Процесс зенкерования отверстий

Процесс зенкерования отверстий

Одним из основных инструментов, применяемых при обработке отверстий в металлических деталях, является зенкер. С его помощью увеличивают диаметр, улучшают качество боковых поверхностей отверстия, также удаётся получить более высокий класс точности. Зенкерование, а именно так называется эта операция, созвучно зенкованию, что может ввести неспециалиста в заблуждение. Разница между этими двумя категориями тоже будет объяснена в данной статье.

Назначение зенкерования и применяемое оборудование

Зенкерование позволяет улучшить качество поверхности полученной при сверлении до 9-11 квалитета точности и шероховатости Rz 2,5 мкм. При этом устраняются все дефекты возникающие при литье, штамповке и сверлении отверстия, увеличивается чистота поверхности, её точность, повышается соосность. Преимуществом зенкера над обычным сверлом является более высокая жесткость благодаря режущим зубьям, что обеспечивает высокую точность направления движения инструмента.

Основное назначение зенкера:

• Повышение точности и повышение качества обработки поверхности отверстий перед нарезкой резьбы или развертыванием.
• Калибровка предварительно просверленных отверстий для шпилек, болтов и других видов крепежных изделий.

Зенкерование является машинной операцией и выполняется на:

• сверлильных станках всех видов;
• токарных станках;
• расточных станках;
• агрегатных станках, в качестве операции в автоматической линии;
• горизонтальных и вертикальных фрезерных станках.

Разновидности зенковок

Для обработки отверстий или создания углублений канонической формы применяются зенкеры и зенковки. В разных условиях для обрабатываемых отверстий могут быть разные параметры. Выполняются они при помощи разновидностей зенкеров или зенковок. Давай разберёмся какие виды таких зенковок существуют:

1. Конические. В данной зенковке ножи расположены под углом от 30 до 120 градусов и центра к краям.
2. Цилиндрические. Имеют режущую кромку по окружности цилиндра, за счёт чего получаются ровные цилиндрические отверстия
3. Торцевые зенковки.

При помощи зенковки возможно выполнять следующие действия над отверстием:

1. Обработка отверстия с созданием конуса
2. Получения конического углубления для саморезов или другого крепежного элемента.
3. Удаление фаски и стружки из отверстий.

Зенковки изготавливаются из легированной или углеродистой стали інструментального назначения.

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.

Разновидности и предназначение зенковок

Зенковка напоминает вид сверла, которая используется для зенкования. Операция схожа с зенкерованием, но отличаются конечной задачей. Процедура зенкования нужна в ситуациях, когда существует необходимость в формировании округленных углублений, чтобы скрыть следы головок крепежа.

Возделывание деталей зенковкой причисляется к получистовому методу, и осуществляется перед операцией развертывания.

По конструкции зенковки подразделяются:

• Округленные;
• Конические.

Под самостоятельной категорией выделяют зенковки, состоящие из твердых сплавов. Они используются в качестве шлифовальных действ. Для обрабатывания проемов и удаления фасок в трудных зонах используют еще один тип инструментария – оборотная зенковка. Чтобы обеспечить необходимую обработку металлических изделий и дерева рекомендуется покупать зенковочный комплект, а не индивидуальными приспособлениями.

В структуру зенковок конусного типа укладываются хвостовик и эксплуатируемый элемент, с угловым показателем 60, 75, 90 и 120 градусов. Число зубьев варьируется в пределе 6 – 12 единиц, это зависит от поперечника инструмента. Чтобы обеспечить соосность возделываемого проема используется цапфа.

Округленная зенковка обладает устойчивым к износу напылением. Используется этот механизм для подреза фаски. По конструкции оно смахивает на сверло, но обладает большим количеством лезвий – от 4 до 10, все зависит от поперечника устройства. На торцевой части элемента присутствует наводящая цапфа. С ее помощью фиксируется позиция инструментария в период эксплуатирования. Цапфа бывает разъемной либо целостной. На практике используются устройства с разъемными цапфами, из-за удобства использования. На зенковку также можно надеть насадный резак.

Чтобы обработать несколько проемов на равное углубление следует применять зенковку с держателями, включающее в свой состав различные ограничители. При обрабатывании изделия элемент реза устанавливается в державке и выходит из упора на величину, равную углублению проема.

Зенковки производятся из различных сортов сталей, включая твердосплавную. Инструменты, выполненные из твердых сплавов, отлично подходят для обрабатывания деталей из металла, так как способны выдержать экстремальные нагрузки долгое время. Для обработки изделий из цветного металлического сплава либо дерева применяют устройства из быстрорежущей стали, так как она подвергается незначительным нагрузкам. Стоит отметить, что при обрабатывании, например, чугунных изделий, необходимо внести дополнительное охлаждение инструментария. Для этого используются специальные эмульсионные составы.

