Развертка для отверстий в металле

Обновлено: 15.05.2024

Развертка по металлу: область применения, принцип действия и конструкция. Основные виды: ручные и машинные. Цельные, сборные и регулируемые. Что такое развертывание отверстий. Преимущества твердосплавных разверток.

Развертка по металлу применяется для чистовой обработки цилиндрических отверстий небольших диаметров. Точность и показатель шероховатости развертывания выше, чем при применении другого лезвийного инструмента, поэтому развертки используются при финишной обработке после сверления, рассверливания, зенкерования или расточки. Типичная развертка — это многолезвийный инструмент с фиксированными или регулируемыми режущими поверхностями и цилиндрическим или коническим хвостовиком. Развертывание выполняется с малым припуском и на небольших скоростях, поэтому его выполнение не требует наличия у оборудования регулируемого усилия резания. У этой операции, как правило, отсутствует проблема стружкоотвода, т. к. при этом из-за наличия большого количества лезвий срезается очень тонкая стружка. У цельнометаллических изделий геометрические параметры обеспечиваются высокой точностью заточки рабочих поверхностей, а у сборных регулируемых разверток — прецизионными механическими устройствами выставления сменных пластин. Развертывание может выполняться на станках токарной и сверлильно-фрезерной групп. Главным требованием к этому виду обработки является высокая точность соосности инструмента и развертываемого отверстия.

Сущность и принцип обработки развертыванием

По своим рабочим движениям развертывание отверстий подобно операциям с использованием сверл и зенкеров. Даже внешне многие виды разверток (кроме регулируемых) похожи на сверла или зенкеры, хотя имеют канавки меньшей глубины и более пологий угол режущей кромки. Их главное функциональное отличие — это высокие точность и качество обработки с квалитетом до 6 и шероховатостью Ra от 0.5 до 2 мкм. Такие показатели обеспечиваются небольшими припусками (от 0.05 до 0.5 мм) и малой глубиной резания, а также жесткостью конструкции. Развертывание цилиндрических поверхностей производится с небольшими скоростями резания: цельнометаллическим инструментом — 5÷15 м/мин., регулируемым с твердосплавными пластинами — до 40 м/мин. Как правило, развертки имеют прямые режущие кромки, но для развертывания отверстий в вязких материалах применяют специальный вид со спиральными зубьями. На фото ниже две режущие части: справа — со спиральными зубьями, слева — с прямыми.

Основные элементы конструкции

И цельнометаллическая, и регулируемая развертки включают в себя три базовых конструктивных компонента: рабочую часть, шейку и хвостовик. Первая предназначена для формирования отверстия с заданной геометрией и профилем и геометрией, а с помощью хвостовика передается усилие вращения, которое может быть ручным или машинным (см. рис. ниже).

На рабочей части находятся режущие лезвия, которые могут быть прямыми или спиральными. Между собой они разделены канавками. Их количество всегда четное и может варьироваться от 6 до 16. Рабочая часть включает в себя следующие элементы: заборную (режущую) часть с конусным уклоном и калибрующую с обратным конусом. Сразу за ней находится шейка, которая необходима для выхода шлифовального инструмента после окончания затачивания развертки (у регулируемых ее нет). Хвостовик у ручного варианта оканчивается квадратной головкой для насадки воротка, а у машинного выполнен в форме конуса или цилиндра. Рабочая часть у машинных разверток в несколько раз короче, чем у ручных, поэтому при резании к ним необходимо прилагать гораздо большее регулируемое усилие.

В процессе развертывания лезвия и пластины тупятся и теряют как режущие свойства, так и заданный размер. Поэтому при массовом производстве обычно используют сборные регулируемые изделия. В этом случае их острота восстанавливается заменой вставных твердосплавных пластин, а размер настраивается с помощью регулируемого по диаметру корпуса или путем выдвижения с пластин посредством резьбового механизма. На фото ниже — настройка регулируемой развертки.

Принцип действия разверток

Развертывание отверстия производится либо сразу после сверления, либо после рассверливания или зенкерования. Диаметр применяемой развертки, измеренный по кромкам противоположных лезвий (или кромок пластин у регулируемого варианта), должен точно соответствовать заданному диаметру отверстия после обработки. Цельнометаллический инструмент доводят до точного размера на специальных заточных станках, а регулируемый выставляют с помощью встроенных механических систем и измерительных инструментов.

