущая кромка.

Неодинаковая заточка или затупление обеих режущих кромок сверла увеличивает отклонение (увод) оси отверстия от заданного направления. При использовании спиральных сверл возникают затруднения также при отводе стружки и подаче охлаждающе-смазывающей жидкости для резания к режущим кромкам.

Обеспечить спиральным сверлам более благоприятные условия работы помогают следующие меры:

сверление глубокого отверстия двумя сверлами — сначала коротким, а затем длинным; первое сверление на глубину до пяти диаметров сверла дает направление длинному сверлу;

применение направляющих кондукторных втулок;

применение спиральных сверл с внутренним подводом охлаждающей жидкости.

Сверление специальными сверлами двухстороннего и одностороннего резания

При глубоком сверлении инструмент может вращаться, а обрабатываемая деталь оставаться неподвижной, или вращается деталь, а инструмент неподвижен, или деталь и инструмент вращаются в противоположные стороны.

При первом способе трудно получить прямолинейную ось обрабатываемого отверстия, совпадающего с осью вращения. Если вращается обрабатываемая деталь, а инструмент неподвижен, его изгиб изменяет диаметр отверстия — появляется конусность, — но ось обрабатываемого отверстия не отклоняется от оси вращения обрабатываемой детали. Так как инструмент деформируется обычно в начале резания, то, просверлив отверстие на небольшую глубину, можно проверить правильность направления инструмента.

Вращение обрабатываемой детали помогает двух-кромочному инструменту занять правильное положение. Это происходит потому, что при изгибе инструмента нагрузка режущих кромок становится неодинаковой — она больше у режущей кромки со стороны, в которую отклоняется инструмент. Поэтому радиальная составляющая менее нагруженной кромки окажется меньше кромки, более нагруженной. Так как эти силы направлены навстречу одна другой, то возникает результирующая радиальная сила, которая стремится возвратить режущий инструмент в правильное положение.

Конструкции большинства станков для глубокого сверления рассчитаны на осуществление вращательного движения обрабатываемой деталью. Для сверления отверстий малого диаметра необходима большая скорость вращения. Чтобы не вращать с такой скоростью громоздкие детали и детали со смещенным центром тяжести, применяют одновременное вращение обрабатываемой детали и режущего инструмента в противоположных направлениях.

Сочетание вращений детали и инструмента позволяет достигнуть значительной скорости резания при сравнительно небольшой скорости вращения обрабатываемой детали. Кольцевое сверление применяют для обработки больших диаметров.

При кольцевом сверлении вырезают кольцевую канавку, а внутреннюю часть (сердцевину), оставшуюся в отверстии в виде стержня, выламывают. Выламывание обычно проводят не по всей длине отверстия сразу, а частями, по мере углубления резцовой головки.

Резцовые головки имеют полый корпус с закрепленными в нем резцами, расположенными диаметрально и равномерно распределенными по окружности. Число резцов четное — от 6 до 12 для головок диаметром 30—150 мм. Длина режущих кромок резцов неодинакова — каждый следующий резец имеет большую длину режущей кромки. Так, при обработке канавки шириной 40 мм первый резец имеет длину режущей кромки 13 мм, а последний — 40 мм.

Глубина кольцевой выточки, достигнув которой выламывают сердечник, зависит от диаметра отверстия. Для выламывания сердечника деталь, в которой образована выточка, устанавливают на мощный токарный станок и между сердечником и телом обрабатываемой детали вводят клин, упирающийся в заднюю бабку. При вращении вала клин выламывает сердечник. Так же выламывают сердечник после дальнейшего углубления кольцевой выточки.

Если сердечник имеет значительный диаметр, то его сначала подрезают у основания — в месте излома. Эту операцию выполняют на том же станке, на котором производят глубокое сверление, шарнирным резцом, закрепленным в трубчатой оправке. Иногда вместо шарнирного резца устанавливают фрезу, соединенную гибким валом со специальным электродвигателем.

При очень больших диаметрах кольцевого сверления сердечники удаляют целиком с тем, чтобы использовать их для изготовления из них деталей. Сверление с двух сторон. Несмотря на все меры, принимаемые для того, чтобы обеспечить правильное, направление инструмента, отклонение сверла от заданного направления при сверлении очень глубоких отверстий может оказаться все же значительным. Так, при сверлении валов длиной до 25 м отклонение сверла может достичь 5—8 мм. Поэтому обработку таких длинных валов производят с двух сторон.

При двухстороннем сверлении оси отверстий в месте встречи обычно несколько не совпадают. Последующая обработка отверстия растачиванием и развертыванием производится с одной стороны и позволяет получить требующийся диаметр и правильное расположение оси по всей длине отверстия.

Выбираем инструмент для сверления

Сверла — важный элемент при создании глубоких отверстий с малым диаметром. Лучше всего использовать тонкие, но прочные и длинные сверла. Как и говорилось ранее, нужно удалять металлическую стружку, а потому канавки для нее должны быть крупными.

