Зенковка
Чем отличается зенкование от зенкерования? Несмотря на похожее звучание, это разные операции. Каждая имеет свое назначение и специфический инструмент для выполнения.
Что такое зенкование? Оно связано со срезанием более значительного слоя материала с целью создания в верхней части отверстия конического или цилиндрического углубления, предназначенного для скрытой установки крепежа. Используется зенкование и для выбора фасок. Специальное приспособление для выполнения этой операции называют зенковка. Различают следующие ее виды:
- цилиндрические, используются для выборки цилиндрических выемок в верхней части отверстия для сокрытия головок винтов или гаек;
- конические, с их помощью вырезают конусовидное углубление в нижней части отверстия, снимают фаски и формируют выемки под крепеж.
- торцевые, называемые также цековками, такой инструмент нужен для зачистки выемок перед установкой крепежа.
Конструктивно зенковка состоит из двух частей: рабочая головка и хвостовик. На хвостовик предусмотрена направляющая цапфа, обеспечивающая соосность пи выборке выемок.
В качестве оборудования вместе с зенковками обычно используют сверлильный станок. Реже они зажимаются в патрон многокоординатного обрабатывающего центра или простого токарного станка. Дрели и другой ручной сверлильный инструмент не рекомендованы к применению, поскольку не могут обеспечить должной соосности и точности.
Зенкерование –это обработка внутренней поверхности отверстия для улучшения ее качества
- точности;
- шероховатости;
- формы.
Зенкерование используется для обработки отверстий, полученных сверлением, штамповкой либо литьем. Для выполнения операции используется зенкер. Он напоминает сверло, но отличается от него следующим:
- большое число режущих кромок;
- утолщенная перемычка между кромками;
- скошенный угол.
Эти конструктивные особенности обуславливают стабильность положения зенкера относительно отверстия и их соосность. Зенкер не углубляет отверстие, а лишь совершенствует гладкость и форму поверхности, снимая очень тонкий слой материала.
Зенкеры имеют от шести до восьми режущих кромок, инструменты малого диаметра (до 20 мм) выполняются цельными, а большего размера- с вставными лезвиями.
Применение и виды зенкеров
Зенкер представляет собой многолезвенный, многозубый режущий инструмент, применяемый для доработки заранее выполненных круглых отверстий в деталях и заготовках из разных материалов (на фото). Обработка этим способом применяется для увеличения диаметра и получения более качественной поверхности отверстия методом резания.
Такой процесс называется зенкерованием. Метод резания похож на процедуру сверления: наблюдается такое же вращение оснастки для зенкерования вокруг своей оси и одновременное поступательное движение инструмента вдоль оси.
Зенкер с твердосплавными пластинами
Разработали зенкер для металлообрабатывающей промышленности с целью обработки просверленного, продолбленного или выполненного с помощью штамповки отверстия. Зенкер по металлу, требования к характеристикам которого регулирует ГОСТ 12489-71, используется при выполнении промежуточной или уже конечный обработки. В связи с этим выделяют два вида инструмента:
- для последующего развертывания с припуском;
- для получения высокоточного отверстия – с квалитетом Н11 (допуск 4–5 класса точности).
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к зенкерам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ 12489-71 Зенкеры цельные. Конструкция и размеры
При применении расточки увеличивается диаметр, повышается точность поверхности и чистота отверстия. Зенкерование предназначается в основном для:
- достижения более гладкой, чистой поверхности отверстия перед процедурой развертывания или нарезания резьбы;
- калибрования отверстия под болт, шпильку или какой-либо другой крепеж.
Применяются зенкеры, требования к которым определяет ГОСТ 12489-71, также при обработке торцевых поверхностей и при выполнении некоторых операций, придающих отверстию нужный профиль (например, расширение углубления в верхней части отверстия, предназначенного под головки болтов).
Зенкеры подразделяют на несколько видов по способу их закрепления в станок:
- насадной;
- хвостовой (с метрическим конусом или с конусом Морзе – виды хвостовика для крепления в станок).
Зенкер алмазный
По конструкции зенкеры бывают следующих видов:
- сборные;
- цельные;
- сварные;
- с твердосплавными пластинами.
