Зенкеры по металлу - типы, характеристики, конструкция, особенности

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!

Виды зенкеров

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

• 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;
• для работы с коническими деталями (датчики, клапаны). Обрабатываемые поверхности, как правило, из чугуна и стали;
• 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.

Цекование отверстия: основные правила

Цекование отверстия — это операция, которая проводится на станках с минимальным ходом. Для работы оптимален режим зенкерования, настроенный на сверлильном, токарном, расточном или другом слесарном оборудовании. В отдельных ситуациях используют инструменты комбинированного типа, которые за один подход выполняют несколько операций: сверление, зенкерование, ценкование, зенкование и т. п. Все эти процессы — часть операции сверления.

Изображение №8: Цековка посадочных гнезд клапанов

Несмотря на то что режущие инструменты в основном используют на промышленном оборудовании, покупают цековки и для домашних нужд. В работе с таким инструментом мастерам следует придерживаться нескольких правил.

При обработке открытых плоскостей зафиксируйте на хвостовике упор, используя упорную гайку и контргайку.
При цековании отверстия под шляпки винтов и болтов берите инструмент с углом при вершине в 90 градусов. Необходимость уменьшения угла оправдана для сохранения огранки на поверхности обрабатываемых отверстий.
Делайте углубления в 2 этапа. Вначале рассверлите отверстие до нужного диаметра, затем придайте ему требуемые форму и размер.
Следите, чтобы направляющая инструмента не соприкасалась с втулкой всей поверхностью. Если не следовать этому правилу, цековка по металлу застрянет во втулке из-за сильного нагревания материала, вызванного вращением шпинделя.

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.

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, достигается высокая степень соосности.

Часто при формировании отверстий сверлом (особенно глубоких) наблюдается отклонение от центра из-за невысокой жесткости инструмента. Зенкер от сверла отличается тем, что имеет более высокую жесткость из-за увеличенного числа режущих зубьев. Важно, что такое отличие обеспечивает более точное направление движения инструмента, 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.

Развертки конические под конус Морзе

Еще более точной операцией является процесс развертывания (6–9-й квалитеты, Rа 1,25– 0,25 микрометров). Это уже чистовая обработка резанием. Зенкерование отверстий – получистовая операция. Зенкерование и развертывание отверстий, если обе этих операции предусмотрены технологическим процессом, выполняются за одну установку детали на станке.

Нередко путают зенкерование и зенкование отверстий и некорректно называют зенкером другой инструмент – зенковку (см. фото ниже). Зенковки, в отличие от зенкеров, имеют другую конструкцию и применяются для решения иных технологических задач.

Зенковки конические

Зенковка применяется в процессе снятия фаски с верхней части отверстий, а также для получения углублений конической формы. Бывает также зенковка цилиндрическая, но такой инструмент правильнее называть цековкой. При помощи такого инструмента в деталях получают углубления соответствующей формы. Для выполнения такой зенковочной операции также может быть использован универсальный инструмент – сверло, специально совмещенное с зенковкой.

Посмотрев данное видео, можно легко понять принцип работы и назначение зенковки, а также ее отличие от зенкера и других родственных инструментов для обработке отверстий.

Чтобы не путаться в схожих операциях, достаточно рассмотреть и запомнить данную схему, наглядно объясняющую конструктивные отличия и назначение инструментов для обработки отверстий

Чем зенкер отличается от зенковки

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.

Классификация зенкеров и их назначение

Зенкер был разработан для машиностроения и применяется в основном в операциях металлообработки. Бывают разные виды зенкеров – все они используются в определенных технологических процессах. Классификация инструмента идет в первую очередь по двум основным группам:

К первой группе относятся элементы разных видов и конструкций, основным назначением которых является промежуточный этап обработки, за ним следуют припуск и развертывание.
Во вторую группу входят инструменты, предназначенные для финишной обработки отверстий в металле с точностью, что соответствует 4 и 5 классу (Н11 – квалитет).

Имеются отличия по конструкции. В этой категории бывают следующие виды инструмента:

Цельнометаллический элемент, где режущая рабочая часть и хвостовик выполнены на одном металлическом стержне.
Сборный элемент – зенкер насадной, который надевается на стержень направляющей. В качестве направляющей может быть продолжение хвостовика или специальное сверло. Суть в том, что можно объединить разные по диаметру элементы на одном инструменте, если отверстие сложное и имеет несколько диаметров.
Зенкер сварной.
Инструмент, в котором имеются твердосплавные режущие пластины.