Специалисты утверждают, что для сверления глубоких отверстий эффективнее использовать сверла с уменьшенной стенкой. Тогда появляется больше пространства для канавок. Из углеродистой стали производят так называемые микросверла. Такой инструмент требует большей толщины стенки из-за его изначальной хрупкости. Кстати, чаще всего применяется фасеточно-точечное сверление из-за качественной стабильности резки.

Сверла для обработки различных сталей и алюминия имеют особую форму. Она позволяет минимизировать возможные проблемы, которые влияют на качество итогового результата. Трудности могут возникать из-за особенностей обрабатываемого материала. Приведем пример — чугун. Сверло для этого материала имеет отрицательную геометрию с режущей кромкой высокой прочности. Да, инструмент более износостойкий, но образование стружки не контролируется должным образом. Но это не критично, т.к. чугун рассыпается на мелкую стружку и избавиться от нее несложно.

И другой материал — нержавеющая сталь. Для ее обработки сверло имеет, напротив, положительную геометрию с острым наконечником. За счет таких особенностей при резке материала выделяется минимум тепла, процесс становится более деликатным.

Выбор сверла стоит за Вами. Все зависит от того, какие поставлены задачи. Например, для производства большого числа деталей лучше приобрести специальное сверло. Но если Вы кропотливо работаете в мастерской с разными материалами, подойдет универсальный инструмент.

Советуем обратить внимание на такой момент — чтобы стружка хорошо отпадала из глубоких отверстий с малым диаметром, лучше пользоваться сверлами с канавками высокой отполированности и подачу охлаждающей жидкости. С помощью нее многие производители решают проблему образования металлической стружки. Жидкость под давлением способствует вытеснению стружки.

Сверление отверстий

Сверление на токарном станке производится невращающимся сверлом, которое закрепляется в пиноли задней бабки.

Сверла с коническим хвостовиком устанавливают непосредственно в отверстие пиноли, если размеры их совпадают, или при помощи переходной втулки 2 (рис. 54), одетой на хвостовик сверла 1.

Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляются на станке посредством сверлильных патронов, одна из конструкций которых показана на рис. 55, а. В наклонных отверстиях корпуса 3 установлены кулачки 4 в виде цилиндрических стержней со скосами для закрепления сверла и резьбовой частью на наружной поверхности. Внутри муфты 5 закреплена гайка с конической резьбой, которая соединяется с резьбой кулачков. Если ключом 2 вращать муфту, то кулачки, перемещаясь в наклонных отверстиях будут сжиматься, обеспечивая закрепление и центрирование сверла. Корпус 8 с обратной стороны имеет глухое коническое отверстие, которым он неподвижно насаживается на хвостовик 1. Такие патроны выпускаются трех размеров: ПС-6, ПС-9, ПС-16 (цифры обозначают наибольший диаметр закрепляемого сверла).

Если требуется частая смена инструментов, устанавливаемых в задней бабке, удобно пользоваться быстросменными патронами (рис. 55, б). Патрон состоит из корпуса 2 с коническим хвостовиком 6 и двумя отверстиями, в которых свободно завальцованы шарики 3. В корпус устанавливается переходная втулка 1 с коническим отверстием Морзе. На наружной поверхности втулки выполнены две радиусные канавки, в которые при рабочем положении патрона западают шарики. На корпусе свободно надета муфта 4, продольное положение которой ограничивается пружинными кольцами 7 и 9 и подпружиненным шариком 5, фиксирующим муфту в рабочем состоянии. Отверстие 5 предусмотрено для выхода воздуха при установке переходной втулки в патрон.

Действие патрона следующее, Требуемое сверло вставляется в переходную втулку и вместе с ней устанавливается в патрон. Муфта при этом сдвинута вправо. Затем при перемещении влево муфта нажимает на шарики, которые входят в выемки втулки и закрепляют ее. Чтобы сменить инструмент, достаточно сдвинуть муфту вправо, и втулка со сверлом свободно вынимается из патрона.

Для сверления с механической подачей иногда применяют несложное приспособление в виде втулки с прямоугольным выступом, которым она закрепляется в резцедержателе суппорта.

При глубоком сверлении возникает необходимость частого вывода сверла из отверстия для очистки от стружки. В этом случае значительно сократить время отвода сверла и возвращения его в исходное положение можно, применяя довольно простой патрон (рис 55, в). Он состоит из корпуса 2 с коническим хвостовиком, сверлодержателя 1 с ввернутой в него рукояткой 3. В корпусе имеется продолговатый паз с рядом поперечных канавок. Для отвода сверла достаточно вывести рукоятку из канавки и отвести сверло вправо. Возвращение сверла в рабочее положение выполняется в обратном порядке.

Сверление и рассверливание отверстий на токарном станке

Сверло, одно из наиболее популярных токарных приспособлений, чаще всего его применяют для изготовления различных отверстий во всевозможных металлических заготовках. Для применения в различных операциях существуют разные виды сверл.

В процессе сверления на токарном станке сверло вращается вдоль оси металлической заготовки, получая вращательное движение и движение додачи сверху.

