развертка

Развертка используемого — это тип вращающегося режущего инструмента, в металлообработке . Прецизионные развертки предназначены для увеличения размера ранее сформированного отверстия на небольшую величину, но с высокой степенью точности, чтобы оставить гладкие стороны. Существуют также неточные развертки, которые используются для более простого расширения отверстий или удаления заусенцев . Процесс увеличения отверстия называется рассверливанием . Существует много различных типов разверток, и они могут быть предназначены для использования в качестве ручного инструмента или в станке , таком как фрезерный станок или сверлильный станок .

Строительство

Типичная развертка состоит из набора параллельных прямых или винтовых режущих кромок по длине цилиндрического корпуса. Каждая режущая кромка заточена под небольшим углом и с небольшим подрезом ниже режущей кромки. Развертки должны сочетать в себе как твердость режущих кромок, обеспечивающую длительный срок службы, так и прочность, чтобы инструмент не вышел из строя при обычных нагрузках при использовании. Их следует использовать только для удаления небольшого количества материала. Это обеспечивает долгий срок службы развертки и превосходное качество обработки отверстия.

Спираль может быть направлена по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от использования. Например, коническая ручная развертка со спиралью, вращающейся по часовой стрелке, будет иметь тенденцию самоподаваться во время использования, что может привести к заклиниванию и последующей поломке. Поэтому предпочтительнее использовать спираль, направленную против часовой стрелки, даже если расширитель все еще вращается по часовой стрелке.

Для производственных станков тип хвостовика обычно один из следующих: стандартный конус (например, Морзе или Брауна и Шарпа ), прямой круглый хвостовик, удерживаемый цангой , или прямой круглый хвостовик с лыской для комплекта. винт , который должен удерживаться прочным держателем инструмента. У ручных инструментов конец хвостовика обычно представляет собой приводной квадрат, предназначенный для использования с гаечным ключом того же типа, который используется для поворота метчика для нарезания резьбы .

Рассверливание или сверление по размеру

Геометрия отверстия, просверленного в металле спиральным сверлом, может быть недостаточно точной (достаточно близкой к настоящему цилиндру определенного диаметра) и может не иметь требуемой гладкой поверхности для некоторых инженерных применений. Хотя современные спиральные сверла во многих случаях могут работать превосходно, обычно создавая достаточно точные отверстия для большинства применений, иногда строгие требования к геометрии и отделке отверстия требуют двух операций: сверления до небольшого уменьшения размера с последующим развертыванием с помощью развертки. Планируемая разница между диаметром сверла и диаметром расширителя называется припуском . (Это позволяет удалить небольшое количество материала.) Припуск должен составлять < 0,2 мм (0,008 дюйма) для мягких материалов и < 0,13 мм (0,005 дюйма) для твердых материалов. Большие припуски могут повредить развертку. Просверленное отверстие не должно увеличиваться более чем на 5% от диаметра просверленного отверстия. Сверление с последующим развертыванием обычно позволяет получить геометрию и чистоту отверстия, максимально приближенные к теоретическому совершенству. (Другие методы создания отверстий, наиболее близкие к совершенству при определенных условиях, растачивание [особенно одноточечное растачивание] и внутреннее круглое шлифование .)

Типы

Зажимная развертка

Дуплексная патронная развертка — Развертка патронная из быстрорежущей стали из дуплексной стали с прямым хвостовиком ^[1]

Патронные или машинные развертки — это наиболее распространенный тип разверток, используемый в токарных станках, сверлильных станках и винтовых станках, которые обеспечивают гладкую обработку отверстия. Они бывают различных канавок и нарезов (например, правосторонние, левосторонние, прямые), а также различных типов хвостовиков. Зажимные развертки могут быть изготовлены с прямым хвостовиком или хвостовиком с конусом Морзе. ^[2]

Регулируемая ручная развертка

Регулируемая ручная развертка может охватывать небольшой диапазон размеров. Обычно они обозначаются буквой, которая соответствует диапазону размеров. Одноразовые лезвия скользят по конической канавке. Затягивание и ослабление стопорных гаек на каждом конце меняет размер обрезки. Отсутствие какой-либо спирали в канавках ограничивает их легкое использование (минимальное удаление материала за настройку), поскольку они имеют тенденцию дребезжать . Их также ограничено использование в сплошных отверстиях. Если отверстие имеет осевой разрез вдоль него, например разрезная втулка или зажимное отверстие, каждый прямой зуб, в свою очередь, упадет в зазор, в результате чего другие зубья уйдут из своего положения резания. Это также приводит к появлению следов дребезжания и лишает смысла использовать развертку для определения размера отверстия.

