animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / Фрезерный станок с ЧПУ / Растачивание Отверстий

Растачивание Отверстий

Растачивание отверстий - это один из наиболее распространенных методов обработки отверстий в корпусных деталях, при котором наблюдается непрерывное резание одно- или многолезвийным инструментом, вращающимся вокруг оси отверстия и снимающего стружку постоянной толщины. Расточная оправка подается вдоль оси отверстия (рис. 1).

Растачивание цилиндрических отверстий резцом в отличие от сверления и зенкерования позволяет получить лучшую прямолинейность оси отверстия и более высокую точность размеров.

Однако в отношении шероховатости обработанной поверхности и производительности обработки растачивание менее эффективно, чем развертывание отверстий. Поэтому в общем виде последовательность применения инструментов при обработке отверстий такова: сверление отверстий; рассверливание отверстий; зенкерование отверстий; растачивание; развертывание.

Рис. 1. Схема растачивания отверстия

Расточный инструмент характеризуется низкой жесткостью, обусловленной его конструктивными особенностями (оправка находится внутри обрабатываемого отверстия и значительно меньше него по диаметру). Низкая жесткость особенно сказывается при обработке глубоких отверстий, когда (l/d)>5, где l и d - соответственно длина и диаметр оправки; силы резания действуют в результате чего расточный резец прогибается и вибрирует, что приводит к снижению точности и качества обработки, а также к уменьшению стойкости инструмента.

В настоящее время широко применяются расточные оправки с механическим креплением неперетачиваемых многогранных пластин, имеющих повышенную стойкость.

Сливная стружка при растачивании размещается между оправкой и обработанной поверхностью и часто наворачивается на резец, ухудшая условия процесса резания и снижая качество обработки поверхности. Для предотвращения этого используют специальную заточку резцов, подбирают оптимальный режим резания, применяют специальные стружколомающие устройства и приспособления.

Глубина резания при растачивании t=(dо-dз)/2 не должна превышать одной трети ширины неперетачиваемой пластины, где dо - диаметр обработанного отверстия; dз - диаметр заготовки.

За один оборот расточная оправка подается на величину Sоб=zSz, где z - число резцов в оправке, Sz - подача на один резец.

Растачивание отверстий резцами показано рис. 2. Подача Sоб резца - перемещение его режущей кромки за один оборот заготовки. Глубина t резания - наименьшее расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеряемое по нормали к обработанной поверхности: t=(D-Dо)/2, где D - диаметр обработанной поверхности, Dо - диаметр заготовки.

Ширина срезаемого слоя B=t/sinφ.

Толщина срезаемого слоя α= Sоб(при обработке подрезными резцами) и α=Sоб sinφ (при обработке проходными резцами). Площадь поперечного сечения срезаемого слоя F=αB=Sобt.

Скорость резания (м/мин) v=(πDn)/1000.

Рис. 2. Схемы растачивания отверстий резцами: а - подрезными; б - проходными

Схемы обработки отверстий

В зависимости от конкретных условий могут быть применены следующие типовые схемы обработки отверстий на расточных станках.

  • Схема 1: сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание (при обработке отверстий диаметром до 65 мм в сплошном материале, отношении длины отверстия к диаметру не более 5, неточном расположении отверстий от базовых поверхностей).
  • Схема 2: сверление, рассверливание, растачивание, развертывание (при обработке отверстий в сплошном материале, отношении длины отверстий к диаметру более 5, точном расположении отверстий относительно базовых поверхностей). В этой схеме развертыванию может предшествовать дополнительное зенкерование отверстия.
  • Схема 3: зенкерование, растачивание, развертывание (при обработке отлитых отверстий диаметром 60-100 мм, длиной до 300 мм).
  • Схема 4: растачивание, развертывание (при обработке отлитых отверстий диаметром 100-300 мм, длиной до 400 мм).

