Зенкер что это такое
Что такое зенкер
Зенкер – насадка режущего типа для обработки/расширений отверстий в металлических изделиях и заготовках. Метод обработки не отличается от принципов сверления, за исключением используемого инструмента. Сам процесс создания отверстий называется зенкерованием. По внешним признакам инструмент схож со сверлом, только на внешней кромке расположены зубья и спиральные канавки.
Применение и назначение
Зенкер используют для расширения диаметра входного отверстия, зачистки поверхности и сглаживания шероховатостей. Использование инструмента необходимо в работе, где важна точность замеров и качество. Зенкер необходим, когда требуется выполнить паз для крепежных элементов. К примеру, шпилек, болтов и шурупов. Инструмент незаменим в металлообрабатывающей промышленности. Выбор инструмента всегда будет зависеть от вида обрабатываемого материала, а также от расположения отверстий.
Виды зенкеров
Зенкеры по геометрической форме подразделяются на: цилиндрические, конические, торцовые. В зависимости от того, какой результат должен получиться, используется соответствующий тип инструмента:
Зенкеры классифицируют по виду конструкции: цельные, сборные, сварные и с наплавными твердосплавными пластинками. По способу крепления: хвостовой и насадной зенкеры.
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.
Раззенковкой называют вторичную обработку уже готовых отверстий для установки в них головок болтов, заклепок, винтов.
Конструкция зенкера
Чем зенкер отличается от зенковки
Зачастую зенкер путают с зенковкой. Зенкер и зенковка – относятся к классу режущих инструментов, с 3-мя и более режущими кромками. Оба инструмента используются для отверстий конической и цилиндрической формы. Но зенкер расширяет отверстие, одновременно с этим шлифует его и подгоняет под заданные параметры. А зенковка только шлифует отверстие от заусенец на этапе финишных работ.
Конусные зенкеры
Зенкер конического типа – самый распространенный и оптимальный режущий инструмент. Рабочий диаметр которого равен 15-75 мм. Предназначен для работ со средним углом наклона и небольших показателем углубления. Изделие имеет несколько сторон с прямыми зубьями с числом режущих кромок от 7-15. Зенкер чаще всего используется на станках с ЧПУ фрезерного или токарного типов.
Заточка зенкера по металлу
Зенкер
Содержание: Скрыть Открыть
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.
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:
Зенкерование является машинной операцией и выполняется на:
Виды зенкеров
В современной металлообработке широко применяются различные виды зенкеров. В зависимости от назначения инструмент подразделяется на два номера:
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.
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:
Действующие ГОСТы
Регулирует параметры цельного зенкера по металлу ГОСТ 12489-71. Также существует и более десяти других стандартов регулирующих допуски и характеристики различных типов зенкеров, как например ГОСТ 21586-76. регулирующий параметры инструмента применяемого при работе с легкосплавными деталями.
Чем отличается зенкование и зенкерование?
Особенности зенкерования
Зенкерование является промежуточной операцией между сверлением и разверткой. Данный метод обработки относится к получистовым, предназначен для решения следующих задач:
Процедура подходит для обработки проемов, полученных посредством сверления и выдавливания, оптимальна для деталей, изготовленных литьем.
Используемый инструмент
При обработке отверстий задействуется зенкер – металлорежущий инструмент, внешне напоминающий сверло. Изделие имеет ряд уникальных отличий:
Подобная конфигурация упрощает позиционирование зенкера соосно обрабатываемого отверстия, повышает его устойчивость, продлевает срок службы. Инструмент плавно перемещается в рабочей зоне, равномерно воздействует на заготовку по всей площади контакта.
Выполнить типовые операции помогут зенкеры с 3 и 4 кромками. Изделия имеют цельное и вставное исполнение. Первые взаимодействуют с отверстиями с диаметром от 12 мм, вторые – с отверстиями диаметром от 20 мм. Для решения особо сложных задач предусмотрены сборные зенкеры, содержащие до 8 кромок. Они обеспечивают наиболее качественную обработку, подходят для совместного использования со сверлами и развертками.
Особенности зенкования
Посредством зенкования осуществляется механическое изменение геометрии углублений, а также нарезка внутренних фасок. Основной инструмент – зенковка, состоит из и хвостовика и рабочей части. Последняя представлена в трех исполнениях.
Цилиндрическое
Посредством цилиндрической зенковки формируются выемки соответствующей геометрии. Проемы востребованы при установке винтов, болтов и прочих резьбовых элементов.
Коническое
Коническая зенковка осуществляет подготовку пирамидальных отверстий. Операция зенкования позволяет сформировать скос под углом 60 – 120 градусов. Инструмент эффективно зачищает острые кромки, снимает фаски, подготавливает посадочные проемы для крепежей с потаем.