При подаче внутрь отверстия развертка начинает работать входным конусом режущей части (у регулируемых — передними кромками сменных пластин), удаляя по мере продвижения основную часть припуска. А доведение отверстия до заданного диаметра и чистоты поверхности осуществляет следующая за ней калибрующая часть. На ее заднем конце находится обратный конус — небольшой участок лезвий, скошенный в сторону хвостовика с отклонением по высоте на несколько десятых миллиметра. Он необходим для того, чтобы при выходе из отверстия задняя часть лезвий не повредила обработанную поверхность. С этими же целями у регулируемого инструмента задняя часть сменных пластин выполнена с небольшим скосом назад. Развертка коническая работает при более тяжелых условиях резания, поэтому у нее для ломки и отвода стружки по всей длине лезвия делаются поперечные пазы.

Вращающее усилие передается через хвостовик, на конце которого у ручных разверток находится квадратная головка под вороток, а у машинных — конусное или цилиндрическое окончание. Современный цельнометаллический и регулируемый инструмент для развертывания отверстий, как правило, имеет модульную конструкцию, при которой рабочая часть может использоваться с державками различного типа. На видео ниже: развертывание трубы из нержавейки на токарном станке под ствол ракетницы.

Основные виды разверток по металлу

Классификация разверток осуществляется по различным конструктивным, технологическим и функциональным признакам. Среди них основные:

по конструктивным особенностям (цельнометаллические, сборные, регулируемые и прочие);
по типу обработки (цилиндрические и конические);
по методу создания усилия (приводные и ручные);
по классу обработки (черновые и чистовые);
по форме режущей поверхности (цилиндрические и конические).

Кроме того, существуют специальные типы разверток (как цельных, так и регулируемых), которые предназначены только для определенных технологических операций (ступенчатые, котельные и прочие). В последнее время ведущие мировые производители выпускают системы сборного модульного инструмента для машинной обработки, в котором различные державки могут соединяться в разных вариантах как с цельными, так и с регулируемыми режущими частями. Готовая сборка может классифицироваться по способу ее использования.

Ручные приспособления

В отличие от машинной ручная развертка изготавливается с неравномерным распределением лезвий по окружности. Такая асимметрия зубьев делается для того, чтобы при следующем повороте ручного воротка режущая кромка не попадала на то же самое место, т. к. в этом случае неизбежно образование волнистой поверхности. Заборная часть ручного инструмента имеет более пологий уклон: не более 2º, что облегчает работу, т. к. для его врезания требуется меньшее усилие. А его регулируемая длина обеспечивается набором удлинителей с квадратным выступом для воротка.

Ручные регулируемые развертки в основном применяют при выполнении ремонтных работ в местах установки оборудования. Существует два основных способа регулировки: изменение диаметра корпуса путем разжима и перемещение режущих кромок. Развертка разжимная имеет прорези вдоль лезвий и конусное отверстие внутри корпуса, в котором находится шарик. Регулируемое увеличение диаметра происходит при перемещении шарика под воздействием настроечного винта в осевом направлении. При использовании регулируемых сменных пластин настройка точного размера производится с помощью механизма, позволяющего приподнимать их кромки над поверхностью корпуса.

Машинные развертки

Развертка машинная всегда имеет четное количество режущих лезвий (у регулируемого инструмента — сменных пластин), равномерно распределенных по периметру корпуса. От их количества напрямую зависит уровень обработки: чем больше лезвий, тем выше геометрическая точность и класс шероховатости. Из-за отсутствия ограничений на мощность привода такой инструмент имеет короткую заборную часть с крутыми углами передних кромок (до 45º). Для совместимости с посадочными конусами шпинделей станков и стандартных оправок большинство машинных разверток изготавливается с коническим хвостовиком. Для регулируемого увеличения диаметра в них используются такие же механизмы, как и в ручных. Этот инструмент является универсальным, поэтому с одинаковым успехом применяется на токарных, сверлильных и фрезерных станках.

Особенности машинного развертывания

Алмазная развертка обеспечивает тот же класс обработки, что и инструмент для хонингования. Чем же тогда они отличаются и в каких случаях их применяют? Если кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях.

Развертка. Назначение, характеристики, виды и выбор

Для формирования отверстий высокой точности и качества итоговой обработки в металлических изделиях используют специальный режущий инструмент, имеющий название – развертка.

Этот инструмент бывает слесарным (для ручной работы), и машинным.

Чтобы узнать, что такое развертка, для чего нужна, какие существуют ее виды, и как разумно подойти к ее выбору дочитайте статью до конца.

Назначение и принцип действия

Развертка применяется для развертывания отверстий – процесса их чистовой механической обработки после сверления или зенкерования.

Использование этого инструмента позволяет добиться высокого класса шероховатости стенок отверстия и точности их геометрии.

В зависимости от типа и характеристик ее применяют для выполнения специфических технологических задач, включая калибровку отверстий, их очистку от заусенцев на финальном этапе обработки детали.

Особенностью этого инструмента является большое количество зубьев (обычно от 6 до 16), что позволяет снимать небольшой припуск, тем самым подгоняя реальные размеры отверстия под требуемые с высокой точностью.

