Типичные приемы работы
Сверло всегда должно подбираться с учетом диаметров разверток, которые будут дальше применяться. Обязательно необходимо оставлять маленький припуск, что означает, что сверло должно быть чуть меньше в пределах 0,2-0,3 миллиметра для чернового развертывания и не больше 0,05-0,1 миллиметра для чистовой процедуры. Увеличения размеров припусков зачастую являются причиной ускоренного износа заборной части и ухудшают окончательную точность вкупе со снижением качества получаемой поверхности.
Алгоритм работы вручную:
- Прибор закрепляется в воротке, после чего смазывается;
- Заборный элемент должен вводиться таким образом, чтобы ось отверстия и развертки совпадали;
- Для проверки точности положения нужно использовать угольник с двумя, расположенными перпендикулярно, плоскостями;
- Вращение всегда начинается с правой стороны при осуществлении небольшого давления поверх воротка;
- Само вращение происходит на небольшой скорости и в плавном режиме (даже при достаточно легком продвижении наращивать скорость не рекомендуется);
- Не допускается вращение в обратную сторону, ибо возникают риски повреждения кромок для резки и образования задиров в отверстии;
- Весь процесс разворачивания производится за один присест с одной стороны.
Машинная развертка
Этот способ используется в тех случаях, когда имеется цель в достижении максимальной точности, а какие-либо отклонения требуется исключить полностью. При выполнении разверточных операций на станке, устанавливаемый инструмент должен быть хорошо смазан так, как бы если он использовался для первичного сверления или нарезания резьбы.
Оптимальным вариантом станет такая ситуация, когда разверточная процедура посредством станка будет проведена сразу же после сверления паза. В этом случае разверточный инструмент пойдет по такой же траектории, что и ранее используемое сверло, ибо положение детали не будет изменяться. Таким образом, произойдет плавное вхождение прибора, при том, что на все зубцы будет оказываться равномерное давление. Это одновременно и увеличит точность и минимизирует вибрации.
Стоит отметить, что не следует проводить развертывание на повышенных скоростях. Показатель оптимальной скорости должен быть в 3 раза меньше, нежели скорость сверла в процессе сверления. Все это позволит обеспечить увеличение точности, создать минимальный уровень перегрева, снизить степень стирания лезвий.
Уход за разверточным инструментом
Сам по себе рассматриваемый прибор является довольно-таки дорогостоящим, поэтому, в целях недопущения излишних затрат в будущем, ему стоит обеспечить надлежащий уход за режущими краями, что существенно повысит его эксплуатационный срок. Профессионалы рекомендуют хранить прибор в закрытом кейсе, дабы избежать вредного воздействия на него влажного воздуха или воды. Идеальным станет использование для каждой единицы инструментария отдельного собственного кейса, путем чего исключается излишний контакт с другими единицами оборудования.
По завершению процесса использования, режущие края инструмента следует зачистить от смазки и налипшей металлической стружки. Если подобную операцию не производить, то в дальнейшем мелкие металлические фрагменты покроются ржавчиной и плотно пристанут к краям, что ускорит их затупление. А это, в свою очередь, приведет к тому, что на поверхности обрабатываемой детали начнут оставаться разводы ржавчины.
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.
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.
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.
Развертывание конических отверстий
Кондуктор для сверления отверстий
Конические отверстия нормализованных размеров (внутренние конусы в переходных втулках, в насадных развертках, зенкерах и т. д.) следует обрабатывать развертками (рис. 163), комплект которых для определенного типа и размера обрабатываемого конического отверстия (например, конус Морзе № 4) состоит из 3 шт. Каждая из таких разверток имеет коническую часть, соответствующую размерам отверстия, для обработки которого она предназначается, и цилиндрический хвостовик, заканчивающийся квадратом.
На конической части профрезерованы канавки, образующие зубья. У первой (обдирочной) развертки (рис. 163, а) число зубьев обычно невелико (в развертке для конуса Морзе № 4 имеется 6 зубьев). Они сделаны ступенчатыми с расположением ступеней по винтовой линии. Вторая развертка (рис. 163, б) имеет значительно большее число зубьев, чем первая, но также ступенчатых (для разделения снимаемой стружки на части). Третья (чистовая) развертка (рис. 163, в) имеет прямые ровные зубья; их делается несколько больше, чем во второй развертке.
