Курс: 1. Основы 2. Обзор групп 3. Токарная 4. Фрезерная 5. Сверление 6. Развёртывание 7. Резьба 8. Зубы/протяжка 9. Абразив 10. Современные
Модуль 4 · Отверстия Лекция 6 / 10 ≈ 40 мин

Развёртывание и растачивание

Методы чистовой и тонкой обработки отверстий для достижения высоких размерных характеристик (IT6–IT9, Ra 0,4–1,6 мкм). Завершающая стадия технологической цепочки «отверстие».

Введение

Цель лекции

После сверления и зенкерования получают отверстие с квалитетом IT9–IT10. Для более точных отверстий (IT6–IT8) применяют развёртывание или растачивание. Оба метода дают близкие квалитеты, но принципиально различаются по принципу действия: развёртка — многозубый мерный инструмент, расточка — однокромочный универсальный.

Место в цепочке: см. рис. 2.2 в Лекции 2. Развёртывание идёт после зенкерования; растачивание может заменить обе эти операции. После развёртывания часто применяют хонингование (Лекция 9) для достижения IT6.
IT7–IT9
развёртывание
чистовое отверстие
IT6–IT8
растачивание
точное + исправление оси
0,1–0,5
припуск, мм
на диаметр
0,4–1,6
Ra, мкм
чистовая обработка

1. Развёртки

Развёртка — многозубый мерный инструмент для чистовой обработки отверстий. Состоит из рабочей части (заборная + калибрующая) и хвостовика. В отличие от сверла, у развёртки больше зубьев (6–12), меньше передний угол, и обязательно — калибрующая часть, которая «протягивается» по отверстию, формируя окончательный размер.

Рис. 6.1. Геометрия развёртки Конструкция развёртки Хвостовик Заборная часть φ = 5–15°, снимает припуск Калибрующая часть Направляет, калибрует, формирует Ra Обратный конус 0,02–0,05 мм/100 мм Параметры зубьев Число зубьев z 6–12 (больше → лучше Ra, но сложнее отвод стружки) Передний угол γ 0° … +10° (для сталей — больше, для чугуна — меньше) Задний угол α 6° … 12° (уменьшает трение калибрующей части) Длина заборной части L = (1,5–3) · D, где D — диаметр развёртки Длина калибрующей части L = (2–5) · D (чем больше — тем точнее)
Слева — конструкция развёртки с тремя рабочими зонами; справа — параметры зубьев.

Типы развёрток

Рис. 6.2. Типы развёрток Цельная машинная Ø 1–50 мм, HSS Ручная Длинный хвостовик Раздвижная Регулировка Ø Со вставными ножами Большие Ø, замена Твердосплавная Закалённые, абразив. Выбор типа зависит от диаметра, материала заготовки, размера партии и требуемой точности.
ПараметрЗначениеПримечание
Диаметр1–100 ммСтандартные ряды
Число зубьев6–12Больше → лучше Ra, но сложнее отвод стружки
Припуск на диаметр0,1–0,5 ммДля Ø до 15 мм — 0,1 мм
Достижимый квалитетIT7–IT9После зенкера IT9–IT10
Ra0,4–1,6 мкмЗависит от материала и СОЖ
Подача0,5–3 мм/обВ 2–3 раза больше, чем у сверла
СкоростьV = 0,3–0,5 VсверлаДля HSS — 6–12 м/мин
Почему развёртка не исправляет ось. Развёртка — мерный инструмент с жёсткой калибрующей частью. Она повторяет форму отверстия, которое получает на входе. Если сверло или зенкер «завалили» ось, развёртка это не исправит — только откалибрует диаметр. Для исправления оси нужно растачивание.

2. Растачивание

Растачивание — обработка отверстий однокромочным инструментом (расточным резцом). Универсальный метод, позволяющий обрабатывать любые диаметры в пределах хода станка, исправлять ось отверстия, обрабатывать несквозные отверстия и уступы. По геометрии резец аналогичен токарному (Лекция 3), но работает внутри отверстия.