Что касается формы отверстий, работать разверткой можно как по цилиндру, так и подгонять конусы под различные задачи, например, под установку конусных штифтов.

Зубья инструмента снимают слой материала на доли миллиметра, обработка происходит посредством его вращения, а также одновременной продольной подачи.

Устройство и характеристики

Стандартная развертка состоит из следующих частей:

Рабочая часть – оказывает непосредственное воздействие на материал, формируется продольными зубьями.
Переходная шейка – цилиндрическая зона инструмента, выступающая переходным звеном между предыдущей и следующей частями.
Хвостовик – необходим для зажима инструмента в воротке, либо же патроне машинного оборудования.

Рабочая часть делится на несколько зон, сформированных гранями зубьев:

Заборная часть, в самом начале которой находится направляющий конус. В этой зоне на каждом зубе имеется до остра заточенная режущая кромка, выбирающая материал с внутренней части отверстия.
Калибрующая часть – отвечает за калибровку отверстия. Тут грани зубьев образуют так называемую цилиндрическую ленточку (плоскую поверхность), повышающую размерную стойкость инструмента.
Задний конус – место примыкания зубьев к переходной шейке.

Между зубьями находятся канавки, отводящие стружку.

Они бывают прямые (встречаются чаще всего) и спиральные (винтовые, предпочтительны при работе с прерывистыми поверхностями).

В последнем случае направление винта, формируемого канавками, противоположно направлению вращения инструмента.

Так достигается устойчивость к заеданию и самозатягиванию.

Материал

При изготовлении развертки используется в основном инструментальная легированная сталь марки 9ХС, а также быстрорежущие стали P18 и P9.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Марка стали, используемая в производстве инструмента, подбирается с учетом материала, который предполагается обрабатывать.

Размеры

Цилиндрические ручные модели в длину достигают 80 – 360 мм, где рабочая часть занимает 40 – 190 мм.

Диаметр инструмента находится в пределах 3-50 мм, а длина режущей части составляет 4 – 10 диаметров.

Величина переднего угла от 5° до 10°, а заднего от 5° до 12°.

Длина конических ручных вариантов составляет 55 – 170 мм, из которых режущая часть занимает 24 – 90 мм.

Максимальный и минимальный диаметры конуса достигают соответственно 7,67 – 45,715 мм и 6,39 – 40,978 мм.

Что касается машинных разверток, кроме стандартных вариантов, существуют модели с удлиненной рабочей частью, конструкция и размеры которых указаны в ГОСТ 11175-70.

Развертки диаметром 1 – 120 мм с припуском под доводку обозначаются номерами от 1 до 6.

Такая нумерация устанавливает соответствие между номинальным диаметром инструмента и его предельным отклонениям.

Зубья

Количество зубьев варьируется в пределах 6 – 14 штук, однако, существуют варианты на 16 зубьев, которые применяются в основном на высокоточном оборудовании.

Вообще число зубьев зависит от их собственной жесткости, причем в обратной пропорции.

Чем их больше, тем выше чистота итогового отверстия, но хуже отводится стружка и ниже прочность каждого зуба.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Чтобы проще контролировать диаметр развертки, количество зубьев всегда устанавливается четным.

В зависимости от наклона зубьев относительно оси вращения инструмента, развертка бывает прямозубая и косозубая.

Кроме того, разные модели могут иметь равный и разный шаг, то есть расстояние между соседними зубьями.

Что касается заточки, различают острозаточенные (остроконечные) и затылованные зубья.

Для разверток разработано достаточно большое количество нормативных документов, среди которых основные:

ГОСТ 29240-91 – типы, определения и термины.
ГОСТ 11173-76 – для моделей с припуском под доводку.
ГОСТ 7722-77 – для ручных вариантов.
ГОСТ 1672-80 – для цельных машинных моделей.

Чем отличается развертка от сверла?

Сверло – инструмент, которым создаются отверстия посредством сверления материала.

Развертки сверлить физически не способны, а вот доведение уже сформированных отверстий до требуемых размеров – это как раз то, для чего они созданы.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Оба инструмента внешне похожи между собой, однако, они не взаимозаменяемы, то есть, каждый из них способен выполнять только ту задачу, для которой он создан.

Следует отметить, что отверстия после сверла почти всегда имеют отклонения по геометрии, которые и устраняются развертками.

Точность поверхности после применения последних равна квалитету от 6 до 9, шероховатость же (Ra) составляет 0,32 – 1,25 мкм.

Виды разверток и их цена

Механическая обработка отверстий может выполняться различным по конструкции инструментом:

Цельная развертка

Имеет монолитную конструкцию, получила самое широкое распространение из-за относительно невысокой стоимости (от 20 рублей за штуку).

