Зенкер цилиндрический



Зенкеры

Обработка металла зенкерами

Общая информация

Зенкеры применяются для увеличения диаметров цилиндрических отверстий, с целью повышения их точности и чистоты поверхности, получения отверстий заданного профиля, а также для обработки торцовых поверхностей. Кинематика резания при зенкеровании, подобно сверлению, сводится к вращению зенкера вокруг своей оси и поступательному движению подачи вдоль оси инструмента.

По виду обработки зенкеры разделяются на следующие основные группы:

цилиндрические зенкеры, служащие для расширения на 1,0—8 мм цилиндрических отверстий (рис. 61, а);

цилиндрические зенкеры с направляющей цапфой, предназначенные для обработки цилиндрических углублений под головки винтов <рис. 61, б);

конические зенкеры для обработки конических углублений под головки винтов, гнезд под клапаны, снятия фасок и т. п. (рис. 61, в);

торцовые зенкеры для зачистки торцовых плоскостей бобышек, приливов и т. п. (рис. 61, г).


Рис. 61. Типы зенкеров

По способу крепления зенкеры делятся на хвостовые и насадные. Они могут быть цельными и сборными, изготовленными из инструментальных сталей или твердосплавными.

Цилиндрические зенкеры для расширения отверстий наиболее широко распространены в промышленности. Они позволяют получить отверстие 4-го класса точности и чистоту обработанной поверхности в пределах 3-5-го классов. Цельный цилиндрический зенкер состоит из режущей части (рис. 62), направляющей или калибрующей части, шейки хвостовика.


Рис. 62. Элементы цилиндрического зенкера

В отличие от сверла цилиндрический зенкер имеет большее число зубьев и увеличенный диаметр сердцевины, благодаря чему повышается жесткость инструмента, обеспечивается лучшее направление его в отверстии. Глубина резания при зенкеровании меньше, чем при сверлении, поэтому у зенкера отсутствует поперечная кромка, а его режущие кромки имеют сравнительно небольшие размеры и располагаются на периферии.

Направляющая часть зенкера необходима для направления его при работе, придает отверстию окончательные размеры и чистоту поверхности, является запасом на переточку и обеспечивает удаление стружки по канавкам из зоны резания.

Хвостовики служат для крепления зенкера на станке. Они бывают конической или цилиндрической формы. Наиболее распространенные зенкеры с коническим хвостовиком.

Чтобы обеспечить соосность цилиндрического углубления с предварительно обработанным отверстием, зенкеры для цилиндрических углублений снабжаются направляющей цапфой. Она изготовляется как одно целое с зенкером (рис. 63, а) или съемной (рис. 63,б).


Рис 63. Зенкеры для цилиндрических углублений

Зенкеры со съемной цапфой проще затачивать, так как заточка торцовых зубьев производится при снятой цапфе. У зенкеров же с цапфой, изготовленной как одно целое с корпусом, при переточках стачивается и направляющая цапфа, в результате чего после ряда переточек зенкер становится непригодным для работы.

Сменная направляющая часть расширяет область применения зенкера, так как позволяет устанавливать цапфы разных диаметров и обрабатывать различные отверстия.

Главные режущие кромки зенкера располагаются на торце в плоскости, перпендикулярной его оси. Поэтому обеспечивается обработка цилиндрических углублений с плоским торцом. Число зубьев рассматриваемого инструмента принимается равным четырем.

У зенкеров из быстрорежущей стали стружечные канавки делаются винтовыми (ОМЕГА = 10- 15°). При обработке же отверстий в чугунном и стальном литье со стороны необработанных поверхностей целесообразно применять твердосплавные зенкеры, которые имеют наклонные стружечные канавки с плоской передней поверхностью. Зенкер крепится коническим хвостовиком.

Зенкеры с цилиндрическим хвостовиком также находят применение под быстросменный патрон. Преимуществом этой конструкции является быстрота установки и снятия инструмента. Однако цилиндрический хвостовик по сравнению с коническим дает худшее центрирование инструмента, поэтому его используют для менее ответственной обработки.

Зенкеры для конических углублений (рис. 64) предназначаются для обработки конических отверстий небольшой глубины.


Рис. 64. Зенкер для конических углублений

Они имеют прямые зубья с плоской передней поверхностью. В зависимости от размеров число зубьев конического зенкера колеблется от 6 до 12. Толщина сердцевины на торце выбирается 0,1D, диаметр торца (0,15—0,18)D, а ширина задней поверхности зуба р = 0,6-:- 1,2 мм. Угол ТЕТА впадины зуба принимается в соответствии с углами профиля угловых фрез, с помощью которых ведется обработка стружечных канавок зенкера, равным 90° — 75°.

