Зенкерование отверстий: что это такое — отличие от зенковки

Зенковка коническая – инструмент для образования конусообразного углубления на входной части отверстия под крепежный элемент. Зенкерование отверстий позволяет скрыть потайные головки винтов, болтов, шурупов или заклепок заподлицо с поверхностью. Данная операция выполняется на низких оборотах металлообрабатывающего станка или ручной дрели.

Изготовление зенковок регламентируется ГОСТ 14953-80

и зарубежными стандартами
DIN 334
,
DIN 335
и др. Основная характеристика инструмента – диаметр и угол конуса при вершине. По отечественному стандарту инструмент выпускается с углом 60°, 90°, 120° и наружным диаметром от 5 до 80 мм. Угол конуса режущей части зенкера соответствует определенному профилю головки метиза.

Винты и шурупы с потайными головками 90° наиболее распространены в нашей стране, тогда как, например, в Америке чаще встречаются дюймовый крепеж с конусом головки 82° (резьба UNC, UNF). Винты с британской резьбой BSF, BSW могут иметь 100º. Угол 75° распространен среди заклепок под молоток, а 100º и 120° – среди вытяжных заклепок. В аэрокосмической промышленности потайные крепежные детали обычно имеют угол 100°.

Зенкерование

Для получения паза или отверстия в металлической поверхности, в первую очередь нам необходимо его высверлить. Это всегда начальный этап. Но до этапа развертки нужно полученное углубление еще и очистить. То есть, убрать всевозможные наслоения металла, заусенцы, неровности. И подогнать точность до того параметра, который указан по чертежам. Именно вот этот этап обработки, практически уже чистовой, нам и необходим.

Для этого используется специальный инструмент – зенкер. С его помощью мы можем добиться:

• Подгонки класса точности до 4, а в некоторых случаях и 5 уровня.
• Повышения уровня сцепления покрытия, придание ей равномерной и шероховатой поверхности, что важно для последующего сцепления.
• Работа с геометрией. То есть, возможность придания объекту задуманной геометрической формы с симметричными краями.

Вернемся к инструменту, с помощью которого и производится весь технический процесс. Несмотря на внешнюю схожесть, отличия зенкера от сверла весьма серьезные. А точное, большее количество режущих кромок и более крупные перемычки между ними. В результате у нас получается от 3 до 4 кромок. И они в совокупности оказываются плавное давление на металл, надежно сцепляются с поверхностью. И что не менее важно, не снимают стружку продольно, а только поперечно. В итоге происходит своего рода интенсивная шлифовка.

Конструктивные особенности

1. Рабочий орган. Основная часть элемента, которая, по сути, выполняет операцию зенкования. В ней присутствуют режущие кромки – их может быть различное количество. Также здесь имеется основание – цилиндрическая часть, куда от вершины конуса сходятся резцы.
2. Хвостовик – важная часть элемента. С его помощью резец закрепляется в патроне оборудования. Хвостовики тоже бывают разными: у одних тело по форме напоминает цилиндр, у других оно выглядит, как усеченный конус.
3. Между хвостовиком и рабочей зоной имеется небольшой перешеек – это тоже элемент зенковки. Перешеек – самая слабая часть инструмента. Он имеет меньший диаметр, нежели хвостовик и рабочая головка. Его предназначение – быть предохранителем на случай заклинивания резца в заготовке, он должен в этом случае просто лопнуть и предотвратить более масштабные разрушения.

Кроме цельнометаллических зенковок, имеются инструменты со вставными лезвиями. В этом случае материал лезвий изготовлен из более прочной марки стали, чем основание элемента. Такая конструкция позволяет иметь высококлассный резец, но в то же время по стоимости он не будет превосходить ходовую продукцию.
Еще одна конструкция резца имеет режущие кромки из высокопрочных напаек. Такими режущими элементами хорошо получается обрабатывать твердые сплавы или чугун.

