A A A

ROZTACZANIE I ROZWIERCANIE

Podobnie jak przy wierceniu otworów również i przy ich roztaczaniu prostoliniowość osi obrabianego otworu i właściwe jej położenie zależą od tego, czy obraca się obrabiana część, czy też narzędzie. Przy obróbce obracającej się części (np. przy roztaczaniu otworu na tokarce) otrzymuje się zawsze oś otworu prostoliniową i pokrywającą się z osią obrotu wrzeciona obrabiarki. Każda zmiana położenia krawędzi skrawającej narzędzia względem osi obrotu pociąga za sobą zmianę wy­miarów otworu w przekroju poprzecznym, lecz nie wpływa na położenie osi otworu. Jeśli prowadnice obrabiarki, po których przesuwa się suport nie są równoległe do osi wrzeciona, to w wyniku obróbki otrzyma się otwór stożkowy. Jeśli obraca się narzędzie, a część roztaczana jest nieruchoma (np. przy obróbce na wytaczarkach), to oś obrabianego otworu będzie przebiegała zgodnie z kierunkiem posuwu narzędzia skrawającego. Jeśli wytaczadło w czasie pracy ugina się, to oś otworu ulega skrzy­wieniu. Natomiast wymiary poprzeczne otworu we wszystkich jego prze­krojach pozostaną takie same niezależnie od zmiany kierunku ruchu narzędzia. Rozwiertaki zgrubne są to narzędzia podobne do wierteł, ale sztyw-niejsze, o większej liczbie małych rowków i o trzech lub czterech krawę­dziach skrawających (rozwiertaki trzy- lub czteroostrzowe). Końce roz-wiertaków zgrubnych są płaskie (rys. 51). Rozwiertaki zgrubne trzyostrzowe wykonuje się o średnicach od 10 do 20 mm. Wykonuje się je jako jedną całość wraz z chwytem. Rozwier­taki zgrubne czteroostrzowe wykonuje, się nasadzane, o średnicach od 20 do 50 mm. Wielkie rozwiertaki zgrubne wykonuje się z nożami wstawia­nymi, przy czym często stosuje się napawanie twardymi stopami. Do obróbki otworów stożkowych stosuje się zgrubne rozwiertaki stożkowe stopniowe i rozwiertaki stożkowe gładkie. Pierwsze służą do wstępnej obróbki, drugie do obróbki wykańczającej otworów stożkowych. Rozwiertaki zgrubne cylindryczne zbierają cienką warstwę metalu (2-^6 mm, w zależności od średnicy rozwiertaka); stosuje się je nie tylko do wstępnej obróbki surowych otworów w odkuwkach i odlewach, ale i do częściowego korygowania osi otworów. Do lepszego prowadzenia rozwiertaków zgrubnych służą tulejki wier-tarskie. W niektórych przypadkach trzeba zapewnić specjalnie sztywne pro­wadzenie rozwiertaka (np.. przy obróbce surowych otworów o średnicy powyżej 25 mm w odkuwkach). Do tego celu służą drugostronne tuleje wiertarskie, które prowadzą końcówki rozwiertaków. Nożowe głowice do roztaczania wykonuje się o różnych średnicach (najczęściej w granicach 50—200 mm). Są to masywne narzędzia, których stalowe korpusy mają wstawione oddzielne noże ze stali szybkotnącej lub noże z płytkami z węglików spiekanych. Noże często ustawia się na daną średnicę za pomocą śrub regulacyjnych (rys. 52). Otwory najczęściej roztacza się na sztywnych wytaczarkach piono­wych lub pochyłych za pomocą głowic nożowych. Za pomocą tych na-rzędzi roztacza się w szczególności cylindry kadłubów silników, obu­dowy itd. Do obróbki półwykańczającej dokładnych otworów stosuje się wspo­mniane sposoby roztaczania narzędziami jedno- i wieloostrzowymi. Niekiedy po wywierceniu otworu roztacza się go nożami lub rozwiertakami zgrubnymi w celu skorygowania położenia osi otworów, ponieważ przy wierceniu trudno jest zapewnić dokładną prostoliniowość osi i właściwe położenie osi otworów nawet przy stoso­waniu tulejek wiertarskich. Otwory wg 2 i 3 klasy dokładności niekiedy obrabia się ostatecznie przez roz-wiercanie wykańczające po wierceniu lub roztoczeniu. Rozwiertaki wykańczające są to na­rzędzia wieloostrzowe, które służą do za­pewnienia prawidłowego kształtu, dokład­ności wymiarów i wymaganej gładkości obrabianej powierzchni. Trudno