Навигация по таблицам
- Таблица припусков под развертывание
- Таблица квалитетов точности и допусков
- Таблица шероховатости после развертывания
- Таблица выбора типа развертки
- Таблица режимов резания при развертывании
Таблица припусков под развертывание
| Диаметр отверстия, мм | Черновое развертывание (мм) | Чистовое развертывание (мм) | Предварительная обработка |
|---|---|---|---|
| 3-6 | 0,15-0,25 | 0,05-0,10 | Сверление |
| 6-10 | 0,20-0,30 | 0,05-0,15 | Сверление/зенкерование |
| 10-18 | 0,25-0,40 | 0,10-0,20 | Зенкерование |
| 18-30 | 0,30-0,50 | 0,15-0,25 | Зенкерование |
| 30-50 | 0,40-0,60 | 0,20-0,30 | Зенкерование/расточка |
| 50-80 | 0,50-0,80 | 0,25-0,40 | Расточка |
| 80-120 | 0,60-1,00 | 0,30-0,50 | Расточка |
Таблица квалитетов точности и допусков
| Квалитет | Назначение | Поле допуска (H6-H9) | Применение развертки (ГОСТ 1672-2016) |
|---|---|---|---|
| H6 | Прецизионные отверстия | ±0,009 мм (ø10) | Специальные чистовые развертки |
| H7 | Точные посадки | ±0,015 мм (ø10) | Чистовые развертки (основное применение) |
| H8 | Общемашиностроительные | ±0,022 мм (ø10) | Чистовые развертки |
| H9 | Неответственные отверстия | ±0,036 мм (ø10) | Чистовые и черновые развертки |
Таблица шероховатости после развертывания
| Тип развертывания | Параметр Ra, мкм | Параметр Rz, мкм | Условия обработки |
|---|---|---|---|
| Черновое | 1,25-2,5 | 6,3-12,5 | Без СОЖ |
| Получистовое | 0,63-1,25 | 3,2-6,3 | С СОЖ |
| Чистовое | 0,32-0,63 | 1,6-3,2 | С обильной СОЖ |
| Тонкое | 0,16-0,32 | 0,8-1,6 | Специальные условия |
Таблица выбора типа развертки
| Диаметр, мм | Ручная развертка | Машинная развертка | Регулируемая развертка |
|---|---|---|---|
| 1-3 | Рекомендуется | Ограниченно | Не применяется |
| 3-6 | Рекомендуется | Допустимо | Не применяется |
| 6-25 | Допустимо | Рекомендуется | Допустимо |
| 25-50 | Ограниченно | Рекомендуется | Рекомендуется |
| 50-100 | Не применяется | Рекомендуется | Рекомендуется |
Таблица режимов резания при развертывании
| Материал заготовки | Скорость резания, м/мин | Подача, мм/об | СОЖ |
|---|---|---|---|
| Сталь конструкционная | 8-15 | 0,5-2,0 | Эмульсия 5-10% |
| Сталь легированная | 6-12 | 0,3-1,5 | Масло МР-7 |
| Чугун серый | 10-20 | 0,8-2,5 | Сухое резание |
| Алюминий и сплавы | 20-40 | 1,0-3,0 | Керосин |
| Медь и латунь | 15-25 | 0,8-2,0 | Сухое резание |
Оглавление статьи
- 1. Введение в технологию развертывания отверстий
- 2. Классификация и типы разверток
- 3. Квалитеты точности и допуски отверстий
- 4. Расчет и выбор припусков под развертывание
- 5. Методика выбора разверток по параметрам точности
- 6. Режимы резания и технологические рекомендации
- 7. Контроль качества и измерение параметров точности
1. Введение в технологию развертывания отверстий
Развертывание представляет собой высокоточную финишную операцию механической обработки отверстий, предназначенную для достижения требуемых параметров точности размеров, формы и шероховатости поверхности. Развертки применяют главным образом для окончательной обработки отверстий 6-9-го квалитета точности с шероховатостью поверхности Ra = 0,32 - 1,25 мкм, а при особо тщательном выполнении операций развертывания – по 5-му квалитету при шероховатости поверхности.