Зенкование

Раззенковка отверстий – это совершенно иная операция. Часто в различных соединениях металлических конструкций необходимо избавиться от шляпки крепежного элемента или иных метизов, выступающих частей. Для этого непосредственно рядом с пазом необходимо проделать углубление, куда в результате выступающая часть и благополучно спрячется. Такой небольшой «карман» носит просторечное название – потай. Для создания их используется специальные инструментарий и процедура, в большинстве своем схожая со сверлением. Но, как становится понятно, имеющая свои отличия. Это и есть искомый процесс.

В результате раззенкованное, зенкованное отверстие допускается различных форм. Все зависит от прилагаемого давления, форму рабочего инструмента, требований. Глубина тоже отличается, в зависимости от того, какого размера шляпку необходимо скрыть. Такой процесс позволяет решить огромное количество задач на предприятии:

• Изменение плоскости опоры в заготовленных пазах. А также добавление новых углублений в них, которые при этом не меняют структуру изначального слота. Особенно важно не сбиться с центра по ширине, иначе конструкция получится непригодной для эксплуатации.
• Создание продольных каналов со снятой фаской.
• Сокрытие в полной мере различных резьбовых соединений.

Зенкование и зенкерование, разница между процессами

Отличи множество. Проще сказать, то в процедурах одинакового. В принципе, с этого и начнем. Оба варианта обработки приводятся в действия с одного источника. Мотор с валом, станок, прибор – значения не имеет. Главное, это подача крутящего момента. При этом по типу воздействия на поверхность, отличий масса. Начнем по порядку.

Зенкер предназначен для очистки. Это инструмент, который убирает все неровности, доводит отверстия «до ума». Шлифует его, избавляется от «усов». А также воздействует на его общую форму. То есть, стержень обычно больше, чем паз. И он может сделать его больше, выровнять по краям, придать геометрическую форму.

Также стоит помнить о том, что у процессов совершенно разная стадия. Точнее, первая разновидность работ свой собственный этап имеет. Сразу после сверления, ведь нужно до развертки выровнять паз по всей его симметрии, избавиться от дефектов стенок. И в таком виде уже переходить к следующим стадиям. А вот сделать срез по шляпку, по сути, оператор может в любой момент, когда ему удобно. Хотя лучше всего же заниматься этим уже после финальной обработки отверстия. Чтобы точно представлять его объемы. Да зенкование фаски логично проводить в конце.

Сам механизм этого действия выглядит следующим образом:

• Сначала необходимо полностью измерить шляпу, которую и придется скрывать впоследствии. И тут важно выявить как обычные размерные аспекты – высота, ширина, так и более специфические, как скос. Обычно он наличествует, если сам крепеж в принципе задуман под потай.
• Выбрать режущий инструмент, который точно соответствует размерным аспектам. Становить его в станок или иной прибор.
• Закрепить объект с пазом, выявить корректную точку оси. Ошибка на любой процент приведет к тому, что потай просто «слезет» с метки.
• Выставить нужные обороты. Либо использовать типовой регламент на производстве, либо рассчитать обороты самостоятельно, исходя из твердости металла.
• Включить оборудование и выполнить операцию.

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.

Основные виды зенковок

Теперь пройдемся по видовому разнообразию. Мы уже уточнили, что в зависимости от требуемой задачи процедура может меняться. Теперь мы разберем эти моменты более детально. Посмотри на существующие классификации.

Цилиндрическая

Операция такого вида зачастую применяется практически в любом типе производства. Итогом становится выемка цилиндрической формы. Это идеальный выбор для винтов и болтов. А данные крепежные элементы в штатном формате распространены почти во всех конструкциях. Фактически это самая популярная и актуальная разновидность зенкования отверстий в металле.

