Зенкерование и развертывание отверстий

Зенкерование: инструмент и особенности

Зенкерование – это промежуточный процесс обработки отверстий располагаемый, как правило, между сверлением и разверткой. Это получистовая обработка отверстия с целью:

• повышения точности отверстия до 4-го и даже 5-го класса;
• улучшения шероховатости;
• придания строгой геометрической формы.

Также зенкерование применяется при обработке отверстий полученных литьём или обработкой давлением.

Обработка производится с помощью зенкера, инструмента внешне похожего на сверло, но имеющего ряд конструктивных отличий. Основные отличия – это увеличенная перемычка между режущими кромками, увеличенное количество рабочих кромок и срезанный угол. Всё это обеспечивает высокую устойчивость зенкера и его соосность с обрабатываемым отверстием. Так, наличие 3-4 режущих кромок обеспечивает плавное распределение сил в зоне контакта зенкера с обрабатываемой деталью. Геометрия режущей части обеспечивает обработку отверстия без съема металла в продольном направлении.

Зенкеры различаются по количеству зубьев (3 или 4) и конструкции – насадные, цельные и вставные. Выбор инструмента зависит от диаметра отверстия. Так, применение вставных зенкеров (с вставными ножами) рекомендуется для отверстий диаметром от 20 мм., цельные применяются для малых диаметров (от 12 мм.).

Для получения более точных и сложных поверхностей используются комбинированные типы инструмента с большим количеством режущих кромок (до 8). При этом сборные зенкеры применяются совместно с другим металлорежущим инструментом – сверлами, развертками и т. д.

Назначение операции развертывания

Операция развертывания во многом схожа с зенкерованием. Она также рассчитана на формирование оптимальных по размерам отверстий с возможностью коррекции формы. Но если зенкеры подготавливают отверстия для последующего использования заклепок и болтов, то развертывание позволяет получать точные калиброванные ниши для валов, плунжерных деталей и подшипников. Также развертывание отверстий позволяет минимизировать трение в обрабатываемой зоне и обеспечивать высокую плотность контакта между элементами. Эти задачи достигаются за счет сокращения шероховатости поверхностей отверстия.

Оборудование

Для зенкования и зенкерования используется, чаще всего, сверлильные станки различного типа. Также может быть использован обрабатывающий центр или токарный станок – практически тоже самое оборудование, на котором выполняются и операции сверления. Для обеих операций не рекомендуется использовать ручной инструмент из-за недостаточной точности позиционирования.

Новости

Олеиновая кислота — в наличии!

Олеиновая кислота, СОЖ в наличии

Твердосплавные пластины — расширение каталога!

Большое расширение ассортимента пластин, в наличии!

Торцевые насадные фрезы

Торцевые фрезы в наличии!

Статьи

Зернистость алмазных кругов

Особенности, классификация зернистости алмазных кругов

Коническая резьба для труб

Коническая резьба для труб: как соединить разные нарезки

Зиговка металла

Зиговка металла – процесс обработки листового металла

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.

Техника выполнения зенкерования

Обычно зенкерование выполняется на сверлильных станках. Так же как и сверла, зенкеры устанавливаются в соответствующих патронах или зажимных механизмах. Далее выходные части отверстий обрабатываются коническими зенковками. По этой технике формируются конусные углубления, подходящие для головок заклепок и потайных винтов. Углубления для болтов производятся таким же образом, но уже цилиндрическими зенковками. Данным инструментом также выполняют подрезку торцов, выборку углов и выступов. И зенкерование, и развертывание отверстий на станке контролируются оператором. В современных моделях пневматических и электрических станков допускается возможность обработки в полуавтоматическом и автоматическом режимах. Станки с программным управлением могут использовать аналогичные настройки обработки зенкерами для серийного обслуживания деталей.

Зенкер. Назначение и виды инструмента

Зенкер – инструмент, предназначенный для получистовой обработки металла. Внешне представляет собой металлический вал с режущими поверхностями, напоминающий сверло. Он создан специально для металлообрабатывающей промышленности. Выпускается по ГОСТ 12489-71, ГОСТ 3231-71 или ТУ 2-035-923-83 в соответствии с разновидностью устройства.

По типу закрепления в патроне станка:

По особенностям конструкции:

По геометрической форме:

По направлению ленточек и канавок:

• правого вращения;
• левого вращения.