Цельные варианты отливаются из быстрорежущей или инструментальной стали.

Насадная

Представляет собой трубку, на внешней стороне которой находятся зубья, а по центру расположено отверстие для установки на хвостовик, который затем монтируется в патроне станка.

Диаметр такого инструмента может достигать 30 см.

Стоимость 300 – 1300 рублей.

Комбинированная

Представляет собой сочетание одновременно двух инструментов, и/или имеет две рабочие поверхности.

Яркий пример: зенкер-развертка.

Нерегулируемая

С фиксированным диаметром.

Регулируемая

По сути универсальная развертка, диаметр которой может достигать 50 мм.

Это особый инструмент, который за счет возможности регулировки диаметра (хоть и в небольших пределах) способен заменить несколько нерегулируемых вариантов.

По способу регулировки может быть разжимной и раздвижной.

Цена в среднем от 350 рублей, может превышать 3 тыс. рублей.

Шило-развертка

Предназначено для ручной подгонки отверстий в мягких и тонких материалах, например таких, как: пластмасса, картон, фанера, тонкий и мягкий металл.

Бывает двух вариантов:

– четырехгранная , отличается от обычного шила четырехгранным острием малого диаметра, в основном используется для бумаги;

– разборная – состоит из двух частей: ручка и непосредственно острие. Здесь диаметр отверстия можно расширить до 14мм.

По форме рабочей части развертка бывает:

Цилиндрическая

Для работы по стандартным отверстиям.

Стоимость – от 50 до 100 рублей.

Коническая

Для обработки как стандартных, так и конических отверстий, результатом чего становится только коническое отверстие по размерам самого инструмента.

Формой напоминает конус со срезанной вершиной.

Цена – от 50 рублей за штуку, в зависимости от конусности и диаметра.

Ступенчатая

Встречается намного реже, выглядит, как конический вариант, но со ступенчатым скосом.

Используется для работы с отверстиями в листовых металлах.

Также деление инструмента осуществляется по точности его работы:

По квалитету для цилиндрических моделей.
По качеству обработки для конических. Это может быть черновая развертка (обдирочная, с расположением зубьев непрерывно по всей длине), промежуточная и для окончательной доводки чистовая.
По номерам от N1 до N6 для цилиндрических вариантов с калибровочным припуском.

По способу эксплуатации, под который изготавливается хвостовая часть, развертка бывает:

Ручная

Для установки в вороток, с квадратным хвостовиком.

Диаметр обычно не превышает 50 мм, а с его возрастанием увеличивается сложность проворачивания инструмента из-за повышения силы трения.

Цена – от 20 рублей.

Машинная

С коническим или цилиндрическим хвостовиком для установки в патрон металлообрабатывающего станка.

Стоимость также начинается от 20 рублей.

Последний вариант по типу рабочей части можно разделить на следующие виды:

Насадная развертка (упоминалась ранее).
Со сменными твердосплавными пластинами.
С напаянными пластинами.

Также инструмент классифицируется по иным характеристикам, например:

По металлу, который был использован в производстве.
По количеству зубьев. Как уже говорилось, это 6 – 16 штук.
По форме канавок – прямые и винтовые.

Стоимость разверток зависит как от типа самого инструмента, так и от его размера, класса точности.

Реальные ценники могут отличаться от приведенных.

Какую развертку выбрать и как?

При выборе разверток следует отталкиваться от особенностей предстоящей обработки отверстий, характера последних и результата (итоговая шероховатость и точность), которого требуется достичь:

Для ручной работы приобретают модели с квадратным хвостовиком, а для обработки на станках – с цилиндрическим, либо же конусом Морзе.
Если требуется развернуть прерывистое отверстие со шпоночным пазом, то плавающая развертка, либо же модель с прямыми канавками не применяется. Тут необходимым становится инструмент с винтовым расположением зубьев.
Если требуется развернуть отверстие, глубина которого не позволяет применить стандартный инструмент, либо же специальную переходную втулку, необходима либо насадная развертка с удлиненной оправкой, либо модель с удлиненной рабочей частью.
Для профессиональной работы рекомендуется приобретать сразу комплект разверток разных размеров, который обычно продается в удобной деревянной или пластиковой коробке.

Чисто с экономической точки зрения на выбор разверток влияет серийность производства.

Так, если планируется массовое развертывание отверстий в любых масштабах, преимущество отдается универсальным вариантам, которые можно настроить, отрегулировать, переточить или починить.

Это могут быть, например, регулируемые изделия, модели со съемными ножами.

Конечно, одна единица такого инструмента обойдется дороже, нежели простые цельные варианты, однако, по долговечности они все же занимают лидирующую позицию.

