ГлавнаяЗенкеры применяются для обработки отверстий, имеющихся в заготовках, и для дальнейшей обработки предварительно просверленных отверстий. Обработка зенкерами имеет целью подготовить отверстия под развертывание или обеспечить получение диаметров отверстий в пределах 4-го класса точности.
Зенкерование несколько исправляет направления осей отверстий, предварительно просверленных или полученных в заготовках.
Как многолезвийный инструмент зенкеры более производительны, чем сверла и резцы.
В зависимости от метода закрепления зенкеры, как известно, разделяются на два типа:
1) цельные зенкеры с коническим хвостовиком (изготовляются с диаметрами 12—35 мм),
2) насадные зенкеры (с диаметрами 25—80 мм).
Насадные зенкеры разделяются на цельные и сборные.
К особой группе относятся зенкеры торцовые (подрезки).
На фиг. 139, а показан насадной зенкер, оснащенный пластинками твердого сплава, и указана рекомендуемая геометрия его режущих частей.
На фиг. 139, б изображен комбинированный насадной зенкер, предназначенный для одновременной обработки ступенчатого отверстия.
Сборные насадные зенкеры (фиг. 139, в) широко применяются для обработки отверстий диаметром больше 80 мм. Режущие части сборного зенкера выполняются в виде отдельных ножей 1, механически закрепленных в пазах корпуса. Число ножей у таких зенкеров шесть или восемь.
После заточки биение режущих кромок у зенкеров с коническим хвостовиком не должно превышать 0,02—0,03 мм, у насадных не более 0,05 мм.
Если заточка зенкеров произведена неправильно, с большим биением, зенкер будет работать с перегрузкой какого-либо одного из зубьев, что приведет к преждевременному износу и браку, вызванному увеличением диаметра обрабатываемого отверстия.
Установку и закрепление зенкеров с коническим хвостовиком в конус шпинделя станка нужно производить с соблюдением тех же приемов и правил, как и установку сверл.
Для установки насадных зенкеров применяются оправки (фиг. 140). Они состоят из стержня 2 с коническим хвостовиком 1 и конусной части 4 для насадки стандартного зенкера.
Муфта 3, соединенная с оправкой шпонкой прямоугольными выступами А, входящими в пазы на заднем торце зенкера, удерживает последний от поворачивания на конусе оправки.
Для снятия зенкера с оправки вращением гайки 5 продвигают муфту 4 вперед.
Кроме рассмотренной оправки, часто при зенкеровании возникает необходимость применять более жесткие (хорошо сопротивляющиеся изгибу) и несколько удлиненные оправки (фиг. 141). У них участок 1 имеет цилиндрическую форму с точным диаметром; его поверхность закалена для обеспечения хорошего сопротивления истиранию. При использовании таких оправок для обработки второго отверстия Б в стенке II применяются втулки 2, обеспечивающие дополнительное направление оправки на участке 1. Втулка 2 вставляется в раззенкованное отверстие А в стенке I.
В сборных зенкерах 5 (фиг. 142) относительно больших диаметров обычно отверстия делают цилиндрическими. С цилиндрическими шейками 3 оправок 1 они сопрягаются по скользящей посадке 2-го класса точности.
Зенкер, надетый на шейку оправки, пазом 6 соединяют с круглым штифтом — шпонкой 2, затем его поворачивают так, чтобы штифт вошел в паз 4. Такой способ крепления зенкера называется «штыковым затвором».
У оправок конусные поверхности и цилиндрические шейки должны быть строго соосными, закаленными.
В тех случаях, когда зенкерами ведется обработка соосных отверстий в стенках изделия, значительно удаленных друг от друга или далеко отстоящих от опор (подшипников) расточного шпинделя, зенкеры насаживаются на борштанги.
Закрепленные на оправках и борштангах зенкеры не должны иметь радиального биения, что обеспечивается тщательным протиранием в них отверстий и посадочных мест на оправках и борштангах. Эти места надо тщательно оберегать от ударов во избежание образования на них забоин.
Зенкерование, как и сверление, перед началом обработки отверстия требует совмещения оси зенкера с осью отверстия. Методы и приемы совмещения применяются такие же, какие были изложены при описании сверления. Совмещение значительно упрощается и ускоряется после сверления отверстия; его сразу обрабатывают зенкером, так как необходимо, не нарушая установки шпинделя, лишь сменить инструмент.
При зенкеровании достигается большая точность обработки, чем при сверлении.
При зенкеровании в случаях значительного смещения оси происходит лишь частично исправление ее положения. Это объясняется тем, что при обработке смещенного отверстия каждой режущей кромкой зенкера срезаются неравные слои металла. На фиг. 143 приведены усилия, действующие на две противоположные режущие кромки зенкера при обработке отверстия, ось которого не совпадаете осью зенкера.
Из фигуры видно, что радиальная сила Pr1 больше силы Рr2. Ввиду разности этих сил APr = Pr1 — Pr2 ось зенкера стремится сместиться в направлении предварительно обработанного или имеющегося в заготовке отверстия.
Для уменьшения этого влияния следует:
1) оправку, на которой закрепляется зенкер, применять более жесткой и короткой;
2) обработку производить не одним, а последовательно двумя зенкерами с соответствующими диаметрами;
3) увеличивать главный угол в плане ф режущих кромок зенкера, что будет приводить, к уменьшению сил Pr. Практически у зенкеров делают небольшие фаски, а у заборного конуса режущие кромки располагают под углом ф = 90°.
