Развертки цилиндрические. Конструктивные и геометрические параметры

Рабочая часть цилиндрических разверток (рис. 6.1) состоит из ре­жущей и калибрующей частей. На левом торце развертки снимается фас­ка под углом ф = 45°, которая облегчает вхождение инструмента в отвер­стие и предохраняет режущие кромки от повреждения. Далее следует заборный конус с углом в плане ф, зубья на котором снимают припуск, заданный на обработку. Фаска и заборный конус составляют режущую часть развертки. Для улучшения условий работы развертки при врезании наименьший диаметр заборного конуса берется несколько меньше диа­метра отверстия под развертывание.

Рис. 6.1. Типы цилиндрических разверток:

а - ручная; б - машинная; в - насадная; г - сборная

Угол в плане φ заборного конуса оказывает большое влияние на условия работы развертки, так как он определяет соотношение между шириной b и толщиной t слоя, срезаемого каждым зубом. Из рис. 6.2 сле­дует, что b = t/ sin φ; a = S₂ sin φ.

Угол φ также определяет усилие подачи, поскольку

где R_xy – равнодействующая радиальной Р_у и осевой Р_х составляющих силы резания.

С уменьшением угла φ сила подачи уменьшается и обеспечиваются плавный вход и выход развертки из отверстия. По этим причинам у руч­ных разверток угол (р принимается равным 1...2⁰. У машинных разверток при обработке сталей φ = 12...15°, чугуна φ = 3...5°, а при обработке глу­хих отверстий φ = 45°.

Длина заборного конуса развертки

Калибрующая часть развертки примерно до половины ее длины l₂ цилиндрическая. На остальной части она затачивается с небольшой об­ратной конусностью, т.е. с уменьшением диаметра по направлению к хвостовику развертки. У ручных разверток величина обратной конусно­сти на 100 мм длины равна 0,01...0,05 мм, у машинных разверток при жестком креплении инструмента - 0,04...0,06 мм; при плавающем креп­лении в патроне – 0,08...0,015 мм. Обратная конусность необходима для уменьшения разбивки отверстия при выходе из него развертки. Так как ее величина мала, то при небольшой длине калибрующей части обратную конусность иногда делают сразу за заборным конусом, не оставляя ци­линдрического участка. Общая длина рабочей части разверток: у ручных разверток l = (4...10)d, у машинных l = (0,75...2,0) d.

При обработке отверстий высокой точности необходимо обращать особое внимание на радиальное биение зубьев разверток относительно их оси. Оно замеряется в начале калибрующей части и должно быть не бо­лее 0,01... 0,02 мм.

Рис. 6.3. Расположение зубьев развертки (z = 8) по окружности

(ГОСТ 7722-77)

Число зубьев разверток выбирается в зависимости от диаметра d инструмента. Так, например: у цель­ных разверток: , а у сборных разверток:

С целью облегчения изме­рения диаметра развертки рас­четное значением округляется до ближайшего целого четного числа. Причем у сборных раз­верток в связи с необходимо­стью размещения элементов крепления ножей число зубьев уменьшается.

Для снижения огранки и шероховатости поверхности обработанного отверстия расположение зубьев по наружной окружности развертки ре­комендуется делать с переменным шагом (рис. 6.3), причем для удобства измерения диаметра развертки накрест расположенные углы берут рав­ными, чтобы режущие кромки противоположных зубьев лежали в диа­метральной плоскости.

Кроме значений угловых шагов, указанных на рис. 6.3, возможны и другие их величины, зависящие от диаметра и числа зубьев развертки.

Стружечные канавки у разверток чаще всего прямые, а зубья изго­тавливают с передним углом γ = 0. При обработке вязких материалов во избежание налипов стружки и вырывов на обработанной поверхности зубья затачивают с положительными углами γ = 5... 10°.

Задний угол, равный α = 5... 12°, получают заточкой задних поверх­ностей развертки по плоскости, причем в отличие от других видов инст­рументов меньшее значение этого угла рекомендуется брать при чисто­вой обработке, а большее – при черновой.