Что касается размеров приобретаемой развертки, они всегда зависят от глубины и диаметра отверстия, с которым предстоит работать.

По материалу ситуация аналогична – для работы с закаленными или просто твердыми металлами требуется инструмент с твердосплавными пластинами.

Что нужно знать о развертках?

Некоторые модели разверток, в частности, шкворневые, оснащаются соосником (соосность, совпадение осей).

Это, по сути, направляющая, расположенная с противоположной от хвостовика стороны перед самой рабочей частью инструмента.

Модель с соосником позволяет с высокой точностью производить обработку глубоких сквозных отверстий вручную, без опаски отклониться от центра, тем самым нарушив их геометрию.

Производители разверток

Производством разверток достойного качества занимаются такие компании, как Bahco, GRIFF, Licota, Rock FORCE.

Отечественные производители: Русский Инструмент, АвтоДело, ИНРЕКО, ВИЗ и ТЕХМАШ.

Развертки по металлу: основные разновидности и особенности применения

Развертка представляет собой металлорежущий инструмент, целью применения которого является финишная обработка предварительно просверленных отверстий для доведения их геометрических параметров и шероховатости поверхности до требуемого уровня. Обеспечивать достижение требуемых геометрических параметров при использовании развертки позволяет более высокая точность, которой соответствует такой инструмент.

Развертки по металлу

Так, если диаметр отверстия, обрабатываемого с помощью сверла, может иметь отклонения по своим геометрическим параметрам, то при последующем применении развертки он будет точно соответствовать требуемым размерам. Для выполнения такой технологической операции используются различные виды разверток, выбор которых зависит как от условий развертывания, так и от требований, предъявляемых к качеству обрабатываемой поверхности.

Принцип действия

Применение развертки позволяет получать отверстия, точность поверхности которых соответствует квалитету в диапазоне 6–9, а шероховатость находится в интервале 0,32–1,25 мкм (по шкале Ra). Высокого качества обрабатываемой поверхности удается достичь благодаря тому, что такой инструмент, как развертка, отличается достаточно большим количеством режущих кромок (4–14), за счет чего в процессе выполнения обработки снимается небольшой припуск. Обработка при помощи ручной или механической развертки по металлу осуществляется не только за счет ее вращения, но и посредством ее подачи, совершаемой по направлению к оси обрабатываемого отверстия.

Используя такую технологическую операцию, с внутренней поверхности отверстия можно снимать тончайший слой металла, величина которого составляет десятые (и даже сотые) доли миллиметра.

Элементы резания при развертке

При помощи развертывания могут обрабатываться не только цилиндрические, но и конические отверстия. В первом случае обработку выполняют с применением разверток ручных цилиндрических (или разверток машинных цилиндрических), во втором – с помощью конических инструментов.

В стандартном исполнении ручной цилиндрический инструмент и развертка коническая имеют схожую конструкцию, состоящую из:

рабочей части, элементами которой и выполняется основная обработка;
переходной шейки;
хвостовика, при помощи которого ручная развертка фиксируется в воротке.

Конструкция ручной развертки

Рабочая поверхность, за счет которой машинные и ручные развертки и способны выполнять обработку внутренней поверхности отверстия, состоит из таких элементов, как:

главная режущая кромка;
так называемая ленточка;
передняя поверхность;
затыловочная и задняя поверхности.

Геометрия зубьев развертки

Помимо всех вышеперечисленных частей, развертка ручная или машинная содержит следующие элементы:

заборную часть, которую часто называют режущей;
часть, которая отвечает за калибровку обрабатываемого отверстия;
задний конус.

Между зубьями, расположенными на рабочей части каждой развертки, имеются канавки, при помощи которых не только формируются режущие кромки инструмента, но также обеспечивается расположение и отвод стружки, образуемой в процессе обработки. На ручных развертках режущие зубья располагают равномерно по всей окружности инструмента, что обеспечивает требуемое качество выполняемой обработки.

Основные типы

Рассматриваемый ручной инструмент (как и развертка машинная) нужен для того, чтобы формировать отверстия с требуемыми геометрическими параметрами. Обрабатывая с его помощью отверстия с различным уровнем качества предварительной обработки, можно получать поверхности, точность которых находится в диапазоне от первого до десятого класса. На качество и точность обработки, которую выполняют, используя как развертки машинные, так и ручные, оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из таких факторов следует отнести:

конструктивные особенности инструмента;
степень заточки режущей кромки и уровень ее доводки;
режимы, с которыми выполняется резание;
величину припуска, который необходимо снять с обрабатываемой поверхности.

