Развертка. Виды и работа. Применение и уход. Особенности

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.

   Читайте также: Как в Майнкрафте сделать рычаг и использовать его?

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.

   Читайте также: Медовик со сметанным кремом, черносливом и грецкими орехами

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

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.

Виды развертки по металлу

Разновидности:

1. Насадная. Трубка с острыми зубьями на внешней стороне. В центре находится функциональное отверстие для закрепления хвостовика. Чаще применяется для работы на сверлильных станках.
2. Цельная. Монолитная оснастка. Может изготавливаться из инструментальной или быстрорежущей стали.
3. Нерегулируемая. Имеет фиксированный диаметр, которые невозможно изменить дополнительными насадками.
4. Комбинированная. Сочетает два инструмента. У нее есть две рабочих поверхности. Благодаря этому расширяется функционал.
5. Регулируемая. Универсальная оснастка, максимальный диаметр которой — 50 мм. Это специальный инструмент, у которого можно регулировать диаметр рабочей части.
6. Цилиндрическая. Стандартная оснастка, применяемая для обработки обычных отверстий.
7. Шило. Подходит для обработки отверстий в мягких металлах. Может быть двух видов. Разборная — ручной инструмент, состоящий из двух частей (острия и ручки). При необходимости диаметр отверстий можно расширить до 14 мм. Четырехгранное шило — второй вид ручного инструмента. От стандартного шила отличается четырехгранным острием малого диаметра.
8. Коническая. Подходит для обработки конических, стандартных отверстий. По форме эта оснастка похожа на вытянутый конус со спиленной вершиной.
9. Ручная. Оснастка для установки в воротки. Имеет квадратный хвостовик. Максимальный диаметр — 50 мм. Чем больше диаметр, тем сложнее работать с таким инструментом.
10. Ступенчатая. Похожа на коническую развертку, но имеет несколько ступеней с выступами по всей длине конуса.
11. Машинная. Оснастка для работы с электроинструментами, сверлильными станками. Может иметь цилиндрический или конический хвостовик.

В технической литературе можно встретить классификацию по другим критериям — форме канавок (винтовые или прямые), количеству режущих зубьев (от 6 до 16), материалу.

Развертка изготавливается из быстрорежущей или инструментальной легированной стали. Популярные виды — 9ХС, Р9, Р18.

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.

Плавающий патрон для крепления разверток

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.

Развертка, как и зенкер, состоит из рабочей части, шейки и хвостовика

Конструкция развертки

Высокое качество обработки обеспечивает конструкция развертки – большое количество режущих кромок обеспечивающих небольшой припуск при снятии металла. Процесс резания осуществляется при вращении и одновременном поступательном движении инструмента вдоль оси обрабатываемого отверстия. 

Выше приведены рисунки четырёх типов разверток:

• а) Ручная с цилиндрическим хвостовиком.
• б) Машинная с коническим хвостовиком цельная.
• в) Машинная цельная
• г) Машинная сборная со сменными режущими элементами.

Инструмент имеет от 6 до 16 зубьев неравномерно (как правило) распределенных по окружности для повышения качества обработки. Рассмотрим конструкцию на примере ручной развертки цельной с хвостовиком цилиндрической формы. Инструмент состоит из трех основных частей – рабочей, шейки и хвостовика. В свою очередь рабочая часть развертки состоит из направляющей, режущей и калибрующих частей, а также обратного конуса. Основную часть процесса выполняет режущая часть, которая у ручного инструмента значительно длиннее, чем у машинного.

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.

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.

Особенности обработки развертыванием

При сверлении есть вероятность того, что размеры будут существенно отличаться от тех, которые нужно было получить. Это связано с тем, что на момент механической обработки оказывается высокой давление на заготовку, материал и сама режущая часть могут нагреваться и деформироваться. Именно поэтому многие решают пользоваться разверткой для достижения высокого качества получаемых отверстий.

