Для чего нужна развертка отверстий
Развертка. Виды и работа. Применение и уход. Особенности
Развертка – это узкоспециализированный металлорежущий инструмент, предназначенный для создания гладкой поверхности внутри раннее просверленных отверстий. Она применяется в тех случаях, когда необходимо добиться идеальной точности. Без нее не обходится производство высоко технологического оборудования, в частности двигателей внутреннего сгорания, станков и прочих механизмов.
Высокая точность обработки обеспечивается благодаря тому, что инструмент имеет несколько режущих кромок в количестве до 16 штук. При работе создается одинаковая сила противодействия на всей поверхности инструмента. Это исключает перекос, как бывает в случае со сверлом, контактирующим только двумя режущими кромками. При использовании развертки создается гладкая поверхность, шероховатости которой колеблется в пределах от 0,32 до 1,25 микрометра, в зависимости от класса развертки.
Как выглядит и из чего состоит развертка
Внешне инструмент представляет собой прут, вдоль которого идут многолезвийные выступы, заточенные для врезания в обрабатываемый металл. Количество режущих кромок в зависимости от модификации инструмента обычно колеблется в пределах от 6 до 14 штук. Редким исключением являются развертки на 16 лезвий, применяемые только на высокоточном производстве.
Внешние очертания инструмента могут быть цилиндрическими или коническими. Непосредственно сами зубья с режущей кромкой бывают прямыми или винтовыми. Они равномерно распределяется по поверхности инструмента на одинаковом расстоянии друг от друга. Чем больше режущих кромок на развертке, тем тяжелее с ней работать. Минимальное пространство между ними не позволяет эффективно выводить получаемую стружку.
К разверткам ставятся особые требования точности. В том случае если расстояние между зубьями будет неравномерным, то наблюдается повышение вибрации, что приводит к неоднородной разработке отверстия, которое обрабатывается. Выпускаемые в промышленности развертки имеют диаметр от 3 мм.
Развертка состоит из двух частей – рабочей и зажимной зоны. Рабочая представляет собой режущую кромку и участок для калибрования. Кромка оснащается острыми зубьями. Длина рабочей части инструмента пропорциональна его толщине. Обычно этот показатель составляет от 0,8 до 3 диаметров. Зажимная часть развертки выполнена в виде классического хвостовика, предназначенного для зажима в патроне станка или в воротке, если инструмент применяется вручную.
Формы разверток
В связи с тем, что получение точных отверстий необходимо для различных отраслей машиностроения и станкостроения, развертки разрабатываются сотен размеров и в нескольких формах.
По последнему критерию они разделяются на 3 группы:
Цилиндрические используются для обрабатывания стандартных круглых отверстий, которые получаются после сверление. Они имеют прямые или винтовые канавки, а также углубления для отвода стружки.
Коническая развертка выполнена в виде конуса со срезанной вершинкой. С ее помощью можно обрабатывать обычные отверстия или конические. После применения такой развертки отверстие приобретает форму конуса. Отвод стружки может обеспечиваться как за счет прямых, так и винтовых канавок.
Более редкими в продаже являются ступенчатые. Они являются универсальными, и предназначены для выравнивания отверстий в листовом металле. Инструмент имеет коническую форму, скос которой идет не плавно, а ступеньками. Такая конструкция является довольно прихотливой, но в случае обработки тонкого листового металла толщиной в несколько миллиметров вполне способна прослужить довольно долго.
В зависимости от того насколько отличается первоначальное отверстие от того, которое нужно получить, инструмент работает в один или несколько заходов. Обычно токари применяют развертки с обработкой в 3 захода. Это связано с тем, что данный инструмент обычно продается в комплекте из 3 разверток – обдирочной, промежуточной и чистовой. Обдирочная обеспечивает грубые срезание, после чего применяется промежуточный инструмент, убирающий имеющиеся выступы и заусенцы. Завершающим этапом является обработка чистовой разверткой, после которой отверстие приобретает максимальную гладкость.
Отличия по способу применения
По способу применения развертки бывают машинными и ручными. Ручной инструмент имеет диаметр от 3 до 50 мм. Его хвостовая часть имеют выточку под квадратный профиль для закрепления в воротке. Чем толще инструмент, тем сложнее с ним работать, поскольку увеличивается площадь трения. При работе ручной важно правильно начать вкручивание, поскольку существует вероятность того, что вход в отверстия будет деформирован и получит овальную форму.
