В чем разница между сверлением, растачиванием, протягиванием и развертыванием?

Отверстие является важной поверхностью на коробке, кронштейне, втулке, кольце и дисковых деталях, а также поверхностью, часто встречающейся при механической обработке.

В случае одинаковых требований к точности обработки и шероховатости поверхности, обработка отверстий сложнее, чем обработка наружной поверхности, производительность низкая, а стоимость высокая.

По сравнению с обработкой поверхности внешнего круга, условия обработки отверстия намного хуже, и обрабатывать отверстие сложнее, чем внешний круг.

Это происходит потому, что:

1） Размер инструмента, используемого для обработки отверстий, ограничен размером обрабатываемого отверстия, жесткость низкая, что приводит к деформации изгиба и вибрации.

2） При обработке отверстий режущими инструментами фиксированного размера размер отверстий часто напрямую зависит от соответствующего размера режущих инструментов.

Производственная ошибка и износ режущего инструмента напрямую влияют на точность обработки отверстий.

При обработке отверстий зона резания находится внутри заготовки, условия удаления стружки и отвода тепла плохие, а точность обработки и качество поверхности нелегко контролировать.

К распространенным методам обработки отверстий относятся сверление, развертывание, растачивание, протягивание, хонингование отверстий, шлифование отверстий и чистовая обработка отверстий.

Ниже я подробно расскажу о нескольких методах обработки отверстий и различиях между ними для решения задач обработки отверстий.

Что такое бурение?

Сверление - это первый процесс обработки отверстий в твердых материалах, и диаметр отверстий, обработанных сверлением, обычно не превышает 80 мм.

Существует два способа сверления: Первый - вращение долота, второй - вращение заготовки.

Погрешности, возникающие при использовании двух вышеуказанных методов бурения, не одинаковы.

При методе сверления с вращением сверла, когда сверло отклоняется из-за асимметрии режущей кромки и недостаточной жесткости сверла, осевая линия обработанного отверстия будет отклоняться или отклоняться. Не прямо, но отверстие остается неизменным;

Напротив, при сверлении в режиме вращения заготовки отклонение сверла приводит к изменению диаметра отверстия, но его центральная линия остается прямой.

Обычно используются инструменты для сверления с помощью спирального сверла, центровочных сверл, сверл для глубоких отверстий и т.д. Наиболее часто используется спиральная дрель, ее диаметр составляет ψ0.1~ψ0.8 мм.

Из-за ограничений структуры, жесткость на изгиб и кручение бурового долота низкая, в сочетании с плохой центральностью, точность бурения низкая, как правило, может достигать только IT13 ~ IT11;

Шероховатость поверхности также велика, Ra обычно составляет 50-12,5 мкм, но скорость резки металла при сверлении велика, а эффективность резки высока.

Сверление в основном используется для обработки отверстий с низкими требованиями к качеству, таких как отверстия для болтов, резьбовые отверстия и отверстия для масла.

Для отверстий, требующих высокой точности обработки и качества поверхности, их следует выполнять протягиванием, развертыванием, растачиванием или шлифованием при последующей обработке.