Для снятия слоя металла определенной толщины есть грубые и чистовые развертки, различающиеся типом и количеством зубьев

Разделение разверток на различные типы регламентирует ГОСТ, при этом параметрами, в зависимости от которых выполняется такое разделение, являются:

тип обрабатываемого отверстия;
способ закрепления инструмента в процессе обработки;
конструктивные особенности режущих зубьев и их расположение на инструменте;
возможность регулировки инструмента по размерам обрабатываемого отверстия;
материал изготовления развертки.

Наиболее универсальными типами инструментов, используемых для развертывания отверстий, являются разжимная или регулируемая развертка, а также развертка цилиндрическая, оснащенная специальным хвостовиком.

Устройство регулируемой развертки

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к машинным разверткам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Развертки, применяемые для машинной обработки, также представлены большим разнообразием моделей. Среди таких инструментов, требования к конструкции и геометрическим параметрам которых регламентирует ГОСТ 1672-80, выделяют:

цилиндрические машинные с коническим хвостовиком и насадными зубьями;
со вставными зубьями;
с напаянными пластинами из твердого сплава в качестве режущих зубьев.

Развертки машинные цельные

Стандарт описывает не только цилиндрические развертки, ГОСТ 1672-80 также оговаривает требования к инструменту конического типа. Такие развертки, при помощи которых обрабатываются конусные поверхности, тоже представлены в большом разнообразии моделей. В частности, развертки конические используются для обработки отверстий:

для конусных штифтов;
предназначенных для нарезания конусной резьбы;
выполненных по стандарту «конус Морзе»;
метрических конусных;
с конусностью 1:30 и др.

Развертка для окончательной обработки конических отверстий в изделиях из конструкционной стали и чугуна

Из разверток машинного типа наибольшее распространение получили мелкоразмерные инструменты с утолщенным хвостовиком, требования к характеристикам которых также указывает ГОСТ 1672-80.

В ГОСТе на развертки оговариваются не только геометрические параметры самого инструмента, но и поля допусков отверстий, которые можно обрабатывать с его помощью.

Различия между ручными и машинными развертками

Инструмент, используемый для выполнения развертывания, как уже говорилось выше, может быть ручным или машинным. К наиболее важным параметрам, на которые ориентируются при выборе разверток, относятся тип и калибр их режущей части, количество зубьев и их направленность, углы резания и неравномерность шага расположения зубьев, а также профиль канавок и конфигурация зажимной части инструмента.

Рабочая часть ручного инструмента имеет цилиндрическую форму, режущие зубья, которые на ней располагаются, отличаются острыми гранями по всей своей длине. Выпускается такой инструмент в диапазоне диаметров 3–58 мм, с шагом, соответствующим 1 мм. Кроме того, ручные инструменты для развертывания могут выпускаться с шагом, равным 3,5; 4,5; 6,5 (вплоть до 15,5 мм). Специалисты, как правило, стараются иметь в своем распоряжении целый набор разверток, чтобы выполнять при помощи такого инструмента обработку отверстий любого диаметра.

Ручная коническая развертка

Вопрос о том, как сделать развертку отверстия при помощи ручного инструмента, как правило, не возникает. Для этого необходимо иметь в своем распоряжении не только сам инструмент, но и вороток, в котором он фиксируется посредством своего хвостовика с квадратным поперечным сечением конечной части.

Передний конец рабочей части ручных разверток – заход – отличается меньшим диаметром, чем размер поперечного сечения основной режущей части. Такая особенность конструкции нужна для того, чтобы обеспечить более легкий заход инструмента в обрабатываемое отверстие. Заметить эту разницу в диаметрах основной рабочей части и переднего конца инструмента можно даже на фото ручной развертки.

Точность геометрических параметров обрабатываемого отверстия, а также чистота формируемой поверхности зависят от того, какое количество режущих зубьев имеется на рабочей поверхности развертки. Качество выполняемой обработки будет тем выше, чем большим количеством зубьев оснащена развертка. Между тем использование инструмента с большим количеством режущих зубьев имеет и свои минусы, основной из которых заключается в том, что в таком случае затрудняется отвод стружки из зоны обработки.

Точность изготовления отверстий развертыванием

Преимущественное большинство разверток, используемых для ручной обработки, имеют режущие зубья прямой формы, но есть и модели инструментов, рабочие зубья которых расположены по винтовой линии. Применение инструмента с винтовым расположением режущих зубьев целесообразно в тех случаях, когда отверстия, которые необходимо обработать, сформированы прерывистой поверхностью по своей длине.

Задаваясь вопросом о том, как сделать развертку отверстия при помощи инструмента машинного типа, следует иметь в виду, что для этого необходимо использовать уже не вороток, а оборудование, в шпинделе которого и фиксируется с помощью своего хвостовика такой инструмент. Конусные хвостовики стандартизированы, и их геометрические параметры зависят от диаметра самой развертки.

