Зенкеры по металлу: ГОСТ, диаметры, виды

Что такое зенкерование?

Зенкерование – это процесс механической обработки готовых отверстий для получения идеальной цилиндрической или конусообразной формы. Помогает устранить дефекты, возникшие в ходе предыдущих процессов обработки.

Особенности зенкерования

Зенкерование подходит для отверстий, которые были отштампованы, отлиты или просверлены. Оно помогает создать отверстия 4–5 класса точности. От длины зенкера зависит диаметр отверстия. Зенкеры обычно изготавливают из сталей. Пластины в зенкере могут быть закреплены по-разному: с помощью гайки или клинового крепления, это поможет использовать корпус несколько раз. Для того, чтобы процесс был выполнен максимально точно и качественно рекомендуется, чтобы материал был однородно твёрдым и без твёрдых вкраплений. Это обеспечит тонкую стружку и точные отверстия. Стружку во время работы необходимо удалять, рекомендуется делать это сильной струёй воды или сжатого воздуха, а если деталь лёгкая, то её можно просто опрокинуть. Для уменьшение трения зенкера о стенки отверстия детали калибрующая часть выполняется с обратной конусностью.

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.

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.

Зенкеры по геометрической форме подразделяются на: цилиндрические, конические, торцовые. В зависимости от того, какой результат должен получиться, используется соответствующий тип инструмента:

1. • для работы с деталями и формами цилиндрического вида. Имеют разный диаметр и угол наклона. Предназначены для расширения отверстии до 10 мм. С использованием направляющей цапки получаются углубления для крепежей;
2. • для работы с коническими деталями (датчики, клапаны). Обрабатываемые поверхности, как правило, из чугуна и стали;
3. • для обработки торцевой плоскости детали или изделия (приливов, бобышек).

Зенкеры классифицируют по виду конструкции: цельные, сборные, сварные и с наплавными твердосплавными пластинками. По способу крепления: хвостовой и насадной зенкеры.

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.

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.

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.

Виды и элементы

Сверление отверстий в металле ответственных изделий требует высокой точности. Образованный канал должен строго соответствовать необходимому диаметру. Получить такой результат только одним сверлом сложно: даже незначительное биение приводит к погрешности. Поэтому прецизионное сверление проводят в два этапа: вначале применяют сверло, а после – зенкер по металлу.

Под зенкером понимают специальный инструмент, который имеет несколько лезвий. С помощью него можно делать расширение готового отверстия либо чистовую проточку. Если у сверла рабочая режущая часть расположена на торце, то у зенкера резцы идут по спирали вдоль всего тела. Его работа схожа с работой фрезы, то есть он при вращении срезает тонкий слой металла в высверленном канале.

Операция обработки металла зенкером называется зенкерованием. Бывают разные типы зенкеров, некоторые из них внешне похожи на сверло по металлу, особенно те, которые имеют цельную конструкцию.

Для качественной обработки отверстий не следует применять обычную ручную электродрель – только сверлильный или токарный станок!

Классификация зенкеров и зенковок

К основным назначениям зенкера относятся:

• подготовка поверхности отверстий перед нарезанием резьбы;
• калибровка отверстий для последующего использования шпилек, болтов или других крепёжных изделий.

Операция зенкерования позволяет повысить качество поверхности отверстий до 11, в некоторых случаях до 9 квалитета. Такой уровень точности обработки соответствует шероховатости в 2,5 микрометров. В этом случае устраняются все дефекты, присущие предыдущим операциям: штамповке, литью, сверлению.

Все зенкеры и зенковки делают из быстрорежущей стали. Обычно для них используют легированную сталь (40Х) или углеродистую (Ст45). Чтобы добиться высокого уровня сглаживания и выравнивания (очищения) поверхности отверстия зенкеры имеют несколько режущих кромок.

Классифицируют зенкеры по следующим параметрам:

• точности обработки;
• типу конструкции;
• форме и количеству режущих кромок;
• марке стали, из которой изготовлен инструмент.

По точности обработки все зенкеры подразделяются на две категории:

• зенкер по металлу №1 (используется для подготовительной обработки отверстий перед операцией, так называемого развёртывания);
• зенкер по металлу №2 (применяется для конечной обработки, позволяет получить квалитет точности 11).

По типу конструкции они подразделяются:

• цельные, с коническим хвостовиком;
• цельные насадные;
• цельные хвостовые;
• с пластинами из твёрдого сплава (тип 1);
• насадные с пластинами из твёрдого сплава (тип 2);
• сборные хвостовые с вставленными ножами;
• насадными сборными.

По длине и диаметру зенкер представляет собой аналог спирального сверла. Его рабочая часть состоит из двух составляющих: режущей части и калибрующей. Длина первой части (режущей) зависит от необходимой глубины зенкерования. Вторая часть (калибрующая) представляет собой направляющие вдоль режущей кромки. Их ширина зависит от диаметра обрабатываемого отверстия, то есть от диаметра зенкера и колеблется в интервале от 0,8 до 2,5 миллиметра. Её высота у стандартного зенкера не превышает 0,9 миллиметра.

Отдельным элементом обработки является зенкование. Их сходство в названии приводит к определённой путанице в понимании сущности этих совершенно различных операций. В процессе зенкерования обрабатывается поверхность подготовленного отверстия на всю его глубину. Зенковка по металлу предполагает обработку только верхней части отверстия. Таким образом, формируются углубления под потайные головки метизов (винтов, болтов, шпилек, заклёпок). Конструктивно зенковка отличается от зенкера формой рабочей части. Она имеет режущие зубья на торце вместе с направляющими цапфами. По форме самой режущей части зенковки изготавливаются трёх видов: конические, цилиндрические и торцовые (ещё их называют цековки).

