Зенкование отверстий

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.

Зенкование- это обработка на вершине просверленных отверстий цилиндрических или конических углублений под головки винтов и заклепок, а также фасок.

Основные правила зенкования отврствий:

  • необходимо соблюдать правильную последовательность зенкования отверстий: вначале просверлить отверстие, а потом осуществить его зенкование;
  • сверление отверстия и его зенкование следует производить с одной установки заготовки (детали), сменяя только инструмент;
  • зенкование следует выполнять при ручной подаче зенковки и малой частоте вращения шпинделя (не более 100 об/мин) с применением эмульсии, глубину зенкования надо проверять штангенциркулем или линейкой станка;

— при зенковании отверстий цилиндрической зенковкой, когда диаметр цапфы больше диаметра отверстия, необходимо вначале просверлить отверстие по диаметру цапфы, а затем зенковать отверстие. Заключительная операция — рассверливание отверстия на заданный размер.

зенкер металл отверстие конический

Применение и виды зенкеров

Зенкер представляет собой многолезвенный, многозубый режущий стержень, 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 вдоль оси.

Разработали зенкер для металлообрабатывающей промышленности с целью обработки просверленного, продолбленного или выполненного с помощью штамповки отверстия. Сейчас зенкеры также применяют в процессах металлообработки. Зенкер по металлу используется при выполнении промежуточной или уже конечный обработки. В связи с этим выделяют два вида инструмента:

  • для последующего развертывания с припуском;
  • для получения высокоточного отверстия — с квалитетом Н11 (допуск 4-5 класса точности).

Зенкер с твердосплавными пластинами

При применении расточки увеличивается диаметр, повышается точность поверхности и чистота отверстия. Зенкерование предназначается в основном для:

14 стр., 6744 слов

Лазерное сверление отверстий

... для многих других операций по обработке материалов. Так что сегодня мы можем говорить о возникновении и развитии новой технологии - лазерной. Лазерное сверление отверстий в металлах Использование лазера ... с которым справился столь же успешно,-сверление (пробивание) отверстий в алмазных фильерах. Возможно, не все знают, что для получения очень тонкой проволоки из меди, бронзы, вольфрама используется ...

  • достижения более гладкой, чистой поверхности отверстия перед процедурой развертывания или нарезания резьбы;
  • калибрования отверстия под болт, шпильку или какой-либо другой крепеж.

Применяется зенкер также при обработке торцевых поверхностей и при выполнении некоторых операций, придающих отверстию нужный профиль (например, расширение до нужной глубины под головки болтов).

Зенкеры подразделяют на несколько видов по способу их закрепления в станок:

  • насадной;
  • хвостовой (с метрическим конусом или с конусом Морзе — виды хвостовика для крепления в станок).

Зенкер алмазный

По конструкции бывают следующие виды зенкеров:

  • сборные;
  • цельные;
  • сварные;
  • с твердосплавными пластинами.

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 зенкера 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 увеличения диаметра отверстия, используется чаще всего в перфораторах) и обратный.

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, более ровной становится соосность.

Часто при прохождении сверлом отверстий (особенно глубоких) наблюдается отклонение от центра из-за невысокой жесткости. Но зенкер имеет более высокую жесткость из-за увеличенного числа режущих зубьев. Это обеспечивает более точное направление, 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.

Еще более точной операцией является процесс развертывания (6-9-й квалитеты, Rа 1,25- 0,25 микрометров).

Это уже чистовая обработка резанием. Зенкерование — получистовая операция.

Нередко зенкерование путают с зенкованием, и некорректно называют зенкером другой инструмент — зенковку.

Зенковка применяется в процессе снятия фаски с центровых отверстий, а также для получения углублений конической формы.

Развертки конические под конус Морзе

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. Именно поэтому в условиях производства данную машинную обработку выполняют с помощью станков:

4 стр., 1975 слов

Углеродистые и легированные стали

... горячекатаные и кованые заготовки диаметром (или толщиной) до 250 мм, калиброванная сталь и серебрянка. Углеродистая сталь - наиболее распространённый вид чёрных металлов. Конструкционной По качеству конструкционная ... и пониженных классов точности; холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной ...