Все сверла состоят из нескольких частей, каждая отдельная часть несет в себе определенный функционал. Основа - рабочая часть, цилиндрическая шейка и хвостовик для крепления на токарном станке.

На рабочей части сверла располагаются две винтовые канавки, они служат для отвода металлической стружки из рабочего отверстия. Хвостовик сверла может быть цилиндрической или конической формы, в зависимости от диаметра сверла. Винтовые канавки на рабочей части образуют два зуба сверла, двигаясь по хвостовику, они затачивают заднюю поверхность. Каждый зуб имеет тонкую ленточку, она нужна для центрирования сверла в отверстии.

Заточку сверл производят на специальных или же универсальных токарных станках, при наличии специального точильного оборудования. Правильная заточка имеет высокую важность, если сверло заточено неправильно, результат его работы будет неточным, велика вероятность поломки сверла.

Для крепления сверла в станке используют различные инструменты, сверла с цилиндрическим хвостом крепят при помощи цанговых патронов, а сверла с коническим хвостовиком ставят в коническое отверстие задней бабки.

При работе с различными отверстиями применяют различные технологии и приспособления. Так при сверлении отверстий, длина которых больше диаметра, сверло периодически выводят из отверстия, не прекращая вращения. Делают это чтобы охладить режущую кромку и удалить стружку из спиральных канавок.

Для сверления сквозных отверстий, чтобы избежать поломки весь процесс заканчивают при минимальной подаче, и выводят сверло из вращающейся детали.

При работе с глухими отверстиями момент прекращения сверления определяют по специальной шкале, которая располагается на шпинделе задней бабки.

Сверление отверстий малого диаметра проводят в один прием, а для отверстий больше 30 мм, применяют два подхода, рассверливая сначала отверстие диаметром 15-20 мм и после увеличивая его до необходимой величины.

Для ступенчатого отверстия наиболее производительным методом считается обработка отверстия сначала сверлом большего диаметра, а затем доработка более тонким сверлом. На массовых производствах, для ступенчатых отверстий используют специальные комбинированные сверла, которые позволяют увеличить скорость и производительность без потери качества.

Процесс сверления и рассверливания производят на токарных станках, как с ручной, так и с механической подачей. Скорость резанья при сверлении отверстий зависит от материала заготовки. Для рассверливания деталей подходит та же скорость резания, что и для сверления.

Для обработки металлических деталей валов чаще всего применяют центра, базой для установки которых служат различные центровые отверстия токарного станка.

В процессе токарной обработки деталь опирается на центр основания конической поверхности, с углом вершины в 60 градусов. Для тяжелых деталей применяют угол наклона 75-90 градусов. Для улучшения качества обработки и для ее облегчения цилиндрическое отверстие заполняют смазкой.

При подготовке центровых отверстий применяют сверление и зенкование или же применяют специальные комбинированные сверла.

Большую важность имеет верное расположение центрового отверстия на торце металлической детали. Если отверстие не совпадает с геометрическим центром торцового сечения детали, то после обработки на поверхности останутся не обработанные участки.

Для разметки центрового отверстия используют специальный инструмент, которым наносят углубления на самой заготовке. При разметке на глаз или при помощи разметочного циркуля возможны значительные неточности. Для повышения точности используют центроискатель, его накладывают на торец заготовки и прокладывают риску при помощи линейки. Далее поворачивают центроискатель и прокладывают еще риску, точка пересечения двух рисок и будет центром детали.

Производят центрование металлических деталей и на специальном центровочном или токарном станке. На центровочных станках имеется специальное приспособление, в которых заготовка центруется с одной или сразу с двух сторон, в зависимости от оснащенности станка. В токарном станке центрование производят двумя способами: закрепляя в отверстии шпинделя при помощи патрона, или же в шпинделе станка может быть закреплено само центровочное сверло, тогда заготовку токарь держит в руках или придерживают ее люнетом.

Зенкование и развертывание

Для повышения чистоты и точности обработки используют зенкера и развертки.

Зенкер – разновидность режущего инструмента, его используют для доработки отверстий после сверления. По своему устройству зенкер очень похож на сверло, он так же имеет рабочее основание, хвостовик и шейку. Но вместо 2 зубов у зенкера их может быть 3 или 4, и отсутствует перемычка. Рабочая часть включает в себя режущий и калибрующий участки, она выполняет часть резания, а калибрующая часть отвечает за получение необходимого диаметра.

Для отверстий 25-80 мм, применяют цельные, насадные зенкера. Припуск, который оставляют для зенкования после сверления от 0,5 до 2 мм. Скорость зенкования выбирают исходя из характеристик металла детали.

Развертка – режущий инструмент, по конструкции развертка напоминает сверло или зенкер, но в отличие от них имеет большее количество зубьев от 6 до 12, развертка снимает гораздо меньший припуск.

Рабочая часть развертки, как и у зенкера, состоит из режущей и калибрующей.

Для повышения чистоты поверхности и исключения так называемой огранки зубья разверток выполняются с неравномерным шагом.

