Зенковка по металлу: назначение и особенности применения

Назначение и виды зенкеров

В результате зенковки образует коническое отверстие, совпадающее с углом наклона винта. Когда винт полностью затянут, головка будет располагаться заподлицо или немного ниже поверхности прижима крепежа к детали.

Зенкера имеют большой диапазон применений и углов. Стандартные размеры включают угла наклона рабочей части от 60 до 90°. Менее распространены инструменты, имеющие угол конической части 100°, 110° и 120°. Наличие угла позволяет успешно использовать зенкеры для удаления заусенцев или снятия фасок на углах изделий.

Известны различные исполнения зенковок, и у каждой из них есть свои отличительные особенности и преимущества.

Сам инструмент состоит из:

• рабочей части в виде конуса;

• переходной части, форма обеспечивает минимизацию внутренних напряжений и отвод стружки, образующейся в процессе резания;

• посадочной части или хвостовика, которым зенкер присоединяется к шпинделю станка.

Рабочая часть зенковки может быть цельной или составной. Последний вариант реализуется в твердосплавной оснастке и применяется при зенкеровании отверстий в труднообрабатываемых деталях из высокоуглеродистых сталей, а также в условиях массового производства. Сменные вставки могут изготавливаться и из быстрорежущих сталей. Соединение вставки с корпусом производится при помощи пайки медью, для изготовления корпуса вставки могут быть использованы конструкционные среднелегированные стали типа 30ХГСА, 40 ХНМ и пр., а сами вставки производят из твёрдых сплавов ВК15 или ВК20.

Зенкера, которые изготовлены без стружкоотводящих канавок, имеют форму конуса с желаемым внутренним углом. Они используются в единичном производстве, могут быть сплошными и полыми. В последнем случае улучшаются условия охлаждения инструмента. Часто конструкция оснастки предусматривает наличие и бокового отверстия. Оно просверливается через периферическую часть конуса и имеет зазор для обеспечения свободного резания. При длительной протекающих процессах механической обработки через полую часть зенкера может подаваться смазочно-охлаждающая жидкость.

Зенкерование отверстий иногда предусматривает обработку обратной стороны просверлённого или резьбового отверстия. Хвостовик такого инструмента вставляется в готовое отверстие, а на тыльной стороне монтируется фреза. Затем инструмент поворачивают и выполняют операцию снятия фаски или торцевания.

Значительно реже конструируют зенкера-фрезы, в которых предусматриваются поперечные отверстия, имеющие угол наклона около 45° к оси зенкования. Это отверстие в головке образует две режущие кромки. Через боковое отверстие отводится стружка, что предотвращает её застревание между инструментом и заготовкой

Это очень важно при значительном объёме удаляемого металла, поскольку заклинивание стружки приводит к поломке оснастки.

Существуют комбинированные варианты данной оснастки: сверло + зенкер. Они используются для изготовления центра на конце круглого изделия, чтобы лучше удерживать деталь при её обработке на токарном станке или станке с ЧПУ.

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:

1. 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.
2. 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.
3. У деталей из чугуна либо металла цветного операцию зенкерования для глухих отверстий проводят перовым инструментом.

Это интересно: Особенности сварки алюминия полуавтоматом. Технология и необходимое оборудование

Рекомендации по применению конических элементов к типу металла, что должно соответствовать определенной геометрической форме конуса (имеется в виду угол), следующие:

1. От 20 до 15 градусов угол можно применять, когда необходима обработка мягких марок стали и сплавов.
2. От 10 до 8 градусов угол подойдет для работы, что предполагает зенковку металлов с твердостью средней величины либо деталей для отливок стальных.
3. Угол в 5 градусов и ниже применим для зенковки заготовок из чугуна либо сталей высоколегированных.

Зенкерование

Работы выполняются на станках токарных (для получения отверстий с торцевой стороны), сверлильных, фрезерных с ЧПУ и расточных (для изменения размера отверстия). Подбор инструмента производится исходя из месторасположения отверстия и материала, глубины и размера отверстия, способа крепления. Скорость обработки в зенкеровании идентична скорости сверления. Для стали легких видов угол наклона равен 15-20 градусов, для средней легкости сплавов – 8-10 градусов. Высоколегированные стали и чугун обрабатываются поду углом 0-5 градусов, согласно ГОСТ 12479-71.

