Тонкости правильного зенкерования металлических заготовок
При выполнении зенкерования углублений в металле для заготовок, не требующих высокой точности, используется простое сверло, закрепленное к патрону обычной дрели. Такое практикуется в домашнем хозяйстве. При выполнении серьезных технологических операций в машиностроительных отраслях эта работа требует большой мощности и соответствующего оборудования.
Поэтому при таком подходе применяются:
- Расточное оборудование.
- Сверлильные установки.
- Токарные станки.
- Агрегатное (используемое для повторной обработки на оснащенной автоматикой линии).
- Фрезерные станки.
Зенкерование отверстия после отливки рекомендуется выполнить его растачивание на от 5 до 10 мм в глубину. Это необходимо, что зенкер принял заданные координаты.
При выполнении обработки стальных изделий применение смазочно-охлаждающих жидкостей обязательно, так как металл сильно нагревается и становится мягким, а это влияет на качество обработки. При обработке изделий из цветного металла не требует применения СОЖ, они наиболее податливы к внешним воздействиям и обработка отверстий выполняется быстрее.
► При выборе инструмента требуется руководствоваться следующими нюансами:
Тип применяемого инструмента выбирается на основании материала обрабатываемой заготовки
При этом немаловажно учитывать расположение отверстия и серийность производства. Исходя из заданных параметров точности, диаметра и глубины обработки производят соответствующий выбор зенкера
Способ крепления в станочном приспособлении немаловажен при выборе. Материал, из которого выполнен инструмент, зависит от материала детали, Например, это может быть зенкер по металлу или по дереву.. В помощь при выборе инструмента имеют место быть государственные стандарты, а именно ГОСТ 12489-71 будет настольной книгой в этом деле
Инструмент должен соответствовать ТУ и ГОСТ
В помощь при выборе инструмента имеют место быть государственные стандарты, а именно ГОСТ 12489-71 будет настольной книгой в этом деле. Инструмент должен соответствовать ТУ и ГОСТ.
► Примеры правильно выбора:
- Для изделий, материалом которых является конструкционная сталь, и при этом есть необходимость получить отверстие до 40 мм по диаметру, производится обработка зенкером из быстрорежущей стали. Сам инструмент должен иметь 3 или 4 зуба, а диаметр не менее 30 и не более 40 мм.
- Если изделие выполнено из закаленной или иной труднообрабатываемой стали, то при его расточке необходимо сделать выбор в пользу инструмента с твердосплавными пластинами. При этом показатели диаметра выбираются в пределах от 40 до 50 мм, а количество зубьев от 3 до 4.
- Перед обработкой изделий из конструкционных материалов стали при обработке отверстий до 80 мм в диаметре, растачивание производится зенкером из быстрорежущего материала с использованием насадных головок диаметром от 32 до 80 мм.
- Перовой зенкер используется для обработки заготовок из чугуна и цветного металла.
- При обработке глухих отверстий, диаметр которых колеблется в пределах 15-25 мм обработка, происходит специальным инструментом, имеющим в корпусной части канал для подачи СОЖ.
Для выполнения качественных работ по зенкерованию необходимо соблюдать припуски. Параметры диаметра применяемого инструмента должны соответствовать с размером полученного диаметра в заготовке после технологической операции.
В случае если после зенкерования необходимо будет исполнение развертывания, то инструмент должен быть выбран из расчета на 0,15 или на 0,3 мм меньше, чем получаемый в результате размер. При нанесении метки черновой расточки ли сверления в качестве подготовки для зенкерования следует выполнять припуск на сторону размером от 0,5 до 2 мм.
Видео: свёрла, зенковки.
Зенкер торцовый сделает отверстие точным
Цекование выполняется на станках с минимальным рабочим ходом. Цекование осуществляется в режимах, сходных с зенкерованием на сверлильных, токарных, расточных и других станках. В некоторых случаях допустимо применение комбинированных инструментов, позволяющих одновременно выполнять несколько операций – сверление, зенкерование, зенкование, цекование и т. д. Все эти операции являются частями сверлильного процесса, выполняемого на специальном оборудовании.
После сверления в отверстии образуются незначительные дефекты, которые можно устранить при помощи зенковки, а также цекованием или расточкой. Цекование является заключительным процессом в обработке отверстий. С помощью этой операции отверстию придается необходимая геометрическая форма, а с его поверхности устраняются деформации, шероховатости, которые остаются после сверления.
Для цекования применяются торцевые зенкеры, имеющие зубья на торце. В ходе цекования создаются углубления под шляпки метизов, обеспечивающие в дальнейшем их надежную фиксацию. В зависимости от вида используемого инструмента, создаются конусные и цилиндрические углубления.