Прямая развертка

Прямая развертка используется для незначительного расширения отверстия. Входной конец развертки будет иметь небольшой конус, длина которого будет зависеть от ее типа. Это приводит к самоцентрированию при входе в необработанное отверстие. Большая часть длины будет иметь постоянный диаметр.

Рассверленные отверстия используются для создания отверстий точной круглости и размера, например, с допуском -0/+0,02 мм (0,0008 дюйма). Это позволит с усилием установить установочные штифты, которые не нужно удерживать в корпусе иным образом. Другие отверстия, рассверленные в других частях немного больше, подходят к этим штифтам точно, но не настолько плотно, чтобы затруднить разборку. Этот тип выравнивания обычно используется при соединении разделенных половин картера, которые используются в двигателях мотоциклов и боксеров. После соединения половин собранный корпус можно затем расточить (по сути, это развертка большого диаметра), а затем разобрать для установки подшипников и других деталей. Использование рассверленных отверстий под штифты типично для любой машины. конструкция, в которой любые две фиксирующие части должны быть расположены и точно состыкованы друг с другом - обычно, как указано выше, с точностью до 0,02 мм или менее 0,001 дюйма.

Другое применение расширенных отверстий — получение специального болта с буртиком без резьбы, также называемого болтом с буртиком. Болты этого типа обычно используются для замены горячекатаных заклепок во время сейсмостойкой модернизации конструкций.

Ручная развертка

Ручная развертка имеет более длинный конус или вход спереди, чем машинная развертка. Это сделано для того, чтобы компенсировать сложность создания лунки только вручную. Это также позволяет развертке начать работу прямо и снижает риск поломки. Канавки могут быть прямыми или спиральными.

Машинная развертка

Машинная развертка со спиральными канавками

Машинная развертка имеет очень небольшой подвод. Поскольку развертка и заготовка предварительно выровнены станком, нет риска ее отклонения от курса. Кроме того, постоянная сила резания, которую может применять станок, гарантирует немедленное начало резки. Преимущество спиральных канавок заключается в автоматическом удалении стружки, но также доступны и прямые канавки, поскольку количество стружки, образующейся во время операции развертывания, должно быть очень небольшим.

Роза развертка

Розетка-развертка не имеет рельефа по периферии и смещена передним конусом для предотвращения заедания. Во вторую очередь они используются в качестве смягчающих разверток.

Расширитель оболочки

Развертки Shell предназначены для развертывания подшипников и других подобных изделий. Они рифленые почти по всей длине.

Коническая развертка

Четыре небольшие конические развертки для штифтов

Прецизионная коническая развертка используется для проделывания конического отверстия, в которое позже вставляется конический штифт.Конический штифт представляет собой самозатягивающееся устройство из-за небольшого угла конуса. Их можно вбить в коническое отверстие таким образом, чтобы снять их можно было только с помощью молотка и керна . Их размеры определяются числовой последовательностью (например, в развертке № 4 будут использоваться конические штифты № 4).Такие прецизионные соединения используются при сборке самолетов и часто используются для соединения двух или более секций крыла, используемых в планере . Их можно пересверливать один или несколько раз в течение срока службы самолета, при этом предыдущий штифт заменяется штифтом подходящего размера.

Развертка с конусом Морзе

Развертка с конусом Морзе используется вручную для обработки втулок с конусом Морзе. Эти втулки представляют собой инструмент, используемый для удержания режущих инструментов или держателей в шпинделях таких машин, как дрели или фрезерные станки. Показанная развертка является чистовой разверткой. Черновая развертка будет иметь зубцы вдоль канавок, чтобы разбивать более толстую стружку, образующуюся в результате более тяжелого режущего действия, используемого для этого.

Комбинированная развертка

Комбинированная развертка имеет две или более режущие поверхности. Комбинированная развертка прецизионно отшлифована до рисунка, напоминающего несколько внутренних диаметров детали. Преимущество использования комбинированной развертки заключается в уменьшении количества револьверных операций при более точном выдерживании глубины, внутреннего диаметра и концентричности. Комбинированные развертки в основном используются в винтовых станках второй операции или токарных станках , а не в станках с числовым программным управлением ( ЧПУ ), поскольку G-код можно легко сгенерировать для профилирования внутренних диаметров.

Комбинированные развертки могут быть изготовлены из инструментов из кобальта, карбида или быстрорежущей стали . При использовании комбинированных разверток для развертывания больших внутренних диаметров, изготовленных из материала с меньшей поверхностью, футов в минуту , твердосплавные наконечники можно припаять к заданной заготовке сверла для изготовления развертки. Твердый сплав требует дополнительного ухода, поскольку он очень хрупкий и при вибрации может расколоться. Обычно для удаления большей части материала используют сверло или комбинированное сверло, чтобы уменьшить износ или риск отрыва детали от комбинированной развертки.

Коническая развертка (неточная)

Коническую развертку можно использовать для удаления заусенцев с просверленного отверстия или для увеличения отверстия. Корпус инструмента сужается к острию. Этот тип развертки состоит из корпуса, диаметр которого обычно составляет до 1/2 дюйма, со стержневой поперечиной на большом конце, образующей ручку. Он особенно полезен для обработки более мягких металлов, таких как алюминий, медь и мягкая сталь. Другое название - «развертка для технического обслуживания», что связано с ее использованием в различных задачах по снятию заусенцев и расширении, часто встречающихся в работах по техническому обслуживанию и ремонту . Подобный инструмент можно увидеть на некоторых швейцарских армейских ножах , например, на модели электрика, предназначенной для использования на трубопроводах.

Процесс

Чтобы добиться высокой точности и постоянства диаметров с помощью расширителя, необходимо учитывать переменные процесса, которые могут повлиять на общее качество расширяемого отверстия. Необходимо учитывать такие переменные, как материал расширителя, конструкция расширителя, расширяемый материал, температура на расширяемой поверхности, скорость расширителя, движение машины или оператора и т. д. Контролируя эти переменные в максимально возможной степени, процесс развертывания позволяет легко получать высокоточные отверстия одинакового размера.

Развертки не следует переворачивать при использовании, так как это приведет к затуплению режущих кромок. ^[3]

Размер – точность и повторяемость

Окончательный размер отверстия, получаемого с помощью расширителя, впоследствии зависит от используемого процесса расширения в сочетании с конструкцией расширителя и используемыми материалами. Были проведены исследования, демонстрирующие влияние использования СОЖ во время развертывания. ^[4] Было показано, что непрерывное использование потока охлаждающей жидкости во время процесса развертывания постоянно (75% времени) приводит к получению отверстий размером на 0,0001 дюйма (0,0025 мм) больше, чем у самой развертки, с разбросом процесса +/- 0,0002 дюйма в остальное время. Аналогичным образом, использование процесса полумокрого расширения часто приводит к получению отверстий, которые на 0,0004 дюйма больше размера самого расширителя, примерно в 60% случаев, при этом разброс процесса на 0,0006 дюйма благоприятствует увеличению размера. Сухое развертывание не рекомендуется из-за его низкого уровня повторяемости размеров (20%) и широкого технологического разброса размеров, которые до 0,0012 дюйма (0,030 мм) превышают размер расширителя.

Качество поверхности и долговечность

При правильном проектировании и использовании срок службы разверток может увеличиться до 30 000 отверстий. ^[5] Правильно контролируемый процесс также способен поддерживать постоянный размер по всей длине отверстия, сводя к минимуму эффект песочных часов. Рассверленные отверстия обычно могут иметь шероховатость поверхности от 10 до 25 микродюймов (от 250 до 640 нм) Ra .

Настройка и оборудование

Обычно развертывание выполняется с помощью сверлильного станка. Однако также можно использовать токарные станки, обрабатывающие центры и аналогичные машины. Заготовка прочно удерживается на месте с помощью тисков, патрона или приспособления во время продвижения развертки. ^[6]

Инструментальные материалы

Как и в случае с другими режущими инструментами, для изготовления разверток используются две категории материалов: термообработанные и твердые. Термически обработанные материалы состоят из различных сталей, в первую очередь из простых углеродистых (нелегированных, сегодня считающихся устаревшими) и быстрорежущих сталей. Наиболее распространенным твердым материалом является карбид вольфрама (сплошной или с наконечниками), но также существуют развертки с кромками из кубического нитрида бора (CBN) или алмаза. ^[6]

Основное различие между обеими категориями заключается в том, что на твердые материалы обычно не влияет тепло, выделяемое в процессе обработки, и они могут даже извлечь из этого пользу. Обратной стороной является то, что они обычно очень хрупкие и требуют слегка затупленных режущих кромок, чтобы избежать разрушения. Это увеличивает силы, необходимые при механической обработке, и по этой причине твердые материалы обычно не рекомендуются для легкого машиностроения. С другой стороны, термообработанные материалы обычно намного прочнее и без проблем удерживают острую кромку без сколов в менее благоприятных условиях (например, при вибрации). Это делает их пригодными для ручных инструментов и легких машин. ^[6]

Распространенные инструментальные материалы	Приложения
Быстрорежущие стали	Чаще всего используется. Недорого.
	Твердость до HRC 67. Острые режущие кромки, что означает меньшую силу резания.
	Версии с высоким содержанием кобальта очень устойчивы к нагреву и поэтому отлично подходят для абразивного расширения. и/или упрочняющие материалы, такие как титан и нержавеющая сталь.
Карбид вольфрама	Дороже, чем быстрорежущие стали.
	Твердость до HRC 92. При развертывании стали превосходит быстрорежущие стали (обычно примерно на 10:1).
	Требуется для рассверливания закаленных материалов.
	Литой алюминий (из-за высокого содержания кремния).