Машинные развертки устанавливаются в станки. Они бывают существенно толще. Их можно зажать в сверлильные, токарные и револьверные станки. Их хвостовая часть может быть конической или цилиндрической.
Разновидности по конструкции
По конструкции развертки разделяют на три типа:
Цельная развертка представляет собой литой инструмент с хвостовиком, сделанный из углеродистой легированной инструментальной стали. Иногда его выливают из быстрорежущей стали. Это самый распространённый инструмент, который имеет сравнительно доступную стоимость.
Регулируемая выпускается до диаметра 50 мм. Она представляет собой инструмент, который можно отрегулировать, изменяя его диаметр. Она может заменить несколько обычных разверток. Следует учитывать, что диапазон регулировки довольно маленький. Чем тоньше инструмент, тем короче диапазон настройки. Для самых маленьких этот показатель составляет доли миллиметра.
Крупные развертки на 50 мм могут изменить свой диаметр на 3 мм. Для проведения регулировки внутри их конструкции устанавливается стальной шарик, регулируемый винтом. Отверстие, по которому он передвигается, имеет коническую форму. Чем глубже его вкрутить, тем больше он деформирует внутренние стенки, расширив наружный диаметр развертки.
К преимуществам такого инструмента можно отнести не только возможность изменения его диаметра, но и продолжительный ресурс эксплуатации. Дело в том, что в отличие от обычных разверток, которые стираются, регулируемые могут подгоняться под требуемый диаметр. Всегда можно подрегулировать именно тот диаметр, который нужно. По мере стирания лезвий уменьшается только максимальная толщина отверстия, которое можно развернуть.
Особенности эксплуатации
При использовании разверток следует учитывать, что по мере применения их зубья стачиваются, в результате чего диаметр инструмента уменьшается. К примеру, если подготовленное отверстие должно получаться 10 мм, то на старой развертке показатель будет немного меньше. Если нужна предельная точность, то следует при выполнении ответственной работы использовать только новую развертку.
Особенность применения разверстки заключается в том, что при съеме значительной толщины металла лезвия тупятся быстрее. В связи с этим, если необходимо увеличить имеющиеся отверстия, лучше использовать несколько инструментов постепенно повышая их толщину, пока не дойдет очередь до последнего, который и сделает нужный диаметр.
Применение машинных разверток
Развертка применяется в тех случаях, когда необходимо достичь предельной точности, но чтобы исключить отклонения нужно ее применять правильно. Особенно это касается машинных разверток, которые устанавливается в станки. На них оказывается мощное давление при работе, поэтому следует при выполнении любых операций использовать хорошую смазку, так же как и при сверлении или нарезании резьбы.
В идеале при применении развертки на станке устанавливать ее сразу после сверления отверстия. В этом случае развертка закрепляется и направляется точно по такой же траектории, как и применяемое ранее сверло, поскольку деталь не двигалась. Благодаря этому инструмент входит плавно, и на все зубья оказывается одинаковое давление. Это минимизирует биение, и повышает точность.
Следует учитывать, что нельзя проводить развертывание на высокой скорости. Идеальное количество оборотов составляет показатель в 3 раза меньше, чем скорость вращения сверла такого же диаметра. При таком количестве оборотов создается максимальная точность и обеспечивается минимальный перегрев и стирание лезвий.
Уход за разверткой
Развертка является дорогостоящим инструментом, при покупке которого нужно выложить довольно крупную сумму. В связи с этим во избежание повторных затрат в дальнейшем, следует обеспечить тщательный уход за режущей кромкой, чтобы продлить ее ресурс эксплуатации. В первую очередь следует изолировать инструмент от попадания влаги и сырого воздуха. Для этого развертку лучше всего хранить в закрытом боксе. В идеале, если каждый инструмент будет иметь индивидуальный тубус или будет надежно фиксироваться, чтобы не контактировать с прочими развертками и сверлами.
После каждого использования режущие кромки следует очистить от смазки и прилипшей стружки. Если этого не сделать, то мелкие частицы могут покрыться ржавчиной и плотно прикрепиться к кромке, что ускорит затупление инструмента. Это приведет и к тому, что при начале работы на заготовке будут оставляться ржавые разводы.