Для соблюдения постоянства ширины р на всем протяжении зуба, лри выбранном значении угла ТЕТА, необходимо определить соответствующую им величину угла наклона БЕТА дна канавки зенкера (рис. 65).


Рис. 65. Схема определения формы стружечной канавки зенкера

Допустим, что зуб зенкера имеет передний угол ГАММА = 0 и режущие кромки зубьев располагаются по образующим конической поверхности. Одной из режущих кромок пусть будет образующая ОС, а смежная с ней режущая кромка — ОВ. Угол ЭПСЕЛОН между проекциями о’с’ и о’b’ режущих кромок на плоскость V, перпендикулярную оси зенкера, равен:

где z — число зубьев зенкера.

Угол при вершине конического зенкера обозначим 2ФИ, а угол профиля зуба, в нормальном к дну канавки сечении, обозначим ТЕТА. Он будет равен углу профиля угловой фрезы, предназначенной для фрезерования канавок. Передняя плоскость зуба, имеющего режущую кромку ОС, так как передний угол равен нулю, будет параллельна плоскости Н.

Рассмотрим случай, когда ширина фаски на зубьях равна нулю р = 0 и стружечная канавка не имеет закругления во впадине. Тогда плоскость, ограничивающая спинку зуба, пройдет через режущую кромку ОВ, которую необходимо провести таким образом, чтобы обеспечить получение канавки с углом профиля ТЕТА. Для этого через точку В проведем перпендикуляр ВК к передней плоскости. Примем эту прямую ВК за ось конуса, у которого вершиной будет точка В, а образующие пойдут под углом ТЕТА к передней плоскости. Основанием конуса будет окружность радиуса r, расположенная в передней плоскости. Плоскость, ограничивающая спинку зуба, будет касаться рассматриваемого конуса и проходить через режущую хромку ОВ. В этом случае линия ОЕ касательная к окружности радиуса r, будет линией пересечения обоих плоскостей, ограничивающих канавку зуба зенкера. Угол между этой линией ОЕ и осью зенкера будет искомым углом БЕТА. По построению он равен:

При проектировании конических зенкеров, у которых больший и меньший диаметры значительно отличаются друг от друга, возникает затруднение в выборе числа зубьев, так как при одном и том же числе зубьев на крайних участках получается большая разница в окружных шагах. В этом случае рабочая часть зенкера разбивается на ряд участков. При переходе от участка с большими диаметральными размерами к участку с меньшими (рис. 66) уменьшают вдвое число зубьев, либо у малого торца производится срезание режущих кромок через зуб на длину 1,5 — 5,0 мм.


Рис. 66. Конический зенкер с частично срезанными зубьями

Торцовые зенкеры (рис. 67) предназначаются для обработки торцовых плоскостей бобышек, различных приливов и т. п.


Рис. 67. Торцовый зенкер

Эти зенкеры имеют зубья, расположенные только на торце, число которых колеблется от 4 до 6. В целях облегчения работы рекомендуется на зенкерах, имеющих значительные по длине режущие кромки, делать в шахматном порядке стружкоразделительвые канавки.

Такие зенкеры бывают односторонние и двусторонние. Двусторонние имеют режущие зубья на обоих торцах.

Зубья торцовых зенкеров часто выполняются твердосплавными особенно при обработке чугунных заготовок.

Зенкеры цилиндрические для расширения отверстий

Они предназначены для увеличения диаметров цилиндрических отверстий. По принципу работы напоминают сверла, но глубина резания при зенкеровании меньше, чем при сверлении. Поэтому зенкер не имеет режущих кромок в центральной зоне.

Зенкер представляет собой исходный цилиндрический стержень, сопряженный с обрабатываемым отверстием. Диаметр зенкера, т. е. диаметр исходной цилиндрической поверхности, на которой могут располагаться профилирующие точки режущих кромок, устанавливается в зависимости от его назначения. Если зенкер предназначен для окончательной обработки отверстий, то его диаметр выбирается по диаметру отверстия с учетом допуска на отверстие, величины разбивания и запаса на износ.

Номинальный диаметр зенкера, равный его максимально возможному диаметру, выбирается меньше максимального диаметра обрабатываемого отверстия на величину «разбивки». Величина «разбивки» зависит от условий работы зенкера, состояния станка, упругих деформаций тела обрабатываемой детали, нагрева детали и инструмента, особенно при обработке на больших скоростях резания. Ориентировочно можно считать, что величина «разбивания» отверстия при зенкеровании равна 0,3—0,4 допуска на обрабатываемое отверстие. Если зенкер предназначен для предварительной обработки отверстия, то его диаметр выбирается с учетом величины припуска под последующую обработку.

