Регулируемые развертки: принцип работы и применение

Что такое развертки по металлу, применение инструментов

Развертки по металлу — это специальные высокоточные инструменты, предназначенные для доводки отверстий после таких предварительных операций, как зенкерование, растачивание и сверление. Цель — достичь требуемых показателей точности и шероховатости.

Использование разверток по металлу позволяет получить отверстия с очень высокими:

1. точностью (квалитет — 6–9);
2. шероховатостью (0,32–1,25 мкм).

С применением разверток можно обрабатывать цилиндрические, конусообразные (различных форм) и ступенчатые отверстия.

Фотография №1: развертки по металлу

Назначение и принцип действия

Это процесс механической обработки и очистки отверстий. На первый взгляд, он схож со сверлением и зенкерованием. Но применяется на более позднем этапе, а также имеет совершенно иное назначение. После формирования паза в нем практически всегда присутствуют серьезные отклонения по уровню допуска и квалитету от исходных параметров, указанных в чертеже. Это особенность инструмента и человеческого фактора. Идеальной точности добиться просто невозможно. Но финишная обработка максимально приближает изделие к заданной по схеме планке. И вот тут становится понятно, что такое развертка, для чего используется процесс. Это возможность достичь необходимого уровня квалитета. Выровнять геометрию, избавиться от заусенцев и неровностей на металле. Соответственно, процедура особенно актуально, если к обрабатываемому изделию вставляется в требованиях высокий класс точности. Да, достичь восьмого или седьмого класса вполне можно и обычным сверлением. Зенкерование позволит приблизиться к пятому, а в некоторых случаях даже четвертому классу. Но выше – это уже удел финишной обработки.
Сам инструмент отличается большим количеством зубьев. Благодаря высоким оборотам круговых движений, а также продольной подачи, стержень выскабливает любые неровности, а также снимает стенки отверстия в самом маленьком значении. За заход стачивается буквально десятые доли миллиметр, позволяя приблизиться к идеальным параметрам, обозначенным на чертеже.

Поэтому слесарная механическая развертка – это единственный способ достичь неплохих показателей точности даже вне производственных цехов.

Конструкция разверток по металлу

Все развертки по металлу состоят из трех конструктивных элементов.

1. Рабочая часть (имеет заборную и калибрующую части).
2. Шейка.
3. Хвостовик.

Изображение №1: конструкция разверток по металлу

На рабочих частях разверток по металлу имеются режущие кромки. Их количество всегда четное (6–16). Кромки могут быть прямыми или спиральными.

Фотография №2: прямые и спиральные режущие кромки

Рабочая часть имеет заборную и калибрующую области.

1. Первая имеет конусный уклон. Именно она производит снятие металла.
2. Калибрующая часть обычно прямая. Она придает отверстиям нужные параметры.

Шейка нужна для выхода развертки после затачивания инструмента, а хвостовик — для закрепления.

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.

ПРИМЕЧАНИЕ:

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.

ПРИМЕЧАНИЕ:

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.

Принцип развертывания отверстий

Оно производится сразу же после сверления, растачивания или зенкерования. При подаче развертка контактирует с заготовкой заборной областью рабочей части и снимает припуск.

Далее отверстие приобретает нужные параметры за счет работы калибрующей части. На ее заднем конце имеется обратный конус. Он нужен для того, чтобы развертка при выходе из детали не повредила отверстие.

При развертывании обычно используют три развертки (обдирочную, промежуточную и чистовую).

Что нужно знать

Даже работаю вручную, есть возможность застраховать себя от сбившейся оси. Казалось бы, без станка четко зафиксировать центр и выдержать его все равно не выйдет. Но способ есть – нужно просто приобрести тип оборудования с соосником. И тогда человеческий фактор будет нивелирован. Правда, других преимуществ машинной обработки модель не предоставляет, учтите этот момент.

Основные виды разверток по металлу и их применение

Существуют три основные разновидности разверток по металлу.

1. Цилиндрические. Предназначены для обработки прямых цилиндрических отверстий.

Фотография №3: цилиндрическая развертка по металлу

2. Конические. После обработки этими развертками отверстия приобретают конусные формы.

Фотография №4: коническая развертка по металлу

3. Ступенчатые. Их используют гораздо реже. Развертки этого типа имеют коническую форму, но скос идет не плавно, а ступеньками. Такие развертки предназначены для обработки отверстий в тонком листовом металле.

Фотография №5: ступенчатая развертка по металлу

Как выбрать подходящую продукцию

В первую очередь стоит обращать внимание на стоимостный фактор. Профессионалы обычно не приобретают отдельные метизы, а сразу берут полный комплект, где множество различных вариаций. При этом для разных целей все равно понадобятся свои изделия. Для глубоких отверстий нужен надсадный удлиненный стержень, а при необходимости прерывистого канала понадобится плавающий. Каждая модель имеет свое строгое назначение. Например, для чего служит торцевая развертка – чтобы работать со слотами дизельной посадки, прочищать форсунки, ремонта гнезд в двигателе. Весьма специфический вид, который нет смысла применять для других целей.

Планируете ручную работу, смотрите на квадратный хвостик, машинную – на цилиндрический или конический. Размерный же ряд всегда опирается только на требования размеров отверстия.

Как пользоваться ручными, механическими, регулируемыми и разжимными развертками

Рассмотрим особенности инструментов.

Как пользоваться ручными развертками

Ручные развертки по металлу изготавливаются по ГОСТу 7722-77. Размерный ряд — 3–58 мм. Шаги могут варьироваться.

При выборе ручных разверток по металлу мастера обращают внимание на следующие параметры.

1. Габариты инструмента.
2. Количество зубьев.
3. Равномерность их распределения.
4. Тип режущей части.
5. Профиль канавок.
6. Тип зажимной части.

Развертывание отверстий ручным инструментом производится при помощи воротка. Для его закрепления на конце хвостовика имеется специальный паз. Обычно все происходит по такой схеме.

1. Выполняются разметка и накернивание.
2. Отверстие высверливается.
3. Развертка закрепляется в воротке, смазывается и вставляется в отверстие.
4. Для его развертывания инструмент вращают по часовой стрелке.
5. Финальный этап — проверка параметров отверстия при помощи калибра.

Изображение №2: развертывание отверстий ручной разверткой

Расскажем о важных особенностях.

1. Ручные развертки очень эффективны. Режущие зубья имеют острые грани по всей длине.
2. Диаметры передних поверхностей рабочих частей уменьшены. Инструменты легко входят в заранее подготовленные отверстия нужных диаметров.
3. При увеличении количества режущих кромок повышается качество обрабатываемых отверстий.
4. Развертывать отверстия необходимо плавно. Не ускоряйтесь даже при легком ходе. Избегайте рывков.
5. В обратную сторону развертку вращать нельзя. Это приводит к поломке режущих кромок, а также к появлению задиров в отверстиях.

Как пользоваться машинными развертками

Машинные развертки закрепляют в патронах токарных, сверлильных и фрезерных станков. Эти инструменты имеют короткие рабочие части с крутыми углами передних кромок (до 45°). Машинное развертывание существенно повышает производительность труда.

Для обработки отверстия нужно закрепить развертку, добавить СОЖ и совместить оси. Далее необходимо задать нужную скорость вращения и запустить оборудование.

Машинные развертки и их применение имеют следующие особенности.

1. Инструменты имеют большое количество режущих кромок. Качество получаемых отверстий находится на очень высоком уровне.
2. Машинное развертывание требует компенсации биения шпинделя. Для устранения этого негативного фактора служат шарнирные оправки.



Фотография №6: машинное развертывание

3. Обработка производится на высоких скоростях. Машинные развертки имеют повышенную износостойкость.
4. Развертка позиционируется точно. За счет этого инструмент плавно входит в отверстие. На все зубья оказывается одинаковой давление. Это значительно повышает точность и минимизирует биение.
5. Скорость при развертывании меньше, чем при сверлении, примерно в 2–3 раза. Инструменты не перегреваются.
6. Машинное развертывание требует использования значительного количества смазывающе-охлаждающей жидкости.

Как пользоваться регулируемыми развертками

Регулируемые развертки позволяют изменять наружные диаметры режущих частей под конкретные диаметры отверстий. Это особенно полезно при обработке отверстий с дробными диаметрами.

При помощи небольших регулируемых разверток можно изменять диаметр в пределах до 1 мм. У крупногабаритных инструментов диапазоны настройки расширяются. Диаметры можно варьировать в пределах до 3 мм.

Фотография №7: регулируемая развертка по металлу

Регулируемые развертки используют так же, как и обычные. Основное отличие заключается в том, что инструменты этого типа оснащают сменными ножами, которые надежно фиксируются клиновыми вставками с накладками. Настройка производится при помощи контргайки. При затягивании диаметр обработки увеличивается, а при ослаблении — уменьшается. После настройки диаметр выверяется при помощи штангенциркуля и микрометра.

Как пользоваться разжимными развертками

Их еще называют раздвижными.

Фотография №8: разжимная развертка по металлу

Внутри такой развертки есть шарик и винт. При его закручивании шарик перемещается и распирает грани инструмента. Диаметр немного увеличивается. Использование разжимных разверток позволяет увеличивать диаметры обработки на 0,15–0,5 мм.

При закручивании винтов не рекомендуется прилагать слишком большие усилия. Корпус развертки может треснуть.

Основные типы

Рассматриваемый ручной инструмент (как и развертка машинная) нужен для того, чтобы формировать отверстия с требуемыми геометрическими параметрами. Обрабатывая с его помощью отверстия с различным уровнем качества предварительной обработки, можно получать поверхности, точность которых находится в диапазоне от первого до десятого класса. На качество и точность обработки, которую выполняют, используя как развертки машинные, так и ручные, оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из таких факторов следует отнести:

• конструктивные особенности инструмента;
• степень заточки режущей кромки и уровень ее доводки;
• режимы, с которыми выполняется резание;
• величину припуска, который необходимо снять с обрабатываемой поверхности.

Для снятия слоя металла определенной толщины есть грубые и чистовые развертки, различающиеся типом и количеством зубьев

Разделение разверток на различные типы регламентирует ГОСТ, при этом параметрами, в зависимости от которых выполняется такое разделение, являются:

• тип обрабатываемого отверстия;
• способ закрепления инструмента в процессе обработки;
• конструктивные особенности режущих зубьев и их расположение на инструменте;
• возможность регулировки инструмента по размерам обрабатываемого отверстия;
• материал изготовления развертки.

Наиболее универсальными типами инструментов, используемых для развертывания отверстий, являются разжимная или регулируемая развертка, а также развертка цилиндрическая, оснащенная специальным хвостовиком.

Устройство регулируемой развертки

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к машинным разверткам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 1672-80 Развертки машинные цельные. Типы, параметры и размеры

Развертки, применяемые для машинной обработки, также представлены большим разнообразием моделей. Среди таких инструментов, требования к конструкции и геометрическим параметрам которых регламентирует ГОСТ 1672-80, выделяют:

• цилиндрические машинные с коническим хвостовиком и насадными зубьями;
• со вставными зубьями;
• с напаянными пластинами из твердого сплава в качестве режущих зубьев.

Развертки машинные цельные

Стандарт описывает не только цилиндрические развертки, ГОСТ 1672-80 также оговаривает требования к инструменту конического типа. Такие развертки, при помощи которых обрабатываются конусные поверхности, тоже представлены в большом разнообразии моделей. В частности, развертки конические используются для обработки отверстий:

• для конусных штифтов;
• предназначенных для нарезания конусной резьбы;
• выполненных по стандарту «конус Морзе»;
• метрических конусных;
• с конусностью 1:30 и др.

Развертка для окончательной обработки конических отверстий в изделиях из конструкционной стали и чугуна

Из разверток машинного типа наибольшее распространение получили мелкоразмерные инструменты с утолщенным хвостовиком, требования к характеристикам которых также указывает ГОСТ 1672-80.

В ГОСТе на развертки оговариваются не только геометрические параметры самого инструмента, но и поля допусков отверстий, которые можно обрабатывать с его помощью.

Важные правила и особенности развертывания отверстий

1. Для чернового развертывания припуск составляет 0,1–0,15 мм, для чистового — 0,1–0,05 мм.
2. Финишное развертывание проводится плавно. Уменьшение подачи повышает качество обработки. При чистовом развертывании устанавливают небольшие обороты.
3. При развертывании отверстий необходимо использовать СОЖ. При обработке чугунных деталей применяют керосин или сжатый воздух.
4. Для повышения эффективности обтачивают прилегающие торцевые поверхности деталей. В этом случае при развертывании задействуются все режущие кромки инструментов.
5. Из обработанных отверстий развертки необходимо извлекать плавно. Обратное вращение недопустимо.
6. Для контроля точности рекомендуется использовать нутромеры и калибр-пробки.

Как выполняется машинное развертывание

Для того чтобы выбрать режимы выполнения машинного развертывания, можно использовать специальные таблицы. Исходными параметрами при этом являются диаметр формируемого отверстия, марка обрабатываемого материала, а также материал, из которого изготовлена развертка. К основным режимам развертывания, выполняемого машинным способом, относятся скорость выполнения резания и частота, с которой должен вращаться шпиндель оборудования.

Используемые СОЖ

При развертывании отверстий в заготовках, изготовленных из разных материалов, можно воспользоваться следующими рекомендациями по выбору СОЖ:

• стали, относящиеся к категории углеродистых, конструкционных и инструментальных, – водный раствор мыла, эмульсия, осерненное масло, смесь масел;
• чугун – может обрабатываться без СОЖ или с использованием керосина;
• медь – эмульсия;
• алюминий – эмульсия, смесь масел, чистый керосин, смесь керосина с терпентинным маслом, сурепное масло.
• бронза – обрабатывается без использования СОЖ.

Составы СОЖ, используемых при развертывании отверстий в различных материалах

Некоторые нюансы машинного развертывания

Перед развертыванием машинным способом очень важно правильно подготовить оборудование. Состоит такая подготовка в следующем

• Конус хвостовика инструмента и посадочное отверстие в шпинделе станка тщательно протираются.
• Развертка вставляется в шпиндель таким же образом, как и .
• Обрабатываемая деталь фиксируется на рабочем столе оборудования так, чтобы ось отверстия точно совпадала с осью используемого инструмента.

Обработка отверстия на станке твердосплавной разверткой

Сам процесс развертывания, для выполнения которого используется черновой и чистовой инструмент, выполняется в следующей последовательности:

1. Завершив сверление обрабатываемой заготовки, сверло в шпинделе сверлильного оборудования заменяют на черновую развертку.
2. Проводят черновое развертывание.
3. Черновой инструмент заменяют на чистовой и повторяют развертку отверстия.
4. После чистового развертывания инструмент выводят из зоны обработки, выключают электродвигатель станка и проверяют результат работы при помощи калибра-пробки.

Развёртки — описание, виды

Развёртка является металлорежущим инструментом, который можно применять для конечной обработки просверленных отверстий. Она помогает привести их к необходимой геометрической формы и сгладить неровности на поверхности. Для выполнения данных действий применяются разные виды развёрток. Их выбор зависит от требований к качеству готового изделия и условий работы. Изготовление развёрток на заказ является распространённой услугой.

Процесс производства

Изготовление развёрток по металлу выглядит следующим образом:

• заготовка отрезается на токарном станке и зашлифовывается;
• обрабатывается само отверстие и первый торец;
• происходит центрование, а затем просверливание насквозь;
• обработка второго торца и наружного диаметра детали, обточка её с наружной части;
• подрезание торца, подправление фаски и расточка выточки;
• фрезеровка шпоночного паза и фрезерных канавок;
• закалка при высоких температурах и шлифовка с наружной стороны;
• заточка передней и задней поверхности зубьев с использованием заборного конуса;
• шлифовка обратного конуса и зубьев с наружной стороны;
• цианирование в полуавтоматическом режиме.

Классификация разверток

В металлообработке применяются различные типы разверток, подразделяемые по следующим признакам:

Форма обрабатываемого отверстия:

• Цилиндрические развертки.
• Конические развертки под различные типы конусов.
• Развертки ступенчатые.

Точность развертки отверстия:

• Номер квалитета для цилиндрических инструментов.
• Уровень обработки отверстия (черновой, промежуточный, чистовой) – для конических.
• Регулируемые развертки – раздвижные, шкворневые или разжимные.

Способ зажима:

• Ручные с квадратным хвостовиком.
• Цилиндрический хвостовик (машинные развертки).
• Конические машинные.
• Машинные насадные.

Также развертки подразделяются по количеству режущих кромок, материалу и форме канавок для отвода стружки (спиральные или прямые).

Продажа твёрдосплавных развёрток оптом и изготовление под заказ

У нас вы можете купить оптом высокоточные развёртки промышленного назначения из стандартного номенклатурного каталога. – производитель монолитного твёрдосплавного металлорежущего инструмента европейского качества. Производство расположено в Санкт-Петербурге.
Мы предлагаем изготовление и поставку металлорежущего инструмента в стандартном исполнении и по индивидуальным требованиям заказчика.

Развёртки крайне востребованы при производстве механического оборудования с особыми требованиями к точности обработки отверстий – станкостроение, производство двигателей внутреннего сгорания, оборудование, применяемое в авиационной промышленности, пневматическая и гидравлическая техника и другие ответственные производства. Применение развёрток позволяет добиться высокого качества поверхности идеальной цилиндрической формы, с максимальными допусками на точность и прямолинейность, с шероховатостью 0,0005 мм.