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.
Устройство и принцип работы зенкеров по металлу
Конструкция:
- Режущая часть. Состоит из калибровочной части, режущих зубьев.
- Рабочая часть. На ней расположены режущие кромки по спирали.
- Шейка. Переход между хвостовиком, рабочей частью.
- Хвостовик. Эта часть закрепляется в патроне электроинструмента или промышленного оборудования.
- Лампа. Конечная часть хвостовика. Она нужна для передачи вращающего момента от привода.
После запуска электродвигателя оснастка начинает вращаться, срезая слой металла острыми кромками, зубьями. Постепенно она углубляется в металлическую деталь, обрабатывая поверхности отверстия.
Зенкер с рабочим диаметром 16 мм.
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.
Основные определения
Зенковка — особый режущий инструмент, позволяющий изготавливать отверстия канонического или цилиндрического вида. С его помощью обрабатывают уже готовые отверстия с целью снятия фаски центрового отверстия.
Зенкер — инструмент состоящий из определенного количества лезвий, предназначенный для резки. Предназначена для улучшения качества отверстия и расширения уже готовых отверстий, создания отверстий цилиндрической или канонической формы. Обработка отверстий при помощи зенкера называется-зенкерование. Зенкерование относят к получистовой обработке металла.
Можно встретить неверное понятия, когда говорят что зенкер и зенковка одно и тоже. При помощи зенкера повышают технические качества отверстия. И он не предназначен для изготовления углублений.
Зенкование отверстий-снятие стружки или неровностей с просверленного отверстия. Зенкование отверстий называют процесс углубления отверстия канонической формы с целью спрятать шляпку болта или самореза. Встретить можно и определение-спрятать саморез в патай.
Зенкерование отверстия
Раззенковка отверстий-обработка просверленных отверстий под головки или шляпки болтов, саморезов, метизов.
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.
Конструкция
Зенковка коническая состоит из двух основных элементов — рабочей части и хвостовика. Рабочая часть имеет конус со стандартным рядом углов на вершине от 60 до 120°. Количество режущих лезвий зависит от диаметра инструмента и может быть от 6 до 12 штук.
Цилиндрическая зенковка по своей конструкции похожа на сверло, но имеет больше режущих элементов. На торце расположена направляющая цапфа необходимая для фиксации положения инструмента в процессе обработки. Ограничитель может быть съёмным или быть часть тела инструмента. Первый вариант более практичен, так как расширяет возможности обработки. Также может быть установлена режущая насадка.
При необходимости рассверливания нескольких отверстий на равную глубину применяется инструмент с державками с вращающимся или неподвижным ограничителем. Перед обработкой зенковка фиксируется в державке таким образом, чтобы режущая часть выступала из упора на расстояние равное требуемой глубине обработки отверстий.
Это интересно: Удельное сопротивление меди. Формула для вычисления
Инструмент изготавливается из инструментальных легированных, углеродистых, быстрорежущих и твердосплавных марок стали. Для обработки чугунных деталей чаще всего используются твердосплавные стали, для обычных сталей – быстрорежущие и инструментальные.
Конструкция конусного зенкера
Это приспособление предназначается для пропуска конусовидных проемов небольшой глубины. Главной особенностью в конструкции элемента считается присутствие зубьев прямого типа и абсолютно плоского внешнего основания. Численность элементов реза, в соответствии с калибровкой, может варьироваться в значении 6 – 12 единиц.
Зенкерование отверстий считается ручной процедурой, осуществляемой через токарный агрегат, на котором крепится зенкер. Возделываемая деталь зажимается в патронаже агрегата, проверяется верное ее расположение в углублении.
Осевые центры электрошпинделя и заднего узла станка должны находиться на одном уровне. Это дает снизить риск вылета технически подвижной гильзе (пиноль). В отделываемое отверстие наконечник инструментария дается вручную.
Чтобы получить после операции зенкерования проем нужного поперечника, при сверлении производится припуск 2-3 мм. Точные значения припуска зависят от калибровки углубления в возделываемой заготовке. Труднее реализовать процесс зенкеровки выкованных и плотных изделий. Чтобы упростить себе задачу следует заблаговременно расточить раззенкованное отверстие на 5-9 мм.
Зенкеровка может выполняться в порядке резания. В этой ситуации подача инструментария увеличивается вдвое, чем при сверловке, а скорость хода остается прежней.
Углубление резания зенкером закладывается примерно в 50 процентов припуска на поперечник. Раззенковка отверстий инструментом, реализовывается с применением охлаждающих материалов.
Механизм из твердых сплавов не требует внесения вспомогательного хладоносителя.