Использование автоматического оборудования позволяет добиться высокой точности обрабатываемой поверхности. Выполняя работы нужно придерживаться следующих правил безопасности: поверхность зенкера должна быть хорошо заточенной и не иметь заусенцев и трещин

В момент крепления хвостовика нужно обратить внимание на гладкость поверхности в качестве крепежа

Данная обработка похожа на операцию рассверливания. Только в случае с зенкерованием окончательный вариант выходит более точным, в процессе улучшается чистота поверхности, устраняются любые погрешности. Далее обычно производится развертывание — разновидность чистовой обработки.

Раззенковкой называют вторичную обработку уже готовых отверстий для установки в них головок болтов, заклепок, винтов.

1. • зенкер насадного типа диаметром 25-75 мм, изготавливается по ГОСТ 1249-71;
2. • с пластинами из твердосплавных металлов ГОСТ 12497-41;
3. • цилиндрические ГОСТ 12489-71, диаметр изделия 10-20 мм. А также ГОСТ 2И22-2-80 для выпуска зенкеров с различнми хвостовиками цилиндрической формы;
4. • конические (диаметр 10-40 мм) ТУ 2-035-923-83, ГОСТ 3231-71. Зенкер конический с углами 60,90 и 120 градусов регламентируется ГОСТ 14953-80Е.

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.

Применяемое оборудование и инструменты

Как уже понятно из сказанного выше, основным инструментом для зенкерования является зенкер. На примере цельного хвостового режущего элемента можно выделить основные его части:

1. Рабочая область, куда входит режущая и калибрующая части – именно они обеспечивают снятие металла в канале и его выравнивание.
2. Хвостовик – элемент, за счет которого инструмент закрепляют в патроне токарного или сверлильного оборудования.
3. Шейка – промежуточный элемент между рабочей областью и хвостовиком, и основная задача ее в предохранении оборудования от повреждения, если зенкер заклинит в отверстии. В этом случае инструмент лопнет в области шейки.

Бывают следующие виды зенкеров: цельнометаллические с хвостовиком конической формы, зенкеры с хвостовиком и напаянными на режущей кромке твердосплавными пластинами, насадной инструмент с резцами из твердого сплава, насадной инструмент со вставными ножами. Основное оборудование для зенкерования – это токарный или сверлильный станок.

Поиск записей с помощью фильтра:

Действующие ГОСТы

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

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

Работа с зенкерами по металлу

В домашних условиях для работы сгодится ручная или электрическая дрель. Но так как зенкерование — это операция, требующая точности, по возможности рекомендуется использовать специальное оборудование. Например:

• Токарные и сверлильные станки — применяются наиболее часто.
• Расточные аппараты — используются реже, как правило, для вторичных операций.
• Вертикальные или горизонтальные фрезерные устройства — редко, в основном на оборудовании с ЧПУ.
• Агрегатные станки — применяются сугубо на производстве, на линиях с узкоспециализированными автоматизированными операциями.

Для качественной обработки важно подобрать правильный металлорежущий инструмент. Для достижения этой цели учитывают следующие факторы:

• Размер инструмента зависит от глубины, диаметра и необходимой точности обработки отверстия.
• Тип оснастки определяется расположением отверстия, материалом самой детали, а также типом обработки.
• Материал металлорежущей оснастки следует подбирать исходя из материала детали и режима работы.

Также при работе с зенкерами следует учитывать тип обрабатываемого металла:

• Отливные отверстия. Чтобы зенкер получил первоначальное направление, их рекомендуется расточить резцом примерно на 5-10 мм в глубину.
• Сталь — обязательное применение смазочно-охлаждающих жидкостей.
• Цветные металлы и чугун — особых требований нет, но для качественной работы также следует воспользоваться СОЖ.

Зенкера по металлу позволят достичь хорошей точности и чистоты поверхности обрабатываемого отверстия. Для зенкерования в большинстве случаев можно обойтись обычной дрелью, но чтобы изготовить высокоточные изделия, потребуется специальный станок по металлу

Также нелишним будет акцентировать внимание на типе обрабатываемого материала и подборе правильного металлорежущего инструмента

Зенкеры по металлу

Зенкер своими руками

Зенкер по дереву довольно популярный инструмент на рынке, но в вашем магазине его может не быть, а вещь нужная. А в случае, когда все необходимые компоненты уже есть, в таком случае можно построить зенкерный станок своими руками. Оборудование будет далеко от профессиональных агрегатов, которые используют на предприятиях и фабриках, однако оно имеет преимущества перед дорогими аналогами. Для того, чтобы построить станок нужны следующие вещи:

Мощная дрель;

Основание ля станка из дерева или металла;

Прочный угловой штатива, также из дерева или железа;

Самодельная стойка для дополнительной устойчивости;

Пружинный механизм, для обратного движения дрели.

Это базовые компоненты, из которых можно собрать станок, который обеспечит устойчивую и точную обработку. От выбора материала будет зависеть прочность, вес, долговечность, цена постройки. Сильно экономить в этом вопросе не стоит, потому что зенкерование – точный процесс, а любое отклонение или недочет может привести к плохим результатам.

Для создания самой насадки используйте саморез или сверло, которое нужно обрезать, добавив новые лезвия. Плюсов у такой конструкции много:

Создается в домашних условиях из имеющихся компонентов;

Не требуют больших вложений;

Можно настраивать в любое время под индивидуальные конфигурации;

Возможность проводить самые разные виды стационарных работ с дрелью;

Но даже с учетом всех преимуществ у кустарного зенкера есть ряд недостатков. Некоторые минус незначительны и легко исправляются, однако они есть и по большей части связаны с просчетами во время моделирования и неправильной сборке конструкции. Вот эти минусы:

Ошибка во время заточки может привести к завышенному значению диаметра;

Быстрый износ насадок;

Любой недочет и ошибка приводит к потери качества;

Поэтому нужно уделить внимание на просчитывание конструкции и тестировать станок до его прямого использования. И если сделать все правильно, то такой станок будет отличным помощником в работе с деревянными деталями

А при желании оборудование можно переоборудовать и для железных деталей.

Видеоролик, где описан последовательный процесс создания зенкера по дереву

Что это такое

Зенкер по дереву– это специальный инструмент, который может создавать, обрабатывать отверстия. По сути зенкер не что иное, как разновидность насадки по типу сверла. Ее тоже можно использовать для сверления, но первоочередное ее назначение — это создания углублений для широких креплений, увеличение диаметра, обработка просверленных участков.

Основное отличие от обычного сверла заключается в том, что зенкер имеет больше двух лезвий, шире в диаметре. Такую насадку чаще всего используют для специализированных станков на производстве, вроде сверлильного или токарного, но все чаще можно встретить в инструментарии обычного пользователя. Таким инструментом выполняют следующий спектр действий:

Очищение или шлифовка готовых отверстий;

Увеличение диаметра внешней части или всего углубления;

Обрабатывание торца изделия.

Такими действиям скрываются неровности, улучшается внешний вид всей конструкции. Также подобная работа положительно влияет на качество, долговечность соединения. Кроме этого снижается давление на структуру дерева, что снижает риск появления трещин и изломов.

Распространённая область применения – это создание мебели и деревянных построек, но есть еще ряд других сфер, где применяется это приспособление. А спрос на этот инструмент дошел уже и до обычных покупателей. Зенкерования не стоит путать с зенковкой, ведь эти схожие по название процесс кардинально отличаются друг от друга.

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:

• Зенкер конический и цилиндрический – особенности и виды в металлообработке!
• Чем отличается зенкование от зенкерования – объясняем простым языком
• 6Т13 – популярный фрезерный станок Горьковского завода

• №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.

Особенности зенкования отверстий

Раззенковка отверстий – высокоточная операция, требующая высококачественного инструмента и исправного сверлильного оборудования. Зенковки должны проходить периодическую проверку на соответствие норме по диаметру и углу конусности. Результаты проверки фиксируются в журнале инструментального участка.

Специалисты по металлообработке сформулировали следующие рекомендации по выполнению операции:

• во время работы с твердыми стальными и ли чугунными сплавами следует использовать для охлаждения материала и инструмента специальные эмульсии, например, жидкость СОЖ;
• при подборе инструмента нужно учитывать материал детали, его прочность и твердость;
• перед началом работы следует проверить надежность и точность фиксации инструмента в патроне, отсутствии особых биений шпинделя;
• чтобы зенковать внутреннюю фаску, следует пользоваться специальной оправкой, центрирующей инструмент;

Раззенкованное отверстие следует проверять на соответствие размерам чертежа только поверенным измерительным инструментом.

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.

Зенкеры

Зенкеры (рис. 3.34, а) предназначены для обработки отверстий в заготовках, полученных отливкой, штамповкой или предварительным сверлением. В отличие от сверла зенкер имеет большее число режущих кромок (три или четыре), что обеспечивает получение поверхностей с более высокими показателями точности и шероховатости.По конструкции зенкеры бывают насадные и цельные и могут иметь различное направление угла спирали (правое, левое, прямое). Зенкеры изготавливают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами из твердого сплава марок ВК6, ВК8, BKbM, ВК8В, Т5К10, Т15К6. Пластины из твердого сплава закрепляются в зенкере при помощи пайки или клинового крепление, что позволяет многократно использовать корпус зенкера. Рабочая часть зенкеров, изготовленных из быстрорежущей стали, имеет обратную конусность (по направлению к хвостовику) порядка 0,05… 0,1 на 100 мм длины рабочей части и соединяется с хвостовиком так же, как и у сверл, шейкой. Цельные зенкеры закрепляются непосредственно в коническом отверстии шпинделя станка, а насадные устанавливаются на специальную оправку, также имеющую конический хвостовик для установки в шпинделе станка.

В качестве режущей части насадных зенкеров используются многогранные твердосплавные пластины. Крепление таких пластин в корпусе насадного зенкера осуществляют механическим путем (рис. 3.35). Режущие пластины 1 закрепляются в корпусе 2 при помощи тяги 3, что позволяет производить замену пластин непосредственно на станке. Для этого достаточно сместить тягу 3, повернуть пластину следующей гранью или заменить ее на новую, снова закрепить тягу и продолжать работу. Возможность оснащения таких зенкеров пластинами из различных инструментальных материалов позволяет существенно расширить технологические возможности и производительность при зенкеровании.

Геометрические параметры режущей части зенкеров (см. рис. 3.34, б) выбираются в зависимости от условий обработки: главный угол в плане ф = 30… 60 передний угол у = 3… 30 ° для зенкеров из быстрорежущей стали,для зенкеров, оснащенных пластинами твердого сплава, этот угол составляет от 5 до -5°; задний угол а на главных режущих кромках составляет 8… 15 Выбор конструкции зенкера и материала рабочей части в значительной степени зависит от обрабатываемого материала и параметров обрабатываемого отверстия:

• зенкеры из быстрорежущей стали, имеющие три-четыре зуба и диаметр от 10 до 40 мм, применяются для обработки отверстий в заготовках из конструкционной стали;

• зенкеры, оснащенные пластинами из твердого сплава, имеющие три-четыре зуба и номинальный диаметр от 14 до 50 мм, используются при обработке отверстий в заготовках из труднообрабатываемых и закаленных сталей;

• зенкеры с насадными головками из быстрорежущей стали номинальным диаметром от 32 до 80 мм предназначены для обработки отверстий в заготовках из конструкционной стали;

• перовые зенкеры служат для обработки глухих отверстий в заготовках из чугуна и цветных металлов;

• для обработки глухих отверстий диаметром от 15 до 25 мм применяется специальный зенкер, у которого в корпусе выполнено специальное отверстие для подачи СОЖ в зону резания (рис. 3.36).

Изнашивание зенкеров (рис. 3.37) происходит по задним поверхностям, где образуются площадки с задним углом, равным нулю, и шириной h3; по передним поверхностям с образованием лунки; по ленточке с образованием поперечных проточин на длине Лл; по уголкам с образованием конических или цилиндрических участков hy. В качестве критерия износа зенкеров при обработке заготовок из стали принят износ зенкера по уголкам, равный 1,2… 1,5 мм, а при обработке заготовок из чугуна — 0,8… 1,5 мм. Затачивание и перетачивание изношенных зенкеров осуществляется, как правило, на специальном оборудовании в заточных цехах.