Все цельные развертки имеют общий недостаток: вследствие износа их диаметральный размер уменьшается, и инструмент выходит из строя. Поэтому часто применяют регулируемые развертки, зубья которых допускают регулировку по диаметру в определенных пределах.

Припуск под развертывание назначают в зависимости от размера обрабатываемого отверстия в пределах 0,15—0,30 мм на диаметр.

Качество обработки во многом зависит от правильного выбора охлаждающей жидкости. Обычно при развёртывании в качестве охлаждающей жидкости применяют эмульсию или осерненное минеральное масло (сульфофрезол), а также растительные масла. Чугун, бронзу и латунь чаще всего обрабатывают без охлаждения.

При развертывании отверстий необходимо следить за состоянием торцовой поверхности. Если торец детали не перпендикулярен ее оси, то не все зубья развёртки будут работать и развертка не получит правильного направления.

Зенкер затачивают на универсально-заточном станке по задней поверхности. Его укрепляют на оправке, установленной в приспособлении, и подводят к кругу. Передвижной упор фиксирует положение зуба зенкера, опираясь о переднюю его поверхность. Затачивание производится по всей режущей части зенкера.

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ЗАПАДНОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 323 Изучаем токарное дело СВЕРЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ НА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОМ СТАНКЕ ТВ-6 (ТВ-7) 7-8 класс Часть 5 Учитель технологии ГБОУ СОШ №323 Селиверстов Ю.И., заслуженный учитель Р.Ф. Москва 2015

Цели занятия: 1.Познакомить: 1.1. С элементами и геометрией сверла; 1.2. Со способами установки сверла в пиноль задней бабки; 1.3. С технологией сверления отверстий на токарно-винторезном станке. 1.4. С возможными дефектами при сверлении отверстий на токарном станке 1.5. С правилами безопасности при сверлении отверстий на токарном станке. 2. Научить: 2.1. Приёмам сверления и рассверливания отверстий на токарном станке. 3. Воспитывать: 3.1 Бережное отношение к станку, инструменту и их содержанию. 3.2. Желание овладевать определёнными техническими знаниями и навыками при изучении токарного дела. 3.3. Уважение и трудолюбие, добросовестность, самостоятельность и комуникативность. 4. Развивать: познавательную активность и техническое мышление обучающихся.

СВЕРЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ На токарно-винторезном станке, также как и на сверлильном и токарном по точению древесины, можно выполнять и сверлильные работы. При этом главным движением является вращение заготовки, закрепленная в трёхкулачковом самоцентрирующем токарном патроне, а движение подачи – поступательное перемещение сверла при помощи винтового механизма задней бабки.

Свёрла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в сверлильном патроне, а затем сам патрон устанавливают и закрепляют в отверстии пиноли задней бабки (а). Свёрла с коническим хвостовиком помещают в отверстие пиноли задней бабки ( б). В случае, если размер конуса хвостовика сверла меньше размера конического отверстия в пиноли, применяют переходную втулку (в).

Сверло устанавливают строго по линии центров. Для того чтобы сверло не сместилось относительно оси отверстия, в начале сверления производят центровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра , проходным отогнутым резцом или специальным центровочным сверлом. Перед сверлением торец заготовки подрезают для обеспечения его перпендикулярности

Для предупреждения смещения сверла при сверлении в резцедержателе устанавливают стержень-упор(5),подводят его вплотную к сверлу. Он поддерживает сверло в начале сверления и не даёт ему колебаться. Как только вершины режущих кромок сверла углубятся в просверливаемое отверстие, упор отводят от сверла. Такая поддержка бывает особенно необходима при сверлении длинными свёрлами и свёрлами малых диаметров. В начале сверло подают вперёд очень медленно, когда же оно врежется в металл на глубину, большую длины режущей части, подачу увеличивают.

В процессе сверления глубокого отверстия в канавках сверла накапливается стружка. Поэтому периодически следует выводить сверло из отверстия и щеткой или крючком очищать его при выключенном станке. Запрещается удалять стружку пальцем. При сверлении ни в коем случае нельзя поддерживать сверло руками. Перед выходом сверла из сквозного отверстия необходимо резко уменьшить подачу сверла. При выходе сверла из заготовки срезаемый слой металла неравномерно нагружают режущие кромки сверла, что может привести к проворачиванию и поломке сверла.

При необходимости получить отверстие диаметром свыше 12 мм рекомендуется вначале просверлить заготовку сверлом меньшего диаметра, а затем рассверлить полученное отверстие до необходимого размера. Это облегчает процесс сверления и предохраняет сверло от преждевременного износа. Иногда при сверлении слышится характерный металлический визг. Обычно это является признаком перекоса отверстия или затупления сверла. В таком случае надо немедленно прекратить подачу, вывести сверло, остановить станок и заменить сверло. Останавливать станок в то время, когда сверло находится в отверстии, нельзя: это может привести к заеданию сверла и его поломке.