Чтобы превратить исходный цилиндр в зенкер, необходимо прорезать стружечные канавки, т. е. создать переднюю поверхность и пространство для схода образующейся при резании стружки. Число стружечных канавок обычно равно 3—4. В том случае, когда необходимо срезать большой припуск, применяют двузубые зенкеры, имеющие увеличенные стружечные канавки. Подобно сверлам цельные зенкеры (рис. 68, а) имеют винтовые стружечные канавки. Часть поверхности канавки является винтовой передней поверхностью зенкера.


Рис. 68. Зенкеры для расширения цилиндрических отверстий

Зенкеры сборные (рис. 68, б) со вставными ножами из быстрорежущей стали или оснащенные пластинками твердого сплава (рис. 68, в) выполняются с плоской передней поверхностью.

Профиль канавок зенкера делается различный. У спиральных хвостовых зенкеров профиль канавки аналогичен профилю канавки сверла (рис. 69, а) и отличается только меньшей глубиной и большим числом канавок. Для четырехзубых насадных зенкеров применяется криволинейный профиль канавки (рис. 69, б). Угловой профиль канавок также применяется у насадных зенкеров. Изготовление канавок такого профиля производится угловыми фрезами с углом профиля ТЕТА = 110°.

Канавки зенкера должны обеспечить достаточное пространство для размещения и отвода стружки. При недостаточном объеме канавки стружка сминается и даже пакетируется, что ведет к поломке режущего инструмента. Глубина канавки h ко¬леблется в пределах h = (0,27 -:- 0,1) d, а диаметр сердцевины D1 = (0,45-:-0,8)d для зенкеров диаметром от 10 до 80 мм/

С целью улучшения направления при работе каждый зуб зенкера снабжается цилиндрической ленточкой шириной f = (0,1 -:- 0,05)d. Подобно сверлам, у зенкеров ленточки шлифуются не по цилиндру, а с небольшой конусностью. Величина обратной конусности колеблется в зависимости от диаметра зенкера от 0,04 да 0,10 мм на 100 мм длины.

Если цилиндрический стержень, имеющий стружечные канавки установить на станок и попытаться вести обработку отверстия, то режущие кромки, расположенные на его торце, не будут нормально работать, так как они не будут иметь положительных задних углов. Чтобы создать на режущих кромках положительные задние углы порядка АЛЬФА = 8 -:- 10°, зенкер затачивается по задним поверхностям его зубьев. Заточка зенкеров производится по коническим, винтовым и плоским поверхностям.

Зенкеры с углом в плане ФИ=90°, у которых режущие кромки располагаются на торце, особенно при врезании имеют плохое направление, работают неспокойно, колеблются, что снижает стойкость инструмента, точность обработки и качество обработанной поверхности. Чтобы облегчить вхождение зенкера в отверстие и уменьшить его вибрации, применяют зенкеры, у которых режущие кромки с осью инструмента составляют угол в плане ФИ меньший 90°. В этом случае на любой режущей кромке при работе возникают усилия, направленные перпендикулярно ОСИ зенкера. Если при этом зенкер отклонится в какую-то сторону, то соответствующая режущая кромка будет срезать больший слой металла, в результате на этой кромке возникнут большие усилия, чем на других кромках. Это будет способствовать обратному отклонению оси зенкера и выравниванию загрузки его режущих кромок.

Угол в плане ФИ у зенкеров берется в пределах 45—60°. С целью обеспечения более плавного врезания инструмента и повышения стойкости целесообразно применять двойную заточку и создавать переходную кромку длиной 0,3—1,0 мм с углом в плане ФИ = 30°.

Разработаны также конструкций зенкеров с механическим креплением круглых пластинок, у которых угол в плане ФИ непрерывно изменяется по длине кромок (рис. 70). В корпусе 1 закрепляются пластины 2 при помощи центрального винта 3, штока 4 и винта 5.


Рис 70. Зенкер с круглыми пластинами

Диаметр в начале режущей части зенкера выполняется меньше диаметра предварительно обработанного отверстия на 1—2 глубины резания.

Угол между режущей кромкой и осевой плоскостью, проходящей через базовую точку, называют углом наклона ЛЯМБДА. Угол наклона режущей кромки ЛЯМБДА оказывает существенное влияние на направление вывода стружки, образующейся в процессе резания. При отрицательных значениях угла ЛЯМБДА = (—5°) -:- (—10°) стружка двигается в направлении подачи в предварительно обработанное отверстие. Указанное направление движения стружки является приемлемым только при обработке сквозных отверстий. При обработке глухих отверстий применяют зенкеры, у которых режущие кромки располагаются в осевой плоскости и угол ЛЯМБДА = 0. С целью укрепления вершины зуба у твердосплавных зенкеров применяют положительный угол ЛЯМБДА = 10 -:- 15*.

