Развертки по металлу: основные разновидности и особенности применения

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.

Классификация разверток

В металлообработке применяются различные типы разверток, подразделяемые по следующим признакам:

Форма обрабатываемого отверстия:

• Цилиндрические развертки.
• Конические развертки под различные типы конусов.
• Развертки ступенчатые.

Точность развертки отверстия:

• Номер квалитета для цилиндрических инструментов.
• Уровень обработки отверстия (черновой, промежуточный, чистовой) – для конических.
• Регулируемые развертки – раздвижные, шкворневые или разжимные.

Способ зажима:

• Ручные с квадратным хвостовиком.
• Цилиндрический хвостовик (машинные развертки).
• Конические машинные.
• Машинные насадные.

Также развертки подразделяются по количеству режущих кромок, материалу и форме канавок для отвода стружки (спиральные или прямые).

Это интересно: Ручной фрезер по дереву: какой лучше выбрать и как правильно с ним работать

Развёртки конические из стали 9ХС

(допускается сталь Р9, Р18 или Р6М5)

Общее обозначение разверток.

*1. Примеры обозначения разверток:

с цилиндрическим хвостовиком под конус Морзе 3 Развертка Морзе 3 ГОСТ72-0135

под укороченный конус Морзе 3а Развертка Морзе 3а ГОСТ 11181 — 81

с коническим хвостовиком Развертка Морзе 3 ГОСТ 10079 — 81 2373-0134

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.

Конструктивные разновидности

По конструктивным особенностям приборы можно подразделить на три класса:

1. Цельные;
2. Насаживаемые;
3. Настраиваемые (регулируемые).

Цельные модели представляют из себя полностью отлитый образец с хвостовиком и изготавливаются из легированной углеродистой стали. В иных случаях они могут отливаться из быстрорежущей стали. Эти модели являются самыми распространенными и имеют доступную стоимость.

Насаживаемые развертки выглядят как трубки со внутренним отверстием. Их внешний диаметр может достигать 300 миллиметров. Чаще всего они используются в машинной обработке, ибо их хвостовик специально предназначен для фиксации в станочном патроне. Считаются довольно-таки универсальными моделями, т.к. их хвостовик может быть выточен под различные станочные вариации.

Регулируемые (настраиваемые) выполняются в диаметре до 50 миллиметров и данный показатель может изменяться путем настройки. Эти образцы могут заменить собой несколько видов классических разверток, однако, настраиваемый диапазон достаточно невелик. Для самых миниатюрных моделей этот показатель достигает долей миллиметра. Все же, главным плюсом этих вариаций является не только возможность подстройки диаметра, но и их длительный эксплуатационный ресурс. Суть в том, что классические развертки могут стираться со временем, а настраиваемые всегда можно подрегулировать до нужного диаметра. По мере стирания заточки лезвий, снижается лишь максимальная толщина обрабатываемого отверстия, которое всегда возможно развернуть.

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:

• Можно достигнуть точности обработки, которая будет соответствовать квалитету в диапазоне от 6-9. Столь точные отверстия требуются при получении ответственных изделий.
• Показатель шероховатости может находится в диапазоне от 0,32 до 1,25 мкм.
• 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.
• 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.

Самодельные приборы: стоит ли использовать?

По причине того, что рассматриваемый прибор призван обеспечивать высокую точность конечного результата, его самодельные варианты встречаются крайне редко. Данное обстоятельство также сопряжено с использованием специального оборудования для его изготовления, так как придется обрабатывать различные виды стали, что при неверном выборе скажется на снижении надежности и эффективности. Однако, проще всего в бытовых условиях изготовить конический инструмент для расширения пазов в мягких металлах. Таким образом, профессионалы советуют не испытывать судьбу и применять приборы исключительно заводского изготовления.

Основные приемы работы с развертками

Сверло для подготовки отверстия подбирается под диаметры разверток по металлу. Обязательно должен быть небольшой припуск – сверло должно быть меньше на 0,2 – 0,3 мм при черновой развертке, и не более чем 0,05 – 0,1 мм при чистовой. Значения припусков более указанных могут стать причиной быстрого износа заборной части развертки, ухудшению точности результата и качества поверхности.

При ручной развертке:

• Развертка крепится в воротке и смазывается.
• Заборная часть должна входить таким образом, чтобы полностью совпали оси развертки и отверстия.
• Для проверки положения развертки можно использовать угольник в двух плоскостях расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу.
• Вращение начинайте вправо с небольшим давлением сверху.
• Вращение осуществляйте плавно, на небольшой скорости, без рывков. Не ускоряйте вращение даже при легком ходе.
• Обратное вращение недопустимо, так как возможна поломка режущих кромок и задиров на поверхности отверстия. Развертка осуществляется за один проход с одной стороны.

Советы при машинной развертке:

• Развертка крепится так же как и сверло. Сам процесс сходен со сверлением и желательно его выполнять без смены установки детали, сразу после подготовки отверстия.
• Часто развертка крепится в качающихся державках, что позволяет инструменту самоцентрироваться по оси отверстия.
• Желательно использование автоматической подачи, скорость резания должна быть в 2-3 раза ниже, чем при сверлении.
• Необходимо использование значительного количества смазки.
• Чем ниже количество оборотов и скорость подачи – тем выше качество отверстия и стойкость инструмента.

