загрузка...
 
4.2 Конструктивні елементи зенкера
Повернутись до змісту

4.2 Конструктивні елементи зенкера

Основними конструктивними елементами зенкерів є: кількість канавок або зубів z, робоча частина lp, яка складається із різальної l1 та калібрувальної l2 частин, геометрія (передній g та задній a кути, кут нахилу канавок w, кут у плані j, кут нахилу головної різальної кромки l), профіль канавок, приєднувальна частина (довжина хвостовика lхв та номер конуса Морзе або діаметр та довжина опорної поверхні l отвору) [10, 13].

Довжину зенкера з хвостовиком (рис. 4.2) можна визначити за формулою

.

Довжина його робочої частини

.

Діаметр шийки хвостовика

.

Довжина насадного зенкера (рис.4.3) визначається за формулою

.

Складені  зенкери (рис. 4.4) виготовляються різними методами кріплення ножів. Але після заточування по задній поверхні конструкція закріплення ножа повинна передбачати збереження його вильоту h. Зуб на торці виступає на 5-6 мм.

Довжина насадного зенкера із вставленими ножами  також визначається за його діаметром

.

У технологічному процесі виготовлення отвору зенкер займає проміжне місце між свердлом і розверткою. Відповідно до цього розроблена його конструкція. Він нагадує свердло, але з більшою кількістю лез. Тому забезпечується краще направлення при роботі і менша шорсткість обробленої поверхні у порівнянні зі свердлом. Зенкер не працює у суцільному матеріалі, отже, немає потреби у загостреній вершині з поперечною кромкою. Через це умови  стружкоутворення при роботі зенкера майже однакові вздовж усієї різальної кромки.

Кількість канавок. Зенкери, як правило, виготовляються з трьома або чотирма канавками. Зенкери малих і середніх діаметрів (10-40 мм)  виготовляють з трьома канавками, а зенкери великих діаметрів (32 мм і більше) виготовляють з чотирма і навіть із шістьма канавками. У тому випадку, коли зрізується великий припуск, то для збільшення простору для розміщення стружки застосовують зенкери з двома канавками (двозубі зенкери). Звичайні зенкери мають малий простір для розміщення стружки, внаслідок чого можливе  погане її відведення із зони різання. Тому доводиться часто виводити зенкер з отвору для очищення від стружки. Двозубий зенкер цих недоліків не має. Його  можна застосовувати при безперервній машинній подачі як для звичайних, так і для глибоких отворів (до 2000-4000 мм) діаметром від 28 до 300 мм.

У складених зенкерів діаметром до 58 мм чотири зуби, а понад 58 мм - шість.

Твердосплавні зенкери, оснащені твердим сплавом, звичайно виготовляються з трьома або чотирма канавками.

Різальна частина призначається для видалення всього припуску, тому довжина її вибирається залежно від глибини різання  t (рис. 4.5):

 

,

де j - головний кут у плані;

а -  додаткова величина для полегшення входження  зенкера в отвір, дорівнює (0,5-1,0)t.

 

Кут j значно впливає на форму і відведення стружки, особливо при утворенні суцільної стружки. Він призначається на підставі експериментальних даних. При обробці сталі краще, коли кут j=60°. Причому для збільшення стійкості рекомендується робити перехідну кромку під кутом j1= 30° довжиною 3S (рис.4.6). Для зенкерів, що виготовляються на спеціалізованому підприємстві, довжина перехідної кромки встановлена 0,3-0,5 мм для малих розмірів і 0,5-1,0 мм - для великих. Для чавуну кут j береться таким, що дорівнює 60° (рідше 45°) без перехідної кромки. Для зенкерів, оснащених пластинками твердого сплаву, кут j також дорівнює 60°, причому перехідна кромка передбачається тільки для зенкерів, оснащених твердим сплавом  групи ТК.

Калібрувальна частина забезпечує якість обробки отвору, здійснює направлення зенкера у процесі обробки і є резервом для переточування різальної частини. Вона має по циліндру стрічку шириною 0,8-2,0 мм. Із збільшенням ширини стрічки спостерігається більше налипання  стружки на неї, і процес різання погіршується. Биття по стрічці не повинно перевищувати 0,03-0,04  мм.

Для полегшення процесу різання і уникнення можливого защемлення зенкера в отворі калібрувальна частина має обернену конусність, тобто діаметр робочої частини зенкера біля хвостовика менший за діаметр різальної частини на 0,04- 0,08 мм на довжині 100 мм для зенкерів діаметром до 18 мм і на 0,05-0,10 мм для зенкерів понад 18 мм.

У звичайних зенкерів з кутом j = 60° при невеликій ширині стрічки можуть виникнути під час роботи великі вібрації. Збільшення ширини стрічки може їх усунути, але викликає налипання на неї стружки. Тому доцільніше замість збільшення ширини стрічки зробити ще одну додаткову перехідну кромку  (фаску) під кутом 2° - 3°. Ця кромка ніби заклинює інструмент в отворі і тим самим знищує вібрації.

 

Геометрія. Кути визначаються в інструментальній системи координат, яка зорієнтована відносно вектора, дотичного до кола, що проходить через дану точку різальної кромки і лежить у площині, перпендикулярній до осі зенкера. 

Для створення заднього кута зуб на різальній частині по задній поверхні заточу-ється або до гостроти (рис.4.7 а), або із утво-ренням невеликої стріч-ки шириною f = 0,03 -0,05 мм (рис.4.7 б), що зменшує і полегшує контроль биття зубів на різальній частині.

Доцільно задню поверхню оформляти під двома кутами: під кутом   a = 8-10° на невеликій ділянці довжиною 0,6-1,5 мм залежно від діаметра зенкера,  а далі під кутом a1 = 15-20° (рис.4.7 в).   Така  форма  задньої  поверхні застосовується для зенкерів зі вставними зубами, а також для твердосплавних зенкерів як з припаяними пластинками, так і з механічним кріпленням. Для полегшення заточування  і доведення зуба з твердого сплаву можна задню поверхню оформляти навіть під трьома кутами, наприклад, a=10°, a1 =12° і a2 = 15° (рис. 4.7 г). Тоді якщо зуб затупився, він заточується і доводиться тільки під кутом  a.

Для зенкерів із швидкорізальної сталі і особливо для твердосплавних биття головних різальних кромок має велике значення для правильної роботи інструменту. Величина биття, вимірювана по нормалі до головної різальної кромки, не повинна перевищувати 0,05-0,06 мм.

Задній кут звичайно  призначається однаковим на різальній і на калібрувальній частинах зенкера у межах 8-10°. Іноді на калібрувальній частині його зменшують до 5-6°.

Передній кут вибирається в основному залежно від властивостей оброблюваного матеріалу, а саме: для вуглецевої і легованої сталі середньої твердості у межах 8-12°; чавуну твердістю НВ до 200 у межах 6-10°; кольорових металів – 25-30°.

У зенкерів, що виготовляються на спеціалізованих підприємствах (без визначення умов використання),  передній кут  на зубах із швидкорізальної сталі 8°, із сплаву ВК g=5°, із сплаву ТК на передній поверхні утворюють фаску у 1,5 мм, де g=-5°.

Кут нахилу канавок. Зенкери виготовляються з гвинтовими, похилими і з прямими канавками. Найчастіше зенкер має гвинтову канавку. Вона сприяє відведенню стружки у напрямку до хвостовика. Для утворення позитивного переднього кута напрям канавок повинен збігатися з напрямом різання. Кут нахилу канавок w дорівнює передньому куту у перетині, паралельному осі зенкера gо. Якщо , то

.

Крок гвинтової канавки дорівнює

.

У стандартних зенкерів, залежно від кута g, кут w знаходиться у межах 10-25°.

У конструкціях насадних зенкерів зі вставними зубами доводиться розміщувати їх у похилих пазах корпусу. У зенкерів, оснащених   твердим   сплавом,   пластинки (переважно прямолінійні) припаюються також похило до осі. Тоді канавки на калібрувальній частині робляться гвинтовими і плавно сполучаються з похилими канавками на різальній частині. У разі застосування гвинтових пластинок відпадає потреба в похилих пазах на корпусі.

Прямозубі зенкери більш технологічні і при правильному виборі інших геометричних параметрів забезпечують хорошу роботу. Прямі канавки широко застосовуються для зенкерів, оснащених твердим сплавом.

Кут нахилу головної різальної кромки l вимірюється у площині різання.  Він може бути позитивним (зуб з піднутренням),  негативним (зуб з відвалом) і дорівнювати нулю. Разом з переднім кутом l визначає напрям сходження стружки.

При негативному значенні кута l стружка спрямовується у бік оброблюваної поверхні (вниз). Для наскрізних отворів доцільно застосовувати зенкери з від’ємним кутом l. У цьому випадку канавки на калібрувальній частині непотрібні. Завдяки тому, що стружка сходить попереду різальної частини, оброблена поверхня має меншу шорсткість через відсутність пошкоджень від стружки. Відсутність канавок на калібрувальній частині збільшує міцність інструменту. Доцільно застосовувати від’ємний кут l у межах 15-25°.

При додатному куті l стружка сходить у бік уже обробленої поверхні, тобто проти напряму подачі (вгору). Тому зенкер повинен мати стружкові канавки. Для можливості широкого використання рекомендується застосовувати зенкери універсального призначення, тобто як для наскрізних, так і для глухих отворів. Вони повинні мати позитивний кут l у межах 10-15°.

У зенкерів, оснащених твердим сплавом, кут l додатний або дорівнює нулю.

Профіль канавок. Зенкери видаляють велику кількість стружки, тому профіль канавки відіграє істотну роль. На виробництві набули поширення дві форми профілю: для зенкерів з трьома канавками та для зенкерів з чотирма канавками.

 

Перший профіль для діаметрів до 40 мм (рис. 4.8а) характеризується такими параметрами: діаметр серцевини , ширина пера, величина зняття спинки , ширина стрічки .

Другий профіль для діаметрів 32-80 мм (рис. 4.8 б) характеризується такими параметрами: глибина канавки , радіус у западині біля передньої поверхні , відстань від центра кола з радіусом r до осі зенкера , при цьому найбільша відстань западини від верхньої точки циліндра . Кут q=65°. Центр дуги радіуса R, що окреслює спинку зуба, знаходиться на лінії, відстань якої від осі кола радіусом r дорівнює . Значення радіуса R можна попередньо визначити за формулою , а потім воно уточнюється за умови, що коло проходить через крайню точку стрічки f дотично до кола радіусом r.

Розміри профілів канавок зенкерів з припаяними пластинками твердого сплаву мають ті самі співвідношення,   що   і   у  зенкерів   із   швидкорізальної сталі (рис. 4.8 в, г).

Контур западини зенкера по кривій вимагає спеціальних фрез. За відсутності їх крива може бути замінена ламаною. У цьому випадку канавку доводиться фрезерувати за два проходи: кутовою фрезою з кутом профілю 110° і циліндричною, встановленою під кутом 30° до дотичної до кола, проведеного через вершину зуба.



загрузка...