Зенкер по металлу что это?

Что такое зенкер по металлу, его виды и элементы

Зенкер по металлу применяют в машиностроении, там, где необходимо проводить обработку высверленных отверстий, а именно – выравнивать канал. Рассмотрим элементы инструмента, его виды и параметры.

Сверление отверстий в металле ответственных изделий требует высокой точности. Образованный канал должен строго соответствовать необходимому диаметру. Получить такой результат только одним сверлом сложно: даже незначительное биение приводит к погрешности. Поэтому прецизионное сверление проводят в два этапа: вначале применяют сверло, а после – зенкер по металлу.

Под зенкером понимают специальный инструмент, который имеет несколько лезвий. С помощью него можно делать расширение готового отверстия либо чистовую проточку. Если у сверла рабочая режущая часть расположена на торце, то у зенкера резцы идут по спирали вдоль всего тела. Его работа схожа с работой фрезы, то есть он при вращении срезает тонкий слой металла в высверленном канале.

Операция обработки металла зенкером называется зенкерованием. Бывают разные типы зенкеров, некоторые из них внешне похожи на сверло по металлу, особенно те, которые имеют цельную конструкцию.

Для качественной обработки отверстий не следует применять обычную ручную электродрель – только сверлильный или токарный станок!

Классификация зенкеров и их назначение

Зенкер был разработан для машиностроения и применяется в основном в операциях металлообработки. Бывают разные виды зенкеров – все они используются в определенных технологических процессах. Классификация инструмента идет в первую очередь по двум основным группам:

1. К первой группе относятся элементы разных видов и конструкций, основным назначением которых является промежуточный этап обработки, за ним следуют припуск и развертывание.
2. Во вторую группу входят инструменты, предназначенные для финишной обработки отверстий в металле с точностью, что соответствует 4 и 5 классу (Н11 – квалитет).

Имеются отличия по конструкции. В этой категории бывают следующие виды инструмента:

1. Цельнометаллический элемент, где режущая рабочая часть и хвостовик выполнены на одном металлическом стержне.
2. Сборный элемент – зенкер насадной, который надевается на стержень направляющей. В качестве направляющей может быть продолжение хвостовика или специальное сверло. Суть в том, что можно объединить разные по диаметру элементы на одном инструменте, если отверстие сложное и имеет несколько диаметров.
3. Зенкер сварной.
4. Инструмент, в котором имеются твердосплавные режущие пластины.

Также есть отличия по форме рабочей зоны. Это такие виды инструмента:

1. Элементы с рабочей областью в форме цилиндра. Их основное назначение – расширять отверстия методом зенкерования.
2. Элементы с цилиндрической рабочей областью, где имеется направляющая цапфа. Эта конструкция используется для обработки отверстий под крепежные метизы.
3. Зенкеры конической формы необходимы, если нужно образовать коническое углубление в начале отверстия.
4. Элементы с рабочей областью на торце инструмента позволяют проводить зачистку торцевых плоскостей приливов, бобышек.

Особенности конических зенкеров

Зенкер конического вида имеет хвостовик, тело (основание) и лезвия. Острые кромки, которые отвечают за рез в таком инструменте, бывают в количестве 6–12 единиц. Эти кромки имеют форму прямого типа, основание же внешней части выполнено плоским. Угол рабочей части (выраженный в градусах) в зависимости от стандарта может быть 120, 90, 75 и 60 единиц. Чтобы во время обработки отверстий соблюсти соосность, некоторые конусные элементы снабжены направляющей цапфой. По глубине обработки конусные зенкеры делятся на:

• резцы зенкования на небольшую глубину – основание у них цилиндрическое и продолговатое;
• резцы зенкования на небольшую глубину и зенкования материалов листовой стали – основание у них коническое с узкой цилиндрической юбкой;
• резцы для зенкования на большую глубину – основание узкое, цилиндрическое, с небольшим углом к хвостовику.

Получение необходимого углубления в отверстии коническим зенкером предполагает, что во время сверления нужно обеспечить припуск 2–3 мм. Сам процесс обработки осуществляется посредством применения станка для токарных работ, в патрон которого он крепится. Деталь выставляют отверстием напротив резца в строгом соблюдении осей. Рабочая часть инструмента подается к заготовке в ручном режиме.

При работе зенкером в область обработки необходимо подавать материалы, служащие для охлаждения и смазки. В такой процедуре не нуждаются только элементы с твердосплавными напайками!

