Metódy obrábania otvorov v procesoch obrábania
V porovnaní s obrábaním vonkajších valcových plôch sú podmienky na obrábanie otvorov oveľa horšie a obrábanie otvorov je náročnejšie ako obrábanie vonkajších kružníc. Dôvodom je:
Veľkosť nástrojov používaných na obrábanie otvorov je obmedzená veľkosťou obrábaného otvoru, majú zlú tuhosť a sú náchylné na deformáciu ohybom a vibrácie;
Pri použití nástrojov s pevnou veľkosťou na obrábanie otvorov veľkosť obrábania otvoru často priamo závisí od zodpovedajúcej veľkosti nástroja a výrobné chyby a opotrebovanie nástroja priamo ovplyvnia presnosť obrábania otvoru;
Počas obrábania otvorov je oblasť rezu vo vnútri obrobku a podmienky na odstraňovanie triesok a odvod tepla sú zlé, čo sťažuje kontrolu presnosti obrábania a kvality povrchu.
I. Vŕtanie a vystružovanie
Vŕtanie
Vŕtanie je prvá operácia na obrábanie otvorov v plných materiáloch a priemer vŕtania je vo všeobecnosti menší ako 80 mm. Existujú dva spôsoby vŕtania: jedným je otáčanie vrtáka; druhým je rotácia obrobku. Chyby spôsobené týmito dvoma metódami vŕtania sú odlišné. Pri metóde vŕtania, kde sa vrták otáča, v dôsledku asymetrickej reznej hrany a nedostatočnej tuhosti vrtáka, keď je vrták vychýlený, stredová os obrábaného otvoru bude naklonená alebo nebude rovná, ale priemer otvoru zostane v podstate nezmenené; pri spôsobe vŕtania, kde sa obrobok otáča, je to naopak, vychýlenie vrtáka spôsobí zmeny priemeru otvoru, pričom stred otvoru zostáva rovný.
Medzi bežne používané vŕtacie nástroje patria: špirálové vrtáky, stredové vrtáky, vŕtačky s hlbokými otvormi atď., z ktorých najbežnejšie používaný je špirálový vrták so špecifikáciou priemeru Φ0.1-80mm.
V dôsledku štrukturálnych obmedzení je tuhosť v ohybe aj torzná tuhosť vrtáka nízka a zlé centrovanie vedie k nízkej presnosti vŕtania, ktorá vo všeobecnosti dosahuje iba IT{0}}IT11; drsnosť povrchu je tiež väčšia, Ra je všeobecne 50 ~ 12,5 μm; ale rýchlosť odstraňovania kovu pri vŕtaní je vysoká a účinnosť rezania je vysoká. Vŕtanie sa používa hlavne na obrábanie otvorov s nízkymi požiadavkami na kvalitu, ako sú otvory pre skrutky, spodné otvory závitov, olejové otvory atď. Pri otvoroch s vyššími požiadavkami na presnosť obrábania a kvalitu povrchu by sa malo v následnom spracovaní použiť vystružovanie, vyvrtávanie alebo brúsenie na dosiahnutie požadovaných výsledkov.
Vystružovanie
Vystružovanie je ďalšie spracovanie otvorov, ktoré boli vyvŕtané, odliate alebo kované, aby sa zväčšil priemer otvoru a zlepšila sa kvalita obrábania otvoru. Vystružovanie je možné použiť ako predspracovanie pred presným opracovaním otvorov alebo ako konečné spracovanie pre otvory s nižšími požiadavkami. Výstružník je podobný špirálovému vrtáku, ale má viac rezných zubov a nemá ostrie dláta.