Развертки по металлу
В продаже можно встретить просто огромное количество различных металлорежущих инструментов. Довольно часто применяются развертки по металлу – инструмент, который предназначен для предварительного просверливания отверстий и доведения их показателя шероховатости до требуемого уровня. Существуют различные типы разверток, все они предназначены для проведения определенных работ. Развертыванием многие занимаются по причине того, что подобный процесс позволяет повысить точность получаемого отверстия. Рассмотрим особенности данного инструмента подробнее.
Конструкция развертки
В продаже встречаются самые различные варианты исполнения этого режущего инструмента, все они характеризуются своими определенными эксплуатационными качествами. Изготовление разверток – достаточно сложный процесс, так как все конструктивные части должны обладать высокой точностью. Конструкция развертки позволяет проводить обработку цилиндрических и конических отверстий. Практически все разновидности режущих инструментов имеют практически схожую конструкцию:
Конструкция ручной развертки
Рассматривая чертежи разверток, уделяют больше всего внимания особенностям рабочей части. Она состоит из нескольких частей:
Маркировка определяет основные параметры инструмента. Помимо вышеуказанных элементов также выделю следующие:
Между всеми зубьями есть канавки, которые характеризуют режущую кромку. Кроме этого, канавки обеспечивают образование и отведение стружки. Ручные варианты исполнения имеют равномерное расположение зубьев по всей цилиндрической поверхности, за счет чего обеспечивается требуемое качество обработки.
Особенности обработки развертыванием
При сверлении есть вероятность того, что размеры будут существенно отличаться от тех, которые нужно было получить. Это связано с тем, что на момент механической обработки оказывается высокой давление на заготовку, материал и сама режущая часть могут нагреваться и деформироваться. Именно поэтому многие решают пользоваться разверткой для достижения высокого качества получаемых отверстий.
К особенностям проводимой обработки можно отнести нижеприведенные моменты:
В целом можно сказать, что сверло в применении не отличается существенно от рассматриваемого изделия. В обоих случаях оказывается вращение и возвратно-поступательное движение. Однако, в случае развертывания проводимая обработка является финишной, предусматривает высокую скорость вращения.
Классификация инструмента
Классификация разверток может проводится по самому большом количеству различных признаков.
Некоторые виды разверток по ГОСТ
Рассматривая виды разверток следует учитывать, что классификация проводится согласно ГОСТ:
Развертка ручная имеет свои определенные особенности, которые позволяют закреплять инструмент в специальном воротке. Современная развертка машинная имеет свои конструктивные особенности, которые нужно учитывать при выборе инструмента.
Наибольшей популярностью пользуются следующие варианты исполнения:
Как ранее было отмечено, рассматриваемый инструмент можно применять для обработки конических отверстий. Комбинированная развертка может применяться для работы со следующими типами отверстий:
В ГОСТе указывается класс точности развертки. Она зависит от геометрических параметров и типа применяемого материала при изготовлении.
Ступенчатые развертки применяются для получения более качественных отверстий. К примеру, двухступенчатая развертка может разделить припуск, увеличив качество поверхности.
По способу использования выделяют следующие варианты исполнения изделий:
Типы разверток по металлу
Твердосплавные развертки по металлу сегодня получили весьма широкое распространение. Это связано с тем, что применяемые твердые сплавы могут выдержать длительную эксплуатацию и при этом поверхность не изнашивается. Как правило, именно износ режущей кромки становится причиной снижения качества поверхности.
По виду обрабатываемого отверстия
Обрабатываемые отверстия могут иметь самую различную геометрию поверхностей. Большее распространение получили:
Развертка коническая подбирается для каждой заготовки. Это связано с тем, что наконечник должен соответствовать форме конуса. Конусная поверхность довольно сложна в обработке, и только при применении соответствующего изделия можно достигнуть требуемой формы и качества.
Развертка цилиндрическая имеет более простую форму, встречается подобный инструмент довольно часто.
Ручные развертки
Следует учитывать, что развертка ручная цилиндрическая существенно отличается от машинной развертки. Проводя работы вручную можно достигнуть высокую точность. При выборе изделия уделяется внимание следующим моментам:
Развертка ручная коническая получила широкое распространение. Ручные инструменты характеризуются своей относительно невысокой стоимостью. При этом их можно назвать универсальным вариантом исполнения. В продаже есть вариант исполнения с гладким направляющим диаметром. Кроме этого, спиральная развертка постепенно снимает оставленные припуск, за счет чего повышается качество поверхности.