Технология развертывания основана на принципе калибровки предварительно обработанных отверстий с минимальным съемом материала. В отличие от сверления или зенкерования, развертывание обеспечивает высокую геометрическую точность благодаря наличию направляющих ленточек и специальной конструкции режущих кромок.
Современные стандарты качества в машиностроении требуют строгого соблюдения геометрических параметров отверстий, особенно в ответственных соединениях. Правильный выбор развертки и режимов обработки позволяет достичь точности до H6 квалитета при шероховатости Ra 0,16-0,32 мкм согласно действующим нормативам 2025 года.
2. Классификация и типы разверток
Развертки классифицируются по нескольким основным признакам, каждый из которых определяет область их применения и технологические возможности. В зависимости от сферы применения развертки подразделяются на ручные и машинные, по конструкции – на цельные, регулируемые и разжимные.
По способу применения
Ручные развертки предназначены для слесарных работ и характеризуются наличием квадратного хвостовика для установки в вороток. Они обеспечивают высокую точность благодаря возможности контроля усилия и скорости резания оператором. Машинные развертки имеют цилиндрические или конические хвостовики для закрепления в шпинделе станка.
По конструктивному исполнению
Цельные развертки изготавливаются из одного куска материала и обеспечивают максимальную жесткость конструкции. Регулируемые развертки позволяют изменять диаметр в пределах 0,15-1,0 мм, что делает их экономически выгодными для обработки отверстий с дробными размерами. Разжимные инструменты оснащены отверстием, которое проходит по центру инструмента параллельно стенкам и продольным прорезям.
Для обработки отверстия ø12H7 в корпусной детали из стали 45 рекомендуется использовать машинную цельную развертку из быстрорежущей стали Р6М5. Предварительная обработка - зенкерование до ø11,7 мм.
По назначению и точности
Черновые развертки предназначены для снятия основного припуска (0,15-0,5 мм на сторону) и обеспечения 8-9 квалитета точности. Чистовые развертки выполняют финишную обработку с припуском 0,05-0,25 мм, достигая 6-7 квалитета точности и шероховатости Ra 0,32-0,63 мкм.
3. Квалитеты точности и допуски отверстий
Система квалитетов точности является основой для назначения допусков размеров в машиностроении. Квалитет является мерой точности. С увеличением квалитета допуск увеличивается, а точность понижается. Для развертывания характерны квалитеты от H6 до H9, каждый из которых имеет специфические области применения.
Система квалитетов точности по ГОСТ 25346-2013
Система квалитетов точности является основой для назначения допусков размеров в машиностроении согласно современному стандарту ГОСТ 25346-2013 (ISO 286-1:2010), который заменил устаревший ГОСТ 25346-89. Квалитет является мерой точности. С увеличением квалитета допуск увеличивается, а точность понижается. Для развертывания характерны квалитеты от H6 до H9, каждый из которых имеет специфические области применения.
Квалитет H6 - прецизионная обработка
Применяется для изготовления высокоточных отверстий в измерительных приборах, калибрах и прецизионном оборудовании. Допуск составляет ±9 мкм для диаметра 10 мм согласно ГОСТ 25346-2013. Достижение такой точности требует специальных условий: стабильной температуры, отсутствия вибраций, применения алмазных или твердосплавных разверток.
Квалитет H7 - точные посадки
Наиболее распространенный квалитет для ответственных соединений в машиностроении. Согласно ГОСТ 1672-2016, чистовые развертки предназначены в первую очередь для обработки отверстий с полем допуска H7. Для получения отверстия по 7-му квалитету точности применяют двукратное развертывание. Используется для подшипниковых посадок, шпоночных соединений, точных направляющих.