Процесс бурения

1. Разметка: Перед сверлением необходимо ознакомиться с требованиями к чертежам. В соответствии с требованиями к расположению и размерам сверла, с помощью линейки по высоте начертите поперечную осевую линию положения отверстия. Осевая линия должна быть четкой и точной, и чем тоньше, тем лучше. После проведения линии используйте для контроля верньерные штангенциркули или стальные линейки.
2. Нарисовать пробный квадрат или круг: После того как линия проведена и прошла проверку, во время пробного бурения в качестве контрольной линии следует нарисовать контрольную сетку или контрольный круг с осевой линией отверстия в качестве симметричного центра, чтобы можно было проверить и скорректировать положение бура при бурении.
3. Пробойник: После разметки соответствующей контрольной сетки или контрольного круга следует тщательно провести пробную проверку. Сначала сделайте небольшое пятно и наблюдайте в разных направлениях за центральной линией креста, чтобы убедиться, что пробойник находится на пересечении центральной линии креста. Наконец, пробный пуансон пробивают справа, чтобы сделать круг и увеличить его размер, чтобы сверло можно было точно отцентрировать.
4. Зажим: Протрите дочиста стол станка, поверхность приспособления, базовую точку заготовки, зажим заготовки, требования к зажимам - плоские, прочные, удобные для наблюдения и измерения. Следует обратить внимание на способ зажима заготовки, чтобы предотвратить деформацию заготовки в результате зажима.
5. Испытание скучно: Перед сверлением необходимо сначала провести пробное сверление, чтобы горизонтальная кромка сверла совпала с центром образца для сверления неглубокого отверстия, а затем визуально проверить правильность положения неглубокого отверстия и постоянно корректировать отклонение, чтобы неглубокое отверстие и контрольный круг были соосны. Если отклонение небольшое, заготовку можно одновременно со сверлением с силой толкать в сторону, противоположную отклонению, чтобы добиться постепенной коррекции.
6. Бурение: Сверление арматуры осуществляется в основном с помощью ручной подачи. Когда пробное сверление достигает требования к точности позиции сверления, можно приступать к сверлению. При ручной подаче усилие подачи не должно сгибать сверло, чтобы не наклонить ось отверстия.
7. Когда мы выполняем процесс сверления, мы должны выбрать, использовать ли процесс сверления при вращении сверла или процесс сверления при вращении заготовки, в зависимости от материала и требований к обработке инструмента. Очень важно выбрать процесс сверления для обработки заготовки.

Что такое броширование

Протягивание - это использование протяжного сверла для дальнейшей обработки просверленного, литого или кованого отверстия с целью увеличения диаметра отверстия и улучшения качества его обработки.

Протягивание может использоваться как предварительная обработка перед чистовой обработкой отверстий или как окончательная обработка отверстий с низкими требованиями.

Протяжное сверло похоже на спиральное, но имеет больше зубьев и не имеет резца.

По сравнению со сверлением, протяжка обладает следующими характеристиками:

(1) 3~8 зубьев для развертки сверла, с хорошей ориентацией и относительно стабильной резкой.

(2) Протяжной инструмент не имеет режущей кромки, и условия резания хорошие.

(3) Припуск на обработку мал, допуск на стружку можно сделать меньше, коронка сверла может быть толще, а прочность и жесткость корпуса фрезы выше.

Точность протяжки обычно составляет IT11~IT10, а шероховатость поверхности Ra - 12,5~6,3. Протягивание часто используется для обработки отверстий диаметром менееψ100 мм.

При сверлении отверстия большого диаметра (D ≥30 мм) часто используется предварительное сверление небольшим сверлом (в 0,5~0,7 раза больше диаметра отверстия), а затем протяжка разверточным сверлом соответствующего размера, чтобы повысить качество обработки и эффективность производства отверстия.

Кроме того, протяжкой можно обрабатывать не только цилиндрические отверстия, но и различные протяжные сверла специальной формы (также известные как зенкерные сверла) для обработки различных отверстий под зенковку и плоских поверхностей.

Фронтальные контрсверла часто имеют направляющие стойки и перемещаются по обработанным отверстиям.

Что такое риминг？

Развертывание - это один из способов отделки отверстий, который широко используется в производстве.

Для небольших отверстий, по сравнению с внутренним шлифованием и тонким растачиванием, развертывание является более экономичным и практичным методом обработки.

1. Развертка

Развертки обычно делятся на ручные и машинные. Ручка ручной развертки прямая, рабочая часть длиннее, а направляющая функция лучше.

Ручная развертка имеет два вида конструкции: цельная и с регулируемым внешним диаметром. Машинная развертка имеет два типа конструкции: с рукояткой и втулкой.

Развертка может обрабатывать не только круглые, но и конические отверстия.

2. Процесс и применение развертки

Припуск на развертывание оказывает большое влияние на качество развертывания, если припуск слишком велик, нагрузка на развертку велика, режущая кромка быстро тупится, нелегко получить гладкую поверхность обработки, а допуск на размеры нелегко обеспечить;

Запас слишком мал, чтобы удалить следы от инструмента, оставленные процессом, и, естественно, не играет никакой роли в повышении качества обработки отверстий.

Общий припуск на крупную петлю составляет 0,35~0,15 мм, а на мелкую - 01,5~0,05 мм.

