2020-05-12
237“Расчет и конструирование зенкеров”
Общие сведения
Различают зенкеры цельные с коническим хвостовиком, насадные цельные, насадные с вставными ножами и с напаянными пластинками из твердого сплава.
Если зенкер предназначен для предварительной обработки отверстий после сверла под развертывание – «зенкер № 1», диаметр его выбирают меньше номинального диаметра отверстия на величину припуска под развертывание. Если зенкер предназначен для окончательной обработки отверстий — «зенкер № 2», диаметр его принимают с учетом допуска отверстия, увеличения диаметра и запаса на износ. Отклонения размеров диаметра зенкеров № 1 и 2 приводятся в ГОСТ 1677—67 *. Кроме указанных выше конструкций, применяют двузубые зенкеры для обработки отверстий с большими припусками и комбинированные зенкеры в сочетании со сверлом, которыми можно обрабатывать отверстия в сплошном металле. Для обработки углублений под цилиндрические и конические головки винтов, конических поверхностей центровых отверстий, торцовых поверхностей бобышек и ступиц применяют конические и торцовые зенкеры (зенковки и цековки).
|
|
|
Основные размеры зенкеров и технические требования к ним приведены в соответствующих стандартах, а также в справочной литературе [29, 31]. Геометрические параметры режущей части зенкеров для обработки черных металлов определяют по нормативам [21]. При выборе основных размеров цельных зенкеров можно руководствоваться следующими данными: минимальная длина рабочей части у хвостовых цельных зенкеров 
, где 
– глубина зенкерования; длина заборной части зенкера 
; длина шейки 
. При наличии у обрабатываемой заготовки выступающих частей или при высокой кондукторной втулке длина шейки может быть конструктивно увеличена. Диаметр шейки берут меньше диаметра зенкера на 0,5—2 мм. Размеры конуса хвостовика (Морзе) принимают по ГОСТ 2847—67 **.
Наиболее распространены конструкции зенкеров, приведенные на рис. 4. В корпусе зенкера (рис. 4а) расположены клиновидные пазы с рифлениями; ножи также имеют рифленую поверхность и клиновидную форму. Конструкция обеспечивает надежное крепление. Регулирование производится путем перестановки ножа на одно рифление.
Крепление насадных зенкеров осуществляется на конической оправке с конусностью 1:30 (ГОСТ 9472—70*). Общую длину оправки принимают в зависимости от конкретных условий обработки. Размеры конического отверстия и шпоночного паза для торцовой шпонки выбирают по ГОСТ 9472—70*. Параметры профиля и винтовых канавок зенкеров приведены в табл. 6. Конструкции крепления ножей указаны в ГОСТ 2568–71, нормалях и в литературе [4, 29, 31].*
|
|
|
Корпус зенкера (рис. 4б) имеет пазы клиновидной формы. Сторона паза и примыкающая к ней сторона ножа снабжены продольными рифлениями. Для закрепления ножа в пазу корпуса предусмотрен клин, имеющий на стороне, прилегающей к ножу, поперечные рифления, которые входят в соответствующие рифления ножа. Эта конструкция позволяет осуществлять как осевое, так и радиальное регулирование ножей, но сложна в изготовлении.
Таблица 6
|
| ||||||||||||||||
| Номинальный диаметр в мм | f в мм | t в мм | Зенкер с z = 3 | Зенкер с z = 4 | ||||||||||||
| из быстро-режущей стали | с пластин-ками из твердого сплава | из быстрорежущей стали | с пластинками из твердого сплава | |||||||||||||
| D 1 в мм | F в мм | D 1 в мм | F в мм | h в мм | R 1 в мм | c 1 в мм | p в мм | E в мм | h в мм | R 1* в мм | c 1* в мм | p * в мм | E в мм | |||