Плоское
Изделия с плоским или торцевым профилем применяются для зачистки и обработки углублений, их также называют цековками. Подробное описание инструмента цековка представлено в соответствующем разделе нашего сайта.
Применяемое оборудование
Для проведения работ по зенкованию и зенкерованию используются сверлильные станки различной конфигурации. Действия выполняются по стандартному алгоритму:
Продолжительность работ зависит от габаритов и сложности обрабатываемого проема, а также параметров материала, из которого выполнена заготовка.
Полезные советы
Упростить подбор и эксплуатацию металлорежущего инструмента помогут следующие рекомендации.
Зенкер и зенкерование – что это такое
В процессе производства деталей и изделий высокого качества довольно часто приходится иметь дело с недостаточной точностью выполнения нужных отверстий. Для получения необходимых параметров применяют зенкер.
Зенкер насадной d35
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:
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к зенкерам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
При применении расточки увеличивается диаметр, повышается точность поверхности и чистота отверстия. Зенкерование предназначается в основном для:
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:
По конструкции зенкеры бывают следующих видов:
Цельный зенкер похож на сверло, поэтому второе его название – сверло-зенкер. У него больше, чем у простого сверла, спиральных канавок и режущих кромок (от 3 до 6 зубьев). Режущую часть инструмента, как оговаривает ГОСТ 12489-71, выполняют из быстрорежущей стали P18, P9 или делают с твердосплавными пластинами (BK4, BK6, BK8 для обработки чугуна, T15K6 – для обработки стали). Инструмент, оснащенный твердосплавными пластинами, имеет большую производительность (более высокую скорость резания), чем изготовленный из быстрорежущей стали.
Выделяют также зенкер конический (для обработки поверхностей конической конфигурации) и так называемый обратный тип зенкеров.
Спиральные хвостовые зенкеры
Зенкерование и смежные с ним операции
Зенкерование сходно с операцией рассверливания: оба процесса ведутся с готовым отверстием. Отличие состоит в том, что результат зенкерования получается более точным. В процессе операции устраняются недостатки, возникающие после штамповки, литья или сверления. Улучшаются такие показатели, как чистота поверхности, точность, достигается высокая степень соосности.
Часто при формировании отверстий сверлом (особенно глубоких) наблюдается отклонение от центра из-за невысокой жесткости инструмента. Зенкер от сверла отличается тем, что имеет более высокую жесткость из-за увеличенного числа режущих зубьев. Важно, что такое отличие обеспечивает более точное направление движения инструмента, а при меньшей глубине резки наблюдается высокая чистота. При сверлении отверстий можно получить квалитеты 11–12, шероховатость поверхности отверстия Rz 20 микрометров. При операции зенкерования получаем квалитеты 9–11, шероховатость 2,5 микрометров.
Развертки конические под конус Морзе
Еще более точной операцией является процесс развертывания (6–9-й квалитеты, Rа 1,25– 0,25 микрометров). Это уже чистовая обработка резанием. Зенкерование отверстий – получистовая операция. Зенкерование и развертывание отверстий, если обе этих операции предусмотрены технологическим процессом, выполняются за одну установку детали на станке.
Нередко путают зенкерование и зенкование отверстий и некорректно называют зенкером другой инструмент – зенковку (см. фото ниже). Зенковки, в отличие от зенкеров, имеют другую конструкцию и применяются для решения иных технологических задач.
Зенковка применяется в процессе снятия фаски с верхней части отверстий, а также для получения углублений конической формы. Бывает также зенковка цилиндрическая, но такой инструмент правильнее называть цековкой. При помощи такого инструмента в деталях получают углубления соответствующей формы. Для выполнения такой зенковочной операции также может быть использован универсальный инструмент – сверло, специально совмещенное с зенковкой.
Посмотрев данное видео, можно легко понять принцип работы и назначение зенковки, а также ее отличие от зенкера и других родственных инструментов для обработке отверстий.
Чтобы не путаться в схожих операциях, достаточно рассмотреть и запомнить данную схему, наглядно объясняющую конструктивные отличия и назначение инструментов для обработки отверстий
Правила зенкерования металла
В домашних условиях для зенкерования углублений (например, под головки болтов или для изменения диаметра отверстия в большую сторону) подойдет и простое сверло, закрепленное в электрическую или даже в ручную дрель. В производственных же масштабах зенкерование – операция, которая требует немалой мощности и точности используемого оборудования. Именно поэтому в условиях производства для выполнения зенкерования, как, собственно, и зенковки, используют оборудование:
В процессе обработки отверстия, полученного в изделии в процессе его литья, желательно прежде расточить его резцом примерно на 5–10 миллиметров в глубину для того, чтобы зенкер принял правильное первоначальное направление.