jest na­tomiast korygować położenie osi danego otworu za pomocą rozwiertaków. Rozwiertaki mają następujące właś­ciwości konstrukcyjne: 1) ilość ostrzy w rozwiertakach wy- kańczających jest znacznie większa niż w rozwiertakach zgrubnych; 2) końce rozwiertaków wykańczają- cych mają mniejszą zbieżność niż końce rozwiertaków zgrubnych, z czego wyni- ka, że przy rozwiercaniu wykańczającym zbiera się cieńszy wiór; 3) na ostrzach rozwiertaków wykańczających wykonuje się cylin­dryczne pasemka prowadzące (łysinki), których nie ma na rozwiertakach zgrubnych (rys. 53). Te cylindryczne pasemka znacznie utrudniają odchy­lenie się rozwiertaka wykańczającego od kierunku wyznaczonego przez powierzchnię otworu. Do powierzchni tej dolega cylindryczna prowa­dząca część rozwiertaka wykańczającego, skrobiąc, wygładzając i kali­brując ścianki otworu. Rozwiertaki bywają ręczne i maszynowe. Rozwiertaki maszynowe wykonuje się jednolite (dla średnicy od 10 do 32 mm) i z wstawianymi, nastawnymi nożami (dla średnic od 20 do 150 mm). Otwory rozwierca się na gotowo na takich samych obrabiarkach jakie są stosowane przy obróbce rozwiertakami zgrubnymi. Jednakże rozwier­canie wykańczające wykonuje się bez prowadzenia rozwiertaków w tu­lejach wiertarskich. Te ostatnie stosuje się tylko wtedy, kiedy trzeba utrzymać z dużą dokładnością odległość między osiami rozwiercanych otworów. Rozwiertaki wykańczające maszynowe dzieli się dalej na zdzieraki i wykańczaki. Otwory wg 2 klasy dokładności w częściach stalowych obrabia się zwykle kolejno dwoma rozwiertakami — zdzierakiem i wy-kańczakiem. Obok wieloostrzowych rozwiertaków wykańczających stosuje się nie­kiedy rozwiertaki jednoostrzowe, które ostatecznie kalibrują długie otwory o średnicy 25-4-75 mm obrabiane wg 2 klasy dokładności. Stosuje się również rozwiertaki wykańczające z samonastawnymi nożami dwuostrzowymi. Używa się ich do obróbki otworów o dużej śred­nicy (80-4-200 mm) przy 2 klasie dokładności. Podstawowym celem obróbki otworów rozwiertakami wykańczają­cymi jest — jak już wspomniano — nadanie otworowi prawidłowego kształtu, zapewnienie wymaganej dokładności i gładkości jego po­wierzchni, a nie oddziaływanie na położenie jego osi. Jeśli rozwiertak wykańczający swobodnie przesuwa się we wcześniej przewierconym lub roztoczonym otworze, czyli jest kierowany przez ścianki otworu, to łatwiej jest zapewnić omówione wymagania niż przy sztywnym prowadzeniu rozwiertaka. Tym tłumaczy się szerokie stosowanie wahliwie umocowa­nych rozwiertaków wykańczających i rozwiertaków z nożami samonastaw­nymi. Dopuszczalna jest wtedy niewspółosiowość wrzeciona (w którym jest zamocowana obrabiana część) z gniazdem, w którym osadzany jest rozwiertak wykańczający (np. na rewolwerówce) albo też wrzeciona, w którym jest osadzony rozwiertak wykańczający, z osią obrabianego otworu (na wiertarce); dopuszczalne jest wtedy również bicie wrzecion obrabiarek. W razie zastosowania oprawek, w których rozwiertaki wykań­czające mogą odchylać się i przesuwać równolegle do osi rozwiercanego otworu, lub rozwiertaków wykańczających z nożami samonastawnymi, zachodzi mniejsze niebezpieczeństwo powiększenia średnicy otworu z po­wodu „rozbicia" go przez rozwiertak wykańczający; wpływ omówionych przyczyn „rozbijania" otworów przez rozwiertaki zmniejsza się. Rozwiertaki wykańczające są narzędziami drogimi, których okres użytkowania jest niewielki. Oprócz tego zastosowanie tych rozwiertaków ograniczają następujące okoliczności: 1) trudność obróbki twardych metali; 2) trudność otrzymania gładkiej powierzchni przy obróbce wielu stopów nieżelaznych; trudność uzyskania właściwego położenia osi obrabianych otworów; występowanie bardzo dużych sił skrawania, które mogą odkształ­cać cienkościenne wyroby; trudność dokładnej