Виды зенкеров и зенковок:

• Цилиндрические, с диаметром от 10 до 20 мм. Лезвия с напылением из износостойких материалов ГОСТ 12489-71.
• Неделимые конические от 10 до 40 мм. Из легированной стали.
• Целые в виде насадок с поперечником от 32 до 80 мм.
• Конические со специальными пластинами из твердого сплава железа.
• Конические с угловым коэффициентом конуса 60, 90, 120 градусов. Для нанесения фасок под крепёж.
• Округлённая зенковка (цилиндрическая)

Описание зенковок и зенкеров

Среди большого разнообразия металлорежущих инструментов, есть небольшие по размеру, но весьма полезные инструменты. К таким металлорежущим инструментам относятся зенкер и зенковка.

Зенковки конические с коническим хвостовиком

• тип 8 — угол при вершине 60 градусов;
• тип 9 — угол при вершине 75 градусов;
• тип 10 — угол при вершине 90 градусов;
• тип 11 — угол при вершине 120 градусов;

Обозначение зенковок по ГОСТ 14953-80

тип 8 60 град	тип 9 75 град	тип 10 90 град	тип11 120 град	D мм	L мм			l мм			Конус Морзе
					тип 8	тип 9	тип 10,11	тип 8	тип 9	тип 10,11
2353-0121	—	2353-0133	2353-0142	16,0	97	—	93	24	—	20	1
2353-0123	—	2353-0135	2353-0144	25,0	125	—	212	33	—	29	2
2353-0124	2353-0129	2353-0136	2353-0145	31,5	132	127	124	40	35	32	3
2353-0125	2353-0131	2353-0137	2353-0146	40	160	155	150	45	40	35	4
2353-0127	2353-0139	2353-0139	2353-0148	63	200	192	185	58	50	43	5

Особенности конических зенкеров

Зенкер конический применяют для операций зенковки металла. Этот технологический процесс предполагает снятие фаски в отверстии или получение конического углубления в металле.

Самый распространенный и доступный для использования элемент конической формы – это инструмент типа ВК8. Его диаметр бывает разным в пределах 15–75 мм. Целевое назначение – создание конических поверхностей в начале отверстий с высоким классом точности.

При этом заглубление получается незначительным, а угол обработки – средним.

Зенкер конического вида имеет хвостовик, тело (основание) и лезвия. Острые кромки, которые отвечают за рез в таком инструменте, бывают в количестве 6–12 единиц. Эти кромки имеют форму прямого типа, основание же внешней части выполнено плоским.

Угол рабочей части (выраженный в градусах) в зависимости от стандарта может быть 120, 90, 75 и 60 единиц. Чтобы во время обработки отверстий соблюсти соосность, некоторые конусные элементы снабжены направляющей цапфой.

По глубине обработки конусные зенкеры делятся на:

• резцы зенкования на небольшую глубину – основание у них цилиндрическое и продолговатое;
• резцы зенкования на небольшую глубину и зенкования материалов листовой стали – основание у них коническое с узкой цилиндрической юбкой;
• резцы для зенкования на большую глубину – основание узкое, цилиндрическое, с небольшим углом к хвостовику.

Получение необходимого углубления в отверстии коническим зенкером предполагает, что во время сверления нужно обеспечить припуск 2–3 мм. Сам процесс обработки осуществляется посредством применения станка для токарных работ, в патрон которого он крепится. Деталь выставляют отверстием напротив резца в строгом соблюдении осей. Рабочая часть инструмента подается к заготовке в ручном режиме.

При работе зенкером в область обработки необходимо подавать материалы, служащие для охлаждения и смазки. В такой процедуре не нуждаются только элементы с твердосплавными напайками!

Правила проведения зенкерной обработки

Зенкерование является финишной операцией металлообработки. Её производят на следующих станках:

• всех видах сверлильных станков;
• токарных станках;
• расточных станках;
• фрезерных станках (как горизонтальных, так и вертикальных);
• на автоматических линиях, в состав которых входит агрегатные станки;
• станках с числовым программным управлением.

Зенкерование

Для получения высокого качества обрабатываемой поверхности, целесообразно соблюдать следующие правила зенкерования металла:

1. Определить требуемый класс точности будущей поверхности.
2. Произвести подбор необходимого инструмента (в зависимости от материала детали).
3. Выбор инструмента по параметрам обрабатываемого отверстия (длины, диаметра, технологических особенностей).
4. Систему крепления зенкера по металлу в применяемом станке.

Разновидности зенковок

Этот подбор осуществляется на основании существующих ГОСТ. Для соблюдения технологии обработки необходимо применять эмульсионные охлаждающие составы. Очень часто операцию зенкерования производят перед конечной операцией – развёртыванием. Для этого применяется специальный инструмент, который называется развёртками. В этом случае необходимо выбирать диаметр зенкера меньше и учитывать допустимые припуски на последующую чистовую обработку. Это важно ещё и потому, что допустимые отклонения у зенкера выше, чем у развёртки. Высокие точности обработки требуют учитывать такой фактор, как изнашивание режущих кромок инструмента, что так же сказывается на точности и качестве обработки.

После зенкерования всегда проявляются следующие негативные факторы:

• Возникает увеличенный или уменьшенный поперечник. Это может быть вызвано неправильной заточкой самого инструмента, не точно подобранной скоростью обработки.
• Не полная, то есть частичная обработка отверстия. Такое явление возникает при неправильной фиксации детали или неверном выборе необходимого припуска на зенкеровку.

Если учесть эти недостатки всегда можно получить отверстие высокого квалитета.