Цельный зенкер похож на сверло, поэтому второе его название – сверло-зенкер. У него больше, чем у простого сверла, спиральных канавок и режущих кромок (от 3 до 6 зубьев). Режущую часть инструмента, как оговаривает ГОСТ 12489-71, выполняют из быстрорежущей стали P18, P9 или делают с твердосплавными пластинами (BK4, BK6, BK8 для обработки чугуна, T15K6 – для обработки стали). Инструмент, оснащенный твердосплавными пластинами, имеет большую производительность (более высокую скорость резания), чем изготовленный из быстрорежущей стали.
Выделяют также зенкер конический (для обработки поверхностей конической конфигурации) и так называемый обратный тип зенкеров.
Спиральные хвостовые зенкеры
Виды и применение зенковок
В зависимости от назначения зенковки подразделяются на следующие виды:
- для выполнения конических или цилиндрических выемок внутри отверстий;
- для создания опорных плоскостей рябом с отверстием;
- для выборки фаски;
- для подготовки отверстий к установке крепежа.
По форме рабочей поверхности различают:
- цилиндрические;
- конические;
- торцевые, или прямые.
В зависимости от диаметра зенковки разделяют на:
- обычные (0,5 ÷ 1,5 мм);
- с конусом-ограничителем (0,5 ÷6 мм);
- с конусообразным хвостовиком (8÷12 мм).
Для операции развертывания используется комбинированное приспособление, включающее в себя сверло, развертку, зенкер и зенковку. Они смонтированы на общем хвостовике, а рабочие поверхности разнесены по высоте и вступают в соприкосновение с металлом по очереди, по мере погружения инструмента в материал. Применение такого комбинированного инструмента позволяет сверлить отверстие, делать выборки фасок, повышать качество поверхности за один технологический проход. При этом экономится много времени на смену инструмента, обеспечивается точность соблюдения размеров каждого конструктивного элемента. Такое приспособление стоит дорого и собирается заново для каждого типоразмера отверстия, поэтому применение его экономически оправдано только для серийного производства либо для изделия с большим количеством одинаковых отверстий сложной конфигурации.
Зенкеры
Зенкеры (рис. 3.34, а) предназначены для обработки отверстий в заготовках, полученных отливкой, штамповкой или предварительным сверлением. В отличие от сверла зенкер имеет большее число режущих кромок (три или четыре), что обеспечивает получение поверхностей с более высокими показателями точности и шероховатости.
По конструкции зенкеры бывают насадные и цельные и могут иметь различное направление угла спирали (правое, левое, прямое). Зенкеры изготавливают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами из твердого сплава марок ВК6, ВК8, BKbM, ВК8В, Т5К10, Т15К6. Пластины из твердого сплава закрепляются в зенкере при помощи пайки или клинового крепление, что позволяет многократно использовать корпус зенкера. Рабочая часть зенкеров, изготовленных из быстрорежущей стали, имеет обратную конусность (по направлению к хвостовику) порядка 0,05… 0,1 на 100 мм длины рабочей части и соединяется с хвостовиком так же, как и у сверл, шейкой. Цельные зенкеры закрепляются непосредственно в коническом отверстии шпинделя станка, а насадные устанавливаются на специальную оправку, также имеющую конический хвостовик для установки в шпинделе станка.
В качестве режущей части насадных зенкеров используются многогранные твердосплавные пластины. Крепление таких пластин в корпусе насадного зенкера осуществляют механическим путем (рис. 3.35). Режущие пластины 1 закрепляются в корпусе 2 при помощи тяги 3, что позволяет производить замену пластин непосредственно на станке. Для этого достаточно сместить тягу 3, повернуть пластину следующей гранью или заменить ее на новую, снова закрепить тягу и продолжать работу. Возможность оснащения таких зенкеров пластинами из различных инструментальных материалов позволяет существенно расширить технологические возможности и производительность при зенкеровании.