Цельные хвостовые зенкеры наиболее похожи на свёрла, но отличаются наличием большего количества режущих кромок. В их поперечном сечении насчитывает от 3 до 6 таких острых зубчиков. Для изготовления применяется быстрорежущие инструментальные стали Р9, Р18, а также легированные пластины с повышенной твёрдостью и износоустойчивостью ВК4, ВК6, ВК8, Т15К6. Допустимая скорость резания у моделей с твердосплавными вставками выше, что увеличивает их КПД.

Насадные зенкеры не имеют хвостика и крепятся с помощью оправки, для чего в теле инструмента предусмотрен паз.

В их поперечнике строго 4 зубца. Сама насадка иногда комплектуется съёмными рабочими лезвиями из твёрдых сплавов. Фиксируются резаки клиньями, и могут заменяться по мере надобности.

Конический зенкер похож на бур, рабочая часть инструмента сужается к его концу. Применяется для обработки наклонных круговых поверхностей. Изготовляются из легированной стали и металлокерамики.

Ленточки сверла-зенкера могут быть закручены в разных направлениях, соответственно выделяют профили правого и левого вращения. Зенкеры левого вращения применяются в токарных полуавтоматах, осуществляющих подачу материала с правой стороны.

Выбор разновидности зенкера напрямую обусловлен размером отверстия в заготовке и её материалом. При диаметре до 12 мм работают цельными зенкерами, начиная от 20 мм – зенкерами-насадками и инструментом со вставными легированными лезвиями. Когда требуется сделать более гладкие и крупные отверстия в станок устанавливаются комбинированные модели, где может быть до восьми острых зубчиков, при этом данные зенкеры опционально комбинируются со сверлами, развертками и другими сверлильно-режущими инструментами.

Инструмент для развертывания

Развертки также представляют собой инструмент, напоминающий сверла. Рабочая часть в данном случае обеспечивается расположенными по окружности стержня зубьями. Помимо этого, существуют вспомогательные функциональные части резчика. Это заборная, калибрующая и цилиндрическая части. Непосредственную резку производит направляющий конус, края которого снимают припуск металла, но в то же время предохраняют вершину режущей кромки от забоин. И здесь можно выделить отдельные конструктивные части, различающие данную методику и зенкование. Зенкерование и развертывание отверстий сходятся в операциях резки, однако калибрующая часть развертки также выполняет функции направления и отвода стружки. Для этого предназначены специальные канавки, делающие инструмент более самостоятельным.

Отличие зенкерования от смежных операций

Зенкерование сходно с развёртыванием отверстий, режущие кромки инструмента снимают лишний материал со стеноктия, уменьшают шероховатость и увеличивают диаметр. Это получистовая операция, что значит, за ней следует ещё один этап обработки. Развёртывание – финишная процедура. Во время зенкерования устраняются дефекты сверления, штамповки и литья. В процессе можно немного откорректировать привязку, добиться лучшей соосности для будущего соединения. Точность удаётся повысить до 5, а иногда даже до 4-го класса.

При установке режима резания нужно помнить, что толщина удаляемого металла при зенкеровании равна половине припуска для заданного диаметра отверстия. Если сравнивать со сверлением, то подачу можно сделать больше в 1,5-2 раза, а скорость оставить такой же. Конкретные параметры резания рассчитываются по формулам, приводимым в нормативной литературе.

Так как зенкер обладает большей в сравнении со сверлом жёсткостью, из-за повышенного числа острых выступов, возрастает точность направления движения, а также качество обработки, гладкость и чистота поверхности. Для сравнения сверление даёт шероховатость 20 мкм и квалитеты 11–12, зенкерование – шероховатость 2,5 мкм, квалитеты 9–11, а развёртывание – шероховатость 0,25-1,25 мкм и квалитеты 6–9. Квалитетом называют точность изготовления детали, с увеличением его значения допуски растут, а точность падает. Если технологическим процессом для обработки изделия требуется и зенкерование и развёртка, то они производятся за одну установку и выверку заготовки на станке.

Зенкование и зенкерование нередко путают из-за похожести названий. На самом деле, зенкование имеет совершенно иную цель, и для него используется отличный инструмент, название которому зенковка.