Также есть отличия по форме рабочей зоны. Это такие виды инструмента:

Элементы с рабочей областью в форме цилиндра. Их основное назначение – расширять отверстия методом зенкерования.
Элементы с цилиндрической рабочей областью, где имеется направляющая цапфа. Эта конструкция используется для обработки отверстий под крепежные метизы.
Зенкеры конической формы необходимы, если нужно образовать коническое углубление в начале отверстия.
Элементы с рабочей областью на торце инструмента позволяют проводить зачистку торцевых плоскостей приливов, бобышек.

Особенности конических зенкеров

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.

Сферы применения зенковки

Зенкование и зенкерование, несмотря на то, что используются для обработки предварительно подготовленных отверстий, имеют ряд принципиальных отличий. Основным назначением зенкования является формирование в верхней части предварительно подготовленного отверстия конических или цилиндрических углублений, которые необходимы для того, чтобы скрывать головки используемых крепежных элементов.

Коническая зенковка с хвостовиком Морзе тип 8, материал режущей части — сталь HSS (аналог Р6М5)

По степени чистоты формируемого в процессе выполнения зенкования углубления такую технологическую операцию относят к получистовой. Как правило, ее выполняют перед развертыванием отверстий в заготовках из различных материалов. В качестве оборудования, на котором выполняется зенкование, могут использоваться сверлильные, токарные, фрезерные и расточные станки. Отличительной особенностью такой технологической операции является то, что выполняют ее на малых оборотах, совершаемых зенковкой или обрабатываемой заготовкой.

По конструктивному исполнению различают зенковки:

конические (ГОСТ 14953-80);
цилиндрического типа.

Типы конических зенковок

Отдельную категорию зенковок составляют шарошки, которые изготавливаются из твердосплавных материалов и используются преимущественно для выполнения шлифовально-обдирочных работ. Еще одним типом зенковок, которые применяются для обработки и снятия фасок в отверстиях, расположенных в труднодоступных местах, являются инструменты обратного типа. Специалисты, которые часто работают с зенковками данного типа, предпочитают иметь в своем распоряжении целые их наборы, которые позволяют выполнять обработку отверстий с различными геометрическими параметрами.

Шарошка – разновидность зенковки, используемая для прирезки клапанов двигателя внутреного сгорания

Так, на зенковках различных диаметров (12–60 мм) может содержаться от шести до двенадцати режущих зубьев. В зависимости от длины используемого для обработки инструмента, которая также регламентируется положениями нормативного документа, для его поддержки на станке может использоваться цапфа, обеспечивающая соосность формируемой поверхности.

Типы стандартных конических зенковок

Цилиндрические зенковки, в отличие от конического инструмента (выпускаемого по требованиям, которые оговаривает ГОСТ 14953-80), целенаправленно используются для подрезания фасок под металлические изделия. Рабочая часть такой зенковки, обычно имеющая износоустойчивое покрытие, напоминает сверло, но отличается от него большим количеством режущих зубьев. В зависимости от диаметра рабочей части, на ней может быть от 4 до 10 режущих зубьев. Чтобы надежно зафиксировать положение такого инструмента в процессе его работы, на его торце имеется специальная направляющая цапфа – цельная или съемная. Наиболее удобными и практичными в использовании являются зенковки со съемными цапфами. Кроме того, для большей эффективности выполняемой обработки на зенковку могут устанавливать дополнительную режущую насадку.

Для того чтобы при помощи одной зенковки обработать несколько отверстий на одну глубину, инструмент оснащают специальной державкой с ограничителем, который может быть неподвижным или вращающимся. Режущий инструмент в таком случае крепится в державке, а его рабочая часть выступает из ее упора на величину, равную глубине обрабатываемого отверстия.

Эти фаски на отверстиях были выполнены конической зенковкой

Материалом для изготовления зенковок могут служить различные металлы и сплавы, в частности:

углеродистые инструментальные стали;
легированные быстрорежущие стальные сплавы;
твердосплавные материалы.

Для обработки отверстий, выполненных в мягких металлах, а также в таких материалах, как дерево или пластик, применяются зенковки, изготовленные из стальных сплавов. Если же необходимо выполнять обработку отверстий, которые выполнены в изделиях из более твердых металлов, то для этого используют твердосплавные зенковки. Последние в состоянии выдерживать значительные нагрузки, возникающие при обработке металлов с высокой твердостью.

Виды инструментов для обработки отверстий

И зенковка, и зенкер по своим геометрическим параметрам должны соответствовать требованиям, которые указывают соответствующий ГОСТ или Технические условия (ТУ). Рабочая часть зенкера состоит из множества режущих лезвий. Используется он для того, чтобы выполнять обработку отверстий, предварительно полученных методом сверления. В зависимости от конструктивного исполнения и сферы применения различают следующие виды зенкеров.