Так как у зенкеров рабочие участки режущих кромок имеют небольшую длину и располагаются на периферии, угол наклона винтовой канавки выбирается таким образом, чтобы создать в этой зоне целесообразные величины передних углов. С увеличением угла ОМЕГА возрастают и передние углы. Поэтому значение угла ОМЕГА выбирается в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала. Обычно угол ОМЕГА = 15 -:- 25°. В конструкциях сборных зенкеров для обеспечения надежной опоры ножей угол ОМЕГА приходится уменьшать до 12°.

Цилиндрические зенкеры

Цилиндрические зенкеры получили наибольшее распространение в механообработке. Они могут быть хвостовыми (рис. 2, а) и насадными (рис. 2, б). К основным конструктивным элементам зенкеров относятся: режущая часть (заборный конус), калибрующая часть, число канавок (зубьев), форма канавок, крепежная часть. К геометрическим параметрам относятся: угол при вершине 2φ, передние γ и задние α углы, углы наклона канавок ω и главных режущих кромок λ.

Рис. 2. Цилиндрические зенкеры:

а — хвостовой; б – насадной

Рис. 3. Режущая часть зенкера:

а — элементы режущей части; б — формы заточки зубьев зенкера

Режущая часть зенкера предназначена для удаления припуска. Ее длина (рис. 3)

l1 = ( t + a ) · ctg φ = ( 1,5 … 2,0 ) · t · ctg φ ,

где t — глубина резания; a — дополнительный размер, облегчающий вход зенкера в отверстие, а = (0,5 … 1,0) · t; φ — главный угол в плане (половина угла при вершине).

При обработке сталей угол φ = 60 º. С целью повышения стойкости зенкеров рекомендуется дополнительная заточка по уголкам под углом φ1 = 30 º. При обработке чугунов угол φ = 60 º или 45 º.

Калибрующая часть зенкера обеспечивает необходимую точность размера отверстия, направляет зенкер в процессе обработки отверстия и служит запасом на его переточку. На ней расположены цилиндрические ленточки шириной f = 0,8. 2,0 мм для d = 10.. .80 мм. Радиальное биение ленточек должно быть не более 0,04. 0,06 мм.

Для снижения трения и исключения возможности защемления в отверстии у зенкера предусматривается обратная конусность по ленточкам в пределах 0,04. 0,10 мм на 100 мм длины в зависимости от диаметра инструмента. У твердосплавных зенкеров уменьшение диаметра задается в пределах 0,05. 0,08 мм на длине режущей пластины, а диаметр корпуса инструмента занижается на 0,01. 0,02 мм по отношению к размеру конца твердосплавной пластины.

Увеличение ширины ленточек твердосплавных зенкеров нецелесообразно, так как оно сопровождается налипанием на них мелкой стружки и приводит к снижению стойкости инструмента. При увеличении обратной конусности наблюдаются вибрации и происходит быстрая потеря размера зенкера при его переточке.

Число канавок. Зенкеры изготавливают, как правило, с тремя (хвостовые) или четырьмя (насадные) канавками. Применяются также насадные зенкеры крупных размеров (d > 58 мм) с шестью и более канавками. В тяжелом машиностроении для снятия больших припусков применяют двузубые зенкеры (зенкеры-улитки), насаживаемые на оправки (рис. 4). Они имеют короткие и большие по объему канавки и служат для обработки отверстий диаметром до 300 мм.

Канавки зенкеров обычно винтовые, но могут быть и прямыми, например у твердосплавных зенкеров для обработки сталей и чугунов высокой твердости. У сборных зенкеров со вставными ножами, в том числе с напайными твердосплавными пластинами, канавки косые, наклонные к оси.

Рис. 4. Двузубый зенкер-улитка

На рис. 5 показаны некоторые формы канавок, применяемые разными инструментальными заводами. Криволинейная форма канавок (рис. 5, а. д) позволяет упростить изготовление зенкеров и сократить число операций, но требует специальных фасонных фрез. Канавки прямолинейного профиля (рис. 5, ё) часто используются при оснащении насадных зенкеров напайными твердосплавными пластинами.

Рис. 5. Основные формы канавок зенкеров

Для повышения прочности режущих кромок у зенкеров с напайными твердосплавными пластинами создают угол наклона главной режущей кромки +λ (рис. 5.6), предохраняющий от выкрашивания место стыка главных режущих и вспомогательных кромок. Рекомендуется брать угол λ = 12. 15°.

Сборные зенкеры с целью экономии инструментальных материалов оснащают ножами, закрепляемыми в корпусе из конструкционной стали, который обычно крепится на оправке отверстием с конусностью 1:30 и торцовой шпонкой (рис. 6, а, б).

Режущие ножи зенкеров изготавливают из быстрорежущей стали Р6М5 или с напайными пластинами из твердых сплавов марок ВК8, Т15К6 и др.

Корпус зенкера снабжен клиновидными пазами с углом 5. 7°, в которые устанавливаются ножи с рифлениями на их опорных поверхностях (рис. 6, а). После износа зенкера возможно регулирование его диаметра за счет перестановки пластин по рифлениям. Недостатком такой конструкции является невозможность регулирования вылета пластин вдоль оси зенкера. Чтобы исправить этот недостаток, зенкеры с опорной стороны дополнительно снабжают клиньями (рис. 6, б). При этом ножи и клинья вставляются в плоские пазы, благодаря чему оказывается возможным двойное регулирование: по диаметру и вдоль оси. Однако конструкция такого зенкера несколько усложняется.

Рис. 6. Типы крепления ножей сборных зенкеров:

а — клиновидные рифленые ножи; б — плоские ножи с клиньями

При обработке отверстий твердосплавными зенкерами условия резания более благоприятны, чем при сверлении, благодаря большей жесткости инструмента, меньшей нагрузке на режущий клин, лучшим условиям отвода стружки и направления инструмента в отверстии.

Для обработки отверстий малых диаметров (d = 8. 20 мм) используют цельные твердосплавные зенкеры, изготавливаемые из пластифицированных заготовок с последующим их спеканием либо полученных путем вышлифовывания профиля алмазными кругами на станках с ЧПУ.

На рис. 7, а показан зенкер малого диаметра с рабочей частью из твердого сплава, соединенный с хвостовиком пайкой встык. Здесь заборный конус зенкера является частью конического центра с углом 2φ = 75°. Число зубьев z = 3, форма профиля канавок и зубьев прямолинейная.

Следует отметить, что стоимость цельных твердосплавных зенкеров довольно высокая. Намного дешевле применение твердого сплава в виде напайных пластин стандартной формы, которые напаивают либо на ножи сборных инструментов (см. рис. 6, а), либо непосредственно на корпусы насадных или хвостовых зенкеров (рис. 7, б, в).

Рис. 7. Твердосплавные зенкеры:

а — цельный; б — насадной, с напайными твердосплавными пластинами;
в — хвостовой, с напайными твердосплавными пластинами;
г — с механическим креплением твердосплавных пластин и внутренним охлаждением;
д — комбинированный зенкер-сверло

У насадных твердосплавных зенкеров (рис. 7, б) с целью упрочнения наиболее уязвимых стыков главных и вспомогательных режущих кромок по уголкам затачивают фаски шириной f = 0,5. 0,8 мм под углом φ1 = 30° при φ = 60°. Смещение пластин под углом λ = 10. 15° (см. рис. 5.6) также способствует упрочнению режущих пластин. Такие зенкеры имеют достаточно большие размеры (d = 34. 80 мм).

Наибольший удельный вес в машиностроении составляет обработка отверстий диаметром менее 20 мм. В этом случае используют хвостовые зенкеры (рис. 7, в) с напайкой пластин непосредственно на корпус инструментов (d = 12. 35 мм, z = 3). Здесь с целью облегчения заточки пластин стружечная канавка по длине пластины имеет наклон под углом ω = 10° с последующим плавным переходом в винтовую канавку под углом ω = 20°. Для повышения прочности режущих кромок доводкой по передней поверхности снимают узкие фаски шириной 0,02. 0,05 мм под углом γф = 0. -15°.

При обработке закаленных сталей и особо прочных чугунов стружечные канавки у зенкеров выполняют прямыми. В последние годы широко используются зенкеры с механическим креплением неперетачиваемых твердосплавных пластин (рис. 7, г). Такие зенкеры позволяют снимать большие припуски. У них пластины, как правило, крепят винтами, что позволяет получать инструменты компактных конструкций. Часто они изготавливаются как комбинированные инструменты (рис. 7, д), позволяющие производить сверление и зенкерование различных по форме поверхностей, в том числе и торцовых фасок.

Зенкер конический и зенковки – практичность и красота в металле!

Среди металлорежущих инструментов, используемых для выполнения отверстий, большое значение имеют зенкер и зенковка. Они позволяют привести в соответствие с требованиями такие характеристики выполненного отверстия, как шероховатость, соосность, конусность.

