Разработка классификации КМИ по технологическим возможностям

Современное машиностроительное производство обладает огромным ассортиментом изготавливаемой продукции. С каждым годом требований к точности их изготовления только возрастают. Не всегда обработка изделия может вестись на одном станке и порой деталь принимает свой окончательный вид, лишь пройдя через различные этапы с использования большого количества инструмента. Все это усложняет изготовление, что приводит к повышению общей трудоемкости и требует более тщательную проработку технических решений при работе производства.

Высокую долю общей трудоемкости в изготовлении деталей на станках с ЧПУ сверлильно-расточной группы составляет обработка отверстий, имеющих высокие требования к параметрам точности размеров, формы и расположения оси. Обработка таких точных отверстий производится за несколько переходов различными режущими инструментами и одни из них – это КМИ.

КМИ (концевые мерные инструменты) – это режущий инструмент, геометрическая форма которого определяет размеры и форму поверхности обрабатываемой детали, закрепленный на станке с помощью конуса с лапкой, резьбовым отверстием или хвостовиком.

Особенности обработки отверстий КМИ связаны с малой жесткостью инструмента и ориентацией его по различным поверхностям обрабатываемой детали.

Обработка отверстий КМИ занимает значительное место в современном производстве. 1/3 мощности инструментальных производств занято изготовлением только сверл, а объем времени на штучную обработку отверстий КМИ достигает до 2/5 от общего объема трудоемкости при изготовлении [1]. Анализ обработки отверстий в различных деталях показывает, что комплексное выполнение параметров формы, точности размеров и расположения оси достигается с большим трудом, при этом количество выполняемых переходов больше, чем требуется для обработки других поверхностей с такой же точностью. Использования различных типов КМИ позволяет повысить точность и шероховатость обрабатываемой поверхности. К типам КМИ относят сверла, зенкера и развертки.

Обработка этими инструментами осуществляется при главном вращательном движении инструмента (заготовки) и при одном движении подачи инструмента вдоль оси инструмента или обрабатываемой поверхности. По названиям инструмента различают и способы обработки отверстий:

• 1)    сверление;

• 2)    развертывание;

• 3)    зенкерование.

Сверление является основным способом образования глухих и сквозных отверстий в сплошном материале за одну операцию. Разновидностью сверления является рассверливание - увеличение диаметра отверстия с целью повышения его точности и снижения шероховатости. [2] Просверленные отверстия обычно далеки от требуемой формы. Их поперечное сечение принимает форму овала, а продольное имеет небольшую конусность. Сверление и рассверливание обеспечивают точность обработки отверстий по 12-14 квалитету и качество поверхности Rа от 20 до 5 мкм (при использовании специальных сверл точность может достигать 10-11 квалитета и качества поверхности до 3,2 мкм). Отверстия, полученные литьем и штамповкой, рассверливать не рекомендуется, так как в этих случаях сверло сильно уводит вследствие несовпадения центра отверстия с осью сверла. Для получения более точных отверстий применяют зенкерование и развертывание.

Сверла бывают:

• 1)    спиральные;

• 2)    перовые;

• 3)    центровочные;

• 4)    сверла, оснащенные твердым сплавом;

• а)    цельные;

• б)   составные (с напайной пластинкой, с коронкой);

• в)   сборные (со сменными пластинками или головками).

• 5)    Сверла для глубокого сверления;

• а)   многокромочные (шнековые, энжекторные);

• б)   однокромочные (пушечные, ружейные).

• 6)    Сверла для кольцевого сверления.

Зенкерование - операция, связанная с обработкой предварительно просверленных, штампованных, литых или полученных другими методами отверстий с целью придания им более правильной формы и достижения более высокой точности. После зенкерования отверстия имеют параметр шероховатости Rа от 5 до 1 мкм и точность обработки отверстия 10-11 квалитету. Точность и качество для отверстий в литых и штампованных деталях обычно ниже на 1 квалитет, чем в просверленных. Для ее улучшения используют расчленение операций зенкерования на черновой и чистовой переходы.

Зенкеры бывают:

• 1)    хвостовые (с цилиндрическим или коническим хвостовиком);

• 2)    насадные, коническим посадочным отверстием и торцовой шпонкой для предохранения от проворачивания в работе;

• 3)    цельные;

• 4)    сборные.

Развертывание применяется для окончательной обработки отверстий с целью получения правильной формы, повышенной чистоты и точности. Развертывание производится после предварительной обработки отверстия специальными сверлами, зенкерами или расточными резцами. При развертывании достигается точность, соответствующая 6-9 квалитету, и шероховатость Rа от 1,25 до 0,16 мкм. Высокая точность и качество поверхности при развертывании обеспечиваются малыми припусками (0,05…0,25 мм для чистовых и 0,15…0,5 мм для черновых) и срезанием весьма тонких стружек, Большая степень чистоты поверхности можно получить только в особых условиях, таких как использование высококачественной доводке разверток и применении правильно подобранной смазочноохлаждающей жидкости.

Развертки бывают:

Хвостовые и насадные; цилиндрические и конические; ручные и машинные; быстрорежущие и твердосплавные; цельные и сборные.

Трудоемкость формообразования отверстия является сложным технологическим процессом. Правильный выбор инструмента и порядок проведения работ позволяет обеспечить более высокое качество точности и шероховатости обработанной поверхности, а так же повысить скорость обработки изделий.