Коническая

Результатом становится углубление в виде конуса. Используется не только для закрытия шляпок, но и для снятия фасок, подготовки поверхности к дальнейшей работе. Иногда таким методом просто снимают металлические волосы с острых кромок. То есть, производят чистку. И вот тут, разница между процедурами становится минимальной. Ведь зенкеровать и зенковать углубление – это в обоих вариантах способы очистки и шлифовки. Правда, в первом случае еще и добавляется выравнивание строгой геометрической формы.

Плоские и торцевые

Такой способ иногда называют цековкой. Особый финальный вид операции. Используется в уже готовых углублениях. Чтобы сами шляпки и иные метизы для сокрытия входили плотно и без зазоров. Для этого поверхность очищается. И тут нам и понадобятся эти разновидности.

По сути, цековка и зенковка – отличие небольшое. Просто это более узкая деятельность, который имеет такое название только при плоской или торцевой зачистке.

Виды и применение зенковок

При обработке деталей на сверлильных и токарных станках зенковка по металлу применяется для:

• Формирование в предварительно подготовленных отверстиях углублений конической или цилиндрической формы требуемой длины.
• Формирование опорных плоскостей возле отверстий.
• Съём фаски в отверстиях.
• Обработка отверстий под крепеж.

Часто можно встретить и термин «цековка», так называют инструмент, предназначенный для рассверливания углублений цилиндрической формы и опорных плоскостей.

По конфигурации режущей части встречаются следующие виды зенковок:

• Цилиндрической конфигурации.
• Конические зенковки.
• Торцовые инструменты.

По диаметру обрабатываемых отверстий зенковки подразделяются на:

• Простые (от 0,5 до 1,5 мм).
• Для отверстий диаметром от 0,5 до 6 мм. Выпускаются с предохранительным или без предохранительного конуса.
• Зенковки с конусным хвостовиком. Применяются для отверстий диаметром от 8 до 12 мм.

Отличие зенкерование от смежных операций

То есть, отличия видны явно. Это и степень качества, длительность, очередность. Но если сравнивать зенковку и зенкер, разница будет еще очевиднее. Ведь это в принципе действия из разных сфер.

Конструкция

Коническая зенковка имеет две основные конструктивные части:

• хвостовик, предназначенный для крепления зенковки в патрон сверлильного или токарного станка;
• рабочий орган для зенкования отверстий, состоящий из 6 ÷12 режущих кромок увеличенной (по сравнению со сверлом толщины.

Угол развертки конуса — от 60 до 120°. Число кромок зависит от диаметра инструмента, чем он больше, тем больше и кромок.

Цилиндрическая зенковка конструктивно напоминает сверло, но имеет большее число режущих кромок. Их длина, в отличие от сверла, ограничена диаметром цилиндра, поскольку зенковка делает лишь небольшие по глубине выемки.

На торце размещена направляющая цапфа, обеспечивающая крепление в патроне. За концами режущих кромок может устанавливаться съемный поясок, ограничивающий глубину погружение в заготовку. Ограничитель может выполняться как несъемная часть зенковки. При необходимости на зенковку монтируют режущую насадку. При изображении отверстия на чертеже тип и размер зенковки указывается рядом с ним или в поясняющей надпили на полях.

Для изготовления зенковок применяют высококачественные сорта сталей: инструментальные, быстрорежущие, углеродистые. Инструмент подвергают многоступенчатой термообработке, которая улучшает его прочностные свойства.

Оборудование для зенкования

Производится инструментарий из твердых сплавов углеродистой, а также легированной стали. Ведь кромке придется работать с различным ресурсом. И среди материалов, в которых необходимо сделать углубление часто встречаются весьма твердые, как чугун. Соответственно, если резцы будут не выше по уровню твердости, то на серьезных оборотах они могут просто обломаться или сточиться раньше срока. Что приведет к экономическим расходам на предприятии.

