6.6. Зенкерование и развертывание

6.6.1. Особенности зенкерования и развертывания

Зенкерование применяют для обработки предварительно про­сверленных, прошитых или отлитых отверстий с целью повышения их точности и снижения шероховатости. Точность обработки зенке­ром находится в пределах 8... 11-го квалитетов, а шероховатость по­верхности достигает Ra= 1,25 мкм. По сравнению со сверлом зенкер имеет большее (обычно 3...4) количество режущих зубьев, а следова­тельно, и направляющих ленточек. Он обладает большей жесткостью и не имеет поперечной режущей кромки, в связи с чем уменьшается разбивка обработанного отверстия и увод его оси. Величина припуска под зенкерование, равная глубине резания t, лежит в пределах 1...4 мм на диаметр. На рис. 6.49 показана схема зенкерования.

Развертывание является окончательной операцией при обработке отверстий, прошедших предварительную обработку сверлом, резцом или зенкером. В качестве РИ применяют развертки различных типов.

Рис. 6.49. Схема зенкерова­ния

180

Основными отличительными особенностя­ми конструктивных и геометрических пара­метров разверток являются: большое коли­чество режущих зубьев и направляющих ленточек (> 6), длинная калибрующая часть с цилиндрическим участком и углом α₁ = 0, малая величина заборного конуса и другие, что позволяет получать развертыванием от­верстия 8-го квалитета точности и шерохо­ватость обработанной поверхности Ra = = 0,16...0,32 мкм. Припуск на развертыва­ние обычно не превышает 0,4...0,5 мм на диаметр [78]. Схема развертывания анало­гична схеме зенкерования.

6.6.2. Износ и стойкость зенкеров и разверток. Скорость резания

Зенкеры в основном изнашиваются по задним поверхностям зубьев и уголкам. Допустимый износ по задним поверхностям зубьев для зенкеров из инструментальных сталей при обработке сталей со­ставляет hз= 0,5...1,2 мм, а при обработке чугунов износ по уголкам hу = 0,8... 1,5 мм. Для зенкеров, оснащенных твердым сплавом, при обработке незакаленной стали с охлаждением и чугуна с охлаждением и без охлаждения допустимый износ составляет hз = 1,0... 1,6 мм, а при обработке закаленной стали hз= 0,7 мм [78].

Период стойкости зенкеров находится в пределах 15...80 мин. Верхние значения стойкости принимаются для зенкеров большего диаметра, а низшие — для меньших диаметров [3]. Скорость резания (м/мин) определяют так:

(6.77)

Для твердосплавных зенкеров диаметрами 20...80 мм скорость ре­зания в зависимости от свойств обрабатываемого материала, глубины резания и подачи находится в пределах: при обработке незакаленных сталей с охлаждением 40...50 м/мин, а чугунов без охлаждения 50-175 м/мин [78].

Вопрос о стойкости разверток связан с уменьшением точности обработки вследствие потери размера диаметра зубьев развертки в результате их износа и разбивки отверстия. Разбивкой отверстия на­зывается разница между фактическим диаметром развертки и диа­метром развернутого отверстия. По мере затупления зубьев разверт­ки, а также при развертывании всухую величина разбивки увеличива­ется. В ряде случаев наблюдается некоторое уменьшение диаметра развернутого отверстия по отношению к фактическому диаметру раз­вертки. Такое явление называется отрицательной разбивкой; она за­висит от геометрических параметров развертки и скорости резания.

Если при углах в плане 30...45° наблюдается положительная вели­чина разбивки, с уменьшением угла φ до 5...20° разбивка по мере уве­личения времени работы развертки переходит в зону отрицательных значений. Это объясняется увеличением упругих деформаций обра­батываемого материала в связи с возрастанием радиальных сил реза­ния по мере уменьшения величины угла φ. Если величина отрица­тельных значений разбивки зависит от упругих свойств обрабатывае­мых материалов, величина положительных значений разбивания оп-

181

ределяется степенью образования нароста и условиями налипания мельчайших частиц металла на ленточки развертки.

Поскольку развертка срезает слои металла малой толщины, она изнашивается чаще всего по задним поверхностям. Износ РИ по диа­метру, с одной стороны, уменьшает разбивку отверстия, а с другой — износ в месте перехода главной режущей кромки каждого зуба во вспомогательную увеличивает ее из-за большей деформации системы СПИЗ. Средний период стойкости разверток, соответствующий тех­нологическому критерию износа, колеблется в пределах 18...84 мин при обработке сталей и 36... 150 мин при обработке чугунов. Развертки больших диаметров имеют период стойкости больший, чем малых [78].

Скорость резания определяется по той же формуле, что и при зенкеровании. Значения коэффициента C_v и показателей степени при D, Т, t и S приведены в нормативах режимов резания и в справочниках [36, 64].

Для твердосплавных разверток диаметрами 10...80 мм скорость резания в зависимости от свойств обрабатываемого материала, глуби­ны резания и подачи находится в пределах: при обработке незакален­ных сталей с охлаждением 11... 110 м/мин, а чугунов без охлаждения 10...18 м/мин.

6.6.3. Силы резания, крутящий момент и мощность при зенкеровании и развертывании

Силу, действующую на главную режущую кромку зуба зенкера, можно разложить, так же как и при сверлении, на составляющие си­лы P_z, Р_у, Р_х. Тангенциальные силы P_z создают крутящий момент М_кр, преодолеваемый механизмом главного движения станка. Силы Р_х, действующие вдоль оси зенкера, создают осевую силу Р_ос. Радиаль­ные силы Р_у при четном числе зубьев взаимно уравновешиваются. Ве­личины крутящего момента (Н • м), осевой силы (Н) и эффективной мощности (кВт) определяют по формулам:

(6.78) (6.79)

(6.80)

182

Силы резания при развертывании невелики ввиду снятия малых сечений стружки. Приближенно силу P'_z можно подсчитать, рассмат­ривая каждый зуб развертки как резец [78]. С учетом формулы для то­карных резцов суммарная сила

(6.81)

где P'_z — сила, действующая на один зуб развертки, подсчитанная по формуле для токарных резцов, Н; Z—число зубьев развертки. Крутящий момент (Н • м) определяют так:

(6.82)

Значения коэффициентов и показателей степеней приводятся в нормативах режимов резания и справочниках [36, 64].