Рабочая часть машинной развертки, оснащенной твердосплавными напаиваемыми пластинами

Для изготовления машинного инструмента, который в процессе обработки испытывает значительные механические нагрузки, используется быстрорежущий металлический сплав. Лучшим по качеству использованного металла считается машинный инструмент, сделанный еще в советские времена, но найти его в свободной продаже сегодня достаточно проблематично.

Зачем необходимы развертки регулируемого типа? Такой вопрос часто возникает у начинающих специалистов по металлообработке. При помощи такого инструмента с регулируемым диаметром рабочей части выполняют обработку отверстий, размеры поперечного сечения которых соответствуют не целому числу (допустим, 10 или 16 мм), а дробному значению. Диметр рабочей части такого инструмента изменяется достаточно просто, для этого используются обычные гаечные ключи, при помощи которых ослабляют и закручивают регулировочные гайки, специально предусмотренные в конструкции развертки.

Развертывание отверстий – разновидности и особенности операции

Развертывание, которое является достаточно распространенной технологической операцией, выполняют в тех случаях, когда предварительно подготовленное отверстие в металлическом изделии необходимо довести до соответствия требуемым параметрам. К таким параметрам, в частности, относятся форма и размеры отверстия, шероховатость формирующей его поверхности.

Обработка отверстия шатуна раздвижной разверткой

Инструмент, при помощи которого развертывание выполняется вручную или с использованием сверлильного станка, получил название «развертка». Такой инструмент может быть:

ручным и машинным – в зависимости от того, каким образом используется;
цилиндрическим и коническим – в зависимости от собственной конфигурации и формы обрабатываемого отверстия;
хвостовым и насадным – по способу фиксации;
с равномерным и неравномерным расположением режущих зубьев по своей окружности для формирования обрабатываемых поверхностей с различной степенью шероховатости.

Типы разверток по металлу

Ручные и машинные инструменты, используемые для развертывания, имеют определенные различия в своей конструкции. Так, ручной инструмент для развертывания отличается удлиненными режущими кромками на своей рабочей части и хвостовиком квадратного сечения, при помощи которого развертка устанавливается в воротке. Конструкция машинного инструмента, позволяющего выполнять развертывание отверстий значительной глубины, отличается более короткой рабочей частью и более длинной шейкой.

При выборе развертки для обработки отверстий имеют значение следующие технические параметры:

тип инструмента (для выполнения чернового или чистового развертывания, ручной или машинный);
диаметр (в зависимости от геометрических параметров подвергаемого развертыванию отверстия).

Как правило, для чернового развертывания необходим припуск от одной десятой до пятнадцати сотых миллиметра, а для чистовой – от пяти сотых до одной десятой миллиметра.

Величины припусков под развертывание

Для того чтобы более подробно разобраться в том, как осуществляется развертывание, можно рассмотреть порядок осуществления такой технологической операции на конкретном примере. Чтобы получить отверстие диаметром 30 мм, сначала используют сверло диаметром 15 мм, затем рассверливают полученное отверстие до диаметра 29,8 мм. Его обрабатывают черновой разверткой с диаметром 29,95 мм, а после этого выполняют чистовую обработку, используя инструмент диаметром 30 мм, при помощи которого снимается припуск 0,05 мм.

Последовательность обработки отверстий

На то, насколько высокой точностью будет отличаться полученное при развертывании отверстие, а также на степень шероховатости его поверхности значительное влияние оказывают не только геометрические параметры используемого инструмента, но и тип смазочно-охлаждающей жидкости, применяемой при обработке. При развертывании отверстий в деталях из стали в качестве такой жидкости используют специальные эмульсии, смешанные с минеральным маслом. При обработке бронзовых и латунных деталей минеральные масла в состав СОЖ не добавляют.

Применение ручного инструмента

Ручное зенкерование и развертывание осуществляют по схожей схеме, которая подразумевает выполнение следующих технологических операций.