Возможные дефекты при сверлении отверстий: 1. Диаметр просверленного отверстия намного больше диаметра сверла (а). Причина – неправильная заточка сверла (режущие кромки неодинаковой длины). Переточить сверло. 2. Ось отверстия не совпадают с осью детали (б). Причина – сверло увело в сторону в начале сверления. Переточить сверло, произвести предварительное центрирование центровым или коротким сверлом. 3. Диаметр отверстия больше диаметра сверла и коническое дно ступенчатое (в). Причина – неодинаковой длины и наклон режущих кромок к оси сверла. Переточить сверло. 4.Ось отверстия не совпадают с осью детали в конце сверления (г). Причина – увод сверла в начале врезания из-за отсутствия центрального углубления в заготовке. 5.Диаметр отверстия по краям больше, чем посередине (д). Причина – положение сверла не на линии центра вследствие смещения корпуса задней бабки на себя или от себя. Установить заднюю бабку по линии центра станка.

? Контрольные вопросы 1.Назовите основные элементы спирального сверла и объясните их назначение. 2. В чём отличие главных движений при сверлении на токарно-винторезном и сверлильном станках? 3. В чём отличие закрепления свёрл с коническим и цилиндрическим хвостовиком в пиноли задней бабки? Чем оно вызвано? 4. Как определить скорость резания при сверлении? 5. Для чего производится засверливание или центрирование торца заготовки? 6. В каких случаях сверло поддерживают стержнем-упором? 7. Каковы приёмы сверления на токарном станке? В чём их отличие от приёмов сверления на сверлильном станке?. 8. В каких случаях производится рассверливание? 9. Какие виды брака возможны при сверлении на токарном станке?

Основные термины Сверление; спиральное сверло; элементы сверла; засверливание; центрование; центровочное сверло; рассверливание; переходная втулка; сверлильный патрон.

Условно, существует три вида процесса сверления отверстий на токарном станке по степени вмешательства человека:

Ручное. Этот способ предусматривает подачу режущего инструмента в зону резания с помощью маховика задней бабки, приводимого в движение мускульной силой человека.
Механическое. При этом способе обработки отверстий подача сверла осуществляется с помощью механической подачи, поступающей от каретки суппорта к задней бабке через специальное устройство. Не все токарные станки имеют такие устройства и, соответственно, возможность осуществлять механическое сверление.
С помощью ЧПУ. Полная автоматизация обработки изделий возможна на станках с ЧПУ. На токарном станке с ЧПУ можно совершать обработку отверстий различными способами и инструментами без вмешательства человека.

Фрезерование

При фрезеровании алюминия используют более высшую подачу, чем при фрезеровании стали. Потому фрезы для алюминия обязаны иметь более широкие пазы для удаления стружки. Как и для других видов обработки резанием, для алюминия используют высочайшие скорости резания (набросок 2).

Набросок 2 – Фрезерование дюралевой детали [2]

Если требуется высочайшее качество фрезерованной дюралевой поверхности, то фрезерное оборудование должно быть довольно массивным и крепким, чтоб быть способным обеспечивать размеренную подачу инструмента и материала.

Процесс сверления и рассверливания отверстий на токарных станках

Для образования новых отверстий в заготовке или изменения размеров старых, на токарном станке необходимо выполнить следующие виды операций:

Выставить заднюю бабку, чтобы ось пиноли совпадала с осью шпинделя.
Закрепить заготовку в патроне передней бабки таким образом, чтобы она выступала за уровень кулачков как можно меньше.
Установить в пиноле задней бабки режущий инструмент. Если предстоит его частая смена, то лучше пользоваться быстросменным патроном и набором специальных втулок. Это поможет значительно сократить время на смену инструмента. При использовании быстросменного патрона, все свёрла, зенкеры, развёртки и т.д. должны иметь хвостовики с одинаковым номером конуса Морзе. Пиноль в начале сверления должна быть выдвинута из задней бабки на как можно меньшее расстояние.
Первая рабочая операция – это подготовка торца заготовки. Он должен быть ровным. Это осуществляется подрезанием торца резцом.
Сделать небольшое углубление в торце детали. Эта операция поможет выполнить сверление точно в точке вращения заготовки. Выполняется данное углубление упорным резцом или коротким сверлом.
Произвести сверление с помощью маховика задней бабки. Инструмент подавать плавно. Периодически выдвигать его из зоны резания, чтобы освободить от стружки. Охлаждение зоны резания осуществлять специальной эмульсией.
При сквозной обработке нужно уменьшить скорость подачи на выходе из заготовки, чтобы не повредить его, когда резко возрастёт нагрузка на режущие кромки.
Чтобы увеличить диаметр отверстий, нужно: установить сверло большего диаметра и совершить рассверливание; применить зенкер – провести зенкерование; воспользоваться расточным резцом — сделать растачивание.
Для уменьшения шероховатости – применяют развёртку (процесс — развёртывание).
Для работы с кромками – используют зенковку (процесс – зенкование).

При обработке чугуна образуется мелкая стружка, которая при жидкостном охлаждении забивает каналы для её отвода. Поэтому примененять эмульсию в таких случаях нельзя.