К особенностям проводимой обработки можно отнести нижеприведенные моменты:

1. Можно достигнуть точности обработки, которая будет соответствовать квалитету в диапазоне от 6-9. Столь точные отверстия требуются при получении ответственных изделий.
2. Показатель шероховатости может находится в диапазоне от 0,32 до 1,25 мкм.
3. Рассматривая особенности приспособлений, предназначенных для развертывания, отметим то, что на поверхности есть около 4-14 режущих кромок. За счет этого существенно повышается качество обработки и точность размеров. Именно большое количество режущих кромок определяет то, что при резании не происходит деформации инструмента или заготовки.
4. При обработке отверстия изделие вращается вокруг своей оси, а также ему придается возвратно-поступательное движение. За счет этого обеспечивается удаление кромки, которая может снизить качество поверхности.

В целом можно сказать, что сверло в применении не отличается существенно от рассматриваемого изделия. В обоих случаях оказывается вращение и возвратно-поступательное движение. Однако, в случае развертывания проводимая обработка является финишной, предусматривает высокую скорость вращения.

Ручные развертки

Развертки ручные

Следует учитывать, что развертка ручная цилиндрическая существенно отличается от машинной развертки. Проводя работы вручную можно достигнуть высокую точность. При выборе изделия уделяется внимание следующим моментам:

1. Тип режущей части.
2. Калибр.
3. Количество зубьев и равномерность распределения.
4. Профиль канавок.
5. Конфигурация зажимной части.

Развертка ручная коническая получила широкое распространение. Ручные инструменты характеризуются своей относительно невысокой стоимостью. При этом их можно назвать универсальным вариантом исполнения. В продаже есть вариант исполнения с гладким направляющим диаметром. Кроме этого, спиральная развертка постепенно снимает оставленные припуск, за счет чего повышается качество поверхности.

Ручной инструмент имеет цилиндрическую форму. К особенностям можно отнести нижеприведенные моменты:

1. Режущие зубья имеют острые грани по всей длине. За счет этого можно существенно повысить эффективность работы.
2. Диаметр рабочей части может варьировать в диапазоне от 3 до 58 мм. При этом шаг составляет около 1 мм. Кроме этого, ручные инструменты выпускаются с шагом 3,5; 4,5; или другие дробные показатели.
3. Можно приобрести и специальные наборы, которые представлены с сочетанием инструментов различного диаметра. За счет этого не возникает проблем с обработкой отверстий различного диаметра.
4. Отличительной особенностью можно назвать то, что хвостовик должен подходить к воротку. Эта часть предназначена для передачи вращения и усилия. Для подобного крепления хвостовик должен иметь квадратное поперечное сечение конической части.
5. Передняя поверхность рабочей части ручного инструмента обладает меньшим диаметром, чем диаметр поперечного сечения основной части. За счет этого обеспечивается более легкий заход инструмента в заранее подготовленное отверстие.
6. Увеличить качество полученной поверхности можно путем приобретения и использования инструмента с большим количеством режущих кромок.

При изготовлении основной части инструмента могут использовать различные металлы. Как правило, они характеризуются достаточно большой твердостью и износостойкостью, но не рассчитаны на работу с высокой скоростью резания.

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.

ГОСТ

Существует несколько стандартов, нормирующих качество продукции. Так, за типовое разнообразие, а также размерные ряды отвечает ГОСТ 29240-91. А если разбираться в моделях, которые имеют припуск, то руководствоваться придется уже совершенно другим нормативным документом. А точнее – ГОСТ 11173-76. Весьма распространена процедура в домашних условиях. Когда источник подачи становится не станок, обычный ручной прибор. И в этом случае нам нужно обратить внимание на ГОСТ 7722-77. А вот другой документ, под номером 1672-80 уже регламентирует нормы в цельных моделях машинного типа. То есть как раз заводские установки.

Принцип действия развертки

Принцип работы инструмента заключается в его кромках – зубцах. Их может быть от 4 до 14. Благодаря кромкам в процессе обработки отверстия снимается припуск. Помогает процессу сверления не только вращение инструмента, важна также подача, которую выполняют в направлении к оси калибруемой проймы. За счёт принципа работы, возможно снимать с изделия тончайший слой металла, не повреждая ни поверхность, ни инструмент. Металлорежущим изделием, механического или ручного типа, можно сделать сверхточное отверстие с минимальной шероховатостью.

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.

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.

Теги