При обработке изделий из стали рекомендуется применять смазочно-охлаждающие жидкости. Процесс зенкерования чугуна и цветных металлов охлаждения не требует. Правильный подбор металлорежущего инструмента, используемого как для зенкования, так и для зенкерования, – очень важный этап. Для этого обращают внимание на определенные факторы:
Зенкерование на вертикально сверлильном станке с ЧПУ
Зенкер выбирают по справочникам или руководствуясь таким нормативным документом, как ГОСТ 12489-71. Инструмент должен соответствовать определенным техническим условиям применения, что также оговаривает ГОСТ 12489-71.
Необходимым условием при зенкеровании является соблюдение припусков. Диаметр выбранного инструмента в итоге должен совпасть с конечным диаметром отверстия после обработки. Когда после зенкерования планируется выполнение развертывания отверстия, диаметр инструмента уменьшают на 0,15–0,3 миллиметра. Если же намечено черновое растачивание либо сверление под зенкерование, необходимо оставлять припуск на сторону величиной от 0,5 до 2 миллиметров.
Зенкерование – намного более производительный процесс, чем обработка резцами. Скорость резания для зенкера из быстрорежущей стали близка к процессу сверления, а подачи – выше в 2,5–3 раза. Именно поэтому процесс зенкерования происходит быстрее, чем процесс сверления.
Зенкеры и зенковки, применение и отличия
Для обработки отверстий применяется несколько видов инструментов, в том числе зенкеры, зенковки, цековки. Практика их применения часто сопровождается путаницей в названиях. Например, в тендерной документации встречаются заказы на «конические зенкеры», при этом указывается ГОСТ 14953-80, описывающий конические зенковки. Эти инструменты схожи по конструкции, в применении также есть много общего, поэтому неудивительно, что даже в технической литературе много примеров «вольного» обращения с терминологией.
Официальный источник по терминам ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие. Термины и определения», к сожалению, не дает ответа на вопросы: чем отличается зенкер от зенковки, зенкерование от зенкования и цекования. С этой целью рассмотрим конструкцию и применение каждого из указанных инструментов.
Зенкеры
Определение
В соответствии с ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие, термины и определения» зенкер определяется как «осевой режущий инструмент для повышения точности формы отверстия и увеличения его диаметра». Сразу отметим, что данный вид инструмента не предназначен непосредственно для сверления отверстий. Также отметим, что в определении зенкера ничего не говорится об изменении формы отверстия. Это важная деталь, и она будет полезна в дальнейшем.
Конструкция зенкера
Для описания конструкции зенкеров удобно разделить их два класса – зенкеры с хвостовиками и насадные зенкеры.
Зенкеры с цилиндрическими и коническими хвостовиками
Конструкция таких зенкеров во многом схожа с конструкцией спирального сверла (рис.1).
Рис.1 Зенкер цельный с коническим хвостовиком: а) для сквозных отверстий, в) для глухих отверстий, с) с твердосплавными пластинами
Инструмент так же состоит из рабочей части, соединительной части (шейки) и хвостовой части (хвостовика). Отличие от сверла заключается в форме и количестве режущих кромок на рабочей части. В частности, по ГОСТ 12489-77 у зенкеров по три лезвия на торцевой и цилиндрической поверхности.
Насадные зенкеры
Зенкеры насадные не имеют хвостовой части. Вместо хвостовика для крепления на оборудовании в них предусмотрен внутренний конус для оправки (рис2). Также конструкция этого типа отличается большим количеством лезвий. В цельных насадных зенкерах по ГОСТ 12489-77 предусмотрено четыре зуба и соответственно четыре спиральных канавки. Дальнейшее разбиение насадных зенкеров на типы идентично классу с хвостовиками.
Рис.2 Зенкер насадной: а) цельный, в) с твердосплавными пластинами
Применение зенкеров
Зенкер применяется в технологических операциях зенкерования, направленных на повышение качества отверстий – улучшение чистоты поверхности, получение более точной цилиндрической формы. Соответственно, у зенкера главная часть – это цилиндрический участок рабочей части. С помощью зенкерования отверстия доводят до 4 – 5 класса точности с квалитетом Н11 и чистотой поверхности, соответствующей 5-6 классу. Необходимый результат достигается за счет более высокой жесткости инструмента, а также за счет большего количества лезвий по сравнению со сверлом.
Подчеркнем, что во всех перечисленных ГОСТах описываются зенкеры с рабочей частью исключительно цилиндрической формы. В описаниях конструкций стандартных зенкеров нет формулировок «конический зенкер» и отсутствуют чертежи зенкеров с конической рабочей частью. Т.е. результат применения стандартного зенкера – цилиндрическое отверстие постоянного диаметра.
Зенковки
В ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие. Термины и определения» зенковки определяются как «осевой режущий инструмент для повышения точности формы отверстия и увеличения его диаметра». Как видим, определение ничем не отличается от определения зенкера, что указывает на его неполноту. Определение не дает информации об отличии зенковок от других инструментов, поэтому переходим к краткому описание операции зенкования, чтобы подчеркнуть разницу между зенкерованием и зенкованием.