Видео сверления шестигранного отверстия на токарно-винторезном станке

Все выше перечисленные процессы можно совершать не только трудоёмким ручным способом, но и воспользовавшись возможностью подключения механической подачи к задней бабке или использования ЧПУ. Если процессы резания будут производиться с помощью токарных станков с ЧПУ, то весь инструмент крепится в самом начале подготовительного процесса в специальных устройствах, которые меняются автоматически в определённой последовательности.

Обработка металлов сверлением: основные сведения

Сверлильная обработка производится на специальных сверлильных станках, где заготовка жестко закреплена, а режущий инструмент вращается и одновременно движется поступательно вдоль оси отверстия, высверливаемого в обрабатываемой детали (это движение называется подачей). Различают вертикальносверлильные и радиально-сверлильные станки. Первые используются для сверления отверстий в небольших заготовках, которые в процессе настройки перемещают по столу с тем расчетом, чтобы ось сверла и ось будущего отверстия совпали. Для работы с тяжелыми и крупногабаритными заготовками используют радиально-сверлильные станки. На них обрабатываемая деталь сразу жестко фиксируется на столе, а шпиндель станка устанавливается в нужном положении.
Работы, выполняемые на сверлильных станках:

сверление;
развертывание;
зенкерование;
нарезание резьбы.

Режущие инструменты, используемые для обработки деталей на сверлильных станках:

сверла;
развертки;
зенкеры;
метчики (для нарезания резьбы).

Основным режущим инструментом при сверлении деталей является сверло. Обычно для этой цели используются спиральные сверла, состоящие из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из двух частей — режущей и центрирующей. У режущей части две режущие рабочие кромки, соединенные между собой перемычкой. Центрирующая часть имеет пару винтовых ленточек, выполняющих функцию направляющих в процессе сверления металла, а также две спиральных канавки, по которым подводится смазочно-охлаждающая жидкость и отводится стружка. Хвостовик может иметь коническую либо цилиндрическую форму. Первый вариант предназначен для крепления сверла в шпинделе посредством переходных втулок, второй вариант — для крепления в патроне. Шейка сверла несет на себе маскировку, где в числе прочих параметров указывается диаметр сверла и материал его режущей кромки.

Обработка глубоких отверстий

В случае выполнения глубоких отверстий, необходимо выполнить все подготовительные операции в той же последовательности, как и обычных:

Установка соосности задней бабки и шпинделя.
Закрепление заготовки.
Подготовка и установка режущего инструмента.
Торцевание заготовки.
Выполнение углубления в торце заготовки.

При этом нужно придерживаться нескольких рекомендаций:

Глубокое сверление нужно начинать коротким инструментом на глубину равную диаметру сверла, а затем менять на основное. Это поможет избежать отклонения основного сверла от нужного направления.
В начале резания для увеличения жёсткости длинного сверла, его подпирают сбоку обратной стороной резца закреплённого в резцедержателе.

Глубокое сверление вызывает значительные тепловые и механические нагрузки на режущий инструмент из-за большей площади трущихся поверхностей. Поэтому необходимо больше внимания уделять охлаждению и своевременному удалению стружки из зоны резания.

Особенности станков с ЧПУ

При работе на токарных станках можно применять ЧПУ (числовое программное управление). Это даёт преимущества только при производстве больших партий изделий. Так как отладка и настройка таких машин занимает много времени, требует создание специальных программ и наличие квалифицированного оператора-наладчика.

Преимущества использования станков ЧПУ:

Освобождение оператора (токаря) от любых расчётов.
Повышается точность обработки деталей.
Минимизируется человеческий фактор.
Повышается безопасность труда.
Повышение производительности труда.
Возможность круглосуточной работы и без выходных.
Снижает затраты на производство единицы продукции.

Механическая обработка алюминиевых профилей

Дюралевые профили владеют многими преимуществами уже так как они сделаны из дюралевых сплавов. Не считая того, дюралевые профили просто поддаются разным видам механической обработки. Обычно инструменты для обработки дюралевых сплавов более дешевенькие, чем, к примеру, для стали, а скорость обработки алюминия выше, чем стали и многих других материалов.

Принципиальным свойством дюралевых профилей будет то, что они могут иметь сложные поперечные сечения для выполнения самых разных функций. Потому они требуют только малой обработки и тем дают экономию на механической обработке по сопоставлению с другими материалами.

Механическую обработку дюралевых профилей делают как до, так и после нанесения на их защитно-декоративных покрытий. Это находится в зависимости от технических требований, которые предъявляются к готовым изделиям либо деталям.

Защитное анодирование с шириной анодного покрытия 3-5 микрометров является неплохим методом для предотвращения повреждения профилей во время их механической обработки.

Обработка алюминия на ЧПУ

С позиции легкости воплощения процесса токарной обработке алюминия, сплавы можно систематизировать на два вида:

Мягенькие сплавы, которые вызывают трудности при резке.
Относительно твердые и крепкие сплавы, просто поддающиеся обработке на токарном станке (нередко они могут быть обработаны стандартным инвентарем общего использования, но для увеличения скорости и свойства, обработку можно создавать при помощи определенных инструментов).