Виды зенкеров и зенковок

Изготовление металлорежущих инструментов регламентируется ГОСТ и ТУ. Зенкеры – многолезвийные устройства, используемые для обработки отверстия после сверления. На станках с ЧПУ применяются следующие их виды:

  • Цилиндрические зенкеры ГОСТ 12489-71 диаметром 10–20 мм с покрытием из износоустойчивых материалов.
  • Цельные конические ТУ 2-035-923-83 диаметром 10–40 мм. Изготавливаются из быстрорежущих легированных инструментальных сталей с износоустойчивым покрытием. Хорошо подходят для обработки стальных и чугунных заготовок.
  • Цельные насадные зенкеры ГОСТ 12489-71 диаметром 32–80 мм.
  • Зенкер конический ГОСТ 3231-71, тип 1 или насадной ГОСТ 3231-71, тип 2. Отличаются наличием пластин из твердосплавных сталей.

Зенковки также являются многолезвийным инструментом, но отличаются от зенкеров сферой своего применения. Их применяют для получения углублений, снятия фасок и т. п. Эти устройства также делятся на несколько видов:

  • Зенковка коническая ГОСТ 14953-80Е. Имеет угол 60°, 90° и 120°. Применяется для обработки поверхностей под метизы, крепежные элементы, снятия фасок.
  • Зенковка цилиндрическая ГОСТ 2И22-2-80. Может иметь цилиндрический или конический хвостовик, износоустойчивое покрытие поверхности. Основная область применения – обработка опорных поверхностей.

Зенкер: описание и классификация

Как уже отмечалось выше, зенкеры являются разновидностью металлорежущего многолезвийного инструмента. Они позволяют добиться 4–5 класса точности при обработке отверстий. Также они широко применяются для получистовой обработки перед дальнейшей механической или ручной разверткой. По своей конструкции они делятся на несколько видов:

Внешне они напоминают обычное сверло, но имеют большее количество режущих кромок. Точность размера обрабатываемого отверстия достигается за счет калибрующей части. Закрепление инструмента в патроне станка осуществляется с помощью хвостовика. Изготавливаются, как правило, из быстрорежущих легированных инструментальных или высоколегированных твердосплавных сортов стали. Устройства из инструментальных сплавов имеют режущий угол 45°–60°, твердосплавные – 60°–75°.

Для обработки отверстий диаметром до 100 мм применяются насадные инструменты с четырьмя режущими лезвиями. Их отличительной особенностью является крепление посредством оправки. Добиться облегчения правильного направления режущего устройства позволило наличие фаски на зубьях.

Зенкер конический: конструкция и обработка материалов

Зенкер конический предназначен для обработки конусообразных отверстий незначительной глубины. Основной конструктивной особенностью является наличие прямых зубьев и плоской передней поверхности. Число режущих элементов у инструментов разного диаметра может колебаться в диапазоне от 6 до 12.

Зенкерование является механической операцией, выполняемой посредством токарного станка, на котором закрепляется зенкер. Обрабатываемая заготовка крепится в патроне станка, выверяется правильность ее положения в отношении отверстия. Ось задней бабки и ось шпинделя станка должны полностью совпадать. Это позволяет минимизировать вылет пиноли. В обрабатываемое отверстие наконечник инструмента подается вручную.

Для получения после зенкерования отверстия необходимого диаметра при сверлении делается припуск 1–3 мм. Конкретные параметры припуска определяются в зависимости от диаметра отверстия в обрабатываемой детали. Сложнее всего выполнять зенкерование литых и кованых деталей. Для облегчения направления движения инструмента и его правильной калибровки необходимо предварительно расточить отверстие на 5–10 мм.

Зенкерование может осуществляться также в режиме резания. В этом случае подача инструмента должна быть примерно в 1,5–2 раза выше, чем при рассверливании, скорость движения сохраняется прежней. Глубина резания зенкером составляет около половины припуска на диаметр. Зенковка отверстий инструментом из быстрорежущих сталей проводится с использованием охлаждающих эмульсий. Твердосплавные устройства дополнительного охлаждения не требуют.

Несмотря на высокую точность, которую обеспечивает зенкер при обработке отверстий, полностью избежать брака не получается. Наиболее распространенными дефектами обработки можно считать следующие:

  • Завышенный диаметр отверстия. Самой частой причиной появления этого дефекта является использование инструмента с неправильной заточкой.
  • Заниженный диаметр отверстия. Может получиться, если инструмент был выбран неправильно или использовался сильно изношенный зенкер.
  • Грубая чистота. Этот дефект может иметь в своей основе несколько причин. Чаще всего снижение чистоты вызвано плохой заточкой инструмента. Еще одной распространенной причиной можно считать высокую вязкость материала заготовки, в результате чего он налипает на ленточки инструмента. Дефект может быть вызван и ошибкой токаря, неправильно выбравшего подачу и скорость резания.
  • Не полностью обработанное отверстие. Чаще всего неполная обработка и видимая чернота в отверстии связаны с неправильной фиксацией заготовки или недостаточным припуском под зенкерование, оставленным после сверления.