Геометрические параметры режущей части зенкеров (см. рис. 3.34, б) выбираются в зависимости от условий обработки: главный угол в плане ф = 30… 60 передний угол у = 3… 30 ° для зенкеров из быстрорежущей стали,для зенкеров, оснащенных пластинами твердого сплава, этот угол составляет от 5 до -5°; задний угол а на главных режущих кромках составляет 8… 15 Выбор конструкции зенкера и материала рабочей части в значительной степени зависит от обрабатываемого материала и параметров обрабатываемого отверстия:
• зенкеры из быстрорежущей стали, имеющие три-четыре зуба и диаметр от 10 до 40 мм, применяются для обработки отверстий в заготовках из конструкционной стали;
• зенкеры, оснащенные пластинами из твердого сплава, имеющие три-четыре зуба и номинальный диаметр от 14 до 50 мм, используются при обработке отверстий в заготовках из труднообрабатываемых и закаленных сталей;
• зенкеры с насадными головками из быстрорежущей стали номинальным диаметром от 32 до 80 мм предназначены для обработки отверстий в заготовках из конструкционной стали;
• перовые зенкеры служат для обработки глухих отверстий в заготовках из чугуна и цветных металлов;
• для обработки глухих отверстий диаметром от 15 до 25 мм применяется специальный зенкер, у которого в корпусе выполнено специальное отверстие для подачи СОЖ в зону резания (рис. 3.36).
Изнашивание зенкеров (рис. 3.37) происходит по задним поверхностям, где образуются площадки с задним углом, равным нулю, и шириной h3; по передним поверхностям с образованием лунки; по ленточке с образованием поперечных проточин на длине Лл; по уголкам с образованием конических или цилиндрических участков hy. В качестве критерия износа зенкеров при обработке заготовок из стали принят износ зенкера по уголкам, равный 1,2… 1,5 мм, а при обработке заготовок из чугуна — 0,8… 1,5 мм. Затачивание и перетачивание изношенных зенкеров осуществляется, как правило, на специальном оборудовании в заточных цехах.
Конструкция
Коническая зенковка имеет две основные конструктивные части:
- хвостовик, предназначенный для крепления зенковки в патрон сверлильного или токарного станка;
- рабочий орган для зенкования отверстий, состоящий из 6 ÷12 режущих кромок увеличенной (по сравнению со сверлом толщины.
Угол развертки конуса — от 60 до 120°. Число кромок зависит от диаметра инструмента, чем он больше, тем больше и кромок.
Цилиндрическая зенковка конструктивно напоминает сверло, но имеет большее число режущих кромок. Их длина, в отличие от сверла, ограничена диаметром цилиндра, поскольку зенковка делает лишь небольшие по глубине выемки.
На торце размещена направляющая цапфа, обеспечивающая крепление в патроне. За концами режущих кромок может устанавливаться съемный поясок, ограничивающий глубину погружение в заготовку. Ограничитель может выполняться как несъемная часть зенковки. При необходимости на зенковку монтируют режущую насадку. При изображении отверстия на чертеже тип и размер зенковки указывается рядом с ним или в поясняющей надпили на полях.
Для изготовления зенковок применяют высококачественные сорта сталей: инструментальные, быстрорежущие, углеродистые. Инструмент подвергают многоступенчатой термообработке, которая улучшает его прочностные свойства.
Зенкерование и смежные с ним операции
Зенкерование сходно с операцией рассверливания: оба процесса ведутся с готовым отверстием. Отличие состоит в том, что результат зенкерования получается более точным. В процессе операции устраняются недостатки, возникающие после штамповки, литья или сверления. Улучшаются такие показатели, как чистота поверхности, точность, достигается высокая степень соосности.
Часто при формировании отверстий сверлом (особенно глубоких) наблюдается отклонение от центра из-за невысокой жесткости инструмента. Зенкер от сверла отличается тем, что имеет более высокую жесткость из-за увеличенного числа режущих зубьев. Важно, что такое отличие обеспечивает более точное направление движения инструмента, а при меньшей глубине резки наблюдается высокая чистота. При сверлении отверстий можно получить квалитеты 11–12, шероховатость поверхности отверстия Rz 20 микрометров. При операции зенкерования получаем квалитеты 9–11, шероховатость 2,5 микрометров.
Развертки конические под конус Морзе
Еще более точной операцией является процесс развертывания (6–9-й квалитеты, Rа 1,25– 0,25 микрометров). Это уже чистовая обработка резанием. Зенкерование отверстий – получистовая операция. Зенкерование и развертывание отверстий, если обе этих операции предусмотрены технологическим процессом, выполняются за одну установку детали на станке.