Исходя из параметров начального и конечного отверстия, выбирают инструмент для выполнения чернового и чистового развертывания.
Заготовку надежно фиксируют в тисках, если ее габариты позволяют это выполнить. Если она отличается значительными размерами, то ее не закрепляют перед развертыванием.
В отверстие в детали, которое предварительно было получено в процессе литья заготовки или ее сверления, вставляется инструмент для чернового развертывания.
На хвостовик инструмента, имеющий квадратную форму поперечного сечения, надевается вороток.
Наружная поверхность развертки и внутренняя поверхность отверстия смазываются специальной жидкостью.
Развертку, используя вороток, начинают вращать по направлению расположения ее режущих кромок. В ходе вращения инструмента, которое следует выполнять медленно, без резких движений, на его рабочую поверхность постоянно наносят смазочный материал. Вращая развертку, необходимо аккуратно подавать ее в сторону выполнения обработки, которая заканчивается после того, как с внутренней поверхности отверстия будет полностью снят слой металла, оставленный на припуск.
После того как черновое развертывание будет закончено, инструмент аккуратно извлекают, при этом не допускается выполнять его обратное вращение.
В отверстие, обработанное черновой разверткой, помещают чистовой инструмент, на квадратный хвостовик которого также насаживают вороток.
Развертку для чистовой обработки вращают по часовой стрелке, при этом осуществляют такое вращение очень плавно и аккуратно, постоянно используя смазочный материал. Величина подачи инструмента, чтобы получить отверстие с требуемыми параметрами шероховатости внутренней поверхности, должна быть минимальной.
После завершения чистовой обработки развертку извлекают из отверстия и его геометрические параметры проверяют при помощи гладкого предельного калибра-пробки.

Приемы ручного развертывания

Обработка отверстий конической формы

При помощи технологической операции развертывания могут обрабатываться и конические отверстия, которые до этого имели цилиндрическую форму или были просверлены с уступами, для чего использовались сверла разного диаметра. Выполнение предварительного отверстия с уступами в таких случаях позволяет оставлять меньший припуск для дальнейшего развертывания.

Осуществление развертывания конических отверстий практически ничем не отличается от технологической схемы обработки отверстий цилиндрической формы. Для выполнения такой технологической операции, как правило, используется черновой, промежуточный и чистовой инструмент.

Последовательность обработки конических отверстий

Для проверки результатов такого развертывания используют специальный конусный калибр. При этом проверка выполняется как по плоскости соприкосновения поверхностей сформированного отверстия и калибра, так и по глубине прохода контрольного инструмента.

Калибр конусный центровых отверстий (ККЦО)

Выполнение такой проверки проводят по следующей схеме.

На боковую поверхность конусного калибра вдоль его оси наносят несколько карандашных линий (обычно 3–4), располагая их на приблизительно одинаковом расстоянии друг от друга.
Используя небольшой нажим, калибр вставляют в конусное отверстие в детали.
Затем калибр проворачивают на 1/3 оборота.
Вынув калибр, контролируют состояние нанесенных на его поверхность карандашных линий.

О том, что операция развертывания выполнена качественно, свидетельствует равномерное стирание карандашных линий на всех участках боковой поверхности калибра.

Как выполняется машинное развертывание

Для того чтобы выбрать режимы выполнения машинного развертывания, можно использовать специальные таблицы. Исходными параметрами при этом являются диаметр формируемого отверстия, марка обрабатываемого материала, а также материал, из которого изготовлена развертка. К основным режимам развертывания, выполняемого машинным способом, относятся скорость выполнения резания и частота, с которой должен вращаться шпиндель оборудования.

Максимальную скорость резания, как правило, используют при обработке нормализованных сталей, минимальную – при развертывании отверстий в вязких материалах.

Используемые СОЖ

При развертывании отверстий в заготовках, изготовленных из разных материалов, можно воспользоваться следующими рекомендациями по выбору СОЖ:

стали, относящиеся к категории углеродистых, конструкционных и инструментальных, – водный раствор мыла, эмульсия, осерненное масло, смесь масел;
чугун – может обрабатываться без СОЖ или с использованием керосина;
медь – эмульсия;
алюминий – эмульсия, смесь масел, чистый керосин, смесь керосина с терпентинным маслом, сурепное масло.
бронза – обрабатывается без использования СОЖ.

Составы СОЖ, используемых при развертывании отверстий в различных материалах

Некоторые нюансы машинного развертывания

Перед развертыванием машинным способом очень важно правильно подготовить оборудование. Состоит такая подготовка в следующем.

Конус хвостовика инструмента и посадочное отверстие в шпинделе станка тщательно протираются.
Развертка вставляется в шпиндель таким же образом, как и сверло с коническим хвостовиком.
Обрабатываемая деталь фиксируется на рабочем столе оборудования так, чтобы ось отверстия точно совпадала с осью используемого инструмента.

Обработка отверстия на станке твердосплавной разверткой

Сам процесс развертывания, для выполнения которого используется черновой и чистовой инструмент, выполняется в следующей последовательности:

Завершив сверление обрабатываемой заготовки, сверло в шпинделе сверлильного оборудования заменяют на черновую развертку.
Проводят черновое развертывание.
Черновой инструмент заменяют на чистовой и повторяют развертку отверстия.
После чистового развертывания инструмент выводят из зоны обработки, выключают электродвигатель станка и проверяют результат работы при помощи калибра-пробки.

В отдельных случаях для чистового развертывания могут использоваться плавающие патроны или шарнирные оправки, в которых закрепляется режущий инструмент.

Читайте также: