КОНСТРУКЦИИ, ТИПЫ, РАЗМЕРЫ ЗЕНКЕРОВ

Зенкep – многолезвийный режущий инструмент, предназначенный для предварительной или окончательной обработки просверленных, штампованных или отлитых отверстий; зенковки - многолезвийный режущий инструмент, предназначенный для образования конических переходных участков отверстий; зенковки с направляющей цапфой - многолезвийные инструменты, предназначенные для обработки цилиндрических углублений и подрезки их глухого торца; зенкеры с торцовыми зубьями - инструменты, применяемые для зачистки торцовых поверхностей.

Зенкеры предназначены для предварительной (зенкер № 1) или окончательной обработки отверстий с допуском Н11 (зенкер № 2) в деталях из чугуна и стали.

Основными конструктивными элементами зенкера являются рабочая (режущая и калибрующая) часть и корпус с элементами крепления.

Рабочая (режущая и калибрующая) часть выполняет работу по съему припуска, зачистке поверхностей отверстий и их калибровке до требуемого размера и качества; управляет потоком стружки, направляет зенкеры при работе и характеризуется, прежде всего, инструментальным материалом, из которого она выполнена.

Материалом режущей и калибрующей частей цельных и насадных зенкеров (ГОСТ 12489-71 и ГОСТ 5.653-70) служат: быстрорежущая сталь марки Р6М5 или другие стали, твердостью HRC 61-64 (для зенкеров диаметром до 16 мм) или HRC 62-65 (для зенкеров диаметром свыше 16 мм); при применении в качестве инструментального материала быстрорежущих сталей с ванадием (свыше 3%) и кобальтом (свыше 5%) твердость должна быть повышена на 1-2 ед. HRC. Материалом режущей и калибрующей частей зенкеров (ГОСТ 3231-71) служат пластинки из твердых сплавов марок ВК6, ВК8, ВК6М, ВК8В, Т5КЮ, Т14К8, Т15К6 по ГОСТ 3882-74, форма и размеры которых установлены ГОСТ 2209-69, химический состав, физико-механические свойства - ГОСТ 4872-75.

Режущая часть обеспечивает съем основной массы материала, формирует и направляет поток стружки, а при обработке глухих отверстий обеспечивает подрезку дна отверстия. Она характеризуется кроме инструментального материала и его твердости следующими параметрами: передним g и задним a углами режущего клина; углом j, играющим роль главного угла в плане; углом наклона главной режущей кромки l; формой, размерами и взаимным расположением режущих кромок отдельных зубьев, а также качеством их заточки.

А) б)

Рис. 26. Геометрические параметры режущей части зенкера

Передний угол режущей части g_N (рис. 26, а) задается в плоскости, нормальной к проекции режущей кромки на основную плоскость. Обычно угол g_N принимается равным: у зенкеров, применяемых для обработки конструкционных малоуглеродистых сталей, 15…20°, для обработки углеродистых и легированных сталей средней твердости 8..12°, для обработки чугуна средней твердости 6-10°, для обработки сталей и чугунов повышенной твердости 0…5°, для обработки легких сплавов и цветных металлов 25…30°.

Задний угол режущей части a_N в плоскости нормальной проекции режущей кромки принимается равным 6…10°, а сама задняя поверхность, как правило, затачивается по одной или двум плоскостям.

Главный угол в плане j оказывает прямое влияние на размеры поперечного сечения срезаемого слоя, а следовательно, на возникающие при резании силы, в том числе и на величину осевой составляющей силы резания. Угол j обычно принимается равным 60°, но для увеличения стойкости иногда целесообразно образовать дополнительную переходную кромку под углом j = 30° (рис. 26, б). В стандартных конструкциях ее выполняют на зенкерах, оснащенных твердым сплавом группы ТК. При обработке глухих отверстий угол j зенкеров может быть увеличен до 90°.

Угол наклона режущей кромки l (на рис. 26 вместо него изображен угол l₁) влияет на направление схода стружки. При отрицательном значении угла l₁ стружка будет перемещаться в направлении подачи (если движение подачи сообщается зенкеру), при положительном значении l₁ стружка направляется в сторону нерабочей части зенкера, против подачи. Положительные значения угла l₁ могут рекомендоваться для зенкеров обрабатывающих глухие отверстия.

При рассмотрении углов режущей части необходимо отметить, что углы g и l₁ по длине режущей кромки переменны, угол a_N при заточке задней поверхности по плоскости постоянен, а при других способах заточки также изменяется вдоль режущей кромки.

Стандартные зенкеры выпускаются со следующими значениями углов: a_N = 6-8° ± 2°; l₁ = 0 -для зенкеров из быстрорежущих сталей и l₁ > 0 для твердосплавных зенкеров. Обычно в стандартах и нормалях угол g не указывается. Он может быть рассчитан через угол наклона стружечных канавок w, который равен переднему углу в цилиндрическом сечении g_o и переменен по длине режущей кромки. Для расчета необходимо также уточнить значения l, так как на чертежах, в стандартах и нормалях обычно приводится не сам угол наклона режущей кромки l₁, а угол наклона проекции режущей кромки l₁, связанный с углом lзависимостью

tg l = tg l₁ sin j.

Вычислив угол l и зная угол g_о = w в каждой точке режущей кромки, можно определить и значения переднего угла в этой точке по формуле:

Рис.27. Зенкер с коническим хвостовиком

Длина режущей части l₁ (см. рис.26,а и рис.27) в зависимости от диаметров обработанного и исходного отверстия может быть определена из выражения l₁ = (1,5¸2) t ctgj, а величина D из выражения D = (0,5¸1,0) t, где t - половина припуска на обработку или глубина резания, вычисляемая по формуле:

t = (d-d_отв)/2

где d - диаметр зенкера, равный диаметру обрабатываемого отверстия;

d_отв - диаметр исходного отверстия.

Значения припусков на обработку зенкерами 2t выбирают в зависимости от диаметра отверстий.

0бычно припуск составляет 2t = (0,10¸0,22) d.

Рис. 28. Основные формы профиля поперечного сечения зенкеров

Последний совпадает с углом врезания пластинки и составляет 10° как для концевых, так и для насадных зенкеров.

Угол наклона стружечных канавок для точек, не лежащих на наружном диаметре, может быть определен по формуле

tgw_x = dx/d tgw

где d_x - диаметр, на котором определяется угол наклона канавки, мм; d - наружный диаметр зенкера, мм; w - угол наклона канавки на наружном диаметре зенкера.

Профиль поперечного сечения зенкеров определяет прочность режущего зуба и объем стружечных канавок. На рис. 9.3 приведены основные формы профилей поперечного сечения зенкеров. Профили, приведенные на рис. .9.3, а, г, характеризуются соотношениями d₀ = (0,35-0,5) d, В = (0,4-0,48)· d, h_л = (0,02-0,04) d. Они являются наиболее распространенными, хотя и не совсем технологичными, так как требуют раздельной обработки канавки и спинки (с образованием ленточки высотой h_л). Применяются для трехзубых цельных быстрорежущих зенкеров и зенкеров, оснащенных пластинками из твердого сплава диаметром 10-50 мм.

Профили, приведенные на рис.9.3, б, в, е, характеризуются такими же соотношениями d_o и В, что и профиль на рис. 9.3 a, но отличаются тем, что канавка и спинка зенкера обработаны одной фасонной фрезой. Это устраняет недостатки профиля рис. 28, а.

Профиль (рис. 28, б) характеризуется, кроме того, наличием ленточки, отличается простотой изготовления, достаточным пространством для размещения стружки и применяется для трехзубых быстрорежущих зенкеров.

Профиль (рис. 28, д, ж) по основным соотношениям аналогичен профилю, приведенному на рис. 28, а, и применяется для трехзубых зенкеров, оснащенных пластинками из твердого сплава, корпуса которых не имеют ленточек.

Профиль (рис. 28, з) обычно встречается у насадных четырехзубых зенкеров, оснащенных пластинками из твердого сплава, характеризуется ломаной формой спинки и соотношениями h = (0,1…0,16).

Профиль (рис. 28, г) приведен в качестве примера профиля, в котором число стружечных канавок в два раза больше числа зубьев режущей части. Этот профиль аналогичен профилю четырехленточного сверла. Каждый зуб профиля имеет две ленточки, причем вторая ленточка каждого зуба при подточке передней (иногда и задней) грани калибрует и зачищает обрабатываемое отверстие. Профиль отличается повышенной жесткостью, хорошим направлением в кондукторных втулках и обрабатываемом отверстии и в ряде случаев позволяет получать отверстия высокой точности. (9-го, а иногда и 7-го квалитетов точности.