Зубья на заборном конусе затачивают остро, а на калибрующей час­ти у них оставляют узкие цилиндрические направляющие ленточки ши­риной 0,08...0,40 мм для d = 3...50 мм. Их тщательно доводят, благодаря чему обеспечивается выглаживание микронеровностей обработанной поверхности и предотвращается налипание мелкой стружки, ухудшаю­щей шероховатость поверхности отверстий и снижающей стойкость разверток.

Профиль канавок между зубьями разверток формируется одно- или двухугловыми фрезами с углом θ = 65... 110°. Для средних и крупных разверток с целью лучшего размещения стружки в канавках применяется профиль с вогнутой спинкой. Нерав­номерность углового шага между зубьями обеспечивается путем измене­ния глубины канавок при фрезеровании, что достигается специальной настройкой станка. У сборных разверток неравномерность углового шага зубьев создается за счет небольшого изменения направления пазов под ножи относительно оси развертки.

У разверток, предназначенных для обработки отверстий с продоль­ными пазами или прерывистой обрабатываемой поверхностью, делают винтовые канавки с углом наклона со, равным при обработке сталей 12...20°, чугунов 7...8°, легких сплавов 30...45°. Так как при снятии тон­ких срезов возможно появление отрицательного значения силы подачи, то во избежание самозатягивания и заедания развертки в отверстии на­правление винтовых канавок инструмента должно быть обратным на­правлению вращения развертки, т.е. левое при правом вращении и наобо­рот. При этом шероховатость обработанной поверхности уменьшается, а усилие подачи возрастает. У ручных разверток допускается совпадение направления винтовых канавок с направлением вращения, так как они работают с малой подачей.

Крепление разверток на станке должно обеспечивать совпадение осей развертки, кондукторной втулки и обрабатываемого отверстия. При жестком креплении развертки в шпинделе станка все погрешности вра­щения (биение, разбивка и т.п.) переносятся на деталь. Лучшие результа­ты достигаются при креплении разверток в плавающие патроны. Сущест­вует множество конструкций таких патронов. Наибольшую точность обеспечивают патроны, допускающие не только качание развертки в двух плоскостях, но и смещение, параллельное оси вращения заготовки. При этом величины перемещения развертки должны быть небольшими, так как в противном случае при выходе развертки из отверстия увеличивает­ся разбивка последнего.

Для получения особо точных размеров и высокой прямолинейности оси отверстий применяют также принудительное направление разверток с помощью гладких цилиндрических направляющих, устанавливаемых впереди или сзади их рабочей части. В последнем случае при использо­вании кондукторных втулок за счет уменьшения трения ленточек по за­каленной поверхности втулок стойкость разверток повышается. При этом диаметры направляющих должны быть больше диаметров разверток.

Допуски на диаметр развертки в связи с тем, что развертки явля­ются чистовым инструментом, обеспечивающим высокую точность по диаметру (JT8...JT6), должны быть очень малыми, примерно в 3 раза меньшими, чем допуски на обрабатываемое отверстие.

При назначении допусков на диаметр развертки необходимо стре­миться к выполнению следующих условий:

1) обеспечить размер отвер­стия детали в пределах допуска δА;

2) допуск на изготовление развертки δ_р должен быть не очень узким, так как в этом случае резко возрастает стоимость ее изготовления;

3) для повышения стойкости развертки необ­ходимо предусмотреть допуск на износ (переточку) δ_И развертки.

Таким образом, необходимо установить верхнее и нижнее отклоне­ния для новой развертки и нижнее - для изношенной развертки. При этом нужно учитывать возможность появления максимальной и минимальной разбивки отверстия, которая может быть положительной или отрица­тельной.

При положительной разбивке диаметр отверстия после вывода раз­вертки становится больше ее диаметра. Основные причины такой разбив­ки:

1) несовпадение осей вращения развертки и обрабатываемого отвер­стия;

2) биение режущих кромок;

3) нарост и мелкая стружка на направ­ляющих ленточках и др.

Отрицательная разбивка проявляется в уменьшении диаметра отвер­стия после вывода развертки. Она встречается реже и имеет место при обработке тонкостенных заготовок, развертывании отверстий в цветных металлах вследствие упругих деформаций поверхностей отверстий, а также при работе твердосплавных разверток по закаленным сталям из-за высокой температуры резания и термических деформаций детали.

Дата добавления: 2014-01-20