Это интересно: Топливные пеллеты (гранулы) – разновидности, особенности, производство

Производители

На текущий момент на рынке не так и много видных брендов, которые достойны упоминания. Среди зарубежных компаний отдельно хотелось бы отметить, Bahco и Licota, а также внимания заслуживает Rock FORCE.

А вот наш отечественный производитель зачастую при неплохом качестве выставляет более приятные цены. ТЕХМАШ или Русский инструмент, а также АвтоДело – эти фирмы смогут дать серьезный конкурентный бой зарубежным компаниям.Обращайтесь в , и мы подберем необходимое вам оборудование. Свяжитесь с нами по контактному номеру для консультации.

Что же, наш обзор подошел к завершению. Теперь вы точно знаете, для чего применяют развертки. И без труда сможете подобрать для себя самую результативную и подходящую продукцию.

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

Существующие формы

Ввиду того, что создание точных отверстий является неотъемлемой производственной частью в различных отраслях станкостроения и машиностроения, развертки имеют множество форм и размеров. Именно по форме их возможно подразделить на три группы:

1. В виде цилиндров;
2. В виде конусов;
3. Многоступенчатые.

Первые являются самыми распространенными и применяются для создания традиционных круглых отверстий. Их канавки имеют прямую или винтовую форму со специальными углублениями для вывода стружки.

Вторые имеют конусовидную форму и срезанную вершину. С их помощью возможно работать и по классическим и по коническим отверстиям. В любом случае, конечный результат – это создание конического отверстия. Вывод лишней стружки происходит и через прямые и через винтовые канавки.

Самыми редкими считаются ступенчатые модели, в силу своей универсальности, ибо они способны выравнивать отверстия в листах металла. Конструктивно они обладают конической формой, только вот скос у них происходит ступеньками, а не плавно. Подобная конструкция отличается особой прихотливостью, но если применять ее грамотно и профессионально для обработки именно листового металла (толщиной всего в несколько миллиметров), то она вполне может долго прослужить.

В зависимости о того, насколько будущее отверстие должно качественно отличаться от уже имеющегося, прибор следует применять в один и более подходов. Как правило, профессиональный токарь может ограничиться 3 подходами – обдирочно-черновой, промежуточный и финишно-чистовой. Первый заход состоит из грубой подрезки, после чего на втором заходе уничтожаются заусенцы и образовавшиеся выступы. Финишным шагом становиться чистовая развертка, с которой внутренности паза приобретают особую гладкость.

Отличия от сверл

Сверло, по определению, является тем инструментом, который призван создавать первоначальные отверстия. Развертки же для этого не приспособлены, а нужны лишь для доводки уже созданных отверстий до необходимых размеров.

ВАЖНО! В принципе, визуально оба предмета схожи между собой, но не являются взаимозаменяемыми. Таким образом, каждый из них должен использоваться только для своей конкретной задачи.

Отличия в сфере использования

Описываемый инструмент может применяться и ручным и машинным способом. Для ручных образцов диаметр может устанавливаться в переделах 3-50 миллиметров. Его хвостовой элемент обладает специальной выточкой под профиль в виде квадрата в целях удобства фиксации в воротке. Чем меньше диаметр развертки, тем проще с нею работать, ибо площадь трения будет уменьшаться. При работе вручную необходимо надлежащим образом начинать вкручивание, ибо возникает риск того, что вход в отверстие может деформироваться и приобрести форму овала.

Развертки машинного типа устанавливаются на станках. Их диаметр отличается существенной толщиной, поэтому их удобно фиксировать в револьверных, токарных и сверлильных станках. Их форма может быть как цилиндрической, так и конической.

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.

• Габариты инструмента.
• Количество зубьев.
• Равномерность их распределения.
• Тип режущей части.
• Профиль канавок.
• 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.

• Выполняются разметка и накернивание.
• Отверстие высверливается.
• Развертка закрепляется в воротке, смазывается и вставляется в отверстие.
• Для его развертывания инструмент вращают по часовой стрелке.
• Финальный этап — проверка параметров отверстия при помощи калибра.

Изображение №2: развертывание отверстий ручной разверткой

Расскажем о важных особенностях.

• Ручные развертки очень эффективны. Режущие зубья имеют острые грани по всей длине.
• Диаметры передних поверхностей рабочих частей уменьшены. Инструменты легко входят в заранее подготовленные отверстия нужных диаметров.
• При увеличении количества режущих кромок повышается качество обрабатываемых отверстий.
• Развертывать отверстия необходимо плавно. Не ускоряйтесь даже при легком ходе. Избегайте рывков.
• 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.

• Инструменты имеют большое количество режущих кромок. Качество получаемых отверстий находится на очень высоком уровне.
• Машинное развертывание требует компенсации биения шпинделя. Для устранения этого негативного фактора служат шарнирные оправки.

