Для изготовления полых деталей, которые являются основой построения машинных, трубопроводных конструкций, применяются разные по сложности оборудования методы обработки внутренних поверхностей.

В зависимости от способа создания внутренней части корпуса изделия различают:

  • гладкие округлые отверстия блоки цилиндров (двигатель авто, пневматическая и гидравлическая оснастка);

  • резьбовые поверхности цилиндрических деталей;

  • отверстия элементов сложной геометрической пространственной формы (центробежные насосы, краны, клапаны, картеры);

  • направляющие поверхности (столы-спутники, планшайбы, суппорты).

Простые неглубокие отверстия создаются на сверлильных станках. Готовую внутреннюю поверхность подвергают шлифованию, протягиванию, осевому хонингованию, полированию при отсутствии резьбы.

Новые методы обработки внутренних поверхностей

Производство деталей, имеющих сложные внутренние и наружные контуры, привычным сверлильно-шлифовальным слесарным способом требует существенных затрат времени и финансов на содержание кадров высокой квалификации.

Методы обработки внутренних поверхностей твердосплавных корпусов, а также конструктивных элементов из жаростойких сталей, полученных посредством легирования, воплощаются на станках:

  • электроискровых;

  • ультразвуковых.

Работа электроискрового механизма основывается на процессе эрозии, подразумевающего разъединение целостности металла на участке попадания электрического тока искровых разрядов требуемого напряжения и мощности.

Электроискровой станок состоит из следующих элементов:

  • перемещающийся по вертикали шпиндель 3;

  • зафиксированный электродный латунный инструмент 1;

  • зажим, соединяющий шпиндель и электрод 2;

  • генератор электрического поля;

  • емкость 5 с жидкостью (вода, керосин, масло) для помещения обрабатываемого изделия. 

При взаимодействии детали в ванночке и инструмента формируется электрическое поле, способствующее автоматизированному просверливанию и шлифовке изделия.

Температура рабочей среды очень высокая, что дает возможность максимально быстрого расплавления металла без механического вмешательства.

Применение ультразвуковой технологии позволяет пробивать и обрабатывать отверстия различных геометрических форм из всех видов черного и цветного металлопроката.

Ультразвуковой способ обработки поверхностей заключается в применении упругого колебания пространства с частотой более 20 тысяч в секунду. При этом рабочий инструмент приобретает форму с заданным сечением и подводится к изделию на дистанцию, допускающую небольшой зазор.

Далее подаются зерна абразивов, взвешенные в рабочей жидкости, в среду расстояния между торцом инструмента и краем обрабатываемой детали.

Зерна жидкости под воздействием удара набирают большую скорость и превращают поверхность детали в мелкую стружку.

По ходу выбивания материалов ультразвуковое сверло в автоматическом режиме опускается вниз, образуя отверстие. Ультразвуковое шлифование с целью формирования гладкой полостной поверхности осуществляется без применения абразивной жидкости.

Запуск в эксплуатацию электроискровых и ультразвуковых станков на индустриальных предприятиях страны подтвердил их эффективность и целесообразность для промышленного использования.

Отверстия в изделиях бывают различными: глухими, нормальными, глубокими. В зависимости от их вида применяется обработка внутренних поверхностей.

Виды обработки внутренних поверхностей изделий

Таким образом, изделия, имеющие отверстия, подвергаются:

  • сверлению;

  • растачиванию;

  • рассверливанию;

  • зенкерованию;

  • развертыванию;

  • притирке;

  • раскатыванию (развальцовыванию).

Требования к методам обработки внутренних поверхностей

Требования, которые предъявляются к точности обработанных отверстий, напрямую определяют выбор используемого инструмента.

В первом случае применяются специальные сверла, имеющие цилиндрический или конический хвостовик. Это актуально в случае и c изделиями средней твердости.

Для повышенной – твердосплавные цельные сверла или инструменты, имеющие такие же пластины. Этот процесс выполняется двумя методами. Первый осуществляется посредством вращения сверла на специальных станках и обрабатывающих центрах. Второй выполняется на агрегатах токарной группы. Последний актуально использовать для обработки изделий с глубоким отверстием.

Что касается растачивания, то тут применяются специальные резцы. Их углы должны быть такими же, как и в случае с приспособлениями, применяющимися для наружной обработки. Стоит обязательно учитывать один момент, который влияет на качество выполняемых работ. Задний угол должен быть намного больше, если диаметр отверстия меньше.

Четвертый метод предполагает использование зенкеров. Они свою очередь имеют три режущих кромки и конический хвостовик. Отверстия диаметром до 100 мм подвергаются зенкерованию с помощью приспособлений, которые закреплены на отправке.

По сравнению со сверлами зенкеры обладают жесткостью, которая в несколько раз выше. Это имеет свои преимущества. Такие приспособления обладают меньшей склонностью к уводу и большой производительностью в отличие от резцов.

Применение зенкерования позволяет повысить не только точность отверстия, но и положение его оси. Это обусловлено за счет лучшей геометрии зенкера и большей жесткости.

Когда осуществляется окончательная обработка внутренних поверхностей, то выполняется развертывание. Такой способ имеет свои особенности.

Развертка бывает черновой и чистовой. Каждый из видов применяется в зависимости от требуемой точности обработки.

Следует отметить, что развертывание выполняется несколькими методами:

  • машинным (на станке);

  • машинно-ручным (деталь или развертка удерживаются руками);

  • ручным (слесарные работы).

Важный момент – ось развертки обязательно должна совпадать с осью обрабатываемого отверстия. Расхождения приведут к тому, что возникнет разбиение. Именно поэтому в первом случае к станку деталь привязывают не очень жестко. Применение данного метода позволяет улучшить только точность обработки. В данной ситуации положение отверстия практически не меняется.

Обработка внутренних поверхностей растачиванием имеет два способа. Первый предполагает вращение детали, а второй – инструмента.

Притирка актуальна в ином случае. Она выполняется, когда появляется необходимость получить поверхность отверстий 5 и 6-го квалитета точности, когда диаметр равен 0,16…0,05 мм. Но в данном случае следует учитывать один нюанс. Перед этим изделие должно быть обработано до 6-8-го квалитета и иметь Ra=1,25…0,2 мм. На рисунке представлен класс шероховатости, а также другие показатели для каждого из способов.

Эти методы позволяют достичь высокого качества изделий, что дает возможность повысить их конкурентоспособность на рынке.

Современные методы обработки внутренних поверхностей демонстрируются на выставке «Металлообработка».


Читайте другие наши статьи:

Совершенствование технологической оснастки
Ремонт литейного оборудования
Технологическая оснастка токарных станков