Виды и назначение зенковок

Сверло-зенковка применяется для зенкования. Несмотря на то, что эта операция так же, как и зенкерование, имеет своей целью обработку отверстий в заготовках из различных материалов, конечная цель их будет различной. Эта операция требуется в тех случаях, когда есть необходимость в создании цилиндрических или конических углублений, позволяющих скрыть головки крепежных элементов.

Обработка заготовок зенковкой относится к получистовой, и выполняется перед развертыванием. Зенкерование проводится на токарных, фрезерных, расточных, сверлильных станках на малых оборотах.

По конструкции зенковки делятся на два вида:

Отдельную группу составляют твердосплавные зенковки (шарошки), основное предназначение которых – шлифовально-обдирочные работы. Для обработки отверстий и снятия фасок в труднодоступных местах применяется еще один вид инструментов – обратная зенковка. Для обеспечения реализации любых целей по обработке металлов и древесины целесообразнее приобретать набор зенковок, а не отдельные инструменты.

В конструкцию конических зенковок входят хвостовик и рабочая часть с углом конуса на вершине 60°, 75°, 90°, 120°. Количество режущих зубьев рабочей части отличается в зависимости от диаметра приспособления (12–60 мм), и может быть от 6 до 12. Для обеспечения соосности обрабатываемого отверстия применяется цапфа.

Зенковка цилиндрическая может иметь износоустойчивое покрытие. Применяется это устройство для подрезания фаски под метизы. По своей конструкции оно похоже на сверло, но имеет большее количество режущих элементов – от четырех до десяти, в зависимости от диаметра инструмента. На торце рабочей части есть направляющая цапфа, с помощью которой фиксируется положение инструмента во время работы. Цапфа может быть съемной или цельной. Чаще применяются устройства со съемными цапфами, так как они более практичны. На зенковку также может быть установлена режущая насадка.

Для обработки нескольких отверстий на одинаковую глубину зенковки используют с державками, имеющими вращающийся и неподвижный ограничители. При обработке заготовки режущий инструмент крепится в державке и выступает из ее упора на расстояние, равное глубине отверстий.

Зенковки изготавливаются из легированных инструментальных, быстрорежущих, углеродистых, твердосплавных сталей. Твердосплавные инструменты способны выдерживать большую нагрузку в течение продолжительного времени. Они, как правило, применяются для обработки заготовок из металла. Зенковка по дереву и цветным металлам изготавливается из быстрорежущих сталей, так как инструмент во время работы подвергается значительно меньшей нагрузке. При высоких нагрузках, например при обработке чугунных заготовок, требуется охлаждение инструмента с помощью специальных эмульсий.

Зенкер конический и цилиндрический – особенности и виды в металлообработке!

Насадной зенкер – это специальный инструмент с множеством лезвий для обработки различных металлических отверстий, в основном конусовидных и цилиндрической формы. С помощью зенкера можно добиться необходимых параметров поверхности металла после процесса сверления, тем самым обеспечить необходимую шероховатость, конусность и т.д.

1 Зенкер – виды, устройство и основные параметры

По внешнему виду насадной зенкер напоминает обычное сверло, однако существенно отличается от последнего наличием большего количества режущих кромок и спиралей. За счет этого происходит более точная и детальная обработка металлической поверхности с возможностью создания большего углубления. Все зенкеры изготавливаются из высоколегированных стальных материалов и сплавов с различным режущим углом.

В зависимости от конкретных задач по обработке той или иной детали, зенкеры бывают нескольких видов:

  • Цилиндрические. Детали, которые изготавливаются по нормам ГОСТ 12489-71 и предназначены для обработки различных металлических поверхностей цилиндрического вида и формы. Различаются между собой диаметром, углом наклона для обработки и покрытием, которое может быть выполнено из различных износостойких материалов.
  • Конические. Детали для обработки конических поверхностей на чугунных и стальных заготовках (под различные датчики, клапаны) и для работы с другими типами металлических материалов.
  • Торцевые. Используются для обработки и защиты торцевых плоскостей детали.

По конструкции зенкеры могут быть хвостовыми, цельными, сборными или насадными, в зависимости от ГОСТа и условий использования на станках и оборудовании с ЧПУ.