Нередко путают зенкерование и зенкование отверстий и некорректно называют зенкером другой инструмент – зенковку (см. фото ниже). Зенковки, в отличие от зенкеров, имеют другую конструкцию и применяются для решения иных технологических задач.
Зенковки конические
Зенковка применяется в процессе снятия фаски с верхней части отверстий, а также для получения углублений конической формы. Бывает также зенковка цилиндрическая, но такой инструмент правильнее называть цековкой. При помощи такого инструмента в деталях получают углубления соответствующей формы. Для выполнения такой зенковочной операции также может быть использован универсальный инструмент – сверло, специально совмещенное с зенковкой.
Посмотрев данное видео, можно легко понять принцип работы и назначение зенковки, а также ее отличие от зенкера и других родственных инструментов для обработке отверстий.
Чтобы не путаться в схожих операциях, достаточно рассмотреть и запомнить данную схему, наглядно объясняющую конструктивные отличия и назначение инструментов для обработки отверстий
Особенности зенкования отверстий
Раззенковка отверстий – высокоточная операция, требующая высококачественного инструмента и исправного сверлильного оборудования. Зенковки должны проходить периодическую проверку на соответствие норме по диаметру и углу конусности. Результаты проверки фиксируются в журнале инструментального участка.
Специалисты по металлообработке сформулировали следующие рекомендации по выполнению операции:
- во время работы с твердыми стальными и ли чугунными сплавами следует использовать для охлаждения материала и инструмента специальные эмульсии, например, жидкость СОЖ;
- при подборе инструмента нужно учитывать материал детали, его прочность и твердость;
- перед началом работы следует проверить надежность и точность фиксации инструмента в патроне, отсутствии особых биений шпинделя;
- чтобы зенковать внутреннюю фаску, следует пользоваться специальной оправкой, центрирующей инструмент;
Раззенкованное отверстие следует проверять на соответствие размерам чертежа только поверенным измерительным инструментом.
Конструктивне особенности
Если рассматривать зенковку, то можно выделить некоторые её части
- Режущая часть. Это основная часть который выполняет процесс зенкования. Состоит из нескольких режущих кромок, расположенных под углом от центра к бокам.
- Хвостовик. При помощи хвостовика зенковка закрепляется в инструменте или станке, ан котором будет выполняться работа. Хвостовик может быть конусным или иметь цилиндрическую форму.
- Часть между хвостовиком и режущей частью имеет в одном месте особо тонкую форму. Эта чаcть работает в роли предохранителя. Если зенковка застрянет, дабы избежать серьёзных последствий, именно в этой части зенкова ломается.
Cтроение зенковки
Одна из разновидностей зенковки имеет наплавленные лезвия на рабочей части, что позволяет обрабатывать твердые сплавы металла.
Правила работ с зенковкой
При выполнении работ на токарном или сверлильном станке зенковкой, нужно помнить и соблюдать ряд простых правил. Перед началом выполнения работ, проверьте состояние патрона на станке. Ведь если патрон находится в неисправном состоянии, хорошо закрепить зенковку не получится, тем самым вы не сможете получить качественно обработанное отверстие. Зенковка отверстий выполняется соблюдаю следующие правила:
- Для выполнения работ, зенковка должна находиться строго по центру обрабатываемого отверстия.
- При обработке твердых металлов, таких как чугун нужно делать перерывы в работе и использовать специальные растворы для отведения тепла. В быту для таких целей используют техническое масло.
- При работе не превышайте оборотов, заявленных производителем. Несоблюдение этого правила последует за собой быстрый износ режущих кромок за счёт нагрева.
- Правильно подбирайте диаметр зенковки для обрабатываемого отверстия. При выборе не правильного размера, обработка будет не качественная, а именно неправильной центровке, не ровных краям.
Действующий ГОСТ
В настоящее время продолжает действовать государственный стандарт 14953-80. Он регламентирует техусловия для зенковки, типовые размеры инструмента, материал для его изготовления. Описываются в стандарте и режимы работы оборудования в зависимости от механических характеристик обрабатываемого материала.
Скачать ГОСТ 14953-80
Таблицы для подбора типовых зенковок служат подспорьем для конструкторов и технологов при определении параметров конструкции и разработке техпроцессов.