Цилиндрические инструменты, на рабочую часть которых нанесено покрытие из износоустойчивого материала. Зенкеры данного типа, требования к которым регламентирует ГОСТ 12489-71, выпускаются с диаметрами от 10 до 20 мм.
Цельные зенкеры конического типа, выпускаемые в диапазоне диаметров 10–40 мм. Материалом для изготовления этих инструментов, характеристики которых должны соответствовать требованиям ТУ 2-035-923-83, может выступать легированная быстрорежущая сталь, а также инструментальные стальные сплавы. При этом на рабочую поверхность такого зенкера наносится износоустойчивое покрытие. Инструменты, относящиеся к данной категории, могут использоваться для обработки отверстий, выполненных в стальных и чугунных деталях.
Зенкеры цельного насадного типа, диаметр которых может находиться в интервале 32–80 мм. Они изготавливаются в соответствии с требованиями, которые устанавливает ГОСТ 12489-71.
Конические зенкеры, которые могут быть двух типов: тип 1, выпускаемый по ГОСТ 3231-71, и тип 2 – насадной зенкер, требования к характеристикам которого регламентируются положениями того же нормативного документа. Зенкеры двух данных типов отличаются только наличием пластин на их рабочей части, которые изготавливаются из твердосплавного материала.

Зенкер с направляющей цапфой

Зенковка также относится к категории многолезвийных режущих инструментов, но от зенкера ее отличает перечень технологических задач, которые можно решать с ее помощью. В частности, используя ее, можно выполнять углубления в предварительно выполненных отверстиях, формировать на их поверхности фаски и т.д. Различают следующие виды зенковок в зависимости от их конструктивного исполнения.

Конические зенковки, рабочая поверхность которых может изготавливаться с углами 60, 90 и 120°. Производство таких зенковок регламентирует ГОСТ 14953-80Е, а используются они для обработки отверстий под крепежные элементы, металлические изделия, а также для снятия внутренних фасок.
Зенковки цилиндрического типа, которые могут выпускаться с коническим или цилиндрическим хвостовиком, а также с износоустойчивым покрытием на рабочей поверхности. Нормативным документом, положениями которого регламентируются требования к характеристикам цилиндрических зенковок, является ГОСТ 2И22-2-80. При помощи такого инструмента обычно обрабатывают поверхности опорного типа.

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:

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

ГОСТ 14953-80 С. 13

Тип 4

Черт. 4

мм

Таблица 4

Типы 5, 6, 7

Черт. 5

Размеры в мм Таблица 5

* Размер на малом диаметре.

Типы 8, 9, 10, 11

зубьев-Z

Размеры в мм Таблица 6

ГОСТ 14953-80 С. 15

Обозначение зенковки	Применяемость	D	d	L
2353-0083	5,0	2,00	45	3,0
2353-0084	6,3	2,50	50	3,7
2353-0085	8,0	3,15	4,7
2353-0086	10,0	4,00	56	6,0
2353-0087	12,5	5,00	63	7,4
2353-0088	16,0	6,30	71	9,5

Пример условного обозначения зенковки типа 2, диаметром D = 5 мм:

Зенковка 2353-0083 ГОСТ 14953-80 Тип 3

Обозначение зенковки	Применяемость	d	D	D\	L
2357-0001	0,80	5,0	1,55	35,5	0,82
2357-0002	1,00	6,3	2,00	1,13
2357-0003	1,25	7,1	2,40	40,0	1,21
2357-0004	1,60	8,0	3,10	45,0	1,52
2357-0005	2,00	10,0	4,00	2,20
2357-0006	2,50	12,5	5,00	50,0	2,60
2357-0007	3,15	14,0	6,40	3,30
2357-0008	4,00	16,0	7,90	56,0	4,20
2357-0009	5,00	20,0	10,00	63,0	5,20
2357-0010	6,30	25,0	12,50	71,0	6,50

Пример условного обозначения зенковки типа 3, диаметром D = 5 мм:

Зенковка 2357-0001 ГОСТ 14953-80

Тип 4

мм
Таблица 4

Пример условного обозначения зенковки типа 4, диаметром D = 6,3 мм:
Зенковка 2353-0089 ГОСТ 14953-80

Таблица 5
мм

Продолжение табл. 5

Пример условного обозначения зенковки типа 6, диаметром D — 10 мм:
Зенковка 2353-0108 ГОСТ 14953-80

Размеры, мм
Таблица 6