Зенкерование и развёртывание отверстий: припуск, точность, режимы, дефекты, зенковки и цековки

Зенкер, развёртка, расточка: кто что делает

Маршрут точного отверстия обычно такой: центровка, сверление, при необходимости зенкерование, затем развёртывание или расточка. Про первые шаги — в статье «Сверление: свёрла и режимы», здесь — про чистовые переходы.

Главное правило сформулировано в техническом разделе каталога Guhring: развёртка всегда идёт по направлению предварительного отверстия и не исправляет ошибки его положения. Исключение — развёртки с торцевой режущей заборной частью, которые работают через кондукторную втулку. Несоосность шпинделя и отверстия частично компенсируют плавающим патроном, а положение отверстия, по Guhring, при необходимости исправляют пилотным сверлением.

На ЧПУ выбор между развёрткой и расточкой — вопрос серии и номенклатуры. Развёртка — готовый размер одним проходом, но под каждый диаметр и поле допуска нужен свой инструмент. Расточная головка настраивается на любой размер и выправляет ось, но её надо настраивать и проверять размер после пробного прохода. Если на чертеже жёсткий допуск расположения отверстия, а предварительное сверление уводит, ставьте расточку или хотя бы пилотное отверстие.

Точность и шероховатость развёртывания

По Guhring развёртка — самый распространённый инструмент для отверстий, точных по форме и размеру: достижимый квалитет обычно IT7, в особых случаях IT6 или IT5, если развёртка соответствующим образом заточена и все остальные условия обработки на высоком уровне. Шероховатость соответствует чистовой и тонкой обработке — примерно от Ra 0,2 до 6,5 мкм; удовлетворительной Guhring считает Ra 0,5 мкм.

Примеры применения твердосплавных развёрток HR 500 из брошюры Guhring:

Пересчитаем первую строку в привычные величины: n = 1000 · 120 / (π · 9) ≈ 4244 об/мин, подача на оборот f = vf / n = 4200 / 4244 ≈ 0,99 ≈ 1,0 мм/об. Это режимы высокопроизводительной твердосплавной развёртки с внутренним подводом СОЖ, а не быстрорежущей: для своей развёртки берите vc и f из каталога её производителя и считайте обороты в калькуляторе режимов резания.

Припуск под развёртывание

Припуск задают на диаметр: в каталоге Guhring таблица так и называется — оптимальные диаметры предварительных отверстий.

Для закалённой стали Guhring даёт отдельные, меньшие значения. Sandvik Coromant ведёт таблицу по группам материалов ISO (P, M, K, N, S, H) и шести диапазонам диаметров; значения того же порядка — от 0,1–0,2 мм для малых диаметров до 0,3–0,5 мм для диаметров свыше 30 мм.

Почему нельзя «чуть-чуть»: по Sandvik Coromant, если припуска мало, развёртка не режет, а трёт, быстро изнашивается и теряет диаметр; слишком большой припуск тоже ухудшает результат. В диагностике Guhring недостаточный припуск стоит среди причин заниженного отверстия, вибраций и заклинивания инструмента. Sandvik Coromant также требует, чтобы прямолинейность предварительного отверстия была лучше 0,05 мм, и рекомендует давление СОЖ 15 бар.

Пример: отверстие Ø12 H7 в стали 45. По таблице Guhring для диаметра св. 10 до 16 мм припуск 0,2–0,3 мм, значит, предварительное отверстие — 11,7–11,8 мм. Если сверло такого диаметра даёт увод, между сверлением и развёртыванием ставят зенкер или расточку.

Какой диаметр у самой развёртки

Отверстие не получается «ровно по развёртке»: к размеру инструмента добавляются разбивка, упругость детали, биение. Поэтому допуск на изготовление развёртки по DIN 1420 смещён внутрь поля отверстия. Правило из каталога Guhring:

Пример из того же каталога: отверстие Ø20 H7, поле 0…+21 мкм. 0,15 · 21 = 3,15 мкм, в примере каталога принято 4 мкм, значит, d1max = 20,021 − 0,004 = 20,017 мм. 0,35 · 21 = 7,35 мкм, принято 8 мкм, d1min = 20,017 − 0,008 = 20,009 мм. Развёртка Ø20 H7 имеет размер 20,009–20,017 мм, а 4 мкм сверху оставлены на разбивку. Поля допусков для своего размера найдёте в калькуляторе допусков