Ручной инструмент имеет цилиндрическую форму. К особенностям можно отнести нижеприведенные моменты:
При изготовлении основной части инструмента могут использовать различные металлы. Как правило, они характеризуются достаточно большой твердостью и износостойкостью, но не рассчитаны на работу с высокой скоростью резания.
Машинные развертки
Появление различных станков позволяет существенно повысить производительность труда. Сверлильный станок с низким показателем скорости вращения шпинделя позволяет получать качественные отверстия за меньшее количество времени. ГОСТ также определяет классификацию инструмента по достаточно большому количеству различных признаков. Развертка машинная цилиндрическая характеризуется следующими особенностями:
Есть также коническая развертка машинная, которая предназначена для использования станков. Выполняется машинное развертывание в случае, когда нужно обеспечить высокую производительность. Стоит учитывать, что из-за большого количества режущих кромок важно точно регулировать скорость вращения.
При изготовлении инструмента применяется специальная быстрорежущая сталь, которая может выдерживать длительное механическое воздействие и перепаду температуры. За счет специального хвостовика инструмент может крепиться в различной оснастке для станков.
Применение разверток
При использовании обычного сверла добиться высокой точности и качества поверхности практически невозможно. Это связано с особенностями рабочей части, которая имеет относительно небольшое количество режущих кромок. Применение рассматриваемых изделий позволяет существенно повысить качество отверстия и довести все показатели до требуемых. Область применения инструмента обширная:
Отметим, что применяемый вороток подходит для различных ручных инструментов. Кроме этого, изделие машинного типа подходит практически для всех патронов, может применяться при выполнении промежуточной операции.
В заключение отметим, что следует отдавать предпочтение исключительно продукции известных производителей. Это можно связать с тем, что они гарантируют высокое качество производства и длительный срок службы изделия. Однако, за счет контроля качества на каждом этапе производства и применения качественных материалов существенно повышается стоимость изделия.
Что такое развертки
Инструмент режущего типа, предназначен для проведения финишной зачистки отверстий, полученных путем сверления, растачивания и зенкерования. Развертка благодаря большому количеству кромок, от 4 до 14, позволяет достигнуть точности до 9 квалитета. Инструмент вращается, одновременно с этим совершая поступательные движения вдоль оси. Для достижения максимальной точности рекомендуется использовать смазывающие о охлаждающие составы.
Виды разверток
— Машинного типа, оснащены хвостовиком в виде конуса Морзе или цилиндра, необходимого для получения гладкой поверхности после сверления и подгонки отверстия под точные размеры. Различают цельные и насадные по способу крепления;
— Ручные развертки, выполнены в форме цилиндра, по всей длине располагаются острые грани (винтовые и прямые). Для удобного хвата используется одновременно с воротком;
— Регулируемые, позволяют выставлять разные диаметры в пределах от 1 до 3 мм;
— Разжимные или раздвижные, внутри которых размещен шарик, а в нижней части винт. Приводя в движение винт, шарик продвигается вперед, тем самым раздвигая грани и увеличивая диаметр инструмента;
— Конические, имеют форму конуса, используются в промышленности.
Принцип действия развертки
Принцип работы инструмента заключается в его кромках – зубцах. Их может быть от 4 до 14. Благодаря кромкам в процессе обработки отверстия снимается припуск. Помогает процессу сверления не только вращение инструмента, важна также подача, которую выполняют в направлении к оси калибруемой проймы. За счёт принципа работы, возможно снимать с изделия тончайший слой металла, не повреждая ни поверхность, ни инструмент. Металлорежущим изделием, механического или ручного типа, можно сделать сверхточное отверстие с минимальной шероховатостью.
Конструкция развертки
Развёртка состоит из режущей поверхности, калибрующей части, зубьев, канавок, зажимов, заднего и переднего углов резания. В режущей части различается угол конуса. Для ручных инструментов он составляет 1-2 градуса, а у машинной оснастки доходит до 15 градусов. Калибровочная часть состоит из конусного и цилиндрического участка.
