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.
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.
Принцип работы
Использования зенкера — это процесс обработки металлических отверстий, который иначе называют зенкерованием. Есть схожесть со сверлением, но в отличие от сверла, происходит не просверливание отверстия, а его корректировка. Можно использовать для создания отверстия, но это плохо влияет на насадки и приведет к несвоевременному износу.
Лучше всего зенкеровать уже по сделанному отверстию, изменяя размер или выравнивая неровности. Можно использовать для обработки всего отверстия или же изменить размер для шляпки крепления. Зенкер по металлу может быть насадкой для дрели, шуропопверта или другого профессионального станка, пригодного для таких действий.
Часто процесс зенкерования путают с зенкованием которое выполняется также схожим по названию приспособлением, зенковка. Это похожий процесс, но все же несет иной характер и используется для иных целей.
Видеоролик, в котором изображен принцип действия зенкера по металлу
Какими бывают эти инструменты в наше время
Зенкеры всех видов изготовлены из высоколегированных стальных материалов, а также сплавов с разным режущим углом. Делятся зенкеры на разные виды. От этого зависит, какой конкретно вид применять?
Эти инструменты различаются, прежде всего, по своей конструкции. Их отличия зависят от условий использования на оборудовании с ЧПУ и на станках, а также от ГОСТа. По конструкции зенкеры делятся на следующие виды.
— Насадной зенкер. Он относится к быстрорежущему типу деталей. Изготавливают его высоколегированных сплавов. Обозначается маркировкой P6M5. Может быть различных диаметров. От 25 до 75 мм.
— Твердосплавный. Это тоже насадной зенкер различных диаметров. В его конструкции присутствуют пластины из твердого сплава. Имеет маркировку ВК8,. Тут есть одна частность — например, маркировка ВК8 25 обозначает, что у зенкера есть пластины из твердого сплава диаметром 25 миллиметров. А если маркировка стоит ВК28 75, то это значит, что диаметр пластины равен 75 миллиметрам. Обычно такой сплав используют при работе с формами из стали или чугуна с высоким содержанием легирующих элементов.
— Еще такой же маркировкой, БК8, отмечаются хвостовые насадные зенкеры. Это деталь, которая оснащена специальным хвостовиком конической формы.
Отличие зенкования от зенкерования
Зенкование и зенкерование – это разные понятия, хоть и звучат очень похоже. Каждая технологическая операция имеет свои особенности и специфику. Под зенкованием понимается срезание достаточно большого слоя материала с заготовки для целей создания углублений, которые предназначены для скрытого установления крепежа. Кроме того, зенкование предназначено для выбора фасок. Зенкерование же представляет собой обработку внутренней поверхности материала будущего изделия для повышения точности, улучшения формы и качества в целом. Зенкер отверстие не углубляет, а лишь снимает очень тонкий слой материала, совершенствуя поверхность заготовки.
Классификация зенкера
В зависимости от этапа обработки выделяют две основные группы рассматриваемого инструмента: Для развертывания с припуском. Для выполнения финишной обработки с 4−5 классом точности.
По способу крепления также выделяют несколько разновидностей зенкера:
Хвостовой. Подобный вариант исполнения имеет метрический конус или конус Морзе. Насадной.
По конструкционным особенностям выделяют:
Цельные. Сборные. Сварные. С пластинами из твердого сплава.
Цельный зенкер также называют еще сверло-зенкером, так как он напоминает обычное сверло. Для того чтобы инструмент позволял получать высококачественные отверстия во время обработки стали 45 или другой марки он не должен затупляться. Именно поэтому режущая кромка изготавливается из быстрорежущей стали Р18 или Р9. Встречаются и варианты исполнения, которые имеют твердосплавные пластины ВК6 или Т15К6. За счет применения твердосплавных пластин есть возможность проводить обработку на высоких скоростях.
Как зенкеровать металл правильно
Если мастер-любитель может взять для зенкерования сверло и дрель, то в условиях промышленности для этого могут использовать следующее станки:
- сверлильные;
- токарные;
- расточные;
- фрезерные;
- агрегатные.
Процесс зенкерования проходит в строгом соответствии с технологией, общие моменты в которой можно описать в виде следующих рекомендаций:
- В литых деталях с неравномерным запасом на последующую металлообработку необходимо расточить отверстие на глубину 5–10 мм для правильного направления движения режущего инструмента.
- Для операции зенкерования отверстий оставляется припуск 1–3 мм в зависимости от итогового диаметра.
- Зенкерование стальных изделий не обходится без охлаждения специальными масляными растворами. При работе с чугуном, а также цветметом оно не является обязательным.
- Оптимальный вариант зенкера и режим работы подбирают с учётом необходимого диаметра отверстия, точности обработки, её глубины, металла детали и опций производственного станка.