Технологическая операция зенкования
Зенкование наряду со сверлением, зенкерованием, разверткой входит в список технологических операций по обработке отверстий. Каждая из перечисленных операций имеет свой смысл и определенное назначение. Сверление необходимо для получения отверстий и черновой обработки, зенкерование – получистовая обработка и увеличение диаметра, развертка – чистовая обработка. Во всех случаях акцент сделан на обработке цилиндрической поверхности.
Указанные операции и соответствующие инструменты применяются для обработки как сквозных, так и глухих отверстий. Причем, в случае глухих отверстий сверла и зенкеры не предназначены для обработки торца углубления. Кроме того, сверла и зенкеры не предназначены для изменения цилиндрической формы отверстия в коническую.
Вместе с тем в промышленности существует обширный класс задач, где необходимо качественно снять фаску с входного участка отверстия, получить точное цилиндрическое углубление под болты, шайбы, пружины, прокладки и пр. с одновременной подрезкой торца. Также требуется получение стандартных конических углублений для центровых отверстий, для формирования опорных поверхностей под детали крепежа, обработки конических поверхностей седел клапанов и т.д. Для решения таких задач применяется операция зенковки и разработан специальный инструмент – зенковка.
Конструкция зенковки
Конические зенковки
Название инструмента обусловлено формой рабочей части. Конические зенковки применяются для снятия фасок, обработки конических опорных поверхностей, получения центровых отверстий. Инструмент широко применяется, номенклатура стандартизирована. Типы и основные размеры инструментов данного вида описываются в ГОСТ 14953-80 «Зенковки конические. Технические условия». В соответствии с этим нормативом выпускается 4 типа центровочных зенковок и 7 типов для обработки конических опорных поверхностей, всего 11 типов. Классификация в соответствии с назначением приведена в таблице 1, на рис.3 показана коническая центровочная зенковка 2-го типа и зенковка для конических углублений (отверстий) 5,6,7-го типа.
Рис.3. Конические зенковки: а) центровочная 2-го типа, б) для конических опорных поверхностей.
Таблица 1. Типы зенковок
Центровочными зенковками обрабатываются предварительно засверленные1 отверстия диаметром до 8 мм включительно. Конические опорные поверхности создаются на базе отверстий диаметром 1,6 – 25,0 мм. Передний угол стандартных зенковок для обработки конических опорных поверхностей всегда равен нулю, т.е. зубья расположены радиально.
Цилиндрические зенковки
Более правильное название данного вида – цековка. Цилиндрическая зенковка – это «осевой многолезвийный инструмент для обработки цилиндрического и (или) торцового участка отверстия заготовки» (по ГОСТ 25751-73). Инструмент применяется для обработки цилиндрических углублений под шестигранные головки болтов и винтов, шестигранные гайки с шайбами и без шайб, под цилиндрические и полукруглые головки винтов со шлицем и под цилиндрические головки винтов с углублением под ключ «шестигранник».
В конструкции цековок всех типов предусмотрена направляющая цапфа (рис. 4). Элемент необходим для устранения радиальных биений в момент зарезки, приводящих к искажению формы отверстия и выкрашиванию режущих кромок. Направляющая цапфа может быть постоянной и сменной. Более предпочтителен инструмент со сменной цапфой, позволяющий замену элемента по мере износа.
Рис.4. Цековки (цилиндрическая зенковка): а) со сменной цапфой, б) с постоянной цапфой
Особенностью конструкции является обратная конусность – диаметр D равномерно уменьшается по направлению к хвостовику. У инструмента из быстрорежущей стали уменьшение идет по всей длине рабочей части со значением 0,08-0,16 мм на 100 мм длины, у инструмента с твердосплавными вставками диаметр снижается по длине пластины 0,05-0,10 мм.
Стандартные цековки по ГОСТ 26258-87 имеют четыре зуба на главной режущей поверхности (торце) и выпускаются четырех типов в зависимости от вида цапфы и способа установки в оборудование.
Все типы цилиндрических зенковок, представленные в табл.2, выпускаются в двух исполнениях: исполнение 1 – цельные и исполнение 2 – с впаянными твердосплавными пластинами.
Заключение
Для исключения ошибок в терминологии следует использовать стандарты для конкретного вида инструментов. Их содержание позволяет сделать ряд выводов:
Разумеется, все сказанное действительно по отношению к стандартным инструментам и технологическим операциям, применяемым в машиностроении. В широкой практике могут применяться нестандартные инструменты, так же, как и стандартные инструменту могут использоваться в разнообразных целях. Например, зенкование может выполняться с помощью обычного сверла.