Инструмент для растачивания отверстий

Расточные резцы, борштанги, оправки и расточные головки выбирают в зависимости от диаметра и длины обрабатываемого отверстия, конструкции, жесткости и габарита обрабатываемой детали. Диаметр оправки или борштанги выбирают с учетом наибольшей жесткости и обеспечения выхода стружки. Длина борштанги или оправки должна быть минимальной, но достаточной для консольной обработки отверстия или направления в задней стойке, люнете или приспособлении.

Расточные блоки и головки применяют при обработке отверстий диаметром более 130 мм. При черновом растачивании отверстий в нескольких стенках для повышения производительности используют борштанги с соответствующим числом расточных резцов, закрепленных в отверстиях борштанг.

Необходимость разделения обработки отверстий на черновую и чистовую вызывается следующими обстоятельствами: припуск на сторону для предварительно отлитых отверстий достигает 15 мм при неравномерном распределении припуска по окружности и наличии твердой корки, загрязненной посторонними примесями.

Разделение обработки на черновую и чистовую позволяет выделить для грубой обработки менее точные станки и сохранить от поломок станки для точной обработки.

Отверстия диаметром до 150 мм обрабатывают за один-два хода одним резцом, закрепленным в консольной оправке.

Отверстия диаметром более 150 мм растачивают одновременно двумя упорно-проходными резцами, закрепленными на диаметрально противоположных сторонах консольной оправки.

Сквозные отверстия обрабатывают двумя способами: с помощью концевых расточных оправок и головок (консольная обработка отверстий); с помощью расточных борштанг. Консольная обработка отверстий более предпочтительна, чем обработка борштангой с опорой, расположенной за деталью. Это объясняется большей жесткостью инструмента и возможностью применения более высоких режимов резания, благодаря чему достигается и большая производительность обработки.

Глухие отверстия обрабатывают только консольным инструментом. При этом резец закрепляют в окне концевой оправки в наклонном положении так, чтобы режущая кромка резца выступала за торец оправки.

Способы растачивания сквозных и глухих отверстий, диаметр которых меньше диаметра шпинделя, различают также по способу осуществления подачи:

  • инструменту, закрепленному в шпинделе, сообщается главное вращательное движение и осевая подача; при этом с возрастанием вылета шпинделя отжим резца увеличивается и геометрическая форма отверстия искажается;
  • инструменту, закрепленному в шпинделе, сообщается только главное вращательное движение, а движение подачи сообщается столу с изделием; при этом вылет шпинделя не изменяется и форма отверстия искажается меньше; этот способ применяют для обработки точных отверстий.

Ступенчатые отверстия, расположенные с двух сторон, растачивают расточными правыми и левыми упорно-проходными и подрезными резцами с углом установки режущей кромки резца к оси оправки φ=90°. Растачивание ступеней с наружной и внутренней сторон выполняют с изменением направления осевой подачи, заменой и установкой резцов по диаметру и углу φ=90° к образующей оправки.

Растачивание отверстий с параллельными осями без кондуктора при расположении отверстий в одной стенке производят в несколько приемов:

  • установка детали с выверкой положения по двум базовым поверхностям (основанию и боковому торцу);
  • центрирование шпинделя с осью первого отверстия, связанного с базовыми поверхностями, с помощью контрольного валика (ловителя), вставленного в шпиндель станка, и набора мерительных плиток, установленных между столом и ловителем или планкой, прикрепленной к боковой базе, и ловителем;
  • окончательная обработка первого отверстия;
  • контроль координат мерительными плитками;
  • центрирование шпинделя с параллельной осью второго отверстия с помощью контрольного валика, вставленного в первое отверстие ловителя, установленного в шпиндель, и мерительных плиток, набранных со скользящей посадкой между ловителем и контрольным валиком первого отверстия.

Перемещения стола и шпиндельной бабки по координатам второго отверстия отсчитывают по линейкам станка или с помощью координатного измерительного устройства.

Растачивание отверстий с параллельными осями в двух стенках детали производят с поворотом стола на 180° и повторным центрированием шпинделя с осями отверстий.