- Крепление режущего инструмента должно стыковаться с тем слотом, что есть на рабочей станции.
- В случае, когда предполагается чистовая обработка развёрткой, то при зенкеровании часть припуска, от 0,15 до 0,3 мм оставляют для дальнейшей работы.
- Для обработки изделий из закалённых и легированных сталей используют зенкеры с твердосплавными вставками диаметром 14-50 мм и 3-4 зубчиками.
- При обработке цветных металлов и сплавов железа с высоким содержанием углерода в дело идут перовые зенкеры.
- Инструментом из быстрорежущей стали обрабатывают изделия из обычной конструкционной стали. При отверстиях более 40 мм оснастку дополняют насадками с диаметром 32–80 мм.
Несоответствие процесса установленной технологии часто выступает причиной брака. При большом износе инструмента получившееся отверстие будет меньше, чем по проекту. Когда мастер завысил подачу, или на зубья зенкера налипли отходы, чистота обработки может не удовлетворять качеству. Другие дефекты: часть поверхности не обработана, полученный диаметр больше требуемого, являются следствием неправильного выбора зенкера или его неправильной установки.
Сферы применения
К сферам применения зенковок относится использование на таких станках, как: — токарные; — сверлильные; — фрезерные; — расточные; — токарно-револьверные; — агрегатные. По уровню чистоты процедуру зенкования, как процесс технологического типа, квалифицируют как получистовую обработку. Ее, как правило, применяют перед тем, как развернуть отверстия в заготовочных элементах, изготовленных из различных материалов. Проведение подобной технологической операции обязательно выполняется на малых оборотах станка. Применяются некоторые разновидности зенковок также для обработки и снятия фасок в отверстиях, которые располагаются в труднодоступных местах – это инструменты обратного типа.
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.
Для сравнения можно привести пример: при рассверливании получаемая шероховатость – Rz 20мкм и 11-12 – это квалитеты, при обработке зенкером – шероховатость Ra 20мкм, 9-11 квалитеты. Сверло по металлу 85, изготовленное в соответствии с ГОСТ, используется в металлообработке при необходимости выполнения кольцевого сквозного отверстия.
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.
ГОСТ 14953-80 С. 13
| Тип 4 |
| Черт. 4 |
мм
| Таблица 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Правила зенкерования металла
В домашних условиях для зенкерования углублений (например, под головки болтов или для изменения диаметра отверстия в большую сторону) подойдет и простое сверло, закрепленное в электрическую или даже в ручную дрель. В производственных же масштабах зенкерование – операция, которая требует немалой мощности и точности используемого оборудования. Именно поэтому в условиях производства для выполнения зенкерования, как, собственно, и зенковки, используют оборудование:
- токарное (чаще всего);
- сверлильное (не менее часто);
- расточное (нередко, как одну из вторичных операций);
- агрегатное (как вторичную операцию автоматизированной линии);
- вертикальное или горизонтальное фрезерное (редко).
В процессе обработки отверстия, полученного в изделии в процессе его литья, желательно прежде расточить его резцом примерно на 5–10 миллиметров в глубину для того, чтобы зенкер принял правильное первоначальное направление.
При обработке изделий из стали рекомендуется применять смазочно-охлаждающие жидкости. Процесс зенкерования чугуна и цветных металлов охлаждения не требует. Правильный подбор металлорежущего инструмента, используемого как для зенкования, так и для зенкерования, – очень важный этап
Для этого обращают внимание на определенные факторы:
- Тип инструмента подбирается в зависимости от материала детали, характера проводимой обработки. Должны также учитываться месторасположение отверстия, серийность выполняемых процессов.
- Исходя из заданных глубины, диаметра, необходимой точности обработки, подбирают размер инструмента для зенкерования и зенковки.
- Конструкцию зенкера и зенковки определяют по способу крепления инструмента на станке.
- Материал инструмента для выполнения зенкерования или зенковочной операции зависит от материала обрабатываемой детали (например, существуют зенковки специально для работ по дереву), интенсивности режима работы и некоторых других факторов.
Зенкерование на вертикально сверлильном станке с ЧПУ
Зенкер выбирают по справочникам или руководствуясь таким нормативным документом, как ГОСТ 12489-71. Инструмент должен соответствовать определенным техническим условиям применения, что также оговаривает ГОСТ 12489-71.
- Изделия, изготовленные из конструкционной стали, с отверстиями до 40 миллиметров в диаметре обрабатываются зенкером, изготовленным из быстрорежущей стали, имеющим диаметр соответственно 10–40 миллиметров и 3–4 зуба.
- Для изделий из труднообрабатываемых и закаленных сталей при расточке применяют оснастку с твердосплавными пластинками диаметром 14–50 миллиметров и имеющую 3–4 зуба.