Фотография №6: машинное развертывание

• Обработка производится на высоких скоростях. Машинные развертки имеют повышенную износостойкость.
• Развертка позиционируется точно. За счет этого инструмент плавно входит в отверстие. На все зубья оказывается одинаковой давление. Это значительно повышает точность и минимизирует биение.
• Скорость при развертывании меньше, чем при сверлении, примерно в 2–3 раза. Инструменты не перегреваются.
• 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.

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.

Практические рекомендации по развертыванию отверстий

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

Развертывание отверстий — процесс

• 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

Вместо эпилога

Проведенным анализом рынка установлено, что большинство представленных разверточных изделий предназначены для ручной работы. При чем отрадно, что в большинстве сегментов лидируют российские изготовители, предлагая качество выше среднего при достаточно адекватных ценах. В то же время, машинные образцы больше представлены иностранными производителями, но они не пользуются высоким спросом по причине их узкой специализированности. Таким образом, подбор качественного инструментария для разверточных работ не представляет особых проблем. Одновременно, заказ необязательно осуществлять лишь в розничных сетях — качественные образцы возможно приобрести и через интернет-площадки, при этом знатно сэкономив на цене без включения в нее стоимость доставки.

Какие отверстия обрабатывают развертками

Режущим инструментом мастер может обработать отверстия цилиндрической или конической формы. Цилиндрические проймы создаются развёртками с основной частью в форме цилиндра. Используют ручные или машинные инструменты.

Конические отверстия выполняются развертками конической формы, но не сразу. Обычно, процесс делится на три этапа: черновая обработка, промежуточная и чистовой вариант. Проверку готового конического отверстия выполняют режущим изделием с конусным калибром.

Что нужно знать

Даже работаю вручную, есть возможность застраховать себя от сбившейся оси. Казалось бы, без станка четко зафиксировать центр и выдержать его все равно не выйдет. Но способ есть – нужно просто приобрести тип оборудования с соосником. И тогда человеческий фактор будет нивелирован. Правда, других преимуществ машинной обработки модель не предоставляет, учтите этот момент.

Важные правила и особенности развертывания отверстий

• Для чернового развертывания припуск составляет 0,1–0,15 мм, для чистового — 0,1–0,05 мм.
• Финишное развертывание проводится плавно. Уменьшение подачи повышает качество обработки. При чистовом развертывании устанавливают небольшие обороты.
• При развертывании отверстий необходимо использовать СОЖ. При обработке чугунных деталей применяют керосин или сжатый воздух.
• Для повышения эффективности обтачивают прилегающие торцевые поверхности деталей. В этом случае при развертывании задействуются все режущие кромки инструментов.
• Из обработанных отверстий развертки необходимо извлекать плавно. Обратное вращение недопустимо.
• Для контроля точности рекомендуется использовать нутромеры и калибр-пробки.

Отличие зенкерования от смежных операций

Зенкерование сходно с развёртыванием отверстий, режущие кромки инструмента снимают лишний материал со стеноктия, уменьшают шероховатость и увеличивают диаметр. Это получистовая операция, что значит, за ней следует ещё один этап обработки. Развёртывание – финишная процедура. Во время зенкерования устраняются дефекты сверления, штамповки и литья. В процессе можно немного откорректировать привязку, добиться лучшей соосности для будущего соединения. Точность удаётся повысить до 5, а иногда даже до 4-го класса.

При установке режима резания нужно помнить, что толщина удаляемого металла при зенкеровании равна половине припуска для заданного диаметра отверстия. Если сравнивать со сверлением, то подачу можно сделать больше в 1,5-2 раза, а скорость оставить такой же. Конкретные параметры резания рассчитываются по формулам, приводимым в нормативной литературе.

Так как зенкер обладает большей в сравнении со сверлом жёсткостью, из-за повышенного числа острых выступов, возрастает точность направления движения, а также качество обработки, гладкость и чистота поверхности. Для сравнения сверление даёт шероховатость 20 мкм и квалитеты 11–12, зенкерование – шероховатость 2,5 мкм, квалитеты 9–11, а развёртывание – шероховатость 0,25-1,25 мкм и квалитеты 6–9. Квалитетом называют точность изготовления детали, с увеличением его значения допуски растут, а точность падает. Если технологическим процессом для обработки изделия требуется и зенкерование и развёртка, то они производятся за одну установку и выверку заготовки на станке.

При этом виде обработки создаются углубления для размещения крепежа заподлицо с поверхностью детали. Помимо снятия фасок, зенковку применяют для вырезания углублений конической формы. Ещё одним назначением будет зачистка и обработка выемок перед монтажом крепежа, это делается при помощи плоских или же торцевых зенковок, именуемых ещё цековками, что более грамотно.

Наибольшее распространение на рынке получили конические зенковки с рабочими углами в 90 и 120º, которыми создаются углубления, чтобы прятать шляпки болтов и винтов. В металлообрабатывающей промышленности находят своё применение и зенковки с плоским кончиком, служащие для зачистки выемок под крепежные элементы. Устанавливают зенковки в те же станки, что и другой инструмент для обработки отверстий для крепежа.