Зенкер при обрабатывании проемов гарантирует высокую точность, но избежать брака совсем нельзя. Самыми распространенными пороками обработки считаются:
- Увеличенный поперечник проема. Главная причина возникновения подобного изъяна считается применение приспособления с неверной заточкой.
- Уменьшенный поперечник углубления. Случается, что для работы был выбран ошибочный инструментарий либо применялся испорченный зенкер.
- Вызывающая чистота. Этот изъян может быть вызван рядом причин. Обычно, уменьшение чистоты кроется в неважной заточке приспособления. На практике также причиной порока может служить чрезмерная вязкость материала изделия. Поэтому элемент налипает на ленты инструмента. Повреждение также вызывается погрешностью токаря, сделавшего неверную подачу и ускорение реза.
- Частичная обработка проема. Эта причина обычно возникает в результате неверной фиксации детали либо неправильным припуском под зенкеровку, сохраненным после сверления.
Зенкер. Финишная доработка отверстий
Во многих случаях предварительно просверленное отверстие (особенно с использованием ручной дрели) не отличается высоким качеством: кроме торцовых заусенцев, может присутствовать ещё неперпендикулярность оси. Поэтому после сверления часто используют следующий переход – зенкерование, для этой операции нам и потребуется зенкер.
Оборудование для зенкования
В принципе, не только для этой операции, но и для обеих, которые фигурируют в обзоре, подходит и обычный ручной прибор. То есть, дрель, а некоторые даже используют шуруповерт. Разумеется, поступать подобным образом строго не рекомендуется. Даже если мощности для успешного завершения в принципе хватит, то явно будет серьезная потеря в точности. Какой бы эксперт ни взялся за такое мероприятия, он не сможет 100% точно выверить центр и ось, просто удерживая прибор руками. Значит, отклонения неминуемы.
Логичным вариантом будет токарный станок. Он используется почти во всех случаях. Иногда заменяется специальным обрабатывающим центром, многофункциональным оборудованием. Суть от этого не изменяется.
Сам инструмент, который необходим – зенковка. Он состоит из двух составных частей. Первая – это резец. От его формы и расположения зависит вид обработки. Так, бывают цилиндрические и конические варианты, о которых мы говорили выше, обратные и иные. Что такое обратное зенкование отверстий, понять легко. Это обычная чистка паза специальной насадкой. Вторая часть – это хвостик. Он нужен для фиксации в патроне станка.
Производится инструментарий из твердых сплавов углеродистой, а также легированной стали. Ведь кромке придется работать с различным ресурсом. И среди материалов, в которых необходимо сделать углубление часто встречаются весьма твердые, как чугун. Соответственно, если резцы будут не выше по уровню твердости, то на серьезных оборотах они могут просто обломаться или сточиться раньше срока. Что приведет к экономическим расходам на предприятии.
Конструктивные особенности
- Рабочий орган. Основная часть элемента, которая, по сути, выполняет операцию зенкования. В ней присутствуют режущие кромки – их может быть различное количество. Также здесь имеется основание – цилиндрическая часть, куда от вершины конуса сходятся резцы.
- Хвостовик – важная часть элемента. С его помощью резец закрепляется в патроне оборудования. Хвостовики тоже бывают разными: у одних тело по форме напоминает цилиндр, у других оно выглядит, как усеченный конус.
- Между хвостовиком и рабочей зоной имеется небольшой перешеек – это тоже элемент зенковки. Перешеек – самая слабая часть инструмента. Он имеет меньший диаметр, нежели хвостовик и рабочая головка. Его предназначение – быть предохранителем на случай заклинивания резца в заготовке, он должен в этом случае просто лопнуть и предотвратить более масштабные разрушения.
Кроме цельнометаллических зенковок, имеются инструменты со вставными лезвиями. В этом случае материал лезвий изготовлен из более прочной марки стали, чем основание элемента. Такая конструкция позволяет иметь высококлассный резец, но в то же время по стоимости он не будет превосходить ходовую продукцию.
Еще одна конструкция резца имеет режущие кромки из высокопрочных напаек. Такими режущими элементами хорошо получается обрабатывать твердые сплавы или чугун.
Отличие цекования от других металлообрабатывающих операций
Цекование – чистовая операция, которая следует после зенкерования и обычно перед развёрткой. В процессе устраняются незначительные дефекты предыдущей обработки. Мастер убирает шероховатости с поверхности отверстия и придаёт ему правильную геометрию. При цековании вырезаются конические и цилиндрические выемки под головки крепёжных элементов и получается гладкая поверхность для качественного контакта детали с ними.
Боковые поверхности цилиндрических углублений под болты должны соответствовать установленным чертежами размерам и требованиям по качеству. Процесс их обработки называют обратной цековкой. Для неё используются зенковки с большим количеством режущих кромок, иногда их число доходит до четырнадцати.