- В изделиях из конструкционной стали отверстия до 80 миллиметров диаметром растачивают зенкером из быстрорежущей стали, применяя насадные головки диаметром 32–80 миллиметров.
- В изделиях из цветных металлов и чугуна для расточки глухих отверстий применяют перовой зенкер.
- Глухие отверстия диаметром 15–25 миллиметров обрабатывают специальным инструментом для зенкерования, в корпусе которого имеется канал, по которому подается смазочно-охлаждающая жидкость в зону резания.
Необходимым условием при зенкеровании является соблюдение припусков. Диаметр выбранного инструмента в итоге должен совпасть с конечным диаметром отверстия после обработки. Когда после зенкерования планируется выполнение развертывания отверстия, диаметр инструмента уменьшают на 0,15–0,3 миллиметра. Если же намечено черновое растачивание либо сверление под зенкерование, необходимо оставлять припуск на сторону величиной от 0,5 до 2 миллиметров.
Сферы применения зенковки
Зенкование и зенкерование, несмотря на то, что используются для обработки предварительно подготовленных отверстий, имеют ряд принципиальных отличий. Основным назначением зенкования является формирование в верхней части предварительно подготовленного отверстия конических или цилиндрических углублений, которые необходимы для того, чтобы скрывать головки используемых крепежных элементов.
Коническая зенковка с хвостовиком Морзе тип 8, материал режущей части — сталь HSS (аналог Р6М5)
По степени чистоты формируемого в процессе выполнения зенкования углубления такую технологическую операцию относят к получистовой. Как правило, ее выполняют перед развертыванием отверстий в заготовках из различных материалов. В качестве оборудования, на котором выполняется зенкование, могут использоваться сверлильные, токарные, фрезерные и расточные станки. Отличительной особенностью такой технологической операции является то, что выполняют ее на малых оборотах, совершаемых зенковкой или обрабатываемой заготовкой.
По конструктивному исполнению различают зенковки:
- конические (ГОСТ 14953-80);
- цилиндрического типа.
Типы конических зенковок
Отдельную категорию зенковок составляют шарошки, которые изготавливаются из твердосплавных материалов и используются преимущественно для выполнения шлифовально-обдирочных работ. Еще одним типом зенковок, которые применяются для обработки и снятия фасок в отверстиях, расположенных в труднодоступных местах, являются инструменты обратного типа. Специалисты, которые часто работают с зенковками данного типа, предпочитают иметь в своем распоряжении целые их наборы, которые позволяют выполнять обработку отверстий с различными геометрическими параметрами.
Шарошка – разновидность зенковки, используемая для прирезки клапанов двигателя внутреного сгорания
Выпускаемые по ГОСТ 14953-80 зенковки конические имеют стандартную конструкцию, составными элементами которой являются хвостовик и рабочая часть с передним концом, заточенным под конус. Угол конуса, который формируют боковые поверхности передней части такой зенковки, может составлять 60, 75, 90 или 120°. ГОСТ 14953-80 регламентирует и количество зубьев на рабочей части, которое зависит от ее диаметра.
Так, на зенковках различных диаметров (12–60 мм) может содержаться от шести до двенадцати режущих зубьев. В зависимости от длины используемого для обработки инструмента, которая также регламентируется положениями нормативного документа, для его поддержки на станке может использоваться цапфа, обеспечивающая соосность формируемой поверхности.
Типы стандартных конических зенковок
Цилиндрические зенковки, в отличие от конического инструмента (выпускаемого по требованиям, которые оговаривает ГОСТ 14953-80), целенаправленно используются для подрезания фасок под металлические изделия. Рабочая часть такой зенковки, обычно имеющая износоустойчивое покрытие, напоминает сверло, но отличается от него большим количеством режущих зубьев. В зависимости от диаметра рабочей части, на ней может быть от 4 до 10 режущих зубьев. Чтобы надежно зафиксировать положение такого инструмента в процессе его работы, на его торце имеется специальная направляющая цапфа – цельная или съемная. Наиболее удобными и практичными в использовании являются зенковки со съемными цапфами. Кроме того, для большей эффективности выполняемой обработки на зенковку могут устанавливать дополнительную режущую насадку.
Для того чтобы при помощи одной зенковки обработать несколько отверстий на одну глубину, инструмент оснащают специальной державкой с ограничителем, который может быть неподвижным или вращающимся. Режущий инструмент в таком случае крепится в державке, а его рабочая часть выступает из ее упора на величину, равную глубине обрабатываемого отверстия.
Эти фаски на отверстиях были выполнены конической зенковкой
Материалом для изготовления зенковок могут служить различные металлы и сплавы, в частности:
- углеродистые инструментальные стали;
- легированные быстрорежущие стальные сплавы;
- твердосплавные материалы.
