Зенкеры для цилиндрических и конических углублений. Стандарты Расчет зенкеров. Технические условия и требования

Зенкеры - это осевые многолезвийные режущие инструменты, кото­рые применяются для промежуточной или окончательной обработки от­верстий, полученных предварительно сверлением, литьем, ковкой или штамповкой, с целью повышения их точности доУП1...У710 и уменьше­ния шероховатости обработанной поверхности до Ra 40... 10.

Зенкеры получили широкое распространение в массовом и крупно­серийном производствах. По сравнению с расточными резцами они, яв­ляясь мерными инструментами, не требуют настройки на размер, что обеспечивает сокращение вспомогательного времени и повышает точ­ность отверстий.

Кинематика рабочих движений зенкеров подобна сверлам. Однако по сравнению с последними зенкеры обеспечивают большие производитель­ность обработки отверстий и точность, так как снимают меньшие припуски (t = 1,5...4,0 мм, d = 18...80 мм), имеют большее число режущих кромок (z = 3...4) и направляющих ленточек. Из-за малой глубины стружечных канавок они имеют большую, чем сверла, жесткость, а отсутствие попе­речной кромки позволяет вести обработку с более высокими подачами.

5.1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗЕНКЕРЫ

Цилиндрические зенкеры получили наибольшее распространение в механообработке. Они могут быть хвостовыми (рис. 5.2, а) и насадными (рис. 5.2, б). К основным конструктивным элементам зенкеров отно­сятся: режущая часть (заборный конус), калибрующая часть, число кана­вок (зубьев), форма канавок, крепежная часть.

Режущая часть зенкера предназначена для удаления припуска.

Калибрующая часть зенкера обеспечивает необходимую точность размера отверстия, направляет зенкер в процессе обработки отверстия и служит запасом на его переточку. На ней расположены цилиндрические ленточки шириной/= 0,8...2,0 мм для d= 10...80 мм. Радиальное биение ленточек должно быть не более 0,04...0,06 мм.

Для снижения трения и исключения возможности защемления в от­верстии у зенкера предусматривается обратная конусность по ленточкам в пределах 0,04...0,10 мм на 100 мм длины в зависимости от диаметра инструмента. У твердосплавных зенкеров уменьшение диаметра задается в пределах 0,05...0,08 мм на длине режущей пластины, а диаметр корпуса инструмента занижается на 0,01...0,02 мм по отношению к размеру конца твердосплавной пластины.

Увеличение ширины ленточек твердосплавных зенкеров нецелесо­образно, так как оно сопровождается налипанием на них мелкой стружки и приводит к снижению стойкости инструмента. При увеличении обрат­ной конусности наблюдаются вибрации и происходит быстрая потеря размера зенкера при его переточке.

Число канавок. Зенкеры изго­тавливают, как правило, с тремя (хвостовые) или четырьмя (насад­ные) канавками. Применяются также насадные зенкеры крупных размеров (d > 58 мм) с шестью и более канавками. В тяжелом ма­шиностроении для снятия больших припусков применяют двузубые зенкеры (зенкеры-улитки), насажи­ваемые на оправки (рис. 5.4). Они имеют короткие и большие по объ­ему канавки и служат для обработ­ки отверстий диаметром до 300 мм.

Канавки зенкеров обычно винтовые, но могут быть и прямыми, на­пример у твердосплавных зенкеров для обработки сталей и чугунов вы­сокой твердости. У сборных зенкеров со вставными ножами, в том числе с напайными твердосплавными пластинами, канавки косые, наклонные к оси.

На рис. 5.5 показаны некоторые формы канавок, применяемые раз­ными инструментальными заводами. Криволинейная форма канавок (рис. 5.5, а...д) позволяет упростить изготовление зенкеров и сократить число операций, но требует специальных фасонных фрез. Канавки пря­молинейного профиля (рис. 5.5, е) часто используются при оснащении насадных зенкеров напайными твердосплавными пластинами.

Сборные зенкеры с целью экономии инструментальных материа­лов оснащают ножами, закрепляемыми в корпусе из конструкционной стали, который обычно крепится на оправке отверстием с конусностью 1:30 и торцовой шпонкой (рис. 5.8, а, б).

Режущие ножи зенкеров изготавливают из быстрорежущей стали Р6М5 или с напайными пластинами из твердых сплавов марок ВК8, Г15К6 и др.

Корпус зенкера снабжен клиновидными пазами с углом 5...7°, в ко­торые устанавливаются ножи с рифлениями на их опорных поверхностях (рис. 5.8, а). После износа зенкера возможно регулирование его диаметра |<1 счет перестановки пластин по рифлениям. Недостатком такой конст­рукции является невозможность регулирования вылета пластин вдоль оси юнкера. Чтобы исправить этот недостаток, зенкеры с опорной стороны дополнительно снабжают клиньями (рис. 5.8, б). При этом ножи и клинья вставляются в плоские пазы, благодаря чему оказывается возможным двойное регулирование: по диаметру и вдоль оси. Однако конструкция i.iKoro зенкера несколько усложняется.

При обработке отверстий твердосплавными зенкерами условия ре­зания более благоприятны, чем при сверлении, благодаря большей жест­кости инструмента, меньшей нагрузке на режущий клин, лучшим услови­ям отвода стружки и направления инструмента в отверстии.

Для обработки отверстий малых диаметров (d - 8...20 мм) исполь­зуют цельные твердосплавные зенкеры, изготавливаемые из пластифици­рованных заготовок с последующим их спеканием либо полученных пу­тем вышлифовывания профиля алмазными кругами на станках с ЧПУ.

На рис. 5.9, а показан зенкер малого диаметра с рабочей частью из твердого сплава, соединенный с хвостовиком пайкой встык. Здесь забор­ный конус зенкера является частью конического центра с углом 2ф = 75°. Число зубьев z = 3, форма профиля канавок и зубьев прямолинейная.

Следует отметить, что стоимость цельных твердосплавных зенкеров довольно высокая. Намного дешевле применение твердого сплава в виде напайных пластин стандартной формы, которые напаивают либо на ножи сборных инструментов (см. рис. 5.8, а), либо непосредственно на корпу­сы насадных или хвостовых зенкеров (рис. 5.9, б, в).

5.2. ЗЕНКОВКИ

Зенковки, в отличие от обычных зенкеров, срезают стружки боль­шей ширины и имеют менее устойчивое положение в радиальном на­правлении в момент врезания и особенно в случае расположения режу­щих кромок перпендикулярно к оси инструмента. Этот процесс часто сопровождается вибрациями и, как следствие, выкрашиванием режущих кромок. Поэтому в конструкциях зенковок для цилиндрических углубле­ний и подрезки торцов предусмотрены направляющие цапфы, выполнен­ные либо за одно целое с корпусом у зенковок малых диаметров, либо вставными, сменными, у зенковок больших диаметров, которые более предпочтительны. При этом сначала цапфы входят в предварительно просверленное отверстие, а затем начинается процесс обработки отвер­стия. Зенковки изготавливают из быстрорежущей стали, а иногда осна­щают напайными твердосплавными пластинами. Хвостовики зенковок соединяются с режущей частью сваркой и могут быть цилиндрическими или коническими.