Во избежание образования нароста на кромке развертку обычно выполняют на более низкой скорости резания (v < 8 м/мин при обработке стали и чугуна разверткой из быстрорежущей стали).

Величина подачи зависит от обрабатываемой апертуры. Чем больше апертура, тем больше величина подачи.

Когда развертка из быстрорежущей стали обрабатывает сталь и чугун, подача обычно принимается равной 0,3~1 мм/об.

Для предотвращения образования наростов и своевременного удаления стружки развертку необходимо охлаждать, смазывать и очищать соответствующей смазочно-охлаждающей жидкостью. По сравнению со шлифованием и растачиванием, производительность развертывания высока, легко обеспечить точность отверстия;

Но развертывание не может исправить ошибку положения оси отверстия, точность положения отверстия должна быть гарантирована предыдущей процедурой.

Развертки не подходят для обработки ступенчатых и глухих отверстий.

Точность размеров развернутых отверстий обычно составляет IT9 ~ IT7, а шероховатость поверхности Ra обычно составляет 3,2 ~ 0,8.

Для отверстий среднего размера с высокими требованиями к точности (например, прецизионных отверстий IT7) типичным процессом, обычно используемым в производстве, является процесс сверления-расточки-расточки.

Что такое скука？

Растачивание - это метод обработки, при котором режущим инструментом увеличивается предварительно подготовленное отверстие. Расточка может выполняться как на расточном, так и на токарном станке.

Методы расточной обработки

Существует три различных метода обработки для растачивания отверстий.

1. Вращение заготовки, инструмент для перемещения подачи на токарном станке в основном относится к этому виду растачивания.
2. Особенности процесса: Ось отверстия после обработки совпадает с осью вращения заготовки. Округлость отверстия в основном зависит от точности вращения шпинделя станка.
3. Осевая погрешность геометрической формы отверстия в основном зависит от точности положения направления подачи инструмента относительно оси вращения заготовки.
4. Этот метод растачивания подходит для обработки отверстий с соосными требованиями к наружной круговой поверхности.
5. Когда инструмент вращается, заготовка совершает движение подачи, шпиндель расточного станка приводит во вращение расточной инструмент, а рабочий стол заставляет заготовку совершать движение подачи.
6. Инструмент вращается и совершает движение подачи. При использовании этого метода растачивания изменяется длина свеса расточного стержня, а также деформация расточного стержня.
7. Отверстие рядом с бабкой большое, а отверстие далеко от бабки.
8. Диаметр отверстия мал, образуя конусообразное отверстие. Кроме того, длина свеса расточного прутка увеличивается, а изгибная деформация шпинделя из-за его веса также увеличивается, и ось обработанного отверстия будет соответственно изогнута. Этот тип растачивания подходит только для обработки коротких отверстий.

a) Переворот заготовки b) Метод подачи инструмента при растачивании

1-Расточная планка 2-Расточной инструмент 3-Заготовка 4-Рабочий стол 5-Шпиндель

Станок для тонкой расточки

По сравнению с обычным сверлением, алмазное сверление характеризуется небольшим количеством обратного резания, малой подачей и высокой скоростью резания.

Он может обеспечить высокую точность обработки (IT7～IT6) и очень гладкую поверхность (Ra составляет 0.4～0.05).

Изначально алмазное сверление обрабатывалось алмазными расточными инструментами, а в настоящее время, как правило, обрабатывается инструментами из цементированного карбида, CBN и синтетического алмаза. В основном используется для обработки заготовок из цветных металлов, также может применяться для обработки чугунных и стальных деталей.

Обычно используются следующие параметры резки для алмазного бора: Предварительная расточка составляет 0,2~0,6 мм, а окончательная расточка - 0,1 мм;

Скорость подачи составляет 0,01~0,14 мм/об; Скорость резания составляет 100~250 м/мин при обработке чугуна, 150~300 м/мин при обработке стали и 300~2000 м/мин при обработке цветных металлов.

Для обеспечения высокой точности обработки и качества поверхности при алмазном сверлении станок (алмазно-расточной станок) должен обладать повышенной геометрической точностью и жесткостью.