Отверстия с взаимно перпендикулярными осями растачивают в такой последовательности:

  • установка, выверка и закрепление детали на столе;
  • центрирование шпинделя с осью первого отверстия;
  • обработка первого отверстия;
  • поворот стола с деталью на угол 90°;
  • совмещение оси шпинделя с осью первого отверстия с помощью контрольного валика, вставленного в первое отверстие, ловителя, установленного в шпиндель, и контрольной втулки, надетой на ловитель (наружный диаметр втулки равен диаметру контрольного валика, поэтому лекальная линейка, установленная сверху и снизу по образующей втулки, должна касаться диаметра контрольного валика);
  • совмещение оси шпинделя с осью второго отверстия по заданному размеру от бокового торца детали;
  • обработка второго отверстия.

Центрирование шпинделя с осями обрабатываемых отверстий с помощью накладных шаблонов, приспособлений и кондукторов весьма эффективно при обработке определенной партии деталей.

Неправильный размер отверстия является следствием ошибочной установки резца на размер, отжима резца и оправки или неточности изготовления и заточки многолезвийного инструмента. Устранение погрешности достигается периодической проверкой установки резца микрометрическими приборами и калибрами, уменьшением вылета резца и повышением жесткости оправки или борштанги, раздельной черновой и чистовой обработкой с охлаждением, уменьшением величины припуска, проверкой биения развертки индикатором и уменьшением массы развертки.

Неправильный размер наружной цилиндрической поверхности может иметь место из-за неточной установки и недостаточной жесткости резца, патрона, радиального суппорта или летучего суппорта. Дефект устраняется пробной проточкой пояска, повышением жесткости резца, патрона, суппорта, измерением детали без усилий и перекоса измерительного инструмента, применением подрезного резца с углом в плане 90° и малым радиусом при вершине, систематической проверкой и регулированием величины зазора в подшипниках шпинделя.

Конусность наружных цилиндрических поверхностей и отверстия устраняется уменьшением общего вылета резца, применением подачи стола с деталью на инструмент, доводкой твердосплавного инструмента, применением дополнительного получистового прохода и дополнительной опоры расточного шпинделя или борштанги. Бочкообразность отверстия устраняется проверкой прямолинейности направляющих станины, подтягиванием клиньев и прижимных планок. Отклонение от соосности отверстий, расположенных на одной оси, предотвращается снижением режима обработки, применением дополнительных опор оправок и борштанг, обработкой с одного установа без поворота детали, перепроверкой координации инструмента при обработке с двух сторон, введением дополнительного хода и повышением жесткости крепления детали.

Искривление оси соосных отверстий может явиться следствием перемены направления подачи, а отклонение от параллельности отверстий неправильной установки борштанги относительно плоскости стола и оси шпинделя или деформации детали. Необходима дополнительная проверка положения борштанги и детали по базовым поверхностям на параллельность оси шпинделя и отсутствие деформации детали при закреплении с помощью индикатора. Отклонение от параллельности торцовых поверхностей к осям отверстий исключается при обработке отверстия и торца с одной установки детали, уменьшением подачи и увеличением числа ходов при подрезании торцовых поверхностей. Для устранения выпуклости и вогнутости поверхности необходимо проверять перпендикулярность режущей кромки резца к цилиндрической поверхности оправки или борштанги и правильность перемещения суппорта.

Режимы резания при растачивании отверстий

Глубина резания зависит от припуска на обработку и числа ходов. Выгоднее вести обработку с возможно меньшим числом ходов.

Рис. 3. Максимально допустимая глубина резания (мм) в зависимости от диаметра оправки или борштанги

Подачи при получистовом растачивании стали приведены на рис. 4.

Рис. 4. Подача при получистовом растачивании стали. Примечание: подачи в таблице рассчитаны на обработку стали σв=700÷900 МПа. При обработке стали с другими значениями σв табличные значения подачи следует умножить на коэффициенты: для σв>50 МПа К=0,7; для σв=500÷700 МПа К=0,75; для σв=900÷1200 МПа К=1,25

Шероховатость в зависимости от вида обработки показана на рис. 5.

Рис. 5. Шероховатость поверхности при расточных работах