Обзор разновидностей разверток по металлу

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.

Видео

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.

Процесс развертывания отверстий

Развёртывание отверстий нужно, чтобы оформить точную по форме пройму в изделии из металла с допустимой шероховатостью от 0,16 до 1,125 микромиллиметров. Процесс развёртывания выполняют с помощью развёртки. Размер инструмента подбирают в соответствии с диаметром отверстия. Сначала в заготовке просверливают черновое отверстие. Потом закрепляют эту заготовку так, чтобы оснастка смогла свободно пройти через изделие с отверстием. Для черновой развертки иногда используют минеральные масла для смазки поверхностей инструмента и заготовки. После чернового развёртывания в отверстие вставляется чистовой инструмент, и операция повторяется заново, до нужного качества.

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, сформирова

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 –

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.

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:

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.

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 развер

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.

Классификация инструмента

Классификация разверток может проводится по самому большом количеству различных признаков.

Некоторые виды разверток по ГОСТ

Некоторые виды разверток по ГОСТ

Рассматривая виды разверток следует учитывать, что классификация проводится согласно ГОСТ:

  1. Материал, применяемый при изготовлении основной части изделия.
  2. Конструктивные особенности режущей кромки и лент, а также их расположение относительно друг друга.
  3. Тип отверстия, которое может подвергаться обработке.
  4. Способ закрепления в воротке или станке.
  5. Возможность регулирования по размерам отверстия, которое будет подвержено обработке.

Развертка ручная имеет свои определенные особенности, которые позволяют закреплять инструмент в специальном воротке. Современная развертка машинная имеет свои конструктивные особенности, которые нужно учитывать при выборе инструмента.

Скачать ГОСТ 7722-77

Наибольшей популярностью пользуются следующие варианты исполнения:

  1. Раздвижная развертка получила весьма большое распространение, так как может применяться для обработки отверстий различного диаметра. Развертка разжимная с шариком позволяет достигать высокой точности размеров и требуемых показателей шероховатости поверхности.
  2. Варианты исполнения с коническим хвостовиком также получили широкое распространение по причине высокой универсальности. Зубья могут быть выполнены в насадном виде.
  3. Развертка винтовая может иметь напаянные пластины. Изготавливаются они при применении твердых сплавов, которые могут выдерживать длительное механическое воздействие и при этом не перегреваться.
Раздвижные развертки
Винтовая развертка

Как ранее было отмечено, рассматриваемый инструмент можно применять для обработки конических отверстий. Комбинированная развертка может применяться для работы со следующими типами отверстий:

  1. Конусные штифты.
  2. Метрические конусы.
  3. Резьба, которая находится на конической поверхности.
  4. Поверхности, выполненные по стандарту «конуса Морзе».

В ГОСТе указывается класс точности развертки. Она зависит от геометрических параметров и типа применяемого материала при изготовлении.

Ступенчатые развертки применяются для получения более качественных отверстий. К примеру, двухступенчатая развертка может разделить припуск, увеличив качество поверхности.

По способу использования выделяют следующие варианты исполнения изделий:

  1. Ручные – вариант исполнения, который предназначен для ручной обработки деталей. С рабочей частью, как правило, применяется и вороток. Он предназначен для передачи вращения. Стоит учитывать, что ручной вариант исполнения предназначен для снятия меньшего слоя.
  2. Механический – для применения со станками или устройством, которое питается от электричества. За счет его применения можно существенно ускорить обработку.

    Типы разверток по металлу

Твердосплавные развертки по металлу сегодня получили весьма широкое распространение. Это связано с тем, что применяемые твердые сплавы могут выдержать длительную эксплуатацию и при этом поверхность не изнашивается. Как правило, именно износ режущей кромки становится причиной снижения качества поверхности.

Скачать ГОСТ 13598-851672-80

По виду обрабатываемого отверстия

Обрабатываемые отверстия могут иметь самую различную геометрию поверхностей. Большее распространение получили:

  1. Цилиндрические отверстия. Они характеризуются тем, что две поверхности находятся параллельно относительно друг друга.
  2. Конические отверстия. В этом случае образованная полость может сужаться. При этом угол наклона может существенно отличаться.

Развертка коническая подбирается для каждой заготовки. Это связано с тем, что наконечник должен соответствовать форме конуса. Конусная поверхность довольно сложна в обработке, и только при применении соответствующего изделия можно достигнуть требуемой формы и качества.