V porovnaní s vŕtaním má vystružovanie nasledujúce vlastnosti: (1) Výstružník má viac zubov (3 ~ 8 zubov) a dobré vedenie, vďaka čomu je rez stabilnejší; (2) Výstružník nemá ostrie dláta a má dobré rezné podmienky; (3) Prídavok na obrábanie je malý, drážka na triesky môže byť plytšia, jadro vrtáka môže byť hrubšie a telo nástroja má lepšiu pevnosť a tuhosť. Presnosť vystružovania je vo všeobecnosti triedy IT11~IT10 a drsnosť povrchu Ra je 12,5~6,3μm. Vystružovanie sa bežne používa na obrábanie otvorov s priemerom menším ako . Pri vŕtaní otvorov s väčším priemerom (D Väčšie alebo rovné 30mm) sa často na predvŕtanie používa malý vrták (s priemerom 0,5~0,7-násobku priemeru otvoru) a potom sa príslušné výstružník veľkosti sa používa na vystružovanie, ktoré môže zlepšiť kvalitu obrábania otvorov a efektivitu výroby.
Okrem spracovania valcových otvorov je možné použiť rôzne špeciálne tvarované výstružníky (známe aj ako záhlbníky) na spracovanie rôznych zápustných otvorov a zápustných plochých koncových plôch. Predný koniec záhlbníka je často vybavený vodiacim stĺpikom, ktorý je vedený obrobeným otvorom.
II. Nudné
Vyvrtávanie je jednou z metód presného obrábania otvorov a je široko používané vo výrobe. Pre menšie otvory v porovnaní s vnútorným valcovým brúsením a presným vyvrtávaním je vyvrtávanie ekonomickejšou a praktickejšou metódou obrábania.
Vyvrtávacie nástroje
Vyvrtávacie nástroje sa vo všeobecnosti delia na dva typy: ručné vyvrtávacie nástroje a strojové vyvrtávacie nástroje. Rukoväť ručného vyvrtávacieho nástroja je rovná, pracovná časť je dlhšia a vedenie je lepšie. Existujú dva typy štruktúr pre ručné vyvrtávacie nástroje: integrálny a nastaviteľný vonkajší priemer. Strojové vyvrtávacie nástroje majú dva typy konštrukcií: s rukoväťou a objímkou. Vyvrtávacie nástroje dokážu obrábať nielen kruhové otvory, ale môžu tiež obrábať kužeľové otvory pomocou kužeľových vyvrtávačiek.
Nudný proces a aplikácia
Prídavok na nudnosť má veľký vplyv na kvalitu vyvrtávania. Ak je prídavok príliš veľký, zaťaženie vyvrtávacieho nástroja je veľké, rezná hrana je rýchlo otupená, nie je ľahké získať hladký opracovaný povrch a nie je ľahké zabezpečiť toleranciu veľkosti; ak je prídavok príliš malý, nemôže odstrániť stopy nožov, ktoré zanechal predchádzajúci proces, a prirodzene to nemá vplyv na zlepšenie kvality opracovania otvoru. Vo všeobecnosti sa prídavok na hrubé vyvrtávanie berie ako {{0}}.35~0.15 mm a za jemné vyvrtávanie sa berie ako 01.5~0.05 mm.
Aby sa predišlo tvorbe nahromadených hrán, vyvrtávanie sa zvyčajne vykonáva pri nižšej reznej rýchlosti (pri spracovaní ocele a liatiny pomocou vyvrtávacích nástrojov z rýchloreznej ocele v ＜8 m/min). Hodnota posuvu súvisí s priemerom obrábaného otvoru, čím väčší je priemer otvoru, tým väčšia je hodnota posuvu a pri spracovaní ocele a liatiny vyvrtávacími nástrojmi z rýchloreznej ocele sa posuv často berie ako { {4}},3~1mm/r.
Pri vyvrtávaní je potrebné použiť vhodnú reznú kvapalinu na chladenie, mazanie a čistenie, aby sa predišlo tvorbe nánosov hrany a včas sa odstránili triesky. V porovnaní s brúsnymi otvormi a vyvrtávacími otvormi má vyvrtávanie vysokú rýchlosť výroby a môže ľahko zabezpečiť presnosť otvoru; ale vŕtanie nemôže opraviť polohovú chybu osi otvoru a presnosť polohy otvoru by mala byť zabezpečená predchádzajúcim procesom. Vyvrtávanie nie je vhodné na obrábanie stupňovitých otvorov a slepých otvorov.