Рис. 6.3. Расточной инструмент и схемы растачивания Однорезцовая оправка Отверстие Универсальное, любой диаметр Двухрезцовая оправка Уравновешенные силы, высокая точность Тонкое растачивание Алмазные / твердосплавные резцы, V = 150–1000 м/мин Схемы растачивания Вращение инструмента Вращение заготовки Плавающая расточка CNC-расточка
Сверху — типы расточных оправок; снизу — четыре схемы растачивания на разных станках.
Преимущества растачивания перед развёртыванием.
  • Универсальность — один резец для любых диаметров в пределах хода станка
  • Исправление оси — соосность до 0,01 мм (развёртка не исправляет)
  • Несквозные отверстия и уступы внутри (развёртка — только сквозные)
  • Высокая точность — IT6–IT8 при тонком растачивании
  • Недостаток — ниже производительность, чем у развёртывания
Связь с другими операциями: расточные резцы по геометрии аналогичны токарным — см. Лекцию 3 (углы γ, α, φ). Тонкое растачивание на алмазных резцах даёт Ra 0,2–0,4 мкм — близко к хонингованию (Лекция 9).

3. Сравнение методов

ХарактеристикаРазвёртываниеРастачивание
Тип инструментаМерный, многозубыйУниверсальный, однокромочный
Диапазон диаметров1–100 ммЛюбой (в пределах станка)
КвалитетIT7–IT9IT6–IT8
Ra0,4–1,6 мкм0,4–1,6 мкм
Точность осиНе исправляетИсправляет (до 0,01 мм)
ПроизводительностьВысокаяНизкая
Несквозные отверстияОграниченноДа
Уступы внутриНетДа
Стоимость инструментаНизкая (для малых Ø)Очень низкая (один резец)
ПрименениеМассовое производствоЕдиничное, прецизионное
Когда что выбирать.
  • Развёртывание — если партия большая, отверстие сквозное, ось не критична, диаметр стандартный
  • Растачивание — если партия малая, отверстие несквозное, нужна точная ось, диаметр нестандартный
  • Комбинация — расточка для исправления оси + развёртка для массового калибрования диаметра

4. Режимы резания

Режимы развёртывания и растачивания существенно отличаются от сверления (Лекция 5): скорости ниже, подачи больше, припуск минимальный.

Рис. 6.4. Режимы резания при развёртывании и растачивании Развёртывание n S V = 6–12 м/мин (HSS) S = 0,5–3 мм/об Растачивание n S V = 30–150 м/мин S = 0,05–0,3 мм/об Припуск на развёртывание — 0,1–0,5 мм; на растачивание — 0,2–1,0 мм (на диаметр).
Материал заготовкиИнструментV, м/минS, мм/обПрипуск, мм
Развёртывание
Сталь конструкционнаяHSS8–150,5–1,50,1–0,3
Сталь нержавеющаяHSS-E5–100,3–0,80,1–0,2
Чугун серыйВК / HSS10–200,8–2,00,15–0,3
Алюминиевые сплавыHSS полир.20–500,5–1,50,1–0,2
Растачивание
Сталь конструкционнаяТК60–1200,1–0,30,3–1,0
Чугун серыйВК50–1000,15–0,40,3–1,0
Тонкое растачиваниеАлмаз / CBN150–10000,02–0,10,05–0,2
Типичные ошибки.
  • Слишком большой припуск под развёртку → срезание стружки «клочками», плохое Ra
  • Отсутствие СОЖ при развёртывании стали → налипание, задиры на калибрующей части
  • Развёртывание без предварительного зенкерования → развёртка повторяет ось сверла
  • Слишком высокая скорость при растачивании → вибрации, волнистость

Заключение

Что нужно запомнить

  1. Развёртывание — чистовая обработка отверстий многозубым мерным инструментом.
  2. Развёртка состоит из заборной, калибрующей частей и хвостовика. Калибрующая часть не исправляет ось.
  3. Растачивание — универсальный метод однокромочным инструментом. Исправляет ось отверстия.
  4. Для массового производства стандартных отверстий — развёртывание; для единичного и прецизионного — растачивание.
  5. Тонкое растачивание на алмазных резцах даёт IT6 и Ra 0,2–0,4 мкм.
  6. После развёртывания часто применяют хонингование для достижения ещё более высоких квалитетов.
Контрольные вопросы
  1. Из каких частей состоит развёртка?
  2. Какой припуск оставляют под развёртывание?
  3. Какие типы развёрток вы знаете?
  4. Почему развёртка не исправляет ось отверстия?
  5. Что такое растачивание и каковы его преимущества?
  6. В чём разница между развёртыванием и растачиванием?
  7. Когда применяют тонкое растачивание?
  8. Какие режимы резания при развёртывании (V, S)?
  9. Какие типичные ошибки при развёртывании?
  10. Какую операцию применяют после развёртывания для достижения IT6?
Все лекции ↑ В начало