Материалы заготовки

Алюминий и латунь являются типичными заготовками с хорошей и отличной обрабатываемостью. Чугун, мягкая сталь и пластик имеют хорошие оценки. Нержавеющая сталь имеет плохой рейтинг из-за своей прочности и склонности к закалке при механической обработке. ^[6]

Смазка

В процессе развертывания трение приводит к нагреванию детали и инструмента. Правильная смазка охлаждает инструмент, что увеличивает срок его службы. Еще одним преимуществом смазки является более высокая скорость резания. Это сокращает сроки производства. Смазка также удаляет стружку и способствует улучшению качества обработки заготовки. Для смазки используются минеральные, синтетические и водорастворимые масла, которые наносятся путем заливки или распыления. В случае некоторых материалов для охлаждения заготовки необходим только холодный воздух. Это применяется воздушной струей ^[6] или вихревая трубка. ^[7]

Рабочий материал	Смазочно-охлаждающая жидкость	Приложение
Алюминий	Растворимое масло, керосин, синтетическая жидкость	Наводнение
Латунь	Нет, растворимое масло	Наводнение
Чугун	Холодный воздух, нет	Воздушная струя
Мягкая сталь	Растворимое масло, серосодержащее масло	Наводнение
Нержавеющая сталь	Растворимое масло, серосодержащее масло	Наводнение
Пластмассы	Нет, минеральное масло, синтетическое масло	Наводнение, брызги

Сопутствующие стандарты

Национальные и международные стандарты используются для стандартизации определений и классификаций разверток (либо по конструкции, либо по методу удержания или забивания). Выбор используемого стандарта является соглашением между поставщиком и пользователем и имеет определенное значение при проектировании расширителя. В США ASME разработал стандарт B94.2, который устанавливает требования к методам классификации расширителей. ^[8]

См. также

Прошивка
Хонингование
Развертка , разновидность инструмента для труб.

Ссылки

^ «Зажимные развертки | Гаммонс Хоагланд» . gammons.com . Проверено 22 июля 2020 г.
^ «Зажимные развертки | Гаммонс Хоагланд» . gammons.com . Проверено 15 июля 2020 г.
^ Жиль, Тим (1 января 2014 г.). Автомобильные двигатели . Сенгаге. п. 211. ИСБН 978-1-305-17665-2 .
^ «Исследование римера» . Calvalves.com . Проверено 17 ноября 2013 г.
^ «Развертка направляющей клапана двигателя» . Calvalves.com . Проверено 17 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Тодд, Аллен и Альтинг 1994 , стр. 109–115.
^ «Регулируемый пистолет холодного воздуха и регулируемый термофен, использующие вихревую трубку и сжатый воздух производства ITW Vortec, вихревые трубки, вихревые трубки, охлаждение сжатым воздухом» . Newmantools.com . Проверено 17 ноября 2013 г.
^ «Развертки – ASME» .

Библиография

Тодд, Роберт Х.; Аллен, Делл К.; Альтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0 .

Внешние ссылки

[1] «Зажимные развертки | Гаммонс Хоагланд» . gammons.com . Проверено 22 июля 2020 г.

[2] «Зажимные развертки | Гаммонс Хоагланд» . gammons.com . Проверено 15 июля 2020 г.

[3] Жиль, Тим (1 января 2014 г.). Автомобильные двигатели . Сенгаге. п. 211. ИСБН 978-1-305-17665-2 .

[4] «Исследование римера» . Calvalves.com . Проверено 17 ноября 2013 г.

[5] «Развертка направляющей клапана двигателя» . Calvalves.com . Проверено 17 ноября 2013 г.

[todd-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Тодд, Аллен и Альтинг 1994 , стр. 109–115.

[7] «Регулируемый пистолет холодного воздуха и регулируемый термофен, использующие вихревую трубку и сжатый воздух производства ITW Vortec, вихревые трубки, вихревые трубки, охлаждение сжатым воздухом» . Newmantools.com . Проверено 17 ноября 2013 г.

[8] «Развертки – ASME» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]