При этом виде обработки создаются углубления для размещения крепежа заподлицо с поверхностью детали. Помимо снятия фасок, зенковку применяют для вырезания углублений конической формы. Ещё одним назначением будет зачистка и обработка выемок перед монтажом крепежа, это делается при помощи плоских или же торцевых зенковок, именуемых ещё цековками, что более грамотно.

Наибольшее распространение на рынке получили конические зенковки с рабочими углами в 90 и 120º, которыми создаются углубления, чтобы прятать шляпки болтов и винтов. В металлообрабатывающей промышленности находят своё применение и зенковки с плоским кончиком, служащие для зачистки выемок под крепежные элементы. Устанавливают зенковки в те же станки, что и другой инструмент для обработки отверстий для крепежа.

Особенности зенкования

Зенкование – это механическая обработка отверстий с целью создания различных геометрических углублений для потайного размещения крепежных изделий. Также она применяется для нарезки внутренних фасок. Для этих целей есть специальный инструмент – зенковка, имеющие различную форму. Выбор зенковки зависит от необходимого конечного результата.

Основные виды зенковок

Цилиндрические зенковки. Применяются для получения цилиндрических выемок в просверленных отверстиях под установку болтов и винтов.

• Конические зенковки. Используются для вырезания отверстий конусной формы внутри детали, а также для зачистки острых кромок, снятия фасок и подготовки углублений под крепежные элементы. Чаще всего применяется инструмент с конусным углом 90° и 120°.
• Плоские или торцевые зенковки, также можно встретить название цековки. Преимущественно применяются для зачистки и обработки углублений перед установкой крепежных изделий.

Зенковка состоит из рабочей части и хвостовика со специальной цапфой выполняющей функцию направляющего пояса. Цапфа необходима для контроля соосности в процессе нарезки углублений.

Как зенкеровать металл правильно

Если мастер-любитель может взять для зенкерования сверло и дрель, то в условиях промышленности для этого могут использовать следующее станки:

Процесс зенкерования проходит в строгом соответствии с технологией, общие моменты в которой можно описать в виде следующих рекомендаций:

• В литых деталях с неравномерным запасом на последующую металлообработку необходимо расточить отверстие на глубину 5–10 мм для правильного направления движения режущего инструмента.
• Для операции зенкерования отверстий оставляется припуск 1–3 мм в зависимости от итогового диаметра.
• Зенкерование стальных изделий не обходится без охлаждения специальными масляными растворами. При работе с чугуном, а также цветметом оно не является обязательным.
• Оптимальный вариант зенкера и режим работы подбирают с учётом необходимого диаметра отверстия, точности обработки, её глубины, металла детали и опций производственного станка.
• Крепление режущего инструмента должно стыковаться с тем слотом, что есть на рабочей станции.
• В случае, когда предполагается чистовая обработка развёрткой, то при зенкеровании часть припуска, от 0,15 до 0,3 мм оставляют для дальнейшей работы.
• Для обработки изделий из закалённых и легированных сталей используют зенкеры с твердосплавными вставками диаметром 14-50 мм и 3-4 зубчиками.
• При обработке цветных металлов и сплавов железа с высоким содержанием углерода в дело идут перовые зенкеры.
• Инструментом из быстрорежущей стали обрабатывают изделия из обычной конструкционной стали. При отверстиях более 40 мм оснастку дополняют насадками с диаметром 32–80 мм.

Несоответствие процесса установленной технологии часто выступает причиной брака. При большом износе инструмента получившееся отверстие будет меньше, чем по проекту. Когда мастер завысил подачу, или на зубья зенкера налипли отходы, чистота обработки может не удовлетворять качеству. Другие дефекты: часть поверхности не обработана, полученный диаметр больше требуемого, являются следствием неправильного выбора зенкера или его неправильной установки.

Выполнение развертывания

Машинное развертывание выполняется по тем же принципам, что и зенкование. Инструмент фиксируется в патроне, а затем направляется в обрабатываемую зону станком. Единственным отличием являются более высокие требования к охлаждению рабочей оснастки в процессе работы и смазке отверстий. В качестве смазывающего состава используют минеральное масло, скипидар и синтетические эмульсии. Иначе выполняется ручная обработка отверстий. Развертывание такого типа предполагает изначальную фиксацию заготовки в тисках. Далее в отверстие вставляется наконечник развертки и путем кручения воротка достигается результат. Причем вращать инструмент можно только в одном направлении – до формирования необходимых параметров изделия.