Развертка цилиндрическая имеет более простую форму, встречается подобный инструмент довольно часто.

Принцип действия разверток

Развертывание отверстия производится либо сразу после сверления, либо после рассверливания или зенкерования. Диаметр применяемой развертки, измеренный по кромкам противоположных лезвий (или кромок пластин у регулируемого варианта), должен точно соответствовать заданному диаметру отверстия после обработки. Цельнометаллический инструмент доводят до точного размера на специальных заточных станках, а регулируемый выставляют с помощью встроенных механических систем и измерительных инструментов.

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. Вращающее усилие передается через хвостовик, на конце которого у ручных разверток находится квадратная головка под вороток, а у машинных — конусное или цилиндрическое окончание. Современный цельнометаллический и регулируемый инструмент для развертывания отверстий, как правило, имеет модульную конструкцию, при которой рабочая часть может использоваться с державками различного типа. На видео ниже: развертывание трубы из нержавейки на токарном станке под ствол ракетницы.

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.

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 обра

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.

Зенкерование

Все о сверлах для квадратных отверстий

Зенкером обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные. Зенкерование может быть как предварительной (перед развертыванием), так и окончательной обработкой. Кроме обработки отверстий, зенкеры применяются иногда для обработки торцовых поверхностей заготовок.

Для повышения точности зенкерования (особенно при обработке литых или штампованных глубоких отверстий) рекомендуется предварительно расточить (резцом) отверстие до диаметра, равного диаметру зенкера, на глубину, примерно равную половине длины рабочей части зенкера.

Зенкеры, как и сверла, устанавливают на токарных станках чаще всего в задней бабке или револьверной головке.

Заточка разверток

Затачивание режущего металлоинструмента должен осуществлять только мастер с опытом и высокой квалификацией. Так как развёртка считается чистовым инструментом, то качество её заточки должно быть идеальным. Это сложная операция, которую выполняют на специальном точильном станке. Зубья инструмента обрабатывают по классификации шероховатости не ниже 8-го или 9-го класса. Для точности очинивания углы развёртки проверяются угломером или с помощью специального микроскопа для инструментов. После обтачивания развёртку ещё обрабатывают методом доводки на профессиональном доводочном механизме.

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.

Основные виды разверток по металлу и их применение

Существуют три основные разновидности разверток по металлу.

1.      Цилиндрические. Предназначены для обработки прямых цилиндрических отверстий.

Фотография №3: цилиндрическая развертка по металлу

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

Фотография №4: коническая развертка по металлу

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

Фотография №5: ступенчатая развертка по металлу

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.

Развертка ручная коническая и другие разновидности приспособления

Для того чтобы получить отверстия с чистой поверхностью или же в случае, если требуется точная подгонка отверстия под какую-то шлифованную деталь, производится процесс, называемый развертыванием. Его можно выполнить вручную или же использовать для этого сверлильный станок, на который устанавливаются развертки. В первом случае при производстве работ ручная коническая развертка вращается воротком.

Эти инструменты бывают цилиндрическими, коническими и ступенчатыми (по типу отверстия, обрабатываемого ими). В отношении точности они делятся на следующие: указывающие квалитет (для цилиндрических разверток), те, что указывают качество (черновые, чистовые и промежуточные между ними – для конических типов). Сюда же можно отнести развертки цилиндрические с калиброванным припуском, необходимые для того, чтобы дальше шлифовать инструмент до нужного размера. И последний тип в этой группе – регулируемые развертки.

По тому, каким способом зажимаются, они делятся на:

  • ручные (у них имеется квадратный хвостик под вороток),
  • машинные (с цилиндрическим или коническим хвостовиком),
  • насадные для машин (устанавливаются на специальную оправку, как правило, нужны для инструментов, имеющих большие размеры).

На рабочей части этого приспособления есть нарезанные зубья, как правило, их от 6 до 14, вдоль них расположены канавки, образующие режущие кромки.

Часть, которая находится снизу развертки, предназначена для снимания стружки, а та, что вверху, названная калибрующей, может пускать инструмент в нужном направлении, чтобы полностью калибровать отверстия. В целом инструмент необходим для того, чтобы развертывать конусные отверстия. Припуск, допускаемый при черновом этапе работ, составляет не более пятой части одного миллиметра, а для чистового принимается равным десятой части миллиметра.

Теги