  • токарных (чаще всего);
  • сверлильных (не менее часто);
  • расточных (нередко, как одну из вторичных операций);
  • агрегатных (как вторичную операцию автоматизированной линии);
  • вертикальных или горизонтальных фрезерных (редко).

В процессе обработки отлитого отверстия желательно прежде расточить его резцом примерно на 5-10 миллиметров в глубину для того, чтобы зенкер принял правильное первоначальное направление.

Для обработки стали рекомендуется применять смазочно-охлаждающие жидкости. Процесс зенкерования чугуна и цветных металлов охлаждения не требует. Правильный подбор металлорежущего зенкера — очень важный этап. Для этого обращают внимание на определенные факторы:

1. Тип зенкера подбирается в зависимости от материала детали, характера проводимой обработки. Должны также учитываться месторасположение отверстия, серийность выполняемых процессов.

2. Исходя из заданных глубины, диаметра, необходимой точности обработки, подбирают размер зенкера.

3. Конструкцию зенкера определяют по способу закрепления его на станке.

4. Материал зенкера зависит от материала обрабатываемой детали, интенсивности режима работы и некоторых других факторов.

Зенкерование на вертикально сверлильном станке с ЧПУ

Зенкер выбирают по справочникам или согласно ГОСТу. Инструмент должен соответствовать определенным техническим условиям применения:

  • Изделия, изготовленные из конструкционной стали, с отверстиями до 40 миллиметров в диаметре обрабатываются зенкером, изготовленным из быстрорежущей стали, имеющим диаметр соответственно 10-40 миллиметров и 3-4 зуба.
  • Для изделий из труднообрабатываемых и закаленных сталей при расточке применяют оснастку с твердосплавными пластинками диаметром 14-50 миллиметров и имеющую 3-4 зуба.
  • В изделиях из конструкционной стали отверстия до 80 миллиметров диаметром растачивают зенкером из быстрорежущей стали, применяя насадные головки диаметром 32-80 миллиметров.
  • В изделиях из цветных металлов и чугуна для расточки глухих отверстий применяют перовой зенкер.
  • Глухие отверстия диаметром 15-25 миллиметров обрабатывают специальным инструментом для зенкерования, в корпусе которого имеется канал, по которому подается смазочно-охлаждающая жидкость в зону резания.

Необходимым условием при зенкеровании является соблюдение припусков. Диаметр выбранной оснастки в итоге должен совпасть с конечным диаметром отверстия после обработки. При условии дальнейшей расточки разверткой диаметр зенкера 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.

Комбинированные инструменты для зенкования отверстий

Зенкование: снятие фасок у отверстий, получение конических и цилиндрических углублений для головок винтов и заклепок, а также подрезание торцов, плоскостей бобышек и т. д.

22 стр., 10795 слов

Проектирование операций механической обработки поверхностей детали

... 1.72 1.74 2 2.2 Определение операционных размеров С помощью планов обработки элементарных поверхностей определяют операционные размеры. Припуски на обработку выбираем по нормативам, руководствуясь [4]. Таблица 2.2.1 - ... Операционный размер КВ. Т Сверление 13 270 40 28,7 Растачивание черновое 10 70 25 0,8 29,5 Растачивание чистовое 9 43 20 0,5 30 Переходы Квалитет Шероховатость ...

Инструмент, которым выполняются эти операции, называется зенковкой.

Конструкции зенковок существенно отличаются от конструкций обычных цилиндрических зенкеров. Основной особенностью зенковок является наличие зубьев на горце и направляющих цапф, которыми инструмент вводится в уже просверленное отверстие.

В табл. 1 приведены основные типы поверхностей, получаемых зенкованием, а в табл. 2 — основные типы зенковок, применяемых для обработки этих поверхностей

В целях повышения производительности труда часто стараются совместить два перехода — сверление и зен-кование отверстия под головку болта, винта и т.п.

Для этого используются комбинированные инструменты — сверла-зенковки, одна из конструкций которых изображена на рис. 1:

Здесь сверло 2 при помощи винта закрепляется в определенном по высоте положении в пустотелом корпусе зенковки 3 .