На сегодня обширно употребляются такие виды резки алюминия, как:

Лазерная резка, которая часто употребляется для обрезания периметра изделия, раскройки листового алюминия.
Плазменная резка, которая употребляется для того, чтоб раскроить детали изделия.
Гидроабразивная резка, которая подходит для шлифовки металла и высокоточной обработки.
Механическая обработка (распил, сверление, обработка алюминия на токарном станке, фрезерная резка и т.д.)
Токарная обработка алюминия – это часто встречающийся сейчас вид механической обработки металла. Принцип токарных работ – снять излишний слой и довести заготовку до подходящей формы и размера. Выделяют некоторое количество видов токарной обработки, исходя из поставленных перед спецом задач:

автоматная,
лоботокарная,
резьботокарная,
токарная с ЧПУ,
винторезная,
карусельная,
револьверная,
токарная обработка деталей.

Самым используемым видом резки является обработка алюминия на токарном станке ЧПУ, когда для работы с данным материалом употребляют определенные режимы резки и типы фрез. По сопоставлению с многими другими металлами, алюминий более мягенький, что просит специального подхода при работе с ним. Алюминий может забить фрезу длинноватой стружкой, имеющей вязкую тягучую структуру, которая при всем этом может обмотать устройство.

Потому при токарной обработке алюминия на станке ЧПУ рекомендуется использовать специализированную концевую фрезу, защищенную от прилипания железной стружки. Ручная обработка без специально созданных для этого материалов нуждается в особенном внимании. Нужно впору очищать фрезу, чтоб избежать повреждения механизма. От типа сплава зависит подача смазки и охлаждающего раствора. Обработка алюминия на токарном станке характеризуется как способностью вязкой стружки забивать инструмент, так и количеством приобретенного материала. Потому при токарной обработке алюминия следует обмыслить систему удаления излишней стружки с механизма. При работе на станке ЧПУ нужно не считая технического к тому же программное разрешение задачки. Оно предполагает настройку определенного подходящего режима, применение специальной фрезы (двухзаходной либо трехзаходной). Необходимо предугадать и внедрение широких ложбинок для отходов. Капризный алюминий просит особого подхода. Потому внедрение специальной фрезы поможет избежать повреждений и заломов.

READ Подрезная Пила Для Форматно Раскроечного Станка

Пильная резка

Под резкой обычно понимают резку пилой, другими словами пильную резку (набросок 1). Резка дюралевых сплавов может выполняться с более высочайшими скоростями, чем резка стали. Большая часть дюралевых сплавов позволяют существенно более высочайшие скорости реза. Потому почти всегда конкретно пильная резка алюминия является экономной и хорошей.

Набросок 1 – Пильная резка дюралевого профиля [2]

Внешний облик реза и наличие заусенцев находится в зависимости от используемого дюралевого сплава, его состояния, размеров и формы зубьев пилы, количества оборотов пильного диска за минуту, количества зубьев, поперечника пильного диска и скорости подачи пилы. Количество зубьев пилы должно быть довольно огромным, чтоб обеспечивать незапятнанный рез. При пильной резке дюралевых профилей обычно всегда используют особые смазочные эмульсии.

Поперечник пильного диска: 300-650 мм;
Толщина пильного диска: 2,0-4,2 мм;
Скорость вращения: 1500-2800 об/мин;
Скорость подачи.

Нарезка резьбы на алюминии

Внутренние и внешние резьбы на дюралевых деталях делают всеми обыкновенными способами механической обработки, также способом накатки с пластической деформацией материала (набросок 5). Идеальнее всего резьба выходит на термически упрочняемых дюралевых сплавах. До поперечника 6 мм используют обыденные метчики для стали, а для огромных поперечников используют особые метчики для алюминия. Метчики для алюминия имеют увеличенные канавки для удаления стружки.

READ Станок Для Заточки Цепи Sadko

Для выполнения внешней резьбы обычно используют обыденные плашки, также способы пластической накатки без образования стружки.

Набросок 5 – Вырезка резьбы в алюминии [2]

Перфорация (вырубка, пробивка)

Эти способы пробивки отверстий являются резвыми и дешевыми. Они обычно используются перед другими способами обработки. Принципиально, чтоб конструкция профиля позволяла использовать пробивку отверстий.

Набросок 6 – Принцип пробивки отверстий в дюралевом профиле

22-2 Сверление и рассверливание отверстий

Принцип пробивки материала заключается в последующем. Подвижный пробойник ударяет в материал и вызывает в нем поначалу упругую деформацию, потом пластическую деформацию и, в конце концов, хрупкое разрушение по всему периметру пробойника и недвижной матрицы. В итоге в профиле либо листе появляется отверстие данного поперечника с довольно незапятнанными краями.

Перед сверлением отверстия следует зацентровать его коротким спиральным сверлом большего диаметра (рис. 125, а) или специальным центровочным сверлом (рис. 125, б). Угол при вершине этого сверла должен быть равен 90°. При этом условии в начале сверления поперечная кромка сверла не работает (рис. 125, в), что способствует меньшему уводу сверла от правильного положения.