| 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 | 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 1,8 1,8 1.8 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 2,5 | 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,8 – – – – – – – – – | 4,8 4,8 5,6 6,4 7,2 8,0 9,0 10,0 12,0 13,0 13,5 – – – – – – – – – – | 5,2 5,6 6,5 7,5 8,4 9,2 10,3 11,7 13,2 14,0 15,0 – – – – – – – – – – | – – – – – 9,2 9,6 11,5 15,6 17,4 18,5 20,0 – – – – – – – – – | – – – – – 11,3 11,8 14,4 11,3 12,4 13,3 14,6 – – – – – – – – – | 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 3,5 3,5 3,5 4,2 5,1 5,4 5,4 6,0 6,0 6,5 7,0 8,0 8,2 | 11,5 11,5 11,5 11,5 14,0 14,0 14,0 17,5 21,0 21,0 24,0 24,0 33,0 33,0 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 55,0 55,0 | 6,5 7,3 7,3 7,3 8,9 8,9 8,9 10,5 11,6 11,6 14,6 14,6 19,0 19,0 22,0 22,0 24,2 26,1 26,1 31,3 31,3 | 2,2 3,1 3,2 3,8 4,9 5,4 5,9 7,0 7,0 7,2 9,2 9,3 11,0 11,7 14,0 14,9 17,0 18,8 19,2 21,0 21,6 | 2,1 3,6 4,0 4,2 4,9 5,0 5,1 5,6 6,4 6,5 7,8 8,2 10,1 10,3 11,8 12,1 13,3 15,0 15,0 16,9 17,1 | – – – – – – – – 6 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8 10 10 | – – – – – – – – 19 19 22 22 30 30 35 35 35 35 35 50 50 | – – – – – – – – 10 10 11 11 13 13 15 17 17 20 20 22 22 | – – – – – – – – 3,7 4,3 4,9 5,7 7,2 8,6 8,6 10,7 11,5 12,9 14,3 14,3 15,8 | – – – – – – – – 7,0 7,2 7,4 7,7 8,2 8,6 10,5 10,9 11,5 11,9 12,4 14,3 14,7 |
| * Эскиз зенкера с твердосплавными пластинками дан для диаметра D ≤ 25 мм; поэтому параметры R 1, c 1, и p на эскизе не показаны; построение этих параметров можно брать по эскизу зенкера из быстрорежущей стали. | ||||||||||||||||
Корпус зенкера (рис. 4в) имеет пазы с радиальным уклоном 5° и продольным (осевым) уклоном 3°. Ножи и клинья снабжены продольными рифлениями. Конструкция допускает двойное (осевое и радиальное) регулирование ножей.
 |
Зенкеры для обработки цилиндрической, конической и торцовой поверхностей, а также для обработки многоступенчатых отверстий снабжаются направляющей цилиндрической частью, которая выполняется сменной или за одно целое с корпусом зенкера. Сменная направляющая часть зенкера крепится с помощью конуса или прижимного винта. Сменные зенкеры выполняются с укороченным конусом Морзе (с лапкой, квадратом или шестигранником) и цилиндрическим хвостовиком, закрепляемым в быстросменных патронах при помощи штифтовых замков по ГОСТу 3009 – 57 (рис. 5).
 |
Пример расчета зенкера.
Рассчитать и сконструировать насадной зенкер с напаянными пластинками из твердого сплава для зенкерования сквозного отверстия до диаметра 26 мм глубиной 
в заготовке из конструкционной стали с пределом прочности 
. Диаметр предварительно обработанного отверстия 
.
Решение.
1. Диаметр зенкера D принимается равным диаметру обрабатываемого отверстия с учетом допуска. По ГОСТу 1677 – 67 принимаем для «Зенкера № 1» (под развертывание) 
2. Определяем значения геометрических и конструктивных параметров режущей части зенкера (нормативы [17], карта 5). Задний угол 
на главной режущей кромке 10°, на калибрующей части 8°. Передний угол 
(на фаске шириной 
).
Угол наклона винтовой канавки 
. Угол врезания пластинки 
, профиль канавки принимаем прямолинейным. Шаг винтовой канавки 
. Главный угол в плане 
. Угол в плане переходной кромки 
. Обратную конусность на длине пластинки твердого сплава принимаем 0,05 мм.
|
|
|
3. Конструктивные элементы зенкера принимаются по справочным данным (например табл.11, и 13).
4. Размеры конического отверстия и шпоночного паза выбираем по ГОСТу 9472 – 60*: конусность отверстия 1: 30; диаметр отверстия 
; ширина паза 
; глубина паза 
; радиус дна паза 
; допуск на смещение оси паза 
. Угол уклона конического отверстия выбирается по ГОСТу 8593 – 57: 
. Допуск 
на угол уклона выбирается по ГОСТу 8908 – 58: 
или в линейных величинах 
.
5. Марку пластинки из твердого сплава Т15К6 выбираем по ГОСТу 3882 – 67. В качестве припоя назначаем латунь Л68 (ГОСТ 1019—47*)1. Для корпуса зенкера принимаем сталь 40Х.
6. Технические требования на зенкеры, оснащенные пластинками из твердого сплава, принимаем по ГОСТу 12509 – 67.
7. Выполняем рабочий чертеж зенкера (см. рис.) с указанием основных технических требований.
________
1 Промышленностью выпускаются припои из никельмарганцовистой и алюминиевоникельмарганцовистой латуни, которые сохраняют высокую прочность при значительных температурах нагрева.
Условие к задаче № 3.