Цилиндрическая основа градуирует отверстие в металлическом изделии, а задача обратной конусности – уменьшить трение в процессе калибровки. От числа зубьев зависит жёсткость и точность работы инструмента. Чем зубьев больше, тем точнее и чище получается отверстие. Канавки в развёртке отвечают за контроль и гладкость обрабатывания изделий. Например, при работе с неровными поверхностями используют инструмент с винтовым зубом – там канавки выдолблены в направлении противоположном вращению – это нужно, чтобы развёртка не заедала в процессе сверления. Задний угол резки изделия отвечает за стойкость оснастки, он, обычно, выполнен под углом 5-8 градусов. А передний угол равен нулю.
Основные приемы работы с развертками
В процессе развертывания используют машинную или ручную развёртку. Перед этим отверстия подготавливают сверлом по металлу, чей диаметр равен диаметру развёртки, но с небольшим припуском. Припуск допустим меньше диаметра развёртки примерно на 0,3 миллиметра, если работа черновая и на 0,1 миллиметр при чистовом процессе. Машинная развёртка позволяет крепить инструмент аналогично креплению сверла во время сверления.
Процесс машинного развёртывания похож на процесс высверливания. Но мастера рекомендуют выполнять эту работу после подготовки проймы и не меняя установки детали. Чтобы режущее изделие могло самоцентрировать в соответствии с осью проймы, его закрепляют, как правило, в подвижных державках. Скорость резки при развёртывании меньше, чем при обычном сверлении отверстия – в два или три раза. При этом необходимо использовать автоматическую подачу.
Нужно применять большое количество специальных жидкостей для смазки. Скорость подачи зависит от количества оборотов режущего инструмента: чем их меньше, тем выше стойкость развёртки и лучше качество развёртываемой проймы в заготовке. В процессе ручного развёртывания изделие закрепляют в воротке, после чего смазывают. Ось проймы и ось развёртки должны полностью совпасть. После установки инструмента мастер начинает вращать его с небольшим нажимом в правую сторону. Вращать нужно аккуратно, без резких рывков, непрерывно, без изменения скорости. Вращение в обратную сторону категорически недопустимо при ручной развёртке, потому что режущие зубья инструмента могут сломаться. Ручную развёртку делают за один проход.
Процесс развертывания отверстий
Развёртывание отверстий нужно, чтобы оформить точную по форме пройму в изделии из металла с допустимой шероховатостью от 0,16 до 1,125 микромиллиметров. Процесс развёртывания выполняют с помощью развёртки. Размер инструмента подбирают в соответствии с диаметром отверстия. Сначала в заготовке просверливают черновое отверстие. Потом закрепляют эту заготовку так, чтобы оснастка смогла свободно пройти через изделие с отверстием. Для черновой развертки иногда используют минеральные масла для смазки поверхностей инструмента и заготовки. После чернового развёртывания в отверстие вставляется чистовой инструмент, и операция повторяется заново, до нужного качества.
Заточка разверток
Затачивание режущего металлоинструмента должен осуществлять только мастер с опытом и высокой квалификацией. Так как развёртка считается чистовым инструментом, то качество её заточки должно быть идеальным. Это сложная операция, которую выполняют на специальном точильном станке. Зубья инструмента обрабатывают по классификации шероховатости не ниже 8-го или 9-го класса. Для точности очинивания углы развёртки проверяются угломером или с помощью специального микроскопа для инструментов. После обтачивания развёртку ещё обрабатывают методом доводки на профессиональном доводочном механизме.
ГОСТы
Чертеж развертки по металлу
Какие отверстия обрабатывают развертками
Режущим инструментом мастер может обработать отверстия цилиндрической или конической формы.
Цилиндрические проймы создаются развёртками с основной частью в форме цилиндра. Используют ручные или машинные инструменты.
Конические отверстия выполняются развертками конической формы, но не сразу. Обычно, процесс делится на три этапа: черновая обработка, промежуточная и чистовой вариант. Проверку готового конического отверстия выполняют режущим изделием с конусным калибром.
Отличие ручных разверток от машинных
Самое главное отличие развертки ручного типа от машинного заключается в длине рабочей части, она, как правило, у ручной длиннее. Это позволяет сократить усилия и минимизировать погрешности дефектов.
Особенности обработки металла развертыванием
Как ухаживать за разверткой
Восстановление данного инструмента может стоить приличных денег. Чтобы избежать непредвиденных трат, стоит внимательно следить за состоянием разверток: оградить их от воздействия влаги, купить блок для хранения, очищать после каждого использования.