Конструктивне особенности

Если рассматривать зенковку, то можно выделить некоторые её части

• Режущая часть. Это основная часть который выполняет процесс зенкования. Состоит из нескольких режущих кромок, расположенных под углом от центра к бокам.
• Хвостовик. При помощи хвостовика зенковка закрепляется в инструменте или станке, ан котором будет выполняться работа. Хвостовик может быть конусным или иметь цилиндрическую форму.
• Часть между хвостовиком и режущей частью имеет в одном месте особо тонкую форму. Эта чаcть работает в роли предохранителя. Если зенковка застрянет, дабы избежать серьёзных последствий, именно в этой части зенкова ломается.

Правила работ с зенковкой

При выполнении работ на токарном или сверлильном станке зенковкой, нужно помнить и соблюдать ряд простых правил. Перед началом выполнения работ, проверьте состояние патрона на станке. Ведь если патрон находится в неисправном состоянии, хорошо закрепить зенковку не получится, тем самым вы не сможете получить качественно обработанное отверстие. Зенковка отверстий выполняется соблюдаю следующие правила:

1. Для выполнения работ, зенковка должна находиться строго по центру обрабатываемого отверстия.
2. При обработке твердых металлов, таких как чугун нужно делать перерывы в работе и использовать специальные растворы для отведения тепла. В быту для таких целей используют техническое масло.
3. При работе не превышайте оборотов, заявленных производителем. Несоблюдение этого правила последует за собой быстрый износ режущих кромок за счёт нагрева.
4. Правильно подбирайте диаметр зенковки для обрабатываемого отверстия. При выборе не правильного размера, обработка будет не качественная, а именно неправильной центровке, не ровных краям.

Правильный процесс зенкерования металла

Развертывание, как способ обеспечения максимальной точности

Как мы уже уточнили, финишная обработка зачастую становится обязательно. Но есть задачи, где она фактически не важна. То есть если по регламенту у метиза положен 1 класс точности, то квалитет должен соответствовать значению в 6-5, а допуск не должен быть выше 1.3 мкм. Разумеется, без развертывания добиться таких результатов невозможно по определению. Но вот для 5 класса точности достаточно иметь квалитет в 12 и уровень допуска в 21 мкм. А такими параметрами может похвастаться паз и после проведения штатного зенкерования. Соответственно, последующий этап будет просто не нужен.

Как выбрать размер зенковки?

Чтобы винт идеально сел в потай, важно правильно подобрать конусный зенкер под головку метиза и зенковать отверстие на точную глубину, равную высоте головки. Угол инструмента должен соответствовать углу конуса головки, а его диаметр – диаметру головки. Если взять слишком большой зенкер, головка будет утопать в «кратере» отверстия, а если меньший, то она будет выступать над плоскостью, что тоже выглядит не эстетично.

В стандарте ГОСТ 12876-67 прописаны размеры опорных поверхностей под крепежные детали с потайными и полупотайными головками. На основании этих данных мы составили таблицу, которая поможет быстро определить какая зенковка подойдет для того или иного диаметра резьбы винта.

Таблица 1. Размер зенковки под головку винта (с учетом допусков).

Диаметр резьбы d, мм	Стандартные размеры головки		Диаметр зенковки, мм	Предельные отклонения, мм
	Диаметр, мм	Высота, мм		D1 (по H13)		D2 (по H12)	D3 (по H14)
2.0	3.8	1.2	4.3	4.6		4.3	—
2.5	4.7	1.5	5.6	5.7		5	—
3	5.6	1.65	6.3	6.6		6	7
3.5	6.5	1.93	7.3	7.6		7	—
4	7.4	2.2	8.3	8.6		8	9
5	9.2	2.5	10.4	10.4		10	11.5
6	11	3	12.4	12.4		11.5	14.5
8	14.5	4	16.5	16.4		15	18.5
10	18	5	20.5	20.4		19	22
12	21.5	6	24.0	24.4		23	26
14	25	7	28.0	28.4		26	—
16	28.5	8	31.0	32.4		30	—
18	32.5	9	35.0	36.4		34	—
20	36	10	39.0	40.4		37	—