Рассчитать и сконструировать насадной зенкер с напаянными пластинками из твердого сплава для зенкерования сквозного отверстия до диаметра 
мм глубиной 
мм в заготовке из конструкционной стали с пределом прочности 
МН/м2. Диаметр предварительно обработанного отверстия 
мм.
| № вар | Материал заготовки - сталь | Диаметр обрабатываемого отверстия 
| Диаметр предварительного отверстия 
| Глубина отверстия l, мм |
| 1. | 20Х,  =580 МН/м2
| 55 | 53,2 | 50 |
| 2. | 45ХН, =750 МН/м2
| 68 | 65,6 | 40 |
| 3. | 45, =700 МН/м2
| 90 | 88,2 | 60 |
| 4. | У10, =700 МН/м2
| 72 | 69,8 | 40 |
| 5. | У7, =850 МН/м2
| 84 | 81,4 | 50 |
| 6. | Р18, =900 МН/м2
| 63 | 61,5 | 60 |
| 7. | 50,  =241
| 52 | 49,7 | 60 |
| 8. | 40Г, =229
| 96 | 93,8 | 40 |
| 9. | 45Х,  =1000 МН/м2
| 78 | 76,4 | 60 |
| 10. | 40ХН, =800 МН/м2
| 62 | 60,2 | 50 |
| 11. | Ст 3, =450 МН/м2
| 57 | 54,9 | 40 |
| 12. | 12Х18Н9Т, =180
| 82 | 79,6 | 50 |
| 13. | 40, =650 МН/м2
| 73 | 71,4 | 50 |
| 14. | 20, =500 МН/м2
| 50 | 47,2 | 40 |
| 15. | А20, =168
| 65 | 62,9 | 70 |
| 16. | 38ХА, =500 МН/м2
| 77 | 75,1 | 60 |
| 17. | 40Х13, =200
| 88 | 85,7 | 40 |
| 18. | 35, = 600 МН/м2
| 98 | 96,6 | 60 |
| 19. | Ст 2, =400 МН/м2
| 69 | 66,8 | 50 |
| 20. | 40Х, =700 МН/м2
| 56 | 55,1 | 40 |
| 21. | 12Х18Н9,  =160
| 61 | 58,7 | 70 |
| 22. | 30 Л, =500 МН/м2
| 74 | 72,1 | 40 |
| 23. | 40ХНМА, =850 МН/м2
| 87 | 84,9 | 60 |
| 24. | 20ХН, =600 МН/м2
| 70 | 67,8 | 40 |
| 25. | 30ХН3А, =800 МН/м2
| 81 | 78,5 | 50 |
| 26. | А40Г, =207
| 60 | 58,2 | 50 |
| 27. | 35ХМ, =780 МН/м2
| 79 | 76,8 | 40 |
| 28. | ХГ, =1000 МН/м2
| 80 | 78,5 | 60 |
| 29. | Ст 5, =600 МН/м2
| 58 | 56,4 | 60 |
| 30. | 65Г, =750 МН/м2
| 66 | 64,0 | 70 |
Список литературы:
|
|
|
Основная литература.
| № п/п | Библиографическое описание | Тип (учебник, учебное пособие, учебно-методическое пособие, практикум, др.) | Количество в библиотеке |
| 1 | Проектирование металлообрабатывающих инструментов [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по напр. подгот. "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств", "Автоматизация технологических процессов и производств" / А. Г. Схиртладзе [и др.]; рец.: Г. Б. Бурдо, Ю. М. Зубарев. - 2-е изд., стереотип. - СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2015. - 256 с.: ил. - (Учебники для вузов. Спец. лит.). - Библиогр. 29 назв.: с. 247-249. - ISBN 978-5-8114-1632-5 (в пер.) | Учебник | 40 |
| 2 | Схиртладзе, А.Г. Проектирование металлообрабатывающих инструментов [Электронный ресурс]: учебное пособие / А.Г. Схиртладзе, В.А. Гречишников, С.Н. Григорьев, И.А. Коротков. — Электрон. дан. — Санкт-Петербург: Лань, 2015. — 256 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/64341. — Загл. с экрана. | Учебное пособие | Электронный ресурс |
Дополнительная литература
| № п/п | Библиографическое описание | Тип (учебник, учебное пособие, учебно-методическое пособие, практикум, др.) | Количество в библиотеке |
| 1 | Фельдштейн, Е. Э. Режущий инструмент. Эксплуатация [Текст]: учеб. пособие для студ. учр-ий высш. образования по машиностроит. спец. Соответствует ФГОС 3-го поколения / Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич; рец. С. С. Клименков. - Минск: Новое знание; М.: Инфра-М, 2014. - 256 с.: ил. - (Высш. образование. Бакалавриат). - Библиогр.: с. 254. - ISBN 978-985-475-482-6 (Новое знание) (в пер.). - ISBN 978-5-16-005287-8 (Инфра-М) | Учебное пособие | 20 |
| 2 | Фельдштейн Б.Э. Металлорежущие инструменты: справочник конструктора / Б. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - М.: Новое знание, 2009. - 1038 с. - Библиогр.: с. 1021 | Справочник | 1 |