Presnosť veľkosti vyvrtávania je vo všeobecnosti IT{0}}stupeň IT7 a drsnosť povrchu Ra je všeobecne 3,2~0,8 μm. Pre otvory so strednou veľkosťou a požiadavkami na vysokú presnosť (ako sú presné otvory triedy IT7) je proces vŕtanie-vystružovanie-vyvrtávanie typickou schémou spracovania bežne používanou vo výrobe.
III. Nudné
Vyvrtávanie je metóda obrábania, ktorá zväčšuje vopred pripravený otvor pomocou rezného nástroja a vyvrtávacie práce je možné vykonávať na vyvrtávačke alebo sústruhu.
Nudné metódy
Existujú tri rôzne metódy obrábania pre vyvrtávanie.
(1) Rotácia obrobku, pohyb posuvu nástroja K tejto metóde vyvrtávania patrí väčšina vyvrtávaní na sústruhu. Charakteristikou procesu je: po spracovaní je os otvoru v súlade s osou otáčania obrobku, zaoblenie otvoru závisí hlavne od presnosti otáčania vretena obrábacieho stroja a od chyby axiálneho geometrického tvaru otvoru závisí od presnosti polohy smeru posuvu nástroja vzhľadom na os otáčania obrobku. Tento spôsob vyvrtávania je vhodný na obrábanie otvorov, ktoré majú požiadavky na súososť s vonkajším valcovým povrchom.
(2) Otáčanie nástroja, pohyb podávania obrobku Vreteno vyvrtávacieho stroja poháňa otáčanie vyvrtávacieho nástroja a pracovný stôl poháňa obrobok do podávania.
(3) Rotácia nástroja a pohyb posuvu Vyvrtávanie pri tejto metóde sa mení dĺžka previsu vyvrtávacej tyče a mení sa aj silová deformácia vyvrtávacej tyče. Priemer otvoru je veľký v blízkosti hlavnej skrinky a malý od hlavnej skrinky, pričom tvorí skosený otvor. Okrem toho, keď sa dĺžka previsu vyvrtávacej tyče zväčšuje, zväčšuje sa aj ohybová deformácia spôsobená vlastnou hmotnosťou hlavného hriadeľa a os obrábaného otvoru vytvorí zodpovedajúci ohyb. Tento spôsob vyvrtávania je vhodný len na obrábanie kratších otvorov.
Diamantová nuda
V porovnaní so všeobecným vyvrtávaním je charakteristikou diamantového vyvrtávania malý spätný rez, malý posuv, vysoká rezná rýchlosť a môže dosiahnuť vysokú presnosť obrábania (IT{0}}IT6) a veľmi hladký povrch (Ra je { {4}}.4~0,05 μm). Diamantové vyvrtávanie sa pôvodne spracovávalo diamantovými vyvrtávacími nástrojmi, ale teraz sa zvyčajne spracováva pomocou nástrojov z tvrdej zliatiny, CBN a umelých diamantov. Používa sa hlavne na spracovanie obrobkov z neželezných kovov a možno ho použiť aj na spracovanie obrobkov z liatiny a ocele.
Bežne používané množstvá rezu pri diamantovom vyvrtávaní sú: spätný rez pri predvŕtaní je 0.2~0.6 mm, konečné vyvŕtavanie je 0.1 mm; posuv je 0.01~0,14 mm/r; rýchlosť rezania na spracovanie liatiny je 100 ~ 250 m / min, na spracovanie ocele je 150 ~ 300 m / min a na spracovanie neželezných kovov je 300 ~ 2 000 m / min.
Aby sa zabezpečilo, že diamantové vyvrtávanie môže dosiahnuť vysokú presnosť obrábania a kvalitu povrchu, použitý obrábací stroj (diamantový vyvrtávač) musí mať vysokú geometrickú presnosť a tuhosť. Podpera vretena obrábacieho stroja sa bežne používa s presnými guľkovými ložiskami s kosouhlým stykom alebo hydrostatickými klznými ložiskami a vysokorýchlostné rotujúce časti musia byť presne vyvážené; okrem toho