Параметры режима резания при цековании:
- Скорость резания. Параметр определяется исходя из диаметра металлорежущего инструмента и частоты его вращения. При определении необходимой скорости резания обязательно должны учитываться поправочные коэффициенты. На основе расчетных данных вычисляется частота вращения шпинделя.
- Подача. Это значение равно расстоянию в миллиметрах, на которое за один полный оборот переместится режущая часть инструмента по отношению к оси заготовки. Рассчитывается по табличным данным, исходя из обрабатываемого материала, паспортных данных и технических параметров станка.
- Глубина резания. Параметр рассчитывается как половина диаметра режущего инструмента минус диаметр предварительного отверстия. Для сравнения – при сверлении глубина резания определяется равной половине диаметра сверла.
- Мощность резания (эффективная и потребная). При определении потребной и эффективной мощности резания рассчитывается коэффициент рациональности выбранных режимов резания. Расчет коэффициента осуществляется по формуле – потребная мощность, деленная на мощность двигателя станка. Наиболее рациональными показателями является К = 0,85–0,9. Если расчетные показатели будут отличаться от рациональных, определение режимов резания нужно повторить.
Такой расчет параметров применяется для определения режимов работы с цековками по ГОСТ 26258-87.
Несмотря на то, что цековки являются видом режущего инструмента, применяемого на промышленном оборудовании (на сверлильных, токарных, расточных и других станках), они могут использоваться и домашними мастерами. При применении торцевых зенкеров домашним мастером необходимо придерживаться тех же правил, а также обязательно рассчитывать те же параметры, что и в производственных условиях.
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.
Что такое зенкер, систематизация
Прорезывающий инструмент по металлу (зенкер) позволяет раззенковывать проем в детали до 5 группы меткости. Он массово используется для получистовой отделки деталей перед механическим развертыванием. По строению его разделяют на типы:
- целостные;
- насадочные;
- хвостовые;
- соединенные.
Внешне металлорежущие приспособления смахивают на простой небольшой бур, но обладают увеличенной численностью режущих краев. Правильность размеров проема обрабатываемой заготовки устанавливается за счет калибра. Крепеж инструментария в патроне агрегата выполняется с поддержкой хвостовика.
Для возделывания проемов, с поперечником до 10 см используются насадные приспособления с 4 остриями. Их главной особенностью считается крепеж через оправку. Достичь правильной регулировки реза позволило присутствие фаски на зубах элемента.
Это интересно: Классификация и особенности вытяжных алюминиевых заклепок — поясняем по пунктам
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. (Исключен, Изм. N 2).
2.2. Зенковки должны изготовляться из быстрорежущей стали по ГОСТ 19265. Допускается изготовление зенковок из других марок быстрорежущей стали, обеспечивающих работоспособность и стойкость зенковок, не уступающим зенковкам, изготовленным из быстрорежущей стали по ГОСТ 19265. По согласованию с потребителем допускается изготовление зенковок из инструментальной легированной стали марки 9ХС по ГОСТ 5950.
2.3. Зенковки из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком диаметрами от 8 до 16 мм должны изготовляться цельными, диаметрами 20 и 25 мм — сварными. Зенковки из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком должны изготовляться сварными.В зоне сварки не допускаются: непровар, кольцевые трещины, поверхностные раковины. Допускается изготовление паяных зенковок с цилиндрическим и коническим хвостовиками диаметрами от 12,5 до 25 мм.В качестве припоя должна применяться латунь марки Л63 по ГОСТ 15527*.________________* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 15527-2004. — Примечание.
2.4. Хвостовики сварных и паяных зенковок должны изготовляться из стали марки 45 по ГОСТ 1050 или марки 40Х по ГОСТ 4543.
2.5. Твердость рабочей части зенковок должна быть:у зенковок из быстрорежущей стали диаметром до 3,15 мм — 63…65 HRC, свыше 3,15 мм — 63…66 HRC;у зенковок из стали марки 9ХС — 62…65 HRC.Твердость рабочей части зенковок из быстрорежущей стали с содержанием ванадия 3% и более и кобальта 5% и более должна быть выше на 1-2 единицы HRC.
2.6. Твердость лапок у зенковок с коническим хвостовиком должна быть 32…47 HRC.
2.7. Поверхность зенковок не должна иметь трещин и следов коррозии. Шлифованные поверхности не должны иметь вмятин и черновин. На передних и задних поверхностях, на поверхностях ленточек и хвостовика не должно быть цветов побежалости. Режущие кромки должны быть острыми, завалы и выкрошенные места на режущих кромках не допускаются.(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2.8. Параметры шероховатости поверхностей зенковок по ГОСТ 2789 должны быть, мкм, не более:передних и задних поверхностей зенковок типов:
| 1-4 | 6,3 |
| 5-11 | 3,2 |
| поверхности стружечных канавок | 10 |
| поверхности зажимной цилиндрической части, цилиндрического и конического хвостовика | 0,8 |
| остальных поверхностей | 20 |
2.9. На задней поверхности зубьев зенковок типов 5-11 вдоль главных режущих кромок допускается ленточка шириной не более 0,05 мм.
2.10. Предельные отклонения размеров зенковок должны быть не более:
| общей длины | h16 |
| диаметра зажимной цилиндрической части | h9 |
| углов конуса 60° и 75° | -20′ |
| углов конуса 90° и 120° | -1° |
| длины цилиндрического хвостовика | ±1 мм |
2.11. Допуск биения режущих кромок зенковочной части у зенковок типов 1-4 относительно поверхности зажимной части, измеренное перпендикулярно к этим кромкам, должен быть для зенковок диаметром:
| до 3,15 мм | 0,03 мм |
| св. 3,15 мм | 0,04 мм |
2.12. Допуск биения режущих кромок зенковок типов 5-11 относительно поверхности хвостовика, измеренное перпендикулярно к этим кромкам, должен быть 0,05 мм.
2.13. Средний и установленный периоды стойкости зенковок должны быть не менее указанных в табл.7 при условии испытаний, приведенных в разд.4.
Таблица 7
| Тип зенковки | Наружный диаметр зенковки , мм | Периоды стойкости, мин | |
| средний | установленный | ||
| 1 | 5,0 | 20 | 8 |
| 8,0 | 20 | 8 | |
| 2 | 5,0 | 20 | 8 |
| 6,3; 8,0; 10,0 | 30 | 12 | |
| 12,5; 16,0 | 60 | 24 | |
| 3 | 5,0; 6,3 | 20 | 8 |
| 7,1; 8,0; 10,0 | 30 | 12 | |
| 12,5; 14,0; 16,0; 20,0; 25,0 | 60 | 24 | |
| 4 | 6,3 | 20 | 8 |
| 8,0 | 30 | 12 | |
| 5, 8 и 9 | 8,0 | 20 | 8 |
| 10,0 | 25 | 10 | |
| 12,5 | 30 | 12 | |
| 16,0 | 30 | 12 | |
| 20,0 | 50 | 20 | |
| 25,0 | 70 | 28 | |
| 31,5 | 100 | 40 | |
| 40,0 | 130 | 52 | |
| 50,0 | 160 | 64 | |
| 63,0 | 180 | 72 | |
| 80,0 | 180 | 72 | |
| 6, 7, 10 и 11 | 8,0 | 10 | 4 |
| 10,0 | 12 | 4, 8 | |
| 12,5 | 15 | 6 | |
| 16,0 | 15 | 6 | |
| 20,0 | 20 | 8 | |
| 25,0 | 30 | 12 | |
| 31,5 | 45 | 18 | |
| 40,0 | 45 | 18 | |
| 50,0 | 60 | 24 | |
| 63,0 | 80 | 32 | |
| 80,0 | 80 | 32 |
2.14. Критерием затупления следует считать достижение износа по задней поверхности, который не должен быть более 0,6 мм для зенковок типов 1-4 и 0,8 мм для зенковок типов 5-11.
2.13, 2.14. (Введены дополнительно, Изм. N 1).
Правила пользования в домашних условиях
Зенкер чаще всего используют на профессиональном оборудования для того, чтобы произвести обработку металлических конструкций в производственном масштабе. Но все большую тенденцию набирает использование приспособления в ломаных условиях, обычными людьми.
Для таких домашних операций часто используют специальное сверло со схожим принципом работы. Но независимо от того, какая насадка служит для обработки нужно соответствующим образом подготовится к работе:
- Подобрать соответствующий зенкер по размеру и количеству лезвий.
- У аппарата, в который буде вставляться насадка, должно быть достаточно мощности для такой работы.
- При обработки не цветных металлов требуется специальная жидкость, которая будет смазывать и охлаждать.
Все эти правила очень важны, потому что от подготовки будет завесить результат работы. В случаи неточностей и игнорирования пунктов можно нанести серьезный вред работе. Если обработка производится первый раз, то во время выбора насадки и перед работой проконсультируйтесь с профессионалом, это снизит количество проблем.
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
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.
Спиральные хвостовые зенкеры
Особенности работы с инструментом
Если предполагается обработка небольшого отверстия, то зенкерование можно выполнять на сверлильном оборудовании; при обработке отверстий с большим диаметром и глухих отверстий процесс следует производить на стационарном оборудовании, которое устанавливается на специальный фундамент.
Зенкеры не применяются для ручной обработки, поскольку такой процесс предполагает достижение максимальной точности и гладкости поверхности. Основными видами оборудования, на которые устанавливается зенкер, являются:
- сверлильные станки;
- токарные станки;
- расточные станки;
- фрезерные станки;
- агрегатные станки.