Для обработки отверстий, выполненных в мягких металлах, а также в таких материалах, как дерево или пластик, применяются зенковки, изготовленные из стальных сплавов. Если же необходимо выполнять обработку отверстий, которые выполнены в изделиях из более твердых металлов, то для этого используют твердосплавные зенковки. Последние в состоянии выдерживать значительные нагрузки, возникающие при обработке металлов с высокой твердостью.
Зенкер по металлу
После проведения операции сверления очень часто появляется необходимость повысить качество обработки полученного отверстия. В зависимости от того, какое было сделано отверстие – сквозное или просверлена только часть детали применяется так называемое зенкерование или зенкование. Перевод с немецкого языка этих названий «проходить», «углублять» достаточно точно отражает проделываемую операцию. Зенкерование применяется для механической обработки подготовленных отверстий. Во время этой операции специальными инструментами зенкером или зенковкой производится дополнительное растачивание отверстий с целью повышения качества получаемой поверхности.
Зенкер по металлу
Внешне этот инструмент напоминает обыкновенное сверло. Поэтому иногда можно встретить такой термин – зенковочное сверло. Особенности зенкеров по металлу заключаются в наличии большего количества режущих поверхностей. Они выполняются в форме спиральных накладок, режущих кромок или режущих зубьев.
Рекомендуем: Как пользоваться штангенциркулем – научим каждого
Классификация зенкеров и зенковок
К основным назначениям зенкера относятся:
подготовка поверхности отверстий перед нарезанием резьбы; калибровка отверстий для последующего использования шпилек, болтов или других крепёжных изделий.
Конструкция зенкера по металлу
Операция зенкерования позволяет повысить качество поверхности отверстий до 11, в некоторых случаях до 9 квалитета. Такой уровень точности обработки соответствует шероховатости в 2,5 микрометров. В этом случае устраняются все дефекты, присущие предыдущим операциям: штамповке, литью, сверлению.
Все зенкеры и зенковки делают из быстрорежущей стали. Обычно для них используют легированную сталь (40Х) или углеродистую (Ст45). Чтобы добиться высокого уровня сглаживания и выравнивания (очищения) поверхности отверстия зенкеры имеют несколько режущих кромок.
Зенковка
Классифицируют зенкеры по следующим параметрам:
точности обработки; типу конструкции; форме и количеству режущих кромок; марке стали, из которой изготовлен инструмент.
По точности обработки все зенкеры подразделяются на две категории:
зенкер по металлу №1 (используется для подготовительной обработки отверстий перед операцией, так называемого развёртывания); зенкер по металлу №2 (применяется для конечной обработки, позволяет получить квалитет точности 11).
По типу конструкции они подразделяются:
цельные, с коническим хвостовиком; цельные насадные; цельные хвостовые; с пластинами из твёрдого сплава (тип 1); насадные с пластинами из твёрдого сплава (тип 2); сборные хвостовые с вставленными ножами; насадными сборными.
Зенкер насадной
Зенкер по металлу цельный насадной
По длине и диаметру зенкер представляет собой аналог спирального сверла. Его рабочая часть состоит из двух составляющих: режущей части и калибрующей. Длина первой части (режущей) зависит от необходимой глубины зенкерования. Вторая часть (калибрующая) представляет собой направляющие вдоль режущей кромки. Их ширина зависит от диаметра обрабатываемого отверстия, то есть от диаметра зенкера и колеблется в интервале от 0,8 до 2,5 миллиметра. Её высота у стандартного зенкера не превышает 0,9 миллиметра.
Конические зенкеры по металлу
Отдельным элементом обработки является зенкование. Их сходство в названии приводит к определённой путанице в понимании сущности этих совершенно различных операций. В процессе зенкерования обрабатывается поверхность подготовленного отверстия на всю его глубину. Зенковка по металлу предполагает обработку только верхней части отверстия. Таким образом, формируются углубления под потайные головки метизов (винтов, болтов, шпилек, заклёпок). Конструктивно зенковка отличается от зенкера формой рабочей части. Она имеет режущие зубья на торце вместе с направляющими цапфами. По форме самой режущей части зенковки изготавливаются трёх видов: конические, цилиндрические и торцовые (ещё их называют цековки).
Цилиндрический зенкер по металлу
Устройство цилиндрического зенкера
Виды зенкеров и зенковок:
Цилиндрические, с диаметром от 10 до 20 мм. Лезвия с напылением из износостойких материалов ГОСТ 12489-71. Неделимые конические от 10 до 40 мм. Из легированной стали. Целые в виде насадок с поперечником от 32 до 80 мм. Конические со специальными пластинами из твердого сплава железа. Конические с угловым коэффициентом конуса 60, 90, 120 градусов. Для нанесения фасок под крепёж. Округлённая зенковка (цилиндрическая)
