Зенковка по металлу — назначение и особенности применения — ГОСТ, конструкция, виды, применение

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

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.

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.

Назначение

Основным назначением зенковок является выполнение отверстий различной величины и формы, в том числе для размещения крепежа. Помимо этого, такой инструмент позволяет корректировать отверстия, которые были приготовлены заранее, а также обрабатывать опорные поверхности вокруг отверстий, благодаря зубьям на торцах и направляющим цапфам. Подобные элементы могут быть сменными или изготавливаемыми вместе с зенковкой. В соответствии с действующим ГОСТ 14953-80, которым регламентируются промышленные условия для зенковки, типовые размеры инструмента, а также с учетом механических характеристик подвергаемого обработке материала режим осуществления работ.

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.

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

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.

Правила зенкерования

Зенковка 90 градусов или обработка другого типа может проводиться самым различным образом. Для домашних условий подходит и простое сверло, которое закрепляется в ручной или электрической дрели. При масштабном производстве может применяться следующее оборудование:

1. Токарное. Зенкера довольно часто устанавливаются на токарных станках. Однако на токарном оборудовании можно получать отверстия только с торцевой стороны за счет установки инструмента в пиноли задней бабки.
2. Сверлильное. Несмотря на то что на подобном оборудовании часто устанавливается сверло, напоминающее зенкер, оно реже применяется для зенкерования.
3. Расточное. Расточные станки сегодня встречаются крайне часто. Их назначение заключается в изменении размеров отверстий. Поэтому многие расточные станки применяются для зенкерования.

Перед проведением рассматриваемой операции зачастую проводится расточка резцом, что позволяет зенкеру принять первоначально правильное положение.

Действующие ГОСТы

На любой инструмент имеются нормативные документы по его использованию. Для того чтобы соблюдать технологический процесс работы с зенковками, разработаны ГОСТы зенковок. На каждый тип режущего элемента (здесь деление по категориям) имеются свои технические условия:

1. Согласно ГОСТ 14953-80Е описываются все нормы и правила касаемо зенковок конической формы. Здесь указан тип оборудования, с которым может работать резец, область его применения, рекомендуемые обороты, материал, для обработки которого предназначено устройство.
2. Согласно ГОСТ 2И22-2-80 описываются все нормы и правила касаемо зенковок цилиндрической формы.

Отличия зенковки от цековки

Отличие от цековок зенковок в том, что первые относятся к инструменту зенкеру. Их основное назначение – работа с торцами. То есть цековка может пробурить углубление большего диаметра, чем само отверстие, и заодно выровнять торцовую плоскость в этом углублении, сделать так, чтобы оно было перпендикулярным оси канала.

Цековка тоже относится к элементам, где присутствует много лезвий. Кроме лезвий, цековка обязательно имеет направляющий элемент, который носит название цапфа. Цековка похожа на зенковку тем, что может выполнять практически такие же операции: создание потая под крепеж, снятие фаски, удаление заусенцев после сверления.

Цековку тоже можно применять только на специальном оборудовании, которым является сверлильный или токарный станок.

Уважаемые гости сайта, поддержите в комментариях эту тему! Когда возникает конструктивное общение, это всегда идет на пользу делу!

Поиск записей с помощью фильтра:

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...