obróbki otworów o wielkich średnicach, zwła­szcza przy wysokich wymaganiach pod względem gładkości powierzchni. Ręcznie można rozwiercać otwory z dokładnością do 1 klasy, ponieważ w tym wypadku nie występuje rozbijanie otworów, wynikające z poda­nych wyżej przyczyn. Jednakże wydajność rozwiercania ręcznego jest niewielka, a koszt obróbki znaczny. Dlatego w fabrykach samochodów i ciągników rozwiercanie ręczne jest stosowane rzadko. Kolejność użycia wierteł, rozwiertaków zgrubnych i wykańczających jest podana w tabl. 8 na końcu tego rozdziału. Dokładne otwory wg 1 i 2 klasy otrzymuje się przez roztaczanie tylko w warunkach specjalnych („dokładne roztaczanie"), a mianowicie przez stosowanie bardzo dużych szybkości, bardzo małych posuwów i małych głębokości skrawania; narzędzie jest zaopatrzone w płytki z węglików spiekanych. Dokładne roztaczanie rozpatrzono szczegółowo w dalszym ciągu. Roztaczanie jako metoda obróbki półdokładnej jest bardzo rozpo­wszechnione. Zwykle trudno jest przez obróbkę wstępną otrzymać po­wierzchnie otworów średnich i dużych wymiarów, nadające się bezpo­średnio do obróbki ostatecznej wg 2 i 3 klasy dokładności. Przyczyny podano poprzednio przy omawianiu zasad układania planów operacyjnych. Półdokładne roztaczanie otworów rozwiertakami zgrubnymi, głowi­cami nożowymi i nożami stosuje się dlatego w bardzo szerokim zakresie, zwłaszcza do obróbki w kadłubach wielkich otworów o ściśle współzależ­nych osiach (kadłuby silników, skrzynie biegów itp. — patrz Część czwarta). Duże otwory w takich częściach, przy znacznej skali produkcji, roz­tacza się na wielowrzecionowych wytaczarkach określonego przeznaczenia lub na obrabiarkach specjalizowanych. Przykłady obróbki na takich obra­biarkach podano w Części czwartej. W produkcji jednostkowej i małoseryjnej do obróbki kadłubów sto­suje się uniwersalne wytaczarki poziome. Na wytaczarkach można rów­nież wiercić, rozwiercać i gwintować otwory oraz frezować płaszczyzny. Dlatego obrabiarki te nazywa się też wiertarko-frezarkami. Na rys. 54 przedstawiono wiertarko-frezarkę (model 262 zakładu im. Swierdłowa). Narzędzia mocuje się na wrzecionie 1 lub na tarczy 2. Obrabianą część mocuje się na stole maszyny 3 albo w przyrządzie umie­szczonym na tym stole. Głowica wrzeciona 4 może przesuwać się w kie­runku pionowym, stół 3 — w podłużnym i poprzecznym; wrzeciono 1 może wysuwać się z głowicy. Wszystkie opisane ruchy można wykonywać ręcznie lub mechanicznie. Otwory na takich obrabiarkach wykonuje się przy produkcji jednost­kowej lub małoseryjnej wg wytrasowanych linii; przy większych roz­miarach produkcji stosuje się przyrządy wiertarskie. Jednym z podstawowych zadań przy obróbce układu ściśle współza­leżnych otworów jest zachowanie odległości między ich osiami w grani­cach ustalonej tolerancji. Na obrabiarkach jednowrzecionowych przepro­wadza się tę obróbkę następującymi sposobami: Przy użyciu tulejek wiertarskich (na wiertarkach pionowych, pro­mieniowych i wytaczarkach poziomych), za pomocą których prowadzone są narzędzia skrawające, lub oprawek, w których są zamocowane narzę­dzia; sposób ten jest charakterystyczny dla wielkiej skali produkcji, przy której opłaca się wykonanie przyrządów specjalnych. Przy obróbce kadłubów przyrządów wiertarskich i innych przy­rządów często trzeba zapewnić dokładne położenie otworów. Do obróbki takich otworów w narzędziowniach stosuje się wytaczarki współrzędno­ściowe. Wymaganą dokładność przemieszczeń w kierunku współrzędnych zapewniają na takich obrabiarkach dokładne śruby mikrometryczne oraz przyrządy do dokładnego pomiaru wielkości przesunięć stołu. Obrabiarki te są bardzo dokładne i sztywne. 