При зенкеровании обеспечивается получение точности отверстий 4—5-го классов. В процессе обработки необходимо зенкер выводить из отверстия без остановки вращения шпинделя.
При обработке чугуна у зенкеров из быстрорежущей стали предельно допустимый износ определяется величиной fi по уголку (фиг. 144). Эта величина различна для зенкеров различных диаметров.
При обработке чугуна без охлаждения допустимый износ u находится в пределах 0,8—1,5 мм.
При обработке стали зенкеры изнашиваются в трех направлениях: по задней и передней поверхностям (образование лунки), а также и по цилиндрической ленточке. На фиг. 144, а показан вид износа зенкера из быстрорежущей стали при обработке стали.
При обработке стали с охлаждением (эмульсией) величина допустимого износа u2 находится в пределах 0,2—1,5 мм. Меньшие значения u2 соответствуют меньшим диаметрам зенкеров.
При зенкеровании отверстий в чугуне зенкерами с пластинками твердого сплава марки ВК-8 (фиг. 139, а) за критерий притупления зенкера принимается наибольшая величина износа u3 по задней поверхности (фиг. 144).
Для зенкеров с диаметрами 20—40 мм допустимый износ u3 = 1,0—1,2 мм, а для зенкеров с диаметрами 41—80 мм u3 = 1,4—1,6 мм.
При зенкеровании отверстий в чугунных деталях на режущих кромках и ленточках вблизи режущих кромок налипают частицы чугуна, что приводит к повышенному износу зенкера и ухудшению качества обработанной поверхности. Для улучшения работы приходится уменьшать скорость резания и подачу или применять смазочно-охлаждающую эмульсию. Однако на горизонтально-расточных станках подводить охлаждение к вращающемуся инструменту затруднительно.
Некоторое уменьшение вредного налипания частиц чугуна достигается путем периодического смачивания зенкеров керосином, для чего каждый раз нужно выводить инструмент из отверстия.
Производительная работа зенкера связана с назначением правильных режимов резания.
При зенкеровании глубина резания t равна полуразности диаметра зенкера и диаметра предварительно просверленного или полученного иным путем отверстия (фиг. 145).
Подача s за один оборот зенкера равна сумме подач sz на каждую режущую кромку.
Толщина стружки a = sz sin ф мм. Ширина стружки b = t 1/sin ф мм.
Первое, что устанавливается при назначении режимов резания, это глубина резания t.
Грубая обработка производится при большей глубине резания. В соответствии с глубиной резания назначают величину подачи.
Выбор величины подачи зависит от обрабатываемого материала, глубины резания требуемой точности, чистоты обработки и других факторов.
Скорость резания назначается в соответствии с глубиной резания и подачей.
Подачи при зенкеровании так же, как и скорости резания, разделяются на три группы.
Подачи группы I рекомендуется применять в случаях:
1) обработки отверстий со свободными размерами, имеющихся в литье, когда чистота поверхности может быть в пределах v1—v3;
2) обработки литых отверстий, предварительно обработанных черновым зенкером;
3) обработки отверстий, предварительно обработанных сверлением или расточенных резцами, с последующей обработкой развертыванием;
4) зенкерования литых отверстий с получением чистоты поверхности v4, v5 для последующего нарезания резьбы метчиками или резцами при условии обработки отверстия после чернового зенкера чистовым зенкером или резцом;
5) зенкерования жестких деталей с обеспечением чистоты поверхности v4, v5, которые затем будут обрабатываться растачиванием.
Подачи группы II рекомендуется применять в случаях:
1) зенкерования жестких деталей с получением чистоты поверхности v4, которые затем будут обработаны двумя развертками — черновой и чистовой;
2) обработки литых отверстий с обеспечением 5-го класса точности и чистоты поверхности v3;
3) обработки литых отверстий с получением чистоты поверхности v3 для последующего нарезания резьбы;
4) зенкерования отверстия, предварительно обработанного сверлом или черновым зенкером, с последующей обработкой одной чистовой разверткой;
5) зенкерования нежестких деталей с получением чистоты поверхности v2, v3 или под последующее растачивание.
Подачи группы III рекомендуется применять:
1) при зенкеровании нежестких деталей с обеспечением чистоты поверхности v4 и тех отверстий, которые затем будут обработаны разверткой;
2) при зенкеровании отверстий, от которых требуется большая точность на параллельность в пределах до 0,08 мм на 100. мм длины каким-либо другим обработанным поверхностям детали;
3) при зенкеровании литых отверстий с получением чистоты поверхности v5 или убили при условии последующей обработки зенкером с малой глубиной резания или одной разверткой.
При зенкеровании глухих отверстий необходимо уменьшать подачи с поправочным коэффициентом 0,7—0,8 против приведенных в табл. 7—9 , так как условия отвода стружки и охлаждения инструмента менее благоприятны.
В процессе зенкерования иногда возникают значительные вибрации инструмента, что может сопровождаться выкрашиванием его режущих кромок, особенно твердосплавного инструмента, так как механическая прочность твердого сплава ниже механической прочности быстрорежущей стали.
Одной из мер устранения таких вибраций является увеличение подачи до предельно допустимой по прочности инструмента.
Вибрация может быть вызвана повышенным трением ленточек зенкера о стенки отверстия. В этих случаях при обработке чугуна следует смочить зенкер машинным маслом, перед тем как вновь ввести его в обрабатываемое отверстие.