Рис. 1 — Комбинированный инструмент: сверло и коническая зенковка

На ряде заводов успешно применяется комбинированный инструмент для одновременного сверления и зенкования. Этот инструмент (рис. 2) состоит из спирального сверла / и резца-клина 3 , закрепленных в литой державке 2. Державка представляет собой кольцо со сквозным пазом и выступом, соответствующим спиральной канавке сверла.

Резец-клин вставляется в паз державки и заклинивает в ней сверло.

В зависимости от требуемой формы зенковки резцу-клину придается либо конусная форма затачивания под углом 60° (рис. 2, а), либо прямоугольная (рис. 2, б), либо радиусная (рис. 2, в ).

Рис. 2 — Комбинированный инструмент: сверло и резец для зенкования отверстий.

Таблица 1. Зенкование под болты, гайки и заклепки

Основные типы специальных зенковок для обработки цилиндрических углублений, торцовых и конических поверхностей

Зенковки для обработки цилиндрических углублений

Направляющая цапфа / входит в просверленное отверстие, а режущая часть 2 зенкует цилиндрическое углубление диаметром, равным D. Диаметр цапфы должен быть равен диаметру ранее просверленного отверстия.

Иногда цапфы делают съемными; это позволяет использовать одну зенковку для зенкова-ния отверстий разных диаметров.

Зенковки рассматриваемого типа используются не только для образования цилиндрических углублений, но и для обработки торцовых поверхностей и площадок под гайки и головки болтов.

Пластинчатыми зенковками можно производить зенкование торцовых поверхностей и цилиндрических углублений диаметром не менее 25 мм.

Если режущей пластине придать конусную форму, то такими зенковками можно зенковать также конические углубления под потайные винты и снимать фаски.

Зенковки насадные для подрезания внутренних торцовых поверхностей

Такими зенковками обрабатывают торцовые поверхности бобышек во внутренних полостях корпусов и других деталей.

Зенковки применяют со специальными оправками 3, которые вводят во внутренние полости деталей, после чего на них надевают зенковки 2 и закрепляют винтами 1.

5 стр., 2020 слов

Методы обработки цилиндрических поверхностей

... IV). Обработка цилиндрических поверхностей 1. Обтачивание гладких поверхностей. Технические требования. При обработке цилиндрической поверхности токарь должен выдержать ее размеры (диаметр, длину), правильную форму и требуемую чистоту.. Точность размеров ограничивается допустимыми отклонениями, проставляемыми на ...

Зенковки этого типа изготовляют односторонними и двусторонними.

Зенковки для зенкования конических поверхностей

Эти зенковки используются для обработки конических поверхностей под головки потайных винтов, под заклепки и для снятия фасок в отверстиях.

В зависимости от заданного в конструкции детали угла конусной поверхности угол 2q зенковки берется равным 60, 75, 90 или 120°.

Зенковки применяются как с направляющей цапфой, так и без нее.

Режимы резания при зенковании отверстий

Рекомендуемые значения подач при работе зенкерами указаны в табл.2.

Приведенные здесь величины подач указаны для материалов средней твердости. Наибольшие предельные величины подач рекомендуется принимать при черновом зенкеровании, средние — при зенкеровании под последующее развертывание при невысоких требованиях к чистоте поверхности и ‘ наименьшие — при зенкеровании по 4-му классу точности и под последующее развертывание.

При обработке материалов разной твердости подачи следует принимать с поправочными коэффициентами.

Скорость резания при зенкеровании выбирается в соответствии с рекомендациями. Режимы резания при зенковании приведены в табл. 2.

Таблица 2 Режимы резания при зенковании и подрезании торцовых поверхностей инструментами из инструментальных сталей

Выводы

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.

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/zenkovanie-metalla/

1. Н.А. Нефёдов, К.А. Осипов «Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту». — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: «Машиностроение», 1990.

2. Шатин В.П., Шатин Ю.В. «Справочник конструктора-инструментальщика». М.: «Машиностроение», 1975.

3. «Справочник технолога-машиностроителя» Т.2 Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.:»Машиностроение», 1985.

4. Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. «Металлорежущие инструменты». — М.: «Машиностроение», 1989.

5. Лекции по курсу «Металлорежущий инструмент», читал Левченко А.В.