В шпинделе станка обычно используются прецизионные радиально-упорные шарикоподшипники или гидростатические подшипники скольжения, а высокоскоростные вращающиеся детали должны быть точно сбалансированы.

Кроме того, движение механизма подачи должно быть очень стабильным, чтобы рабочий стол мог стабильно выполнять низкоскоростное движение подачи.

Скучный инструмент

Расточные инструменты можно разделить на односторонние и двухсторонние.

Характеристики процесса и область применения расточных работ

По сравнению с процессом сверления-расточки-расточки, размер отверстия не ограничен размером инструмента, а расточка обладает сильной способностью исправлять ошибки.

Отклонение исходной оси отверстия может быть исправлено за несколько проходов, что позволяет расточной и позиционирующей поверхности поддерживать высокую точность позиционирования.

По сравнению с внешним кругом токарной обработки, расточная система имеет низкую жесткость, большие деформации, плохие условия теплоотвода и отвода стружки, а тепловые деформации заготовки и инструмента относительно велики.

Качество обработки и эффективность производства при растачивании не так высоки, как при токарной обработке по внешнему кругу. В целом, диапазон обработки растачиванием широк и позволяет обрабатывать отверстия разных размеров и разной степени точности.

Для отверстий и отверстий с большим отверстием и повышенными требованиями к точности размера и положения растачивание является практически единственным методом обработки.

Точность обработки при растачивании составляет IT9 ~ IT7, а шероховатость поверхности Ra мала. Расточка может выполняться на таких станках, как расточные, токарные, фрезерные и др.

Он обладает такими преимуществами, как мобильность и гибкость, и широко используется в производстве. В массовом производстве расточной штамп часто используется для повышения эффективности расточки.

Что такое "хонингованное отверстие"?

Принцип хонингования и хонинговальная головка

Хонингование - это метод, при котором для выравнивания отверстия используется хонинговальная головка со шлифовальным бруском (whetstone).

Во время хонингования заготовка неподвижна, а хонинговальная головка вращается и движется по прямой линии с возвратно-поступательным движением, приводимым в движение шпинделем станка.

В процессе хонингования шлифовальный стержень воздействует на поверхность заготовки с определенным давлением, чтобы снять очень тонкий слой материала с поверхности заготовки, а режущая дорожка представляет собой поперечную сетку.

Чтобы траектория движения абразивных зерен не повторялась, количество оборотов в минуту вращательного движения хонинговальной головки и количество возвратно-поступательных движений в минуту хонинговальной головки должны быть взаимно простыми.

Угол пересечения θ хонинговальной дорожки зависит от скорости возвратно-поступательного движения υa и окружной скорости υc хонинговальной головки.

Величина угла θ влияет на качество обработки и эффективность хонингования. Обычно для грубого хонингования выбирают θ=40~60°.

Для отвода разрушенных абразивных частиц и стружки, снижения температуры резания и улучшения качества обработки при хонинговании следует использовать достаточное количество смазочно-охлаждающей жидкости.

Чтобы вся стена была обработана равномерно, ход песчаного бруса должен превышать определенный запас хода на обоих концах отверстия.

Чтобы обеспечить равномерный припуск на хонингование и уменьшить влияние погрешности вращения шпинделя станка на точность обработки, большинство хонинговальных головок и шпинделей станков соединяются плавающими соединениями.

Регулировка радиального расширения и сжатия шлифовального стержня хонинговальной головки имеет различные конструкции, такие как ручная, пневматическая и гидравлическая.

Характеристики процесса и область применения хонингования

1. Хонингование позволяет добиться высокой точности размеров и формы, а точность обработки составляет IT7~IT6. Погрешности округлости и цилиндричности отверстия можно контролировать в определенном диапазоне, но хонингование не может улучшить точность положения обработанного отверстия.
2. Хонингование позволяет получить высокое качество поверхности, с шероховатостью Ra 0,2~0,025 мкм, а глубина деформированного дефектного слоя поверхностного металла очень мала (2,5~25 мкм).
3. По сравнению со скоростью шлифования окружная скорость хонинговальной головки невелика (vc=16~60 м/мин), но из-за большой площади контакта между песчаным бруском и заготовкой скорость возвратно-поступательного движения относительно высока (va=8~20 м/мин), поэтому хонингование по-прежнему имеет более высокую производительность.
4. Хонингование широко используется при обработке прецизионных отверстий в цилиндрах двигателей и различных гидравлических устройств в массовом производстве и позволяет обрабатывать глубокие отверстия с отношением длины к диаметру более 10.
5. Но хонингование не подходит для обработки отверстий на заготовках из цветных металлов с большой пластичностью, также оно не может обрабатывать отверстия со шпоночным пазом, шлицевые отверстия и т.д.