Если зацентрования сделать почему-либо нельзя, поступают так. Вершину сверла того диаметра, какой должно иметь высверливаемое отверстие, приближают к вращающейся детали почти вплотную. Затем подводят возможно ближе к вершине сверла резец (любой), закрепленный в резцедержателе так, чтобы головка резца была обращена в сторону токаря, и только после этого начинают углублять сверло в деталь. Этим приемом удается в некоторой степени предупредить смещение сверла в начале работы Как только сверло немного углубится, поддерживающий его резец нужно отвести в сторону.

Рис. 125. Сверла (а, б) для зацентровывания отверсми, высверливаемых на токарном станке, и начальное положение (в) рабочего сверла в зацентрованном конусе

Подача сверла на токарных станках осуществляется, как правило, вручную, поворотом маховичка пиноли задней бабки. Однако на станках современных моделей (например, 1К62) имеются устройства для сцепления задней бабки с кареткой суппорта, что значительно облегчает труд токаря. Разумеется, это устройство целесообразно использовать в основном для сверления отверстий относительно большого диаметра и большой длины, особенно при изготовлении деталей большими партиями.

Если глубина высверливаемого отверсгия больше его диаметра, то время от времени следует выводить сверло из отверстия н удалять стружку как из отверстия, так и из канавок сверла. Очистка отверстия в стальных деталях производится промыванием его охлаждающей жидкостью (например, посредством шприца), а в чугунных — продуванием воздухом при помощи того же шприца или струей сжатого воздуха.

Необходимо быть особенно осторожным, когда глубина высверливаемого отверстия больше длины рабочей части сверла. В самом деле, если вся винтовая канавка сверла окажется в отверстии, то стружка, образующаяся при сверлении, не будет иметь выхода, заполнит канавки и сверло сломается. При необходимости остановить станок в то время, когда сверло находится в высверливаемом отверстии, следует сначала вывести сверло из отверстия, и только после этого остановить станок.

Режимы резания при сверлении. Подача при сверлении отверстий на токарных станках, если она осуществляется вручную, должна быть еозможно равномернее.

При сквозном сверлении в тот момент, когда поперечная кромка сверла выходит из металла, сила, необходимая для осуществления подачи, резко уменьшается. Поэтому при том же давлении на рукоятку маховичка задней бабки, при котором производилось сверление, подача сверла увеличивается, вследствие чего сверло часто ломается. Во избежание поломки подача сверла перед его выходом из металла должна быть возможно меньшей. При сверлении с использованием автоматической подачи последняя должна своевременно, до подхода вершины сверла к выходу из металла, выключаться.

Для общего представления о величинах подач можно считать, что при сверлении с автоматической подачей в стальных деталях отверстий диаметром 5—30 мм подача принимается в пределах 0,1—0,3 мм/об, а при чугунных деталях — в пределах 0,2—0,7 мм/об. Скорость резания при работе сверлом из быстрорежущей стали должна быть около 30 м/мин, если материал обрабатываемой детали — конструкционная сталь средней твердости и около 35 м/мин, если деталь из чугуна средней твердости.

Охлаждение при сверлении понижает температуру сверла, нагревающегося от теплоты резания и трения о стенки отверстия, уменьшает трение сверла об эти стенки и, наконец, способствует удалению стружки. В качестве охлаждающей жидкости при сверлении отверстий в стальных деталях применяется эмульсия. Сверление отверстий в чугуне производится без охлаждения.

Точность и шероховатость поверхности, получаемые при сверлении. Диаметр просверливаемого отверстия получается несколько больше диаметра сверла. Это объясняется тем, что сверло уводит в сторону от оси отверстия даже при незначительных неправильностях, допущенных при заточке сверла и его установке на станке, а также при неравномерной твердости обрабатываемого материала. Опыт показывает, что сверлением отверстий диаметром до 10 мм достигается 4-й, а при больших диаметрах — 5-й класс точности. При тщательной работе (правильной заточке сверла и его установке на станке) 4-й класс точности может быть достигнут при сверлении отверстий диаметром до 30 мм. Шероховатость поверхности, полученной сверлом, не превышает V 4.

Рассверливание отверстий. При сверлении отверстий большого диаметра сила подачи может оказаться чрезмерно большой и осуществление ее будет утомительно для рабочего. Иногда при работе такими сверлами мощность станка может быть недостаточной. В таких случаях образование отверстия производится последовательно двумя сверлами разных диаметров, соотношение которых должно быть таким, чтобы диаметр первого сверла был больше длины поперечной кромки второго сверла. При этом условии поперечная кромка второго сверла не участвует в резании, вследствие чего значительно уменьшается сила, необходимая для осуществления подачи, и, что очень важно, уменьшается увод сверла в сторону от оси обрабатываемого отверстия.

На практике принято диаметр первого сверла брать равным около половины второго, что обеспечивает благоприятные условия износа сверла и равномерное распределение силы подачи при работе обоих сверл.

Подачи при рассверливании можно брать немного большими указанных выше для сверления, а скорости резания примерно такие же, как при сверлении.

Читайте также: