Как пользоваться разверткой по металлу?

Развертка – это узкоспециализированный металлорежущий инструмент, предназначенный для создания гладкой поверхности внутри раннее...
Содержание

Как пользоваться разверткой по металлу?

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:
  1. Цилиндрические.
  2. Конические.
  3. Ступенчатые.

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:
  1. Цельные.
  2. Насадные.
  3. Регулируемые.

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.

Насадная развертка имеет форму трубки с отверстием внутри. Ее внешний диаметр доходит до 300 мм. Данный инструмент используется для установки в станки. Подобные развертки соединяются вместе с хвостовиком, который зажимается в патрон. Такой инструмент является практически универсальным, поскольку под него можно выточить хвостовик для возможности фиксации практически в любом станке.

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.

Виды ручной развёртки по металлу и особенности работы

Для получения отверстий обычно используют метод сверления. Но их стенки в таком случае могут быть неровными даже тогда, когда используются инструменты самых лучших марок. И не только стенки отверстия могут быть далеки от идеала, но и его размер. Это уже довольно серьёзная проблема. Для достижения идеально точного результата необходима ручная развёртка. Что она собой представляет, мы и рассмотрим в этой статье.

  • Принцип действия
  • Разновидности инструмента
  • Особенности развёртывания отверстий
  • Тонкости работы

Принцип действия

Развертка по металлу — это металлорежущий инструмент, имеющий ось вращения и предназначенный для устранения шероховатостей с внутренней поверхности отверстий при финальной обработке. С его помощью также можно идеально подогнать размер под необходимый.

Инструмент имеет диапазон от трёх до шестидесяти миллиметров, и с его помощью можно добиться гораздо большей чистоты поверхности, нежели сверлением. Развёртка должна иметь диаметр несколько меньший, чем окончательный размер обрабатываемого отверстия. Инструмент обладает режущими кромками, которых, в зависимости от его разновидности, бывает от четырёх до четырнадцати, чем и обеспечивается высокое качество обработки. Работа совершается за счёт вращения инструмента вокруг своей оси и одновременно поступательного движения вдоль оси отверстия.

Разновидности инструмента

Существует три базовых вида инструмента развёртки: цилиндрическая, коническая и регулируемая. Рассмотрим каждую из этих разновидностей.

  1. Цилиндрическая. Используется для отверстий, имеющих цилиндрическую форму. Таким инструментом можно работать с помощью дрели (на малых оборотах) или ворота. Бывает цельным или регулируемым.
  2. Коническая. Подразделяется на три категории: черновые, чистовые и промежуточные. Черновая срезает стружку зубьями режущей кромки. У такого инструмента зубья расположены по всей линии. Промежуточная режет стружку меньших размеров, а чистовая работает всей площадью. С помощью такой развёртки отверстие из цилиндрического превращается коническое.
  3. Регулируемая. Существует два основных типа, которые встречаются на современном рынке — это разжимные и раздвижные модели. Оба они работают по принципу движения вверх или вниз, сужая или расширяя диаметр отверстия. Различие состоит как по типу осуществления затяжки, так и по диапазону размеров. Разжимная развёртка имеет верхнюю и нижнюю гайки, с помощью которых диаметр отверстия изменяют от 0,25 до 3 миллиметров. Раздвижные развёртки снабжены винтом, и при его затяжке приводится в движение специальный шарик, находящийся внутри корпуса, раздвигающий режущие части. Этот тип конструкции считается более точным, позволяющим увеличивать диаметр отверстия в пределах от 0,15 до 0,5 миллиметров. Регулируемая развёртка состоит из корпуса и ножей, представляющие собой вставные тонкие пластины, изготовленные из инструментальных сталей. Режущие пластины являются съёмными, их можно затачивать и впоследствии заменять новыми. Этот тип инструмента позволяет изменять диаметр отверстий на десятые и сотые доли миллиметра и является более экономичным из-за возможной замены ножей.
Читайте также  Хромирование металла в домашних условиях

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.

Тонкости работы

Одной из важных составляющих процесса, как правило, является применение смазки и охлаждения, что оказывает немалое влияние на степень точности развёртываемого отверстия. В противном случае отверстия получаются неровными и шероховатыми, не исключены также защемление и поломка развёртки. Поэтому при работе с изделиями из стали, меди и алюминия применяют различные смазочные вещества:

  • стальные детали смазывают минеральным маслом;
  • медные — эмульсией с маслом;
  • алюминиевые — скипидаром с керосином;
  • дюралюминиевые — сурепным маслом.

Исключение составляют бронза, чугун — с этими материалами можно работать «всухую».

Категорически запрещается вращать развёртку в обратном направлении, так как это ведёт к поломке зубьев и появлению задиров. Для получения более качественного результата используют так называемый вариант машинно-ручного развёртывания. Заключается он с том, что в зависимости от размеров обрабатываемой детали в патрон сверлильного станка устанавливают или деталь, или саму развёртку.

Например, при закреплении развёртки в шпинделе токарного станка мелкие детали во время обработки держат в руках или специальных приспособлениях, и наоборот, довольно крупные детали, которые трудно удерживать в руках, вставляют в патрон, а развёртку держат руками.

Развертки по металлу: основные разновидности и особенности применения

Развертка представляет собой металлорежущий инструмент, целью применения которого является финишная обработка предварительно просверленных отверстий для доведения их геометрических параметров и шероховатости поверхности до требуемого уровня. Обеспечивать достижение требуемых геометрических параметров при использовании развертки позволяет более высокая точность, которой соответствует такой инструмент.

Развертки по металлу

Так, если диаметр отверстия, обрабатываемого с помощью сверла, может иметь отклонения по своим геометрическим параметрам, то при последующем применении развертки он будет точно соответствовать требуемым размерам. Для выполнения такой технологической операции используются различные виды разверток, выбор которых зависит как от условий развертывания, так и от требований, предъявляемых к качеству обрабатываемой поверхности.

Принцип действия

Применение развертки позволяет получать отверстия, точность поверхности которых соответствует квалитету в диапазоне 6–9, а шероховатость находится в интервале 0,32–1,25 мкм (по шкале Ra). Высокого качества обрабатываемой поверхности удается достичь благодаря тому, что такой инструмент, как развертка, отличается достаточно большим количеством режущих кромок (4–14), за счет чего в процессе выполнения обработки снимается небольшой припуск. Обработка при помощи ручной или механической развертки по металлу осуществляется не только за счет ее вращения, но и посредством ее подачи, совершаемой по направлению к оси обрабатываемого отверстия.

Используя такую технологическую операцию, с внутренней поверхности отверстия можно снимать тончайший слой металла, величина которого составляет десятые (и даже сотые) доли миллиметра.

Элементы резания при развертке

При помощи развертывания могут обрабатываться не только цилиндрические, но и конические отверстия. В первом случае обработку выполняют с применением разверток ручных цилиндрических (или разверток машинных цилиндрических), во втором – с помощью конических инструментов.

В стандартном исполнении ручной цилиндрический инструмент и развертка коническая имеют схожую конструкцию, состоящую из:

  • рабочей части, элементами которой и выполняется основная обработка;
  • переходной шейки;
  • хвостовика, при помощи которого ручная развертка фиксируется в воротке.

Конструкция ручной развертки

Рабочая поверхность, за счет которой машинные и ручные развертки и способны выполнять обработку внутренней поверхности отверстия, состоит из таких элементов, как:

  • главная режущая кромка;
  • так называемая ленточка;
  • передняя поверхность;
  • затыловочная и задняя поверхности.

Геометрия зубьев развертки

Помимо всех вышеперечисленных частей, развертка ручная или машинная содержит следующие элементы:

  • заборную часть, которую часто называют режущей;
  • часть, которая отвечает за калибровку обрабатываемого отверстия;
  • задний конус.

Между зубьями, расположенными на рабочей части каждой развертки, имеются канавки, при помощи которых не только формируются режущие кромки инструмента, но также обеспечивается расположение и отвод стружки, образуемой в процессе обработки. На ручных развертках режущие зубья располагают равномерно по всей окружности инструмента, что обеспечивает требуемое качество выполняемой обработки.

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.

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.

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.

Технология развертывания отверстий, типы разверток

Развертка по металлу: область применения, принцип действия и конструкция. Основные виды: ручные и машинные. Цельные, сборные и регулируемые. Что такое развертывание отверстий. Преимущества твердосплавных разверток.

Развертка по металлу применяется для чистовой обработки цилиндрических отверстий небольших диаметров. Точность и показатель шероховатости развертывания выше, чем при применении другого лезвийного инструмента, поэтому развертки используются при финишной обработке после сверления, рассверливания, зенкерования или расточки. Типичная развертка — это многолезвийный инструмент с фиксированными или регулируемыми режущими поверхностями и цилиндрическим или коническим хвостовиком. Развертывание выполняется с малым припуском и на небольших скоростях, поэтому его выполнение не требует наличия у оборудования регулируемого усилия резания. У этой операции, как правило, отсутствует проблема стружкоотвода, т. к. при этом из-за наличия большого количества лезвий срезается очень тонкая стружка. У цельнометаллических изделий геометрические параметры обеспечиваются высокой точностью заточки рабочих поверхностей, а у сборных регулируемых разверток — прецизионными механическими устройствами выставления сменных пластин. Развертывание может выполняться на станках токарной и сверлильно-фрезерной групп. Главным требованием к этому виду обработки является высокая точность соосности инструмента и развертываемого отверстия.

Читайте также  Как делается гравировка на металле?

Сущность и принцип обработки развертыванием

По своим рабочим движениям развертывание отверстий подобно операциям с использованием сверл и зенкеров. Даже внешне многие виды разверток (кроме регулируемых) похожи на сверла или зенкеры, хотя имеют канавки меньшей глубины и более пологий угол режущей кромки. Их главное функциональное отличие — это высокие точность и качество обработки с квалитетом до 6 и шероховатостью Ra от 0.5 до 2 мкм. Такие показатели обеспечиваются небольшими припусками (от 0.05 до 0.5 мм) и малой глубиной резания, а также жесткостью конструкции. Развертывание цилиндрических поверхностей производится с небольшими скоростями резания: цельнометаллическим инструментом — 5÷15 м/мин., регулируемым с твердосплавными пластинами — до 40 м/мин. Как правило, развертки имеют прямые режущие кромки, но для развертывания отверстий в вязких материалах применяют специальный вид со спиральными зубьями. На фото ниже две режущие части: справа — со спиральными зубьями, слева — с прямыми.

Основные элементы конструкции

На рабочей части находятся режущие лезвия, которые могут быть прямыми или спиральными. Между собой они разделены канавками. Их количество всегда четное и может варьироваться от 6 до 16. Рабочая часть включает в себя следующие элементы: заборную (режущую) часть с конусным уклоном и калибрующую с обратным конусом. Сразу за ней находится шейка, которая необходима для выхода шлифовального инструмента после окончания затачивания развертки (у регулируемых ее нет). Хвостовик у ручного варианта оканчивается квадратной головкой для насадки воротка, а у машинного выполнен в форме конуса или цилиндра. Рабочая часть у машинных разверток в несколько раз короче, чем у ручных, поэтому при резании к ним необходимо прилагать гораздо большее регулируемое усилие.

Принцип действия разверток

При подаче внутрь отверстия развертка начинает работать входным конусом режущей части (у регулируемых — передними кромками сменных пластин), удаляя по мере продвижения основную часть припуска. А доведение отверстия до заданного диаметра и чистоты поверхности осуществляет следующая за ней калибрующая часть. На ее заднем конце находится обратный конус — небольшой участок лезвий, скошенный в сторону хвостовика с отклонением по высоте на несколько десятых миллиметра. Он необходим для того, чтобы при выходе из отверстия задняя часть лезвий не повредила обработанную поверхность. С этими же целями у регулируемого инструмента задняя часть сменных пластин выполнена с небольшим скосом назад. Развертка коническая работает при более тяжелых условиях резания, поэтому у нее для ломки и отвода стружки по всей длине лезвия делаются поперечные пазы.

Основные виды разверток по металлу

  • по конструктивным особенностям (цельнометаллические, сборные, регулируемые и прочие);
  • по типу обработки (цилиндрические и конические);
  • по методу создания усилия (приводные и ручные);
  • по классу обработки (черновые и чистовые);
  • по форме режущей поверхности (цилиндрические и конические).

Кроме того, существуют специальные типы разверток (как цельных, так и регулируемых), которые предназначены только для определенных технологических операций (ступенчатые, котельные и прочие). В последнее время ведущие мировые производители выпускают системы сборного модульного инструмента для машинной обработки, в котором различные державки могут соединяться в разных вариантах как с цельными, так и с регулируемыми режущими частями. Готовая сборка может классифицироваться по способу ее использования.

Ручные приспособления

Ручные регулируемые развертки в основном применяют при выполнении ремонтных работ в местах установки оборудования. Существует два основных способа регулировки: изменение диаметра корпуса путем разжима и перемещение режущих кромок. Развертка разжимная имеет прорези вдоль лезвий и конусное отверстие внутри корпуса, в котором находится шарик. Регулируемое увеличение диаметра происходит при перемещении шарика под воздействием настроечного винта в осевом направлении. При использовании регулируемых сменных пластин настройка точного размера производится с помощью механизма, позволяющего приподнимать их кромки над поверхностью корпуса.

Машинные развертки

Особенности машинного развертывания

Развертывание не в состоянии исправить ошибок и погрешностей позиционирования отверстия, т. к. выполняется с минимальными припусками. Кроме того, при машинной развертке отверстий одной из основных проблем является сохранение в процессе работы концентричности оси инструмента и обрабатываемого отверстия, а также компенсация биений шпинделя оборудования. Для устранения этих негативных факторов служат шарнирные (качающиеся) оправки. Конструктивно этот вид приспособлений состоит из двух частей: корпуса оправки, фиксируемой в шпинделе станка стандартным способом, и регулируемой державки, упирающей в шарик, зажатый между ней и днищем корпуса оправки. При обработке такая конструкция автоматически компенсирует осевые отклонения и биения шпинделя станка. По сравнению с ручным машинное развертывание производится на более высоких скоростях, поэтому требует применения СОЖ, которая подается в зону резания по канавкам вдоль лезвий или по внутренним каналам. На фото ниже – развертывание в качающемся патроне.

Алмазная развертка обеспечивает тот же класс обработки, что и инструмент для хонингования. Чем же тогда они отличаются и в каких случаях их применяют? Если кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях.

Обзор разновидностей разверток по металлу

Развертка относится к инструментам для чистовой обработки предварительно просверленных или отзенкерованных отверстий. Операция позволяет получить геометрические параметры, точность размера и шероховатость поверхности высокого класса.

Развертки являются более точным инструментом, чем спиральные сверла или зенкеры. За счет точности изготовления инструмента и малого припуска, снимаемого при обработке, устраняются неточности и отклонения после предыдущей обработки.

В зависимости от типа отверстия, условий обработки, требований к качеству готовой поверхности применяются развертки разных видов и конструкций.

Принцип действия

Использование развертки позволяет получить внутренние поверхности с квалитетом точности 6-9 и шероховатостью Ra 0,32–1,25 мкм. Характеристики высокого класса достигаются за счет конструкции инструмента с большим числом режущих кромок, которых может быть от 4 до 14 штук.

Качество обработки при выполнении операции развертывания определяет комплекс факторов:

  • Размер снимаемого припуска при обработке;
  • Машинные режимы резания;
  • Качество изготовления и заточки;
  • Особенности геометрии и конструкции;
  • Вид обрабатываемого материала.

Процесс развертывания происходит таким образом. Режущее орудие нужного диаметра подводится к краю отверстия. Затем получает движение резания, которое при ручной и механической подаче складывается из вращения инструмента и подачи вдоль оси отверстия.

Величина припуска в десятых или сотых частях миллиметра складывается из разницы между диаметром отверстия и выбранного инструмента.

Развертыванием обрабатывают цилиндрические и конические отверстия, используя ручной и машинный инструмент соответствующей формы.

Описание конструкции

В большинстве исполнений развертка внешне похожа на продолговатый штырь. Рабочая часть у него цилиндрическая или коническая, с продольно идущими режущими кромками для удаления металла, и канавками, формирующими строение зуба. Противоположная часть используется для закрепления инструмента и передачи движения резания. На конце хвостовика есть квадрат или конический хвостовик. Соединяет рабочую часть и хвостовик переходная шейка.

Инструмент хвостовиком монтируется в конусном патроне металлорежущего станка, а на квадрат надевается вороток при ручном способе обработки.

Режущие кромки рабочей части делятся на несколько зон. Первая – заборная часть, она конической формы и небольшой длины. За ней идет направляющий и калибрующий участок, в конце — обратный конус для предотвращения заклинивания.

Зубья бывают прямыми, винтовыми и спиральными. Только в некоторых случаях режущие кромки повторяют винтовую линию. Их применение оправдано при резании в прерывистых отверстиях.

Формообразующее строение инструмента хорошо видно в поперечном сечении.

В поперечном разрезе структура рабочей зоны состоит из:

  • Режущих кромок;
  • Ленточек;
  • Передней поверхности резания, по которой сходит стружка;
  • Задней поверхности и затылка.

В заборной и калибрующей части отличается форма зуба. На заборном участке он остро заточен, а на калибрующем имеет ленточку для заглаживания стенок.

Основные виды

С учетом толщины снимаемого слоя, обработка производится одним инструментом, либо комплектом из черновой и чистовой развертки, а иногда и получистовой. Орудие для предварительной и финишной обработки отличается видом режущих лезвий и их численностью. Вдоль линии зуба черновой и получистовой разверток имеются зубцы или выступы.

Стандарт предусматривает классификацию типов разверток по следующим критериям:

  • Вид обрабатываемого отверстия – цилиндрическая развертка и коническая;
  • Тип обработки (черновая, чистовая);
  • Метод фиксации инструмента;
  • Конструкция режущих кромок;
  • Расположение зубьев;
  • С настройкой на размер обработки;
  • Материал для изготовления.

В ГОСТ 1672-80 изложены нормы изготовления конических разверток, формирующих точные конусные отверстия. Существующие модели позволяют обрабатывать конуса такого назначения:

  • Для последующего нарезания конических резьб;
  • Под установку конических штифтов;
  • Для установки метрического конуса;
  • Отверстие сопряжения «Конус Морзе»;
  • Под стандартный ряд конусностей 1:20, 1:30 и другие.

Нормативный документ регламентирует геометрию конических разверток, шероховатость, допустимые отклонения размеров и класс точности отверстий, получаемых после механообработки.

Металлорежущий инструмент для развертывания поделен на 2 большие группы: ручной и машинный. Машинные развертки применяются в сверлильных, токарных и расточных станках.

Между группами существуют видимые отличия. Ручные орудия — с более длинными рабочими кромками и квадратом. Машинные — с укороченной рабочей частью и длинным пояском. Крепятся в державках, которые монтируются в шпиндель.

Ручные

Развертки выпускаются по ГОСТ 7722-77 с размерным рядом 3-58 мм с шагом исполнения 1 мм и 0,5 мм до диаметра 15,5 мм. Набор с широким охватом диаметров позволяет обрабатывать самые разнообразные отверстия в деталях.

Развертывание ручным инструментом выполняется с помощью воротка для крепления и придания движения резания. Соединение с воротком осуществляется через квадратный участок на краю хвостовика и паз соответствующего размера.

Ручная развертка начинается с рабочей зоны и захода. Заходная часть выполнена под углом к оси и имеет меньший исходный диаметр на краю. Участок в виде пологой фаски облегчает позиционирование и врезание в припуск.

Машинные

Для разворачивания машинным инструментом используются металлорежущие станки с конусным патроном, в котором закрепляется хвостовая часть. Конические хвостовики нормализованы, и номер применяемого конуса связан с диаметром развертки. Такое орудие резания изготавливается цельным из быстрорежущей стали.

Производится несколько вариантов разверток. Конструкцию и геометрию определяет ГОСТ 1672-80.

Машинные развертки бывают:

  • С цилиндрической и конической формой хвостовика;
  • Насадного типа;
  • Со сменными или регулируемыми ножами;
  • С напайными пластинами.

Регулируемые

Регулируемые развертки позволяют изменять наружный размер режущей головки под конкретный диаметр отверстия. Это особенно необходимо, если диаметр обработки не целое число, а дробное, например, Ø15,3 мм или Ø 10,75 мм.

Инструмент малого диаметра позволяет регулировать размер обработки в пределах 1 мм. Для больших диаметров предусмотрена возможность более широкой настройки на 1-3 мм.

В таких развертках устанавливаются сменные ножи из быстрорежущей стали, которые фиксируются клиновыми вставками с накладками. Наборная головка закрепляется двумя гайками. После ослабления контргайки ножи выставляются на диаметр обработки, вымеряются с помощью штангенциркуля и микрометра и снова закрепляются.

При затягивании регулировочной гайки ножи подаются вверх, тем самым увеличивая диаметр инструмента. Ослаблением гайки удается уменьшить размер. Для удобства при настройке орудие обработки придерживают за квадрат.

Разжимные развёртки

В силу конструктивных особенностей развертки называют разжимными. Принцип регулировки разжимной развертки основан на перемещении шарика и винта. При вращении винта с нижней стороны шарик перемещается и распирает грани. Они расходятся от центра и наружный размер увеличивается.

Предел регулирования у такого инструмента меньше. Он составляет 0,15-0,5 мм и зависит от размера развертки. Усилие при настройке рекомендуется контролировать, чтобы избежать повреждения корпуса.

В производстве разверток применяется инструментальная и быстрорежущая сталь – 9ХС, Р6М5, Р18, Р6М5. В каталогах инструмента зарубежных компаний материал обозначается HSS.

Читайте также  Очистка металла электролизом в домашних условиях

Практические рекомендации по развертыванию отверстий

Операцию растачивания лучше разделить на несколько этапов: черновой и чистовой. Соответственно делится припуск и используется инструмент двух категорий:

  • Припуск для чернового прохода составляет 0,1-0,15 мм, для чистового – 0,1-0,05 мм.
  • Для повышения эффективности обработки прилегающую торцевую поверхность обтачивают. Процедура позволяет задействовать каждый зуб развертки при обработке.
  • Для деталей из чугуна торец отверстия должен быть обязательно обработанным, чтобы инструмент не затупился.
  • Чистовая операция развертывания требует плавности выполнения. Чем меньше будет подача, тем качественнее выйдет поверхность. Обороты выставляются невысокие.
  • Из отверстия металлорежущий инструмент извлекают плавно, не допуская вращения в обратную сторону, которое способно нарушить поверхность.
  • Повысить стойкость рабочего элемента и качество обработки поможет применение СОЖ. При развертывании стальных деталей в зону резания подают СОЖ с добавлением масла.
  • Чугун обрабатывают с применением керосина или сжатого воздуха.

Для контроля точности готовых отверстий используют гладкие калибр-пробки и нутромеры.

Развертка относится к категории точных и дорогих инструментов. Требует соблюдения условий эксплуатации и хранения в специальных ячейках из дерева.

Видео по теме: Регулируемая развертка

Развертка. Назначение, характеристики, виды и выбор

Для формирования отверстий высокой точности и качества итоговой обработки в металлических изделиях используют специальный режущий инструмент, имеющий название – развертка.

Этот инструмент бывает слесарным (для ручной работы), и машинным.

Чтобы узнать, что такое развертка, для чего нужна, какие существуют ее виды, и как разумно подойти к ее выбору дочитайте статью до конца.

Назначение и принцип действия

Развертка применяется для развертывания отверстий – процесса их чистовой механической обработки после сверления или зенкерования.

Использование этого инструмента позволяет добиться высокого класса шероховатости стенок отверстия и точности их геометрии.

В зависимости от типа и характеристик ее применяют для выполнения специфических технологических задач, включая калибровку отверстий, их очистку от заусенцев на финальном этапе обработки детали.

Особенностью этого инструмента является большое количество зубьев (обычно от 6 до 16), что позволяет снимать небольшой припуск, тем самым подгоняя реальные размеры отверстия под требуемые с высокой точностью.

Что касается формы отверстий, работать разверткой можно как по цилиндру, так и подгонять конусы под различные задачи, например, под установку конусных штифтов.

Зубья инструмента снимают слой материала на доли миллиметра, обработка происходит посредством его вращения, а также одновременной продольной подачи.

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.

Чем отличается развертка от сверла?

Сверло – инструмент, которым создаются отверстия посредством сверления материала.

Развертки сверлить физически не способны, а вот доведение уже сформированных отверстий до требуемых размеров – это как раз то, для чего они созданы.

Оба инструмента внешне похожи между собой, однако, они не взаимозаменяемы, то есть, каждый из них способен выполнять только ту задачу, для которой он создан.

Следует отметить, что отверстия после сверла почти всегда имеют отклонения по геометрии, которые и устраняются развертками.

Точность поверхности после применения последних равна квалитету от 6 до 9, шероховатость же (Ra) составляет 0,32 – 1,25 мкм.

Виды разверток и их цена

Механическая обработка отверстий может выполняться различным по конструкции инструментом:

Цельная развертка

Имеет монолитную конструкцию, получила самое широкое распространение из-за относительно невысокой стоимости (от 20 рублей за штуку).

Цельные варианты отливаются из быстрорежущей или инструментальной стали.

Насадная

Представляет собой трубку, на внешней стороне которой находятся зубья, а по центру расположено отверстие для установки на хвостовик, который затем монтируется в патроне станка.

Диаметр такого инструмента может достигать 30 см.

Стоимость 300 – 1300 рублей.

Комбинированная

Представляет собой сочетание одновременно двух инструментов, и/или имеет две рабочие поверхности.

Яркий пример: зенкер-развертка.

Нерегулируемая

С фиксированным диаметром.

Регулируемая

По сути универсальная развертка, диаметр которой может достигать 50 мм.

Это особый инструмент, который за счет возможности регулировки диаметра (хоть и в небольших пределах) способен заменить несколько нерегулируемых вариантов.

По способу регулировки может быть разжимной и раздвижной.

Цена в среднем от 350 рублей, может превышать 3 тыс. рублей.

Шило-развертка

Предназначено для ручной подгонки отверстий в мягких и тонких материалах, например таких, как: пластмасса, картон, фанера, тонкий и мягкий металл.

Бывает двух вариантов:

– четырехгранная , отличается от обычного шила четырехгранным острием малого диаметра, в основном используется для бумаги;

– разборная – состоит из двух частей: ручка и непосредственно острие. Здесь диаметр отверстия можно расширить до 14мм.

По форме рабочей части развертка бывает:

Цилиндрическая

Для работы по стандартным отверстиям.

Стоимость – от 50 до 100 рублей.

Коническая

Для обработки как стандартных, так и конических отверстий, результатом чего становится только коническое отверстие по размерам самого инструмента.

Формой напоминает конус со срезанной вершиной.

Цена – от 50 рублей за штуку, в зависимости от конусности и диаметра.

Ступенчатая

Встречается намного реже, выглядит, как конический вариант, но со ступенчатым скосом.

Используется для работы с отверстиями в листовых металлах.

Также деление инструмента осуществляется по точности его работы:

  • По квалитету для цилиндрических моделей.
  • По качеству обработки для конических. Это может быть черновая развертка (обдирочная, с расположением зубьев непрерывно по всей длине), промежуточная и для окончательной доводки чистовая.
  • По номерам от N1 до N6 для цилиндрических вариантов с калибровочным припуском.

По способу эксплуатации, под который изготавливается хвостовая часть, развертка бывает:

Ручная

Для установки в вороток, с квадратным хвостовиком.

Диаметр обычно не превышает 50 мм, а с его возрастанием увеличивается сложность проворачивания инструмента из-за повышения силы трения.

Цена – от 20 рублей.

Машинная

С коническим или цилиндрическим хвостовиком для установки в патрон металлообрабатывающего станка.

Стоимость также начинается от 20 рублей.

Последний вариант по типу рабочей части можно разделить на следующие виды:

  • Насадная развертка (упоминалась ранее).
  • Со сменными твердосплавными пластинами.
  • С напаянными пластинами.

Также инструмент классифицируется по иным характеристикам, например:

  • По металлу, который был использован в производстве.
  • По количеству зубьев. Как уже говорилось, это 6 – 16 штук.
  • По форме канавок – прямые и винтовые.

Стоимость разверток зависит как от типа самого инструмента, так и от его размера, класса точности.

Реальные ценники могут отличаться от приведенных.

Какую развертку выбрать и как?

При выборе разверток следует отталкиваться от особенностей предстоящей обработки отверстий, характера последних и результата (итоговая шероховатость и точность), которого требуется достичь:

  • Для ручной работы приобретают модели с квадратным хвостовиком, а для обработки на станках – с цилиндрическим, либо же конусом Морзе.
  • Если требуется развернуть прерывистое отверстие со шпоночным пазом, то плавающая развертка, либо же модель с прямыми канавками не применяется. Тут необходимым становится инструмент с винтовым расположением зубьев.
  • Если требуется развернуть отверстие, глубина которого не позволяет применить стандартный инструмент, либо же специальную переходную втулку, необходима либо насадная развертка с удлиненной оправкой, либо модель с удлиненной рабочей частью.
  • Для профессиональной работы рекомендуется приобретать сразу комплект разверток разных размеров, который обычно продается в удобной деревянной или пластиковой коробке.

Чисто с экономической точки зрения на выбор разверток влияет серийность производства.

Так, если планируется массовое развертывание отверстий в любых масштабах, преимущество отдается универсальным вариантам, которые можно настроить, отрегулировать, переточить или починить.

Это могут быть, например, регулируемые изделия, модели со съемными ножами.

Конечно, одна единица такого инструмента обойдется дороже, нежели простые цельные варианты, однако, по долговечности они все же занимают лидирующую позицию.

Что касается размеров приобретаемой развертки, они всегда зависят от глубины и диаметра отверстия, с которым предстоит работать.

По материалу ситуация аналогична – для работы с закаленными или просто твердыми металлами требуется инструмент с твердосплавными пластинами.

Что нужно знать о развертках?

Некоторые модели разверток, в частности, шкворневые, оснащаются соосником (соосность, совпадение осей).

Это, по сути, направляющая, расположенная с противоположной от хвостовика стороны перед самой рабочей частью инструмента.

Модель с соосником позволяет с высокой точностью производить обработку глубоких сквозных отверстий вручную, без опаски отклониться от центра, тем самым нарушив их геометрию.

Производители разверток

Производством разверток достойного качества занимаются такие компании, как Bahco, GRIFF, Licota, Rock FORCE.

Отечественные производители: Русский Инструмент, АвтоДело, ИНРЕКО, ВИЗ и ТЕХМАШ.

Оцените статью
Добавить комментарий