Принцип хонингования

a) Движение здания b) Диаграмма расширения шлифовальной дорожки из песчаного бруса c) Результирующая скорость

Что такое отверстие для рисования？

1. Прошивка и инструмент для прошивки

Протягивание - это высокопроизводительный метод обработки, который осуществляется на протяжном станке с помощью специальной протяжки. Протяжные станки делятся на два типа:

Горизонтальные протяжные станки и вертикальные протяжные станки. Горизонтальные протяжные станки являются наиболее распространенными.

При протяжке протяжка совершает только низкоскоростное линейное движение (главное движение). Количество зубьев протяжки, работающих одновременно, не должно быть меньше 3, иначе работа протяжки не будет плавной, и на поверхности заготовки легко образуется кольцевая рябь.

Чтобы предотвратить поломку протяжки из-за чрезмерного усилия протяжки, при работе протяжки количество одновременно работающих зубьев не должно превышать 6-8.

Существует три различных метода протяжки, которые описываются следующим образом:

1) Многослойный степ

Особенность этого метода протяжки заключается в том, что протяжка послойно срезает припуск на обработку заготовки.

Для облегчения разрушения стружки зубья фрезы отшлифованы с чередующимися канавками для разделения стружки.

Протяжки, созданные по методу послойного протягивания, называются обычными протяжками.

Многослойный шаг

a) Чертежи отверстий b) Профиль зуба режущей части c) Черенки

2) Пропустить шаг

Особенностью этого метода протяжки является то, что каждый слой металла на обрабатываемой поверхности срезается набором режущих зубьев (обычно состоящих из 2-3 зубьев), которые имеют одинаковый размер с чередующимися режущими зубьями.

Каждый зуб снимает только часть слоя металла. Протяжка, созданная методом блочного протягивания, называется ротационной.

3) Встроенное протягивание

Таким образом, концентрируются преимущества протяжки слоев и протяжки блоков.

Блочное протягивание используется для грубого зубонарезания, а послойное - для тонкого зубонарезания. Таким образом, можно сократить длину протяжки, повысить производительность и добиться лучшего качества поверхности.

Протяжка, разработанная по методу комплексного протягивания, называется комплексной протяжкой.

2. Характеристики процесса и область применения вытяжного отверстия

1) Протяжка - это многогранный инструмент, который может последовательно выполнять черновую, чистовую и гладкую обработку отверстия за один ход протяжки, обеспечивая высокую эффективность производства.

2) Точность протяжки в основном зависит от точности протяжки. В нормальных условиях точность протяжки может достигать IT9~IT7, а шероховатость поверхности Ra может достигать 6,3~1,6 мкм.

3) При протягивании заготовка позиционируется самим обработанным отверстием (ведущая часть протяжки является позиционирующим элементом заготовки), и трудно обеспечить точность взаимного расположения отверстия и других поверхностей при протягивании отверстия;

Внутренние и внешние круговые поверхности с соосными требованиями к вращающимся частям обработки часто являются первым отверстием, а затем отверстие как позиционирующая точка отсчета обработки других поверхностей.

4) Протяжка может обрабатывать не только круглые, но и фасонные и шлицевые отверстия.

5) Протяжка - это инструмент фиксированного размера со сложной формой и высокой ценой, который не подходит для обработки больших отверстий.

Прошивка обычно используется в крупном массовом производстве при обработке отверстий ф 10~80 мм, глубина отверстия не более чем в 5 раз больше отверстия мелких и средних деталей через отверстие.

Различия между сверлением, растачиванием, протягиванием, развертыванием и хонингованием

Спасибо, что читаете! По всем вопросам обращайтесь к нашим сотрудникам.