Для диаметра D = 25 мм:
Единица допуска i = 0,45∛D + 0,001D = 0,45∛25 + 0,001×25 = 1,56 мкм
Допуск IT7 = 16i = 16×1,56 = 25 мкм
Поле допуска: 25+0,025/+0
Современная нормативная база (2025 год)
Важно понимать, что техническая нормативная база постоянно обновляется. С 2013-2016 годов произошли существенные изменения в стандартах на развертки и допуски. Действующий стандарт ГОСТ 1672-2016 заменил устаревший ГОСТ 1672-80, изменив требования к полям допусков для чистовых разверток. Теперь стандартные чистовые развертки предназначены для полей допусков K7, H7, H8, H9, что отражает современные потребности машиностроения.
Система допусков также была актуализирована: ГОСТ 25346-2013 и ГОСТ 25347-2013, основанные на международных стандартах ISO 286, заменили советские стандарты 1980-х годов. Это обеспечивает совместимость российских изделий с международными требованиями и современными технологическими процессами.
Квалитет H8 - общемашиностроительные применения
Стандартный квалитет для большинства деталей общего машиностроения. Обеспечивает достаточную точность при экономически оправданных затратах на обработку. Согласно ГОСТ 1672-2016, развертки для H8 квалитета входят в стандартную номенклатуру чистовых разверток. Для получения отверстия по 9-му квалитету применяют однократное развертывание.
4. Расчет и выбор припусков под развертывание
Правильный выбор припуска является критически важным фактором для обеспечения качества развертывания. Припуск под развертывание принимается небольшой – в среднем 0,15…0,5 мм на сторону для черновых разверток и 0,05…0,25 мм – для чистовых. Недостаточный припуск не обеспечит удаление дефектов предварительной обработки, а избыточный приведет к повышенному износу инструмента и ухудшению качества поверхности.
Факторы, влияющие на выбор припуска
Размер припуска зависит от диаметра отверстия, требуемой точности, материала заготовки и типа предварительной обработки. Для отверстий после сверления припуск больше, чем после зенкерования, так как необходимо устранить большие отклонения формы и шероховатость.
Материал заготовки существенно влияет на выбор припуска. Для вязких материалов (нержавеющие стали, титановые сплавы) припуск уменьшают на 20-30% для предотвращения наростообразования. Для хрупких материалов (чугун, бронза) припуск может быть увеличен на 10-15%.
Отверстие ø20H7, материал - сталь 40Х
1. Предварительная обработка: зенкерование до ø19,6 мм
2. Припуск на развертывание: (20,0 - 19,6)/2 = 0,2 мм на сторону
3. Данный припуск оптимален для получения требуемого качества
Технологические рекомендации по припускам
При многопроходном развертывании распределение припуска должно обеспечивать равномерную нагрузку на режущие кромки. Рекомендуется следующее распределение: 60-70% припуска снимается черновой разверткой, 30-40% - чистовой. Это обеспечивает оптимальную стойкость инструмента и качество обработки.
5. Методика выбора разверток по параметрам точности
Выбор развертки представляет собой комплексную задачу, требующую учета множества технологических факторов. Развертка – калибровочная процедура. Она обеспечивает получение отверстий требуемого диаметра, формы, класса точности и шероховатости. Методика выбора основывается на анализе технических требований к отверстию и условий производства.
Алгоритм выбора развертки
Первый этап - анализ чертежа детали и определение требований к точности и шероховатости. Необходимо учесть функциональное назначение отверстия, тип посадки, условия эксплуатации изделия. На основании этого анализа определяется требуемый квалитет точности и параметры шероховатости.
Второй этап - выбор схемы обработки и типа развертки. Для отверстий 8-9 квалитета достаточно однопроходного развертывания, для 6-7 квалитета требуется двухпроходная схема с черновой и чистовой развертками. Диаметр отверстия определяет целесообразность применения цельных или регулируемых разверток.
Техническое задание: отверстие ø16H7, Ra 0,63, материал - сталь 45
1. Анализ: средняя точность, стандартная шероховатость
2. Схема: двухпроходное развертывание
3. Выбор: черновая развертка ø15,85, чистовая ø16H7
4. Материал инструмента: быстрорежущая сталь Р6М5
Критерии технико-экономической оптимизации
При выборе развертки необходимо учитывать не только технические, но и экономические факторы. Стоимость инструмента, его стойкость, возможность переточки и универсальность применения влияют на общую эффективность технологического процесса. Регулируемые развертки дороже цельных, но обеспечивают большую гибкость и могут быть экономически выгодными при обработке различных размеров.
6. Режимы резания и технологические рекомендации
Режимы резания при развертывании существенно отличаются от других операций механической обработки. Скорость при развертывании меньше, чем при сверлении, примерно в 2–3 раза. Это обусловлено необходимостью обеспечения высокого качества поверхности и точности размеров.
Скорость резания
Оптимальная скорость резания зависит от материала заготовки, типа развертки и требуемого качества обработки. Для конструкционных сталей рекомендуется скорость 8-15 м/мин при использовании быстрорежущих разверток. Применение твердосплавных разверток позволяет увеличить скорость до 25-40 м/мин.
Превышение рекомендуемой скорости приводит к ухудшению качества поверхности из-за наростообразования и повышенного тепловыделения. Слишком низкая скорость может вызвать вибрации и ухудшение точности обработки.
Подача и глубина резания
Подача при развертывании выбирается исходя из требований к шероховатости поверхности. Для получения Ra 0,32-0,63 мкм рекомендуется подача 0,3-1,5 мм/об. Увеличение подачи приводит к пропорциональному увеличению шероховатости, но может повысить производительность при менее жестких требованиях к качеству.
Развертывание отверстия ø25H7 в стали 40Х
Скорость резания: V = 12 м/мин
Частота вращения: n = 1000V/(π×D) = 1000×12/(3,14×25) = 153 об/мин
Подача: S = 0,8 мм/об
Минутная подача: Sм = S×n = 0,8×153 = 122 мм/мин
Применение смазочно-охлаждающих жидкостей
СОЖ играет критическую роль в обеспечении качества развертывания. Применение охлаждения при развертывании повышает точность отверстий примерно на один класс, класс шероховатости поверхности также возрастает. Для разных материалов применяются специфические типы СОЖ: эмульсии для сталей, керосин для алюминия, сухое резание для чугуна и цветных металлов.
7. Контроль качества и измерение параметров точности
Контроль качества развертывания включает проверку геометрических параметров отверстия, шероховатости поверхности и соответствия техническим требованиям. Система контроля должна обеспечивать достоверную оценку всех критических параметров при минимальных затратах времени.
Измерение размеров и формы отверстий
Для контроля диаметра отверстий используются нутромеры, калибры-пробки, координатно-измерительные машины. Выбор метода измерения зависит от требуемой точности и объема производства. Калибры-пробки обеспечивают быстрый контроль в условиях серийного производства, но не дают количественной оценки отклонений.
Контроль формы отверстия (овальность, конусность, бочкообразность) выполняется с помощью специальных приборов или координатно-измерительных машин. Для отверстий высокой точности допуски формы составляют 30-50% от допуска размера.
Контроль шероховатости поверхности
Измерение шероховатости выполняется профилометрами или визуально-тактильным методом с использованием образцов сравнения. Шероховатость поверхности нормируют и контролируют отдельно от допусков размеров, формы и расположения поверхностей. Параметр Ra является основным для оценки качества развертывания.
Статистический контроль процесса
В условиях серийного производства применяется статистический контроль процесса развертывания. Построение контрольных карт позволяет выявить тенденции изменения точности и своевременно корректировать технологический процесс. Критериями для анализа служат размеры отверстий, отклонения формы и параметры шероховатости.
Анализ возможностей процесса (Cp, Cpk) позволяет оценить способность технологического процесса обеспечивать требуемое качество. Для процессов развертывания рекомендуется поддерживать индекс Cpk не менее 1,33, что гарантирует стабильное качество продукции.