Геометрические параметры

1. У деталей, выполненных из стали конструкционного назначения с отверстиями до 40.0 мм в диаметре, обработку последних проводят инструментом с диаметром рабочей части от 40 до 10 мм и количеством режущих кромок 3–4 единицы. Если диаметр достигает 80 мм, то резец должен быть в пределах 32–80 мм.
2. У деталей, выполненных из металла, который был подвержен закалке, отверстия обрабатывают 4- и 3-лезвийными зенкерами с размером поперечного сечения от 50 до 14 мм.
3. У деталей из чугуна либо металла цветного операцию зенкерования для глухих отверстий проводят перовым инструментом.

Рекомендации по применению конических элементов к типу металла, что должно соответствовать определенной геометрической форме конуса (имеется в виду угол), следующие:

1. От 20 до 15 градусов угол можно применять, когда необходима обработка мягких марок стали и сплавов.
2. От 10 до 8 градусов угол подойдет для работы, что предполагает зенковку металлов с твердостью средней величины либо деталей для отливок стальных.
3. Угол в 5 градусов и ниже применим для зенковки заготовок из чугуна либо сталей высоколегированных.

Когда при помощи зенкера проводят чистовую обработку изделия, диаметр поперечника инструмента должен совпадать с тем диаметром, который должен получиться в итоге!

Действующие ГОСТ

1. ГОСТ 14953-80 описывает условия (технические) применения элементов с конической формой рабочей зоны. Здесь указаны геометрические параметры, материал, из которого изготовлен инструмент, металл, с которым может работать конкретный элемент.
2. ГОСТ 12489-71 касается такого инструмента, как цельный зенкер цилиндрической формы.

Уважаемые посетители сайта, кто владеет информацией, касающейся темы, поддержите обсуждения в комментариях!

Для чего нужен зенкер по металлу и его разновидности

Для обеспечения точности параметров обрабатываемых отверстий требуется зенкерование. Без специального инструмента тут не обойтись. С этой целью используется зенкер по металлу, а для чего он нужен, и что с ним делать, можно узнать из этого материала.

Для чего нужен зенкер по металлу, и как правильно его использовать? Можно ли сделать инструмент своими руками?

1. Назначение инструмента и разновидности
2. Разница между зенкерованием и смежными операциями
3. Тонкости правильного зенкерования металлических заготовок
4. Охрана труда

Назначение инструмента и разновидности

Зенкер по металлу – это высокоточный многогранный инструмент с заострением на конце. Применяется в технологических процессах при необходимости обеспечения точности в отверстиях, имеющих форму круга. Смысл заключается в увеличении качественной характеристики поверхности.

Зенкер был изначально предназначен для металлообработки, применяемой в машиностроении для получения точности после штамповки, отливки, сверления или долбления. И на сегодняшний день зенкер используют в техпроцессах машиностроительной сферы.

► Его применяют в:

1. Промежуточных операциях.
2. Чистовых обработках.

► Технологический инструмент подразделяется на :

• для развертывания с обеспечением припуска или обработки разверткой – №1;
• 4 или 5 допуском (11 квалитетом) – № 2.

При расточке отверстия его диаметр увеличивается, и чистота обработки повышается.

► Технические характеристики процесса:

1. Очистка обрабатываемой поверхности или сглаживание неровностей.
2. Калибровка отверстий под крепежные элементы.
3. Обработка торцов поверхностей.
4. Придания профиля или расширение на глубину, к примеру, под болтовые головки.

► Различают инструмент также по способам крепежа в станочном оборудовании:

• С конусом Морзе хвостовой или с метрическим конусом (так именуются конструктивные элементы крепления в технологическую оснастку).
• С конструктивным элементом-насадкой.

► По конструкторскому исполнению зенкера, согласно требований ТУ или ГОСТ подразделяются на:

1. Цилиндрические. Изготовлены из износоустойчивых металлов, производятся диаметром от 10 до 20 мм.
2. Зенкер конический цельный. Изготовление производится из быстрорежущих и легированных металлических материалов, покрытие износоустойчиво. Размеры в диаметре от 10 до 40 мм.
3. Инструмент цельный насадной, диаметр в диапазоне от 32 до 80 мм.
4. Зенкер конусный исходя из стандартных требований производится типов 1 или 2, и насадной. На таком инструменте имеются пластины из твердых сплавов.
5. Соединенные сваркой.
6. Оснащенные пластинами из твердых сплавов.

Зенкер можно сделать самостоятельно, если имеются необходимые заготовки, и применять такой инструмент в случаях, если не требуется особой точности при обработке.

Разница между зенкерованием и смежными операциями

Зенкерование напоминает сверление, только выполняется в подготовленные технологические отверстия. При данной операции получается более точный результат, так как некоторые погрешности устраняются, выправляется соосность, увеличивается точность и чистота обработки.

В процессе сверления инструмент может отклониться от оси, особенно когда большая глубина. Зенкерование выполняется инструментом, обладающим высокой жесткостью, так как число режущих кромок большое, что обеспечивает точность и заданное направление. При низких глубинах резки обеспечивается еще большая точность.

Имеются инструменты, имеющие комбинированное исполнение, к ним относится сверло-зенкер. Применяется с особо ответственных техпроцессах при обработке металлов резанием.

Развертывание проводится после операций сверления и зенкерования отверстий, относимое к более точной механической обработке. Инструмент-развертка. Последнее относиться к получистовой операции, и в этом заключается отличие зенкерования от развертывания.

Зачастую происходит путаница между зенковкой и зенкером. Зенковка нужна для снятия фасок с отверстий, либо необходимости получения фасок конической конфигурации под заклепки, винты или болты. Эта операция называется зенкованием. Зенковки – это многолезвийный инструмент, выполняемый по нормам ГОСТ. Подразделение осуществляется по нескольким видам:

• Коническая, имеющая угол 60 градусов, 90 и 120. Используется для обеспечения фасок под крепежи или метизы.
• Цилиндрическая, имеющая хвостовик и износоустойчивое покрытие. Применяется в техпроцессах при обработке опорных заготовок.

Отверстия под потайные головки крепежных элементов можно производить цековкой. Это инструмент для резки металла для получения цилиндрических отверстий, под фаски болтов, заклепок, а также для опорных поверхностей.

Тонкости правильного зенкерования металлических заготовок

При выполнении зенкерования углублений в металле для заготовок, не требующих высокой точности, используется простое сверло, закрепленное к патрону обычной дрели. Такое практикуется в домашнем хозяйстве. При выполнении серьезных технологических операций в машиностроительных отраслях эта работа требует большой мощности и соответствующего оборудования.

Поэтому при таком подходе применяются:

1. Расточное оборудование.
2. Сверлильные установки.
3. Токарные станки.
4. Агрегатное (используемое для повторной обработки на оснащенной автоматикой линии).
5. Фрезерные станки.

При выполнении обработки стальных изделий применение смазочно-охлаждающих жидкостей обязательно, так как металл сильно нагревается и становится мягким, а это влияет на качество обработки. При обработке изделий из цветного металла не требует применения СОЖ, они наиболее податливы к внешним воздействиям и обработка отверстий выполняется быстрее.

► При выборе инструмента требуется руководствоваться следующими нюансами:

• Тип применяемого инструмента выбирается на основании материала обрабатываемой заготовки. При этом немаловажно учитывать расположение отверстия и серийность производства.
• Исходя из заданных параметров точности, диаметра и глубины обработки производят соответствующий выбор зенкера.
• Способ крепления в станочном приспособлении немаловажен при выборе.
• Материал, из которого выполнен инструмент, зависит от материала детали, Например, это может быть зенкер по металлу или по дереву.

В помощь при выборе инструмента имеют место быть государственные стандарты, а именно ГОСТ 12489-71 будет настольной книгой в этом деле. Инструмент должен соответствовать ТУ и ГОСТ.

► Примеры правильно выбора:

1. Для изделий, материалом которых является конструкционная сталь, и при этом есть необходимость получить отверстие до 40 мм по диаметру, производится обработка зенкером из быстрорежущей стали. Сам инструмент должен иметь 3 или 4 зуба, а диаметр не менее 30 и не более 40 мм.
2. Если изделие выполнено из закаленной или иной труднообрабатываемой стали, то при его расточке необходимо сделать выбор в пользу инструмента с твердосплавными пластинами. При этом показатели диаметра выбираются в пределах от 40 до 50 мм, а количество зубьев от 3 до 4.
3. Перед обработкой изделий из конструкционных материалов стали при обработке отверстий до 80 мм в диаметре, растачивание производится зенкером из быстрорежущего материала с использованием насадных головок диаметром от 32 до 80 мм.
4. Перовой зенкер используется для обработки заготовок из чугуна и цветного металла.
5. При обработке глухих отверстий, диаметр которых колеблется в пределах 15-25 мм обработка, происходит специальным инструментом, имеющим в корпусной части канал для подачи СОЖ.

В случае если после зенкерования необходимо будет исполнение развертывания, то инструмент должен быть выбран из расчета на 0,15 или на 0,3 мм меньше, чем получаемый в результате размер. При нанесении метки черновой расточки ли сверления в качестве подготовки для зенкерования следует выполнять припуск на сторону размером от 0,5 до 2 мм.

Видео: свёрла, зенковки.

Охрана труда

При непосредственном выполнении производственных задач не нужно забывать и о собственной безопасности, при этом неважно какой инструмент применяется сверло, зенкер или зенковка.

Перечень правил и рекомендаций:

• Работать в специальной одежде, при этом не должно быть свивающих ниток и обрывков ткани, пуговицы следует все застегнуть.
• Обувь должна быть закрытого типа, к таковой относятся ботинки или сандалии, специально изготовленные. В сланцах работать нельзя.
• Защитный экран для обеспечения защиты всего лица от возможного попадания стружки.
• Головной убор обязателен.
• Во время вращения патрона в перчатках работать нельзя.
• Перед работой необходимо проверить наличие заземляющего устройства и целостность провода заземления.
• Производить осмотр инструмента на наличие трещин, сколов и заусениц во избежание получения травмы.

Если на рабочем месте, по мнению работника, имеются требований ОТ и ТБ, то следует об этом доложить руководству и приступать к работе только после получения разрешения.

Зенкер

Содержание: Скрыть Открыть

• Назначение зенкерования
• Виды зенкеров
• Применение зенкеров
• ГОСТы

Зенкер – это специальный инструмент для обработки металла резанием с несколькими лезвиями. Назначение зенкера – получистовая доработка отверстий в заранее просверленных в деталях и заготовках с целью доводки диаметра до нужного значения и улучшения качества полученной поверхности.

В целом зенкерование похоже на сверление — вращение инструмента вокруг своей оси с поступательным движением. Не следует зенкерование путать с зенкованием, что представляет собой отдельный вид металлообработки.

Назначение зенкерования и применяемое оборудование

Зенкерование позволяет улучшить качество поверхности полученной при сверлении до 9-11 квалитета точности и шероховатости Rz 2,5 мкм. При этом устраняются все дефекты возникающие при литье, штамповке и сверлении отверстия, увеличивается чистота поверхности, её точность, повышается соосность. Преимуществом зенкера над обычным сверлом является более высокая жесткость благодаря режущим зубьям, что обеспечивает высокую точность направления движения инструмента.

Основное назначение зенкера:

• Повышение точности и повышение качества обработки поверхности отверстий перед нарезкой резьбы или развертыванием.
• Калибровка предварительно просверленных отверстий для шпилек, болтов и других видов крепежных изделий.

Зенкерование является машинной операцией и выполняется на:

• сверлильных станках всех видов;
• токарных станках;
• расточных станках;
• агрегатных станках, в качестве операции в автоматической линии;
• горизонтальных и вертикальных фрезерных станках.

Виды зенкеров

В современной металлообработке широко применяются различные виды зенкеров. В зависимости от назначения инструмент подразделяется на два номера:

• Зенкер N1 – имеет припуск и используется для получистовой обработки отверстий перед развертыванием.
• Зенкер N2 – имеет квалитет точности Н11 и применяется, в основном, для финишной обработки.

Наиболее часто применяются два основных вида конструкции зенкеров – машинные цельные и насадные. Первые имеют хвостовик в форме конуса Морзе или метрического конуса, цельную конструкцию с режущими зубьями и канавками для отвода стружки. Насадные зенкера имеют внутреннее отверстие для крепления на оправку. Также применяются сборные зенкеры, сварные и инструмент с пластинами из твердых металлокерамических сплавов.

На фото: Зенкер с твердосплавными пластинами

Материалом режущей части цельного зенкера является быстрорежущая сталь Р18 или Р19. Инструмент с твердосплавными пластинами различается по материалу обрабатываемых изделий. Для работы с чугунными деталями пластины выполняются из металлокерамических сплавов ВК4, ВК6 или ВК8, для работы со стальными изделиями – из Т15К6. Применение твердосплавных пластин обеспечивает более высокую производительность и долговечность инструмента.

Применение зенкеров

Используя любые типы зенкеров для работы со стальными изделиями рекомендуется применять СОЖ. Для чугуна и цветных металлов применение смазки не обязательно. Очень важным является правильно подобрать инструмент под выполнение операции. При этом учитывается:

• Материал детали и характер обработки, а также место расположения отверстия и запланированное количество операций.
• В зависимости от способа крепления на станке выбирается конструкция зенкера.
• Выбор материала инструмента зависит от материала детали, интенсивности работы, а также некоторых других факторов.

Действующие ГОСТы

Регулирует параметры цельного зенкера по металлу ГОСТ 12489-71. Также существует и более десяти других стандартов регулирующих допуски и характеристики различных типов зенкеров, как например ГОСТ 21586-76. регулирующий параметры инструмента применяемого при работе с легкосплавными деталями.

Зенкеры и зенковки, применение и отличия

Для обработки отверстий применяется несколько видов инструментов, в том числе зенкеры, зенковки, цековки. Практика их применения часто сопровождается путаницей в названиях. Например, в тендерной документации встречаются заказы на «конические зенкеры», при этом указывается ГОСТ 14953-80, описывающий конические зенковки. Эти инструменты схожи по конструкции, в применении также есть много общего, поэтому неудивительно, что даже в технической литературе много примеров «вольного» обращения с терминологией.

Официальный источник по терминам ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие. Термины и определения», к сожалению, не дает ответа на вопросы: чем отличается зенкер от зенковки, зенкерование от зенкования и цекования. С этой целью рассмотрим конструкцию и применение каждого из указанных инструментов.

Зенкеры

Определение

В соответствии с ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие, термины и определения» зенкер определяется как «осевой режущий инструмент для повышения точности формы отверстия и увеличения его диаметра». Сразу отметим, что данный вид инструмента не предназначен непосредственно для сверления отверстий. Также отметим, что в определении зенкера ничего не говорится об изменении формы отверстия. Это важная деталь, и она будет полезна в дальнейшем.

Конструкция зенкера

Для описания конструкции зенкеров удобно разделить их два класса – зенкеры с хвостовиками и насадные зенкеры.
Зенкеры с цилиндрическими и коническими хвостовиками
Конструкция таких зенкеров во многом схожа с конструкцией спирального сверла (рис.1).

Рис.1 Зенкер цельный с коническим хвостовиком: а) для сквозных отверстий, в) для глухих отверстий, с) с твердосплавными пластинами

Инструмент так же состоит из рабочей части, соединительной части (шейки) и хвостовой части (хвостовика). Отличие от сверла заключается в форме и количестве режущих кромок на рабочей части. В частности, по ГОСТ 12489-77 у зенкеров по три лезвия на торцевой и цилиндрической поверхности.

Зенкер с цилиндрическим или коническим хвостовиком может быть цельным ГОСТ 12489-77 (вся рабочая часть из быстрорежущей стали), или с твердосплавными вставками (ГОСТ 3231-71). Кроме того, каждый из типов выпускается в двух вариантах: для глухих и сквозных отверстий (рис.1, в)). У зенкеров для сквозных отверстий угол главного лезвия φ имеет значения 45 или 60 градусов, у зенкеров с твердосплавными пластинами φ=60 0 , у всех типов зенкеров для глухих отверстий φ=90 0 .

Насадные зенкеры

Зенкеры насадные не имеют хвостовой части. Вместо хвостовика для крепления на оборудовании в них предусмотрен внутренний конус для оправки (рис2). Также конструкция этого типа отличается большим количеством лезвий. В цельных насадных зенкерах по ГОСТ 12489-77 предусмотрено четыре зуба и соответственно четыре спиральных канавки. Дальнейшее разбиение насадных зенкеров на типы идентично классу с хвостовиками.

Рис.2 Зенкер насадной: а) цельный, в) с твердосплавными пластинами

Применение зенкеров

Зенкер применяется в технологических операциях зенкерования, направленных на повышение качества отверстий – улучшение чистоты поверхности, получение более точной цилиндрической формы. Соответственно, у зенкера главная часть – это цилиндрический участок рабочей части. С помощью зенкерования отверстия доводят до 4 – 5 класса точности с квалитетом Н11 и чистотой поверхности, соответствующей 5-6 классу. Необходимый результат достигается за счет более высокой жесткости инструмента, а также за счет большего количества лезвий по сравнению со сверлом.

Подчеркнем, что во всех перечисленных ГОСТах описываются зенкеры с рабочей частью исключительно цилиндрической формы. В описаниях конструкций стандартных зенкеров нет формулировок «конический зенкер» и отсутствуют чертежи зенкеров с конической рабочей частью. Т.е. результат применения стандартного зенкера – цилиндрическое отверстие постоянного диаметра.

Зенковки

В ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие. Термины и определения» зенковки определяются как «осевой режущий инструмент для повышения точности формы отверстия и увеличения его диаметра». Как видим, определение ничем не отличается от определения зенкера, что указывает на его неполноту. Определение не дает информации об отличии зенковок от других инструментов, поэтому переходим к краткому описание операции зенкования, чтобы подчеркнуть разницу между зенкерованием и зенкованием.

Технологическая операция зенкования

Зенкование наряду со сверлением, зенкерованием, разверткой входит в список технологических операций по обработке отверстий. Каждая из перечисленных операций имеет свой смысл и определенное назначение. Сверление необходимо для получения отверстий и черновой обработки, зенкерование – получистовая обработка и увеличение диаметра, развертка – чистовая обработка. Во всех случаях акцент сделан на обработке цилиндрической поверхности.

Указанные операции и соответствующие инструменты применяются для обработки как сквозных, так и глухих отверстий. Причем, в случае глухих отверстий сверла и зенкеры не предназначены для обработки торца углубления. Кроме того, сверла и зенкеры не предназначены для изменения цилиндрической формы отверстия в коническую.

Вместе с тем в промышленности существует обширный класс задач, где необходимо качественно снять фаску с входного участка отверстия, получить точное цилиндрическое углубление под болты, шайбы, пружины, прокладки и пр. с одновременной подрезкой торца. Также требуется получение стандартных конических углублений для центровых отверстий, для формирования опорных поверхностей под детали крепежа, обработки конических поверхностей седел клапанов и т.д. Для решения таких задач применяется операция зенковки и разработан специальный инструмент – зенковка.

Конструкция зенковки

Зенковки относятся к осевым, многолезвийным режущим инструментам. В технической литературе описывается два зенковок: конические и цилиндрические (цековки). Стандарты четко разделены. Есть стандарт для конических зенковок – ГОСТ 14953-80, и есть стандарт для цилиндрических — ГОСТ 25751-73. Причем стандарте для обозначения цилиндрических зенковок используется только одно название – цековки.

Конические зенковки

Название инструмента обусловлено формой рабочей части. Конические зенковки применяются для снятия фасок, обработки конических опорных поверхностей, получения центровых отверстий. Инструмент широко применяется, номенклатура стандартизирована. Типы и основные размеры инструментов данного вида описываются в ГОСТ 14953-80 «Зенковки конические. Технические условия». В соответствии с этим нормативом выпускается 4 типа центровочных зенковок и 7 типов для обработки конических опорных поверхностей, всего 11 типов. Классификация в соответствии с назначением приведена в таблице 1, на рис.3 показана коническая центровочная зенковка 2-го типа и зенковка для конических углублений (отверстий) 5,6,7-го типа.

Рис.3. Конические зенковки: а) центровочная 2-го типа, б) для конических опорных поверхностей.

Таблица 1. Типы зенковок

Центровочными зенковками обрабатываются предварительно засверленные1 отверстия диаметром до 8 мм включительно. Конические опорные поверхности создаются на базе отверстий диаметром 1,6 – 25,0 мм. Передний угол стандартных зенковок для обработки конических опорных поверхностей всегда равен нулю, т.е. зубья расположены радиально.

Цилиндрические зенковки

Более правильное название данного вида – цековка. Цилиндрическая зенковка – это «осевой многолезвийный инструмент для обработки цилиндрического и (или) торцового участка отверстия заготовки» (по ГОСТ 25751-73). Инструмент применяется для обработки цилиндрических углублений под шестигранные головки болтов и винтов, шестигранные гайки с шайбами и без шайб, под цилиндрические и полукруглые головки винтов со шлицем и под цилиндрические головки винтов с углублением под ключ «шестигранник».

В конструкции цековок всех типов предусмотрена направляющая цапфа (рис. 4). Элемент необходим для устранения радиальных биений в момент зарезки, приводящих к искажению формы отверстия и выкрашиванию режущих кромок. Направляющая цапфа может быть постоянной и сменной. Более предпочтителен инструмент со сменной цапфой, позволяющий замену элемента по мере износа.

Рис.4. Цековки (цилиндрическая зенковка): а) со сменной цапфой, б) с постоянной цапфой

Особенностью конструкции является обратная конусность – диаметр D равномерно уменьшается по направлению к хвостовику. У инструмента из быстрорежущей стали уменьшение идет по всей длине рабочей части со значением 0,08-0,16 мм на 100 мм длины, у инструмента с твердосплавными вставками диаметр снижается по длине пластины 0,05-0,10 мм.
Стандартные цековки по ГОСТ 26258-87 имеют четыре зуба на главной режущей поверхности (торце) и выпускаются четырех типов в зависимости от вида цапфы и способа установки в оборудование.

Все типы цилиндрических зенковок, представленные в табл.2, выпускаются в двух исполнениях: исполнение 1 – цельные и исполнение 2 – с впаянными твердосплавными пластинами.

Заключение

Для исключения ошибок в терминологии следует использовать стандарты для конкретного вида инструментов. Их содержание позволяет сделать ряд выводов:

1. Не существует конических зенкеров. Результат применения зенкера – цилиндрическое отверстие. Конические отверстия и углубления получаются зенковкой.
2. Зенковки отличаются от зенкера конической рабочей частью, служат для получения центровочных отверстий, конических отверстий и углублений, опорных конических поверхностей под крепеж.
3. Цилиндрические опорные поверхности под болты и винты выполняются цековкой. Цилиндрическая зенковка – название некорректное, хотя и верно передает смысл выполняемой операции.
4. Наличие направляющей цапфы сразу точно указывает на вид инструмента – цековка.

Разумеется, все сказанное действительно по отношению к стандартным инструментам и технологическим операциям, применяемым в машиностроении. В широкой практике могут применяться нестандартные инструменты, так же, как и стандартные инструменту могут использоваться в разнообразных целях. Например, зенкование может выполняться с помощью обычного сверла.

Зенкер, зенковка или развертка – чем обработать отверстие?

При изготовлении высококачественных изделий и деталей точность исполнения необходимых отверстий, полученных тем или иным способом, зачастую недостаточна. Для достижения требуемых параметров используют зенкер.

1 Зенкер – назначение и виды инструмента

Зенкером называют многолезвенный (многозубый) режущий инструмент, который применяют для обработки отверстий круглого сечения, предварительно выполненных в заготовках или деталях из различных материалов. Обработка состоит в улучшении качества поверхности отверстия или увеличении его диаметра методом резания, а сам процесс называют зенкерование. Процесс резания подобен сверлению – оснастка для зенкерования вращается вокруг своей оси и одновременно поступательно движется вдоль оси.

Изначально данный инструмент был разработан для металлообрабатывающей промышленности, как средство механической обработки отверстий, полученных сверлением, долблением, штамповкой или в процессе отливки заготовок. В настоящее время эта оснастка по-прежнему, в основном, используется при металлообработке. Зенкер по металлу применяют для промежуточной или окончательной обработки. Соответственно, существующий инструмент делят на:

• №1 – для последующего развертывания (обработки отверстия разверткой), с припуском;
• №2 – с квалитетом Н11 (допуск 4–5 класса точности).

Во время расточки происходит увеличение диаметра и повышение чистоты, точности поверхности отверстия. Основные назначения зенкерования:

• сглаживание, очистка поверхности отверстий перед развертыванием или нарезанием резьбы;
• калибрование отверстий под шпильки, болты и другой крепеж.

Инструмент для зенкерования также используют для обработки торцевых поверхностей и для придания отверстиям необходимого профиля (расширяют на требуемую глубину – под головки болтов, например).

По способу крепления в станок инструмент делят на виды:

• хвостовой с конусом Морзе или метрическим конусом (конструкции хвостовика для соответствующего крепления в станок);
• насадной.

По конструкции различают:

• цельные;
• сборные;
• сварные;
• с твердосплавными пластинами.

Первые напоминают внешним видом сверло, за что их даже называют сверло-зенкер. Они состоят из таких же элементов, но оснащены большим числом спиральных канавок и режущих кромок (количество зубьев 3–6). Режущая часть выпускаемого инструмента может быть из быстрорежущей стали Р18, Р9 или с твердосплавными пластинками (ВК4, ВК6, ВК8 для работ с чугуном, Т15К6 – со сталью). Оснастка с твердосплавными пластинами более производительна (скорость резания более высокая), чем из быстрорежущих сталей.

2 Отличия зенкерования и смежных операций

Зенкерование подобно операции рассверливания – производится с уже готовым отверстием. Но получаемый результат более точный – в процессе работы исправляются погрешности после штамповки, сверления или литья. Выравнивается соосность, улучшается точность и чистота поверхности отверстия.

Сверло, особенно при прохождении глубоких отверстий, может отклониться от центра из-за низкой жесткости. Инструмент для зенкерования обладает более высокой жесткостью за счет большего числа зубьев (режущих кромок), что обеспечивает лучшее направление и точность, а меньшая глубина резки обеспечивает высокую чистоту. Сверлением получают 11–12 квалитеты отверстия, шероховатость поверхности которого Rz 20 мкм. Для зенкерования эти показатели – 9–11 квалитеты и Ra 2,5 мкм соответственно.

Развертывание, производимое после сверления и зенкерования, еще более точная операция (6–9-й квалитеты, Ra 1,25–0,25 мкм) – это вид чистовой обработки резанием. Используемый инструмент – развертка. Зенкерование отличается от развертывания тем, что является получистовой операцией. Часто зенкерование путают с зенкованием и ошибочно называют зенкером другую оснастку для обработки отверстий резанием – зенковку.

Эта оснастка предназначена для снятия с центровых отверстий фасок или получения конических углублений (под шляпки заклепок, винтов, к примеру). Подобные работы называют зенкование.

3 Как правильно зенкеровать металл?

Для зенкерования в домашних условиях углублений под головки болтов или увеличения диаметра отверстия сгодится и сверло, предназначенное для этого. А в качестве исполнительного инструмента подойдет электрическая или даже ручная дрель. Однако, в масштабах производства зенкерование – точная операция, требующая большой мощности. Поэтому эта механическая обработка является машинной и выполняется на станках:

• токарных – наиболее часто;
• сверлильных – наиболее часто;
• фрезерных (вертикальных или горизонтальных) – редко. Как правило, на оборудовании с ЧПУ в качестве части программы;
• расточных – часто, в порядке вторичной операции;
• агрегатных – в качестве одной из операций автоматизированной линии.

При обработке отлитого отверстия рекомендуется его предварительно расточить резцом на 5–10 мм в глубину, чтобы дать инструменту для зенкерования первоначальное направление. При работе со сталью следует использовать СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости). Зенкерование цветных металлов и чугуна не требует охлаждения. Очень важно правильно подобрать металлорежущий инструмент для зенкерования. При этом принимают во внимание следующие факторы:

1. тип требуемой оснастки определяется материалом детали, расположением отверстия, характером обработки и серийностью производства;
2. размер инструмента подбирают, учитывая глубину, диаметр отверстия и необходимую точность обработки;
3. конструкция выбираемого инструмента зависит от способа его закрепления на станке;
4. материал металлорежущей оснастки зависит от режима работы, материала детали и других факторов.

Выбранный по справочникам или согласно ГОСТ зенкер должен будет соответствовать следующим техническим условиям применения:

• в изделиях из конструкционной стали отверстия диаметром до 40 мм обрабатывают оснасткой для зенкерования из быстрорежущей стали с 3–4 зубьями и диаметром 10–40 мм;
• в изделиях из сталей, закаленных и труднообрабатываемых, для расточки отверстий используют инструмент с твердосплавными пластинами, имеющий 3–4 зуба и диаметр 14–50 мм;
• в изделиях из конструкционной стали расточку отверстий диаметром до 80 мм проводят оснасткой из быстрорежущей стали с насадными головками и диаметром 32–80 мм;
• в изделиях из цветных металлов и чугуна глухие отверстия растачивают перовым инструментом;
• глухие отверстия 15–25 мм обрабатывают специальной оснасткой для зенкерования, у которой в корпусе есть специальный канал для подачи в зону резания СОЖ.

При зенкеровании необходимо соблюдать припуски. Диаметр инструмента должен совпадать с окончательным диаметром обрабатываемого отверстия. Если предполагается последующая дополнительная расточка разверткой, то диаметр оснастки для зенкерования должен быть уменьшен на 0,15–0,3 мм. В случае с предшествующим черновом растачивании или сверлении под зенкерование оставляют припуск на сторону в 0,5–2 мм.

Зенкерование гораздо более производительно, чем обработка резцами. Для оснастки из быстрорежущей стали скорость резания примерно такая, как в процессе сверления, а подачи – больше в 2,5–3 раза. Таким образом, зенкерование производится быстрее сверления.