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:

1. Подобрать соответствующий зенкер по размеру и количеству лезвий.
2. У аппарата, в который буде вставляться насадка, должно быть достаточно мощности для такой работы.
3. 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.

Сравнение со смежными операциями

Так как зенкерование предназначено для работы с готовыми отверстиями, его можно сравнить с рассверливанием. Главное отличие заключается в итоговом результате — зенкерование направлено на исправление погрешностей сверления. Благодаря этому выравнивается соосность, повышается точность и чистота отверстия.

При прохождении отверстий (особенно глубоких), из-за плохой жесткости сверло может отклониться от центра. В то же время за счёт большего числа режущих кромок, зенкера по металлу обладают более высокой жесткостью. В качестве примера можно провести сравнение этих двух операций:

• Сверление: квалитеты отверстия — 11-12, шероховатость поверхности — Rz 20 мкм.
• Зенкерование: квалитеты отверстия — 9-11, шероховатость — Ra 2,5 мкм.

Также зенкерование следует сравнить с зенковкой (развертыванием). Она может проводиться только после сверления и зенкерования. Предназначение зенковки заключается в ещё более точной обработки поверхности. Благодаря этому улучшаются квалитеты отверстия (до 6-9), а поверхность становится более чистой (Ra 1,25-0,25 мкм).

Общие правила для подбора зенкера и оборудования

Перед выбором необходимо определиться, что необходимо получить после такой обработки – улучшить качество отверстия, либо повысить его размерную точность. Первый вариант необходим, если в отверстии требуется нарезать резьбу (особенно – с мелким шагом), а второй – если в отверстие будет заводиться калиброванный крепёж в виде винтов, штифтов и т. д.

Учитывая описанный выше профиль рабочего торца зенкера, обрабатывать им можно и поверхности, непосредственно примыкающие к отверстию, например, с целью получения отверстия под потай.

В зависимости от условий отработки различают также цельные стальные зенкеры и инструмент с насадками из твёрдого сплава. В первом случае для изготовления используются быстрорежущие стали типа Р6М5 или Р6М5К5 (работа со стальными заготовками), во втором — для работ по дереву – можно применять и зенкеры из обычной углеродистой стали типа У7 или У8.

Твердосплавные насадные зенкера изготавливают из металлокерамики марок ВК4, ВК3М, минералокерамики ЦМ-332, а также из безвольфрамовых твёрдых сплавов ТМ-1 или ТМ-20. К стальному корпусу такие насадки, имеющие форму пластин, припаивают медью. Преимущества твёрдосплавных насадок к зенкерам – возможность в процессе обработки применять высокооборотистые режимы резания.

Долговечность зенкера определяется режимом его термической обработки, и, соответственно – твёрдостью. Рабочая часть инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали, должна быть не менее HRC 62…64, а хвостовика — в пределах HRC 35…45. Зенкеры из углеродистых инструментальных сталей обладают твёрдостью рабочей части в HRC 56…60. Зенкеры по металлу с малыми диаметрами (до 6 мм) при покупке целесообразно проверять на твёрдость, используя тарированный напильник.

Для зенкеров по дереву используются также сборные и цельные конструкции. Эта технология для производства менее трудоёмкая, однако сборно-сварные исполнения инструмента весьма чувствительны к радиальному, и, особенно – торцевому – биению, поэтому техническое состояние патрона станка или дрели должно проверяться более тщательно.

При подборе типоразмера зенкера требуется учитывать не только размерный диапазон обрабатываемых отверстий, в частности, их глубины, но и реальную мощность используемого оборудования. Дело в том, что зенкерование – более энергозатратная операция, в сравнении со сверлением. Она требует повышенной мощности привода, поскольку всегда производится со значительными силовыми нагрузками на инструмент. Поэтому выбор, в частности, дрели обуславливается не только возможностью её функционирования на пониженных оборотах, но и достаточной мощностью двигателя (не менее 1,6 кВт).

Следует, однако, помнить, что наиболее качественным считается зенкерование, которое выполняется на станке. Тут с успехом используются и сверлильные, и токарные, и расточные станки. Для обработки можно приспособить также и фрезерный станок, однако лишь при наличии на нём устройства ЧПУ.

Домашние мастера обычно приобретают зенкеры в наборе. Это удобно и выгодно, но при этом следует проверить возможность установки хвостовика в патрон основного оборудования.

Применяемое оборудование и инструменты

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.

Уважаемые посетители сайта, поделитесь своими знаниями по теме в комментариях! Для нас очень важно живое общение и ваш личный опыт!