Зенкерование отверстий — назначение, виды, процесс, отличие от зенкования

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

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).

ГОСТ 12489-71 Зенкеры цельные. Конструкция и размеры

Скачать

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

Сущность процесса зенкования

Зенкование и сверление тесно связаны между собой. Обычно зенкование проводят по готовому отверстию, но бывают случаи, когда необходимо сделать углубление без предварительного сверления. И в том, и в другом вариантах используют инструмент зенковку разных конструкций.

Сам процесс зенкования очень прост: специальным резцом снимают фаску на отверстии. Чем больше металла снято, тем больше получается углубление. Форма зенковки обычно коническая. Здесь главное – соблюсти строгую центровку режущего элемента и отверстия: должна быть идеальная соосность. В противном случае будет наблюдаться смещение углубления относительно отверстия, и шляпка винта не сможет в него войти.

Чтобы выполнить операцию зенкования для получения фасок и для углублений, необходимо пройти следующие этапы технологического процесса:

1. Измерить шляпку резьбового метиза, под который будет производиться углубление (имеются в виду как диаметр, высота, так и угол скоса, если шляпка имеет конструкцию под потай).
2. Подобрать соответствующую зенковку и закрепить ее в сверлильном или токарном оборудовании.
3. Строго соблюдая соотношение осей, закрепить напротив резца заготовку с отверстием.
4. Включить сверлильное оборудование и выставить необходимое количество оборотов (если это позволяет схемотехника станка) или заведомо подобрать необходимый инструмент под параметры оборудования.
5. Провести зенкование отверстия.

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.

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

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.

Литература

• Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003. 392 с. (250 экз.).
• Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Резание материалов. Учебник (гриф УМО). М.:Машиностроение. 2007. 304 с. (2000 экз.).

Информация о работе

Тип:

Дополнительные материалы

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.

Особенности зенкования

Зенкование – это механическая обработка отверстий с целью создания различных геометрических углублений для потайного размещения крепежных изделий. Также она применяется для нарезки внутренних фасок. Для этих целей есть специальный инструмент – зенковка, имеющие различную форму. Выбор зенковки зависит от необходимого конечного результата. 

Основные виды зенковок

• Цилиндрические зенковки. Применяются для получения цилиндрических выемок в просверленных отверстиях под установку болтов и винтов.

  

• Конические зенковки. Используются для вырезания отверстий конусной формы внутри детали, а также для зачистки острых кромок, снятия фасок и подготовки углублений под крепежные элементы. Чаще всего применяется инструмент с конусным углом 90° и 120°.
• Плоские или торцевые зенковки, также можно встретить название цековки. Преимущественно применяются для зачистки и обработки углублений перед установкой крепежных изделий.

Зенковка состоит из рабочей части и хвостовика со специальной цапфой выполняющей функцию направляющего пояса. Цапфа необходима для контроля соосности в процессе нарезки углублений.

Оборудование и инструменты

Главный инструмент, которым выполняют зенкование, называется зенковкой. Это тип резца, состоящий из рабочей части и хвостовика. Рабочая часть имеет несколько режущих кромок, за хвостовик инструмент крепится в патроне оборудования. Бывают резцы конической и цилиндрической формы. Сырьем для изготовления зенковок служит сталь инструментальная углеродистая либо легированная.

Зенковки конического типа характеризуются углом наклона ножа. Наиболее используемые элементы с углами конуса 120, 90, 60 и 30 градусов. Резцы цилиндрического типа на торце имеют зубья. Этих зубьев может быть от 8 до 4 штук. Кроме этого, у цилиндрического инструмента есть направляющий по отверстию элемент, который называется цапфой. Благодаря такому элементу цилиндрический резец всегда имеет соосность с отверстием, которое он обрабатывает.

Для зенкования отверстий разработаны также специальные державки, куда вставлены зенковки. У них могут быть ограничители вращающегося и невращающегося типа.

Конструкция зенковок

Конструктивно инструмент представляет собой совокупность 2-х главных элементов – хвостовика и рабочей части. Основная, т.е. рабочая часть, представляет собой конус с обычным рядом углов, расположенным на вершине под определенным градусом. Зенковка имеет от 6 до 12 режущих лезвий. По своим конструктивным особенностям цилиндрическая модель схожа со сверлом, но на ней расположено большее число режущих элементов. Для надежной фиксации во время проведения работ на торце располагается направляющая цапфа.

Обозначение зенковки на чертеже

На производстве зенкование отверстий выполняют по чертежу. Зенковка на чертеже отображается прописными и заглавными латинскими буквами и арабскими цифрами. Значение букв и цифр следующее:

• d1 – указывает на основной диаметр канала;
• d2 – на диаметр зенкования;
• L1 – отображает показатель длины цилиндрического канала;
• L3 – это глубина зенкования;
• L4 – указывает на глубину фаски;
• j – это размер угла зенкования центральный;
• α (альфа) – размер угла фаски.

Уважаемые посетители сайта: инженеры машиностроения, мастера и просто ориентирующиеся в теме, – поддержите обсуждение в комментариях! Нам очень важны ваши профессиональные замечания.

Поиск записей с помощью фильтра:

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.

Поделитесь в соц.сетях:

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