Параметры, задаваемые на станке при обработке являются расчётными и определяются по действующим в отрасли нормативам и чертежам изделия. Сюда входят: подача, глубина и скорость резания, эффективная и потребная мощность, а также коэффициент рациональности, рассчитываемый для выбранного режима работы.
Правила обработки металла
Для зенкерования в домашних условиях можно воспользоваться и обычным сверлом, которое нужно предварительно зафиксировать в ручную или электрическую дрель. На производстве же зенкерование представляет собой более сложную операцию, которая требует применения специального оборудования:
- сверлильного;
- токарного;
- агрегатного;
- расточного;
- фрезерного (горизонтального и вертикального).
При обработке отверстия в отлитой заготовке рекомендуется сначала расточить его с помощью резца, чтобы зенкер смог принять верное направление.
При работе со стальными изделиями желательно пользоваться специальными жидкостями для охлаждения и смазки. Зенкерование цветных металлических сплавов и чугуна не нуждается в охлаждении. При выборе инструмента для этой процедуры следует обратить свое внимание на целый ряд факторов:
- Разновидность приспособления выбирается в зависимости от характера обработки и материала, из которого сделана деталь. Также следует учитывать серийность процессов и расположение отверстия.
- Руководствуясь точностью, диаметром и глубиной обработки, подбирают наиболее подходящий зенкер.
- Конструкция инструмента определяется способом фиксации в станке.
Кроме того, обязательное условие для высококачественного зенкерования — соблюдение припусков. То есть диаметр инструмента обязательно должен соответствовать итоговому диаметру сделанного отверстия. Если после обработки вам нужно будет произвести развертывание, то следует взять инструмент, диаметр которого меньше на 0,15−0,3 мм. Если запланирована черновая расточка или предзенкеровальное сверление, то в сторону следует оставить припуск в размере от 0,6 до 2 мм.
Зенкерование — гораздо более эффективная процедура, нежели обработка с помощью резцов. Быстрота резания зенкера сопоставима со сверлением, а скорость подачи даже в разы выше.
Геометрические параметры
Чтобы правильно подобрать зенкер под конкретную задачу, нужно знать, с каким металлом он будет работать и что за параметры имеют основные элементы зенкера. Для цельнометаллических элементов цилиндрической формы предусмотрены следующие стандарты на геометрические параметры при обработке конкретных материалов:
- 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.
- 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.
- У деталей из чугуна либо металла цветного операцию зенкерования для глухих отверстий проводят перовым инструментом.
Это интересно: Марки и виды инструментальной стали: описание углеродистых, легированных и быстрорежущих
Рекомендации по применению конических элементов к типу металла, что должно соответствовать определенной геометрической форме конуса (имеется в виду угол), следующие:
- От 20 до 15 градусов угол можно применять, когда необходима обработка мягких марок стали и сплавов.
- От 10 до 8 градусов угол подойдет для работы, что предполагает зенковку металлов с твердостью средней величины либо деталей для отливок стальных.
- 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!
Виды и применение зенковок
При обработке деталей на сверлильных и токарных станках зенковка по металлу применяется для:
- Формирование в предварительно подготовленных отверстиях углублений конической или цилиндрической формы требуемой длины.
- Формирование опорных плоскостей возле отверстий.
- Съём фаски в отверстиях.
- Обработка отверстий под крепеж.
Часто можно встретить и термин «цековка», так называют инструмент, предназначенный для рассверливания углублений цилиндрической формы и опорных плоскостей.
По конфигурации режущей части встречаются следующие виды зенковок:
- Цилиндрической конфигурации.
- Конические зенковки.
- Торцовые инструменты.
По диаметру обрабатываемых отверстий зенковки подразделяются на:
- Простые (от 0,5 до 1,5 мм).
- Для отверстий диаметром от 0,5 до 6 мм. Выпускаются с предохранительным или без предохранительного конуса.
- Зенковки с конусным хвостовиком. Применяются для отверстий диаметром от 8 до 12 мм.
Цилиндрическая
Операция такого вида зачастую применяется практически в любом типе производства. Итогом становится выемка цилиндрической формы. Это идеальный выбор для винтов и болтов. А данные крепежные элементы в штатном формате распространены почти во всех конструкциях. Фактически это самая популярная и актуальная разновидность зенкования отверстий в металле.
Плоские и торцевые
Такой способ иногда называют цековкой. Особый финальный вид операции. Используется в уже готовых углублениях. Чтобы сами шляпки и иные метизы для сокрытия входили плотно и без зазоров. Для этого поверхность очищается. И тут нам и понадобятся эти разновидности.
По сути, цековка и зенковка – отличие небольшое. Просто это более узкая деятельность, который имеет такое название только при плоской или торцевой зачистке.