  • Зенкер насадной относится к быстрорежущему типу деталей и изготавливается из высоколегированных сплавов. Маркировка P6M5 по ГОСТ 1249-71. Различается диаметрами от 25 до 75 миллиметров.
  • Твердосплавный – это такой же насадной зенкер разных диаметров (ГОСТ 12497-41), оснащенный пластинами из твердого сплава. Маркировка ВК8, ГОСТ 12479-071. Например, ВК8 25 или ВК28 75 – насадные зенкеры с твердосплавными пластинами 25-миллиметрового и 75-миллиметрового диаметра соответственно. Чаще всего, серия ВК8 используется при работе с формами из чугуна или стали с высоким содержанием легирующих элементов.
  • Хвостовой насадной зенкер ВК8 – деталь, оснащенная специальным хвостовиком конической формы.
  • Цельный зенкер – наиболее доступный по цене и наименее производительный тип с режущими кромками. Для более точной обработки и увеличения скорости работы на металлическом производстве, как правило, используются сборные варианты детали ВК8 разного диаметра.

2 Геометрические параметры и направления использования

Помимо формы, типа сплава, углублений, количества ножей и других нюансов, зенкеры также различаются геометрическими параметрами:

  • угол 15-20 градусов – обработка легких видов стали;
  • угол 8-10 градусов – детали для стальных отливок или материалов средней степени твердости;
  • угол 0-5 градусов – детали для обработки чугунных отверстий и высоколегированных сталей (ВК8 75 ГОСТ 12479-71).

Таким образом, с помощью различных видов зенкеров можно добиться: расширения диаметра металлической детали в разных диапазонах; сглаживания поверхности; повышения уровня точности вхождения; создания дополнительных отверстий под крепежные элементы (болты, шпильки).

Важно также понимать, что зенкерование несколько отличается от процесса зенковки деталей, так как последний представляет собой развертывание, то есть максимально точную обработку поверхности с помощью специального инструмента – зенковки.

3 Конический зенкер – особенности конструкции и применения

Одним из самых доступных и часто используемых инструментов является конический зенкер ВК8 (диаметр 15-75), который применяется для высококлассной обработки конических поверхностей с невысокой степенью углубления и средним углом обработки. По конструкции они отличаются плоской поверхностью с острыми прямыми зубьями с двух или нескольких сторон (ГОСТ 21584-76). При этом число режущих кромок у деталей такого типа может варьироваться от 7 до 15.

Для использования конического и других видов ВК8 и P6M6 необходимо специальное оборудование. Часто зенкер конический или цилиндрический используется при работе на вертикальных фрезерных устройствах с ЧПУ или токарных станках по металлу. При работе с зенкером обязательно использование смазочно-охлаждающих жидкостей и материалов. В случае если необходимо частично обработать поверхность, зенкеры можно использовать с обычной дрелью, однако необходимо правильно подобрать размеры и диаметр, которые зависят от типа материала, углубления отверстия и точности при обработке.

При работе с различным типом зенкеров с помощью ручного или автоматизированного оборудования сложно добиться идеального результата, так как могут возникать сложности и конечные дефекты на деталях. Чтобы этого избежать, необходимо правильно выбирать инструмент и режущий зенкер, исходя из заранее заданных и рассчитанных параметров обработки. Строго не рекомендуется использовать зенкер в случае:

  • низкой или неправильной заточки режущих кромок;
  • износа или повреждения некоторых частей детали (особенно спирали или хвостовика).

Кроме этого, перед работой необходимо правильно настроить сам инструмент (станок, дрель, линию) на определенную скорость подачи и обработки, а также правильную фиксацию и припуск. В противном случае обрабатываемое отверстие может быть выше или ниже необходимого диаметра, с повышенной шероховатостью и неровностями на поверхности и внутри детали, что является производственным браком.

Зенкер цилиндрический

Зенкеры

Зенкер инструмент предназначенный для обработки цилиндрических отверстий после сверления в изделиях из металла. Предусмотрено изготовление цельных зенкеров из материала Р6М5 и Р18 следующих топов:

1. — Зенкеры с цилиндрическим хвостовиком (Иногда называемый зенкер цилиндрический ). ГОСТ 12489-71

2. — Зенкеры с коническим хвостовиком (Иногда называемый зенкер конический ). ГОСТ 12489-71

3. — Зенкеры насадные. ГОСТ 12489-71

Так же изготавливаются твердосплавные зенкеры оснащенные пластинами твердого сплава следующих типов:

1. — Зенкеры с коническим хвостовиком оснащенные пластинами твердого сплава. ГОСТ 21583-76

2. — Зенкеры насадные оснащенные пластинами твердого сплава. ГОСТ 21585-76

454008, г. Челябинск, Свердловский тракт 38

факс (351) 200-42-86 ICQ 389297939

моб.тел. 919-315-90-65 Skype sergey_vofovich

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о