Зенкеры и зенковки, применение и отличия

При изготовлении отверстий иногда появляется потребность в дополнительной обработке. Такая необходимость связана с их предназначением, поскольку для установления определенного вида крепежа не всегда хватает точности. С этой целью проводится их дополнительная обработка зенкером и зенковкой. В первом случае операция называется зенкерованием, а во втором — зенкованием. Оба вида работ имеют много схожих черт, но существуют и принципиальные отличия.

Виды и конструкции зенкеров

Зенкер относится к инструменту, позволяющему повысить точность заранее изготовленного отверстия путем расширения диаметра с целью попадания в заданное поле допуска. При этом его конструкция не позволяет вести самостоятельное сверление отверстий, а также превращать их в овал.

По конструкции зенкеры внешне похожи на спиральные сверла. Они выпускаются цельными изделиями и с приваренными хвостовиками. Последние инструменты могут быть цилиндрическими и коническими.

Цельные конструкции еще носят название насадные зенкеры. Для установки изделия в задней его части специально изготавливается внутренний конус. Туда вставляется оправка, которая является переходником для закрепления в оборудовании. Режущая часть инструмента состоит из нескольких лезвий, представляющих собой от 3 до 6 зубьев и такого же количества спиральных канавок.

Зенкеры с хвостовиками состоят из трех частей:

1. Рабочей. Обеспечивается непосредственное снятие металла.
2. Хвостовика. С его помощью инструмент удерживается в оборудовании.
3. Шейки. Располагается между рабочей частью и хвостовиком.

Вне зависимости от конструкции инструмента, его режущая часть может быть цельной, сделанной из быстрорежущей стали высокой степени закалки или с установленными твердосплавными вставками.

Выпускаемые зенкеры имеют разный угол заточки:

1. Для сквозных отверстий. Угол может составлять 45° или 60°. Для зенкеров с твердосплавными вставками эта величина составляет 60°.
2. Для глухих отверстий. В этом случае угол наклона лезвия составляет 90°.

Если требуется вести обработку конических отверстий, то для этого используется специальный инструмент под названием зенковка. Зенкером такую процедуру сделать невозможно.

Особенности процедуры зенкерования

Под зенкерованием поднимается операция рассверливания с целью получения отверстий нужной степени точности. В процессе выполнения такой работы снимаются заусенцы, образовавшиеся после штамповки или литья, выводится заложенная по чертежу чистота поверхности и достигается нужная степень соосности.

Во время выполнения отверстий из-за недостаточной жесткости сверла наблюдается отклонение от центра. Особенно это характерно при выполнении круглых длинных проемов. Наличие в зенкере режущих зубьев существенно повышает жесткость инструмента, что исключает возможность изменения его направления.

Перед проведением процедуры зенкерования необходимо правильно расположить инструмент, чтобы он принял нужное первоначальное положение. Во время работы со стальными заготовками обязательно следует использовать смазочно-охлаждающие жидкости. Что касается изделий из цветных металлов и чугуна, то при их зенкеровании выполнение такого условия не требуется.

После зенкерования чистота обрабатываемой поверхности соответствует 5-6 классу, а точность обработки — квалитету Н11.

Применение зенкеров

Процедура зенкерования металла относится к точной операции, поэтому для ее проведения обязательно требуется надежное оборудование высокой мощности:

• сверлильное;
• токарное;
• вертикальное или горизонтальное фрезерное.

В процессе выполнения работы можно не только улучшать качество отверстий, но и снимать фаску. В зависимости от материала обрабатываемой заготовки и особенности поставленной задачи, при подборе зенкера учитываются следующие факторы:

1. Месторасположение отверстий и количество единиц их обработки. В случае серийности выполнения работы инструмент должен обладать повышенной прочностью.
2. Длина выполняемого отверстия. Это является очень важным фактором, потому что на большой глубине есть высокая вероятность отклонения от центральной оси.
3. В зависимости от типа оборудования, подбирается инструмент, соответствующий данному типу крепления.
4. Материал обрабатываемой детали. Если работы проводятся с древесиной, то зенкер имеет особую форму конструкции.
5. В том случае, когда обрабатывается отверстие в заготовке, изготовленной из конструкционной стали диаметром 40 мм, подбирается зенкер, сделанный из быстрорежущего материала. Количество зубьев у него должно соответствовать 3-4 единицам.
6. Если обрабатывается отверстие в закаленной стали, то здесь выбирается соответствующий инструмент, имеющий более высокую твердость. Для этого используются зенкеры с твердосплавными пластинами. Такой инструмент выпускается диаметрами от 14 до 50 мм с 3-4 зубьями.
7. В том случае, когда требуется изготовить отверстие до 80 мм в конструкционной стали, используются зенкеры из быстрорежущего материала с использованием насадных головок. Их диаметр может составлять 32-80 мм.
8. Если требуется изготовить глухое отверстие в цветном металле или чугуне, то для этой цели применяется специальный зенкер. Его особенность конструкции состоит в наличии специального канала, по которому подается смазочно-охлаждающая жидкость. Располагается он внутри корпуса. Такими зенкерами ведется обработка отверстий в пределах 15-25 мм.

Важным условием во время проведения работы зенкерования является соблюдение припусков. В том случае, когда на следующей операции должно проводиться развертывание, подбор инструмента ведется меньше окончательного диаметра отверстия на величину 0,15–0,3 мм. Особенностью зенкерования является высокая производительность процесса, которая выше, чем при формировании отверстий на токарном или сверлильном станке.