3) W wielu częściach samochodowych i ciągnikowych należy zape­wnić wysoką dokładność i gładkość powierzchni otworów przy zachowa­niu dokładnego wzajemnego położenia ich osi. Jednym z najbardziej roz­powszechnionych sposobów obróbki (szczególnie niezbyt sztywnych części ze stopów nieżelaznych i żeliwa, których otwory muszą spełniać wspo­mniane wymagania) jest wówczas dokładne roztaczanie. Trudno jest otrzymać w inny sposób gładką powierzchnię w bardzo ciągliwych stopach nieżelaznych. Dokładne roztaczanie jest oparte na zastosowaniu dużych prędkości skrawania (100—250 m/min dla żeliwa, 100—200 m/min dla stali, 300—1500 m/min dla stopów nieżelaznych) i małych posuwów (0,01— —0,1 mm/obrót) przy zbieraniu małych warstw metalu (0,05—0,2 mm). Materiałem na narzędzia do dokładnego roztaczania są twarde stopy. W szeregu przypadków stosuje się roztaczanie narzędziami z przylutowanymi płytkami z węglików spiekanych bardzo dokładnych otworów w cienkościennych częściach stalowych, zamiast szlifowania wewnętrznego. Dokładne roztaczanie wykazuje w porównaniu z innymi sposobami obróbki otworów narzędziami wieloostrzowymi następujące zalety: a) wysoką dokładność obróbki (do 1 klasy dokładności); b) wysoką klasę gładkości powierzchni (do 9—10 klasy wg GOST 2789-51); zapewnienie prawidłowego kształtu otworu (owalność do 0,003 mm); zachowanie dokładnej współzależności osi otworów (do 0,02 mm na 100 mm długości); e) dokładną obróbkę ślepych otworów prawie do ich dna. Wymienione właściwości dokładnego roztaczania wynikają między innymi stąd, że podczas obróbki występują małe siły skrawania i wskutek tego naciski przy mocowaniu mogą być niewielkie. Dlatego odkształcenie obrabianych części jest nieznaczne, podobnie jak odkształcenia obrabiarki i narzędzia. Do dokładnego roztaczania buduje się obrabiarki o wysokiej liczbie obrotów (do 6000 obr/min), bardzo sztywne, z należycie wyważonymi częściami obracającymi się. Takie obrabiarki mogą mieć pionowy i po­ziomy układ wrzecion, mogą być jedno- i wielowrzecionowe. Noże do dokładnego roztaczania zaopatruje się w płytki z węglików spiekanych o znacznej trwałości (T30K4, T6OK6). Dokładne roztaczanie wykonuje się często w dwóch zabiegach — wstępnym i wykańczającym. Przy pierwszym zabiegu stosuje się zawsze noże zaopatrzone w płytki z węglików spiekanych i zbiera grubą warstwę metalu przy zastosowaniu dużego posuwu. Przy drugim wykańczającym zabiegu roztacza się otwór nożem zaopatrzonym w płytkę z węglików spiekanych stosując mniejszy posuw. W fabrykach samochodów i ciągników stosuje się dokładne roztacza­nie przy wykańczającej obróbce tłoków (otwór pod sworzeń tłokowy), korbowodów (otwór w stopie korbowodu pod panewką wymienną, otwór w tejże stopie zalewany babitem, otwór w tulei główki korbowodowej), panewek, tulejek brązowych, kadłubów silników (gładź cylindra) itp. Automatyczny cykl ruchów stołu hydraulicznego przy obróbce otwo­rów na sworzeń tłokowy ma następujący przebieg: szybki dosuw stołu z obojętnego położenia załadowczego do pra­wych wrzecion służących do wstępnego roztaczania; roboczy posuw stołu przy operacji wstępnego roztaczania jednego nadlewu na sworzeń tłokowy; przyspieszony przesuw stołu do chwili, gdy zaczyna się rozta­czanie drugiego nadlewu; roboczy posuw stołu przy wstępnym roztaczaniu drugiego nadlewu; szybki dosuw stołu do lewych wrzecion; roboczy posuw stołu przy wykańczającym roztaczaniu jednego nad­lewu; przyspieszony przesuw stołu do chwili rozpoczęcia ostatecznego roztaczania drugiego nadlewu; h) roboczy posuw stołu przy ostatecznym roztaczaniu drugiego nadlewu; i) zatrzymanie lewych wrzecion przy określonym kątowym położeniu noża; j) poprzeczne przesunięcie stołu wraz z częścią o 2 — 3 mm w celu wyprowadzenia noża bez zadraśnięcia powierzchni otworu; k) szybkie odprowadzenie stołu do środkowego położenia wyładow­czego i zwolnienie zacisków1).