Рис. 163. Конические развертки
Сверление отверстия производится сверлом диаметром на 0,5—1,0 мм меньше меньшего диаметра первой развертки. Благодаря ступенчатой форме зубьев этой развертки и расположению их по винтовой линии, развернутое отверстие получается ступенчатым. После прохода второй развертки ступени уменьшаются по величине, но количество их возрастает. Последняя (чистовая) развертка снимает ступени, и обрабатываемое отверстие получается с гладкими стенками.
Комплект, предназначенный для обработки конических отверстий с малыми уклонами конуса, иногда состоит из двух разверток. Очень пологие конусы часто обрабатываются сразу чистовой разверткой.
Установка развертки во время работы показана на рис. 164. Рабочий конец 3 развертки вводится в обрабатываемое отверстие детали 2, закрепленной в патроне 1, а правый поддерживается центром 5, вставленным в пиноль 6 задней бабки станка. На квадратный конец развертки надет хомутик 4, конец которого опирается на верхнюю площадку суппорта. По мере перемещения развертки влево пиноль задней бабки подается также влево непрерывным вращением ее маховика. Если конец хомутика приближается к левой кромке площадки, следует переместить влево весь суппорт.
Рис. 164. Развертывание конического отверстия
Проверка конических отверстий. Для проверки конических отверстий применяют калибры-пробки (рис. 165, а). Пользуясь таким калибром, на боковой поверхности его наносят меловые или карандашные риски. Если после того, как калибр введен в проверяемое отверстие и несколько раз повернут, риски сотрутся по всей длине, — угол конуса отверстия правилен. Если риски сотрутся только у меньшего диаметра калибра, это означает, что угол конуса велик. При слишком малом угле конуса меловые или карандашные линии окажутся стертыми только у большого диаметра калибра. Диаметры конического отверстия проверяются также калибром-пробкой. При правильно обработанном отверстии риска В, нанесенная на калибре-пробке, должна быть закрыта деталью, а торец детали не должен закрывать собой риску А (рис. 165, б). Если риска В на калибре не дойдет до торца детали, отверстие следует обработать дополнительно, а если риска А проходит в глубь детали, последняя является браком.
Рис. 165. Калибр-пробка (а) для проверки конических отверстий и его применение (б)
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.
Как выбрать приспособление
Где купить инструмент, вопрос не стоит. Специализированные торговые точки предложат на выбор огромный ассортимент дешевой и дорогостоящей продукции. Причем ежегодно выпускаются усовершенствованные новинки. А вот к приобретению изделия специалисты советуют относиться с полной серьезностью. Критерии выбора у всех разные. Но главное, определиться, при строительстве или ремонте будет задействовано оборудование, и с какой поверхностью предстоит иметь дело. Чтобы достичь положительного результата (итоговой шероховатости и точности) следует внимательно отнестись к таким рекомендациям мастеров:
- Если предстоит ручная работа, то стоит отдать предпочтение устройствам, оборудованным квадратным хвостовиком. При работе на станках подойдут модели с конусом Морзе или цилиндрические.
- Не рекомендуется применять устройства с прямыми канавками или плавающие развертки, если возникла необходимость развернуть прерывистое отверстие, имеющее шпоночный паз. Идеальный вариант – приспособление, у которого зубья расположены винтовым образом.
- Бывают случаи, когда приходится иметь дело с большой глубиной выемки или специальной переходной втулкой, где невозможно использовать стандартные изделия. Тогда на помощь придет модель, в которой рабочая часть сильно удлинена или насадка, оснащенная удлиненной оправкой.
- Для бытового применения достаточно подобрать подходящее приспособление для выполнения определенного объема работ. Занятие профессиональной деятельностью – совсем другое дело. Тут поможет только комплект разверток, отличающихся размерами. Такие наборы реализуются в практичных и надежных коробках, выполненных их пластика или дерева.
Большое влияние на выбор инструмента оказывает предполагаемый объем работ. Если в планах заниматься развертыванием на профессиональном уровне и в больших масштабах, то лучше отдать предпочтение универсальным конструкциям. Их можно настроить на нужный лад, подрегулировать, починить или переточить. Можно остановиться на продукции со съемными ножками или регулируемыми конструктивными элементами. Стоит иметь в виду, что для работы с твердыми и закаленными металлами необходимо приобрести модели с твердосплавными пластинами.
Развертывание отверстий
Развертка – это технологическая металлорежущая операция доводки отверстия до требуемых параметров. С помощью развертки можно изменить формы и размер отверстия, его класс точности и шероховатость.
Рассмотрим основные правила проведения данной операции, на что следует обратить особое внимание для получения качественного результата
Используемый инструмент
Доводка отверстия производится специальным инструментом, «разверткой», вручную, на сверлильном или токарном станке. Он подразделяется:
- В зависимости от места установки на ручной и машинный.
- По форме отверстия – цилиндрический и конический.
- В зависимости от типа фиксации в патроне – хвостовые и насадные.
- По расположению режущих кромок – с равномерным и неравномерным. Последние позволяют придавать участкам обрабатываемой поверхности различную степень шероховатости.
Ручные развертки отличаются от машинных удлиненными режущими зубьями и квадратным хвостовиком для установки в воротке.
Инструмент предназначенный для сверлильных станков и электродрелей позволяет обрабатывать глубокие отверстия благодаря короткой рабочей части и длинной шейке. Хвостовик имеет цилиндрическую или конусную форму.
Порядок операции
Подбор развертки осуществляется по типу инструмента (черновая, чистовая, ручная, машинная) и его диаметру. Черновые имеют припуск от 0,1 до 0,15 мм, чистовые от 0,05 до 0,1 мм. Для получения отверстия большого диаметра (например, 30 мм) с требуемым значением шероховатости необходимо:
- Просверлить отверстие диаметром 15 мм.
- Рассверлить его до диаметра 29,8 мм.
- Произвести черновое развертывание инструментом 29,95 мм.
- Завершить развертывание чистовым инструментом диаметром 30 мм снимающим припуск 0,05 мм.
Следует учесть, что точность полученной поверхности зависит не только от качества инструмента и правильности проведения операции, но и выбора смазочно-охлаждающей жидкости. Так, при обработке стальных изделий необходима эмульсия смешанная с минеральным маслом, которое не используется для бронзы и латуни.
Особенности применения
При проведении ручного развертывания отверстий необходимо придерживаться следующего порядка работ:
- Подобрать развертку исходя из требований к параметрам отверстия.
- Надежно зафиксировать деталь или заготовку в тисках.
- Вставить развертку в предварительно просверленное или полученное методом литья отверстие.
- Надеть вороток на хвостовик инструмента.
- Вращать вороток по часовой стрелке (направлению режущих кромок) избегая резких движений. В процессе работы периодически поливать СОЖ на инструмент.
- После завершения чернового прохода инструмент необходимо извлечь без обратного вращения.
- Поместить в отверстие чистовую развертку и одеть вороток.
- Произвести вращение с минимальной подачей по часовой стрелке.
- После завершения извлечь инструмент без обратного вращения и проверить шероховатость и размер отверстия при помощи калибра или других средств измерения.
Режим резания при машинном развертывании (скорость и частота вращения шпинделя) выбирается по специальным таблицам на основании диаметра отверстия, марки стали из которой изготовлена деталь и материала инструмента.
Перед проведением машинного развертывания необходимо протереть конус хвостовика и посадочное отверстие в шпинделе. При обработке ось развертки должна совпадать с осью отверстия обрабатываемой детали.
Особенности развёртывания отверстий
Расточку целесообразно проводить поэтапно — вначале черновой развёрткой, затем чистовой
Перед развёртыванием торцевую часть отверстия обязательно обтачивают, чтобы не затупить инструмент, особенно важно это при работе с деталями из чугуна. В процессе работы не помешает руководствоваться принципом «тише едешь — дальше будешь», и чем медленней и равномерней будет осуществляться подача инструмента в отверстие, тем более высокого качества будет полученный результат
Именно поэтому рекомендуется работать не дрелью, а воротком, чтобы иметь возможность более точно контролировать рабочий процесс.
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.
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.
Определение параметров трубы
Площадь сечения
Труба представляет собой цилиндр, поэтому производить расчеты не сложно
Сечение круглого профиля – это круг, диаметр которого определяется, как разница величины наружного диаметра изделия за вычетом толщины стенок.
В геометрии площадь круга рассчитывается так:
S = π R^2 или S= π (D/2-N)^2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.
Внешняя поверхность
Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.
Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:
S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб , тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