Зенковки

Инструмент зенковка также используется для придания отверстиям требуемых размеров. Однако процедура зенкования принципиально отличается от процесса зенкерования. С помощью зенкеров отверстия выполняются с точностью, которая заложена по чертежу. Зенковка обеспечивает нужный срез большого слоя металла без требуемой жесткой точности. Примером может служить формирование нужного размера отверстий для крепежа, где боковой зазор на сторону может составлять от 0,5 до 1 мм. Кроме того, зенкованием достигается снятие фасок и изготовление конических углублений на разную величину. Это является вторым коренным отличием зенкования от зенкерования, поскольку с помощью зенкера можно только улучшить состояние цилиндрического отверстия. При этом дорабатывать или изготавливать конус зенкерованием невозможно.

С помощью зенкования ведется обработка заранее выполненных отверстий под конкретную задачу.

В некоторых случаях вместе с расширением цилиндрического отверстия возникает потребность подрезки торца. Для выполнения такой процедуры используется определенный вид зенковки. Такая потребность возникает при установке пружины или прокладки, где нет необходимости выдерживать точные размеры. При этом работа может проводиться как на всю глубину заготовки, так и только определенную высоту с целью формирования опорной поверхности для установки цилиндрических деталей.

Весь выпускаемый инструмент регламентируется нормативами по ГОСТ 25751-83. Здесь представлены все типы зенковок с указанием размеров инструмента. В каждом конкретном случае для проведения процедуры зенкования требуется подобрать нужную зенковку.

Конструкция и виды зенковок

Любая зенковка состоит из трех основных частей:

1. Режущей. В ее состав входят режущие кромки, располагающиеся под определенным углом.
2. Хвостовика. Это часть, с помощью которой инструмент крепится к оборудованию.
3. Шейки. Она расположена между режущей частью и хвостовиком. Этот участок имеет меньший размер в диаметре. Если зенковка заклинивается в отверстии, то шейка выполняет функцию предохранителя. Инструмент ломается в этой части, и хвостовик вынимается из оборудования.

Выпускаются зенковки нескольких типов:

• цилиндрические;
• конические.

Изготавливаются зенковки из быстрорежущих и инструментальных сталей, а также твердосплавных материалов.

Цилиндрические зенковки

Инструмент, с помощью которого ведется цилиндрическая зенковка, представляет собой многолезвенную конструкцию. При этом во время проведения работы обеспечивается обработка и торцевого участка отверстия. Именно поэтому такая процедура еще носит название цековка. Проводится она для формирования углублений под головки винтов или болтов, чтобы они не выступали над поверхностью.

В состав инструмента входит цапфа. Она вводится в заранее изготовленное отверстие и выполняет функцию направляющей для устранения радиального биения. Это уменьшает риск поломки режущих кромок зенковки и обеспечивает точность выполнения размеров формируемого в верхней части отверстия.

На основании существующих нормативов к инструменту предъявляются следующие требования:

1. Рабочая часть изготавливается из инструментальной стали высокой степени закалки или быстрорежущего материала. Да хвостовика используется конструкционная сталь 45 с закалкой 42…46 HRCэ.
2. Если диаметр инструмента составляет меньше 8 мм, то он изготавливается цельным. Во всех остальных случаях хвостовик приваривается к рабочей части.
3. На режущей части инструмента должны отсутствовать сколы и различного вида дефекты.

Если зенковка имеет стандартный вид, то в ней присутствует 4 зуба.

Конический инструмент

Выполнение конусного углубления позволяют скрыть головки крепежа, чтобы они не выступали над поверхностью. Особенностью выполнения данной операции является работа оборудование на низких оборотах.

Угол сформированного отверстия может составлять 60°, 90° или 120°. Все параметры конического инструмента присутствуют в ГОСТ 14953-80. Выполнение данной операции является точным процессом, поскольку угол изготовленного отверстия должен в точности соответствовать конусу головки винта. Если размер будет не выдержан, то плоскости плохо прилягут, и произойдет перекос крепежа.

Конические зенковки выпускаются двух основных видов:

1. С поперечным отверстием. Конструкция отличается присутствием в конусообразной части отверстия, которое формирует две режущие кромки, а также служит каналом для удаления в процессе резки стружки. Как правило, такая зенковка используется для работы с пластиком, деревом или другими различными мягкими материалами.
2. С несколькими режущими кромками. В состав инструмента входит от 3 до 12 режущих кромок, которые изготавливаются из быстрорежущей стали. Их количество увеличивается вместе с диаметром конусной части зенковки.

Хорошим примером одного из вида инструмента служит Зенковка 25x3,8x10,0x67 коническая Z=3 HSS DIN335 8940 25,000.

Правила работы с зенковкой

Во время выполнения операции зенкования можно использовать сверлильный или токарный станок. При этом следует соблюдать ряд правил:

1. Обязательно хорошо закрепить инструмент в оборудовании. В противном случае качественно обработать отверстие будет невозможно.
2. Располагать инструмент точно в оси с обрабатываемым отверстием.
3. Во время работы обязательно использовать охлаждающие растворы, в качестве которых может быть применено техническое масло.
4. Устанавливать небольшое число оборотов, чтобы не поломать инструмент.
5. Точно подбирать зенковку в соответствии с требуемыми параметрами.

Ошибочно создается впечатление, что зенкерование и зенкование представляют собой одинаковые операции, однако в действительности это совершенно два разные вида обработки отверстий. В первом случае идет их доводка до окончательного размера, а во втором происходит рассверливание без жестких допусков.