Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Обработка глубоких отверстий

Обработка глубоких отверстий
Обработка глубоких отверстий (большой длины) составляет особую группу и является более сложной. К глубоким относят отверстия, длина которых более пяти диаметров (l > 5d).

Требования, предъявляемые к обработке глубоких отверстий, колеблются в широких пределах, в том числе могут быть и достаточно высокими (цилиндры, гильзы, направляющие, амортизационные стойки шасси и т. п.). Одно из существенных затруднений — обеспечение прямолинейности оси отверстия.

Получение отверстия в сплошном материале осуществляется сверлением специальными сверлами. Обработка производится преимущественно при вращающейся детали, последовательно, «шаг за шагом», с периодическим выводом инструмента для удаления стружки и подачи ТЖ. В качестве инструмента используют пушечные, ружейные, шнековые и реже обычные спиральные сверла.

При сверлении глубоких отверстий относительно большого диаметра (80-200 мм) находят применение кольцевые сверла. При сверлении такими сверлами производительность может быть повышена до четырех раз. Кроме того, высверливаемый стержень может быть использован в качестве заготовки для изготовления других деталей, т. е. имеет место экономия металла.

Обработка предварительно подготовленных (в том числе просверленных) отверстий (толстостенные трубы и т. д.) осуществляется зенкерованием. При этом для повышения точности размеров и уменьшения шероховатости глубокие отверстия подвергают одно- или многократному зенкерованию. Более высокие результаты обеспечивает скоростное зенкерование «на растяжение» (рис. 4.5), т. е. оправка, на которой закреплен зенкер, нагружена осевым растягивающим (а не сжимающим как обычно) усилием резания. В этом случае значительно снижается возможность возникновения вибраций. Качество и точность обработки при этом достигаются наиболее высокие для данного метода обработки.

Дальнейшее повышение точности отверстий, в том числе прямолинейности оси отверстия, достигается растачиванием, развертыванием, с использованием универсальных и специальных конструкций, инструментов (расточные оправки, расточные блоки, специальные развертки и др.) (рис. 4.6).




Рис. 4.6. Схема растачивания глубоких отверстий:1 - оправка; 2 - опорный элемент

Растачивание глубоких отверстий осуществляют резцами, закрепленными на оправках требуемой длины. Для повышения жесткости такая оправка может иметь направляющую часть и входить ею в поддерживающую втулку, являющуюся дополнительной опорой.

Жесткость оправки повышается также за счет размещения дополнительных опор, воспринимающих действие сил резания Ру и Pz, касающихся обработанной поверхности. В ряде случаев для повышения жесткости и виброустойчивости расточные оправки изготавливают твердосплавными.

Обработка глубоких отверстий лезвийным инструментом осуществляется на горизонтально-сверлильных, токарных, расточных, радиально-сверлильных станках, а также на специальных станках для глубокого сверления.

Существенные трудности при обработке глубоких отверстий представляет удаление стружки из зоны резания. Это наиболее заметно при обработке стали. Легче удаляется дробленая стружка. С этой целью прибегают к вибрационному резанию с использованием (наложением) колебаний низких или высоких (ультразвуковых) частот.

Например, применение вибрационного растачивания отверстия диаметром 12 мм и длиной 90 мм обеспечило достижение некруглости 0,6-0,8 мкм. Обработка осуществлялась твердосплавным резцом, закрепленным в борштанге.

Шлифование глубоких отверстий производят на внутришлифовальных станках с большим вылетом шпинделя. Последнее обстоятельство значительно снижает жесткость шпинделя, вследствие чего шлифование выполняют при небольшой глубине врезания. Точность размеров и шероховатость обработанной поверхности при шлифовании на таких станках ниже, чем на обычных внутришлифовальных. Применение шлифования обеспечивает получение точности 8-го квалитета (3-й класс) и шероховатость поверхности 5-6-го класса (Ra = 3,2...2,5 мкм).

Для достижения более высоких показателей точности размеров и шероховатости обработанной поверхности применяют хонингование. При хонинговании, как известно, на точность и шероховатость поверхности не оказывает влияние большой вылет шпинделя, так как хонинговальная головка связана с ним шарнирно и ориентируется по обрабатываемому отверстию. Хонингование обеспечивает получение точности 7-6-го квалитета (2-1-го класса) и шероховатости поверхности 9-12-го класса и выше (Ra = 0,32...0,032 мкм). Однако хонингование не исправляет положения оси отверстия. Поэтому ему обычно предшествуют шлифование, чистовое зенкерование или растачивание, а также развертывание.

В некоторых случаях для уменьшения припуска под хонингование после растачивания или зенкерования производят калибрование отверстия.

При обработке глубоких отверстий точности 8-9-го квалитета (3-4-го класса) и шероховатости поверхности 7-10-го класса после растачивания и зенкерования для получения требуемой шероховатости поверхности применяют один из методов обработки ППД — раскатывание, калибрование.

Особенностью обработки глухих отверстий является отсутствие возможности для выхода инструмента в конце прохода, что затрудняет управление осевым перемещением инструмента (особенно инструментом с большой длиной режущей кромки или контура: зенкер, развертка, шлифовальный круг, хон-головка) и удаление стружки из отверстия.

Указанные трудности наиболее ощутимы при обработке глухих отверстий большой длины. Глухие отверстия невозможно обрабатывать протягиванием, дорнованием.

Для удобства пользования классификационными группами вводятся сокращенные условные обозначения методов обработки...

Технологическая наследственность зависит не только от вида и режимов обработки, применяемых на чистовой операции...

Влияние качества поверхности на усталостную прочность сталей

Значительно влияет на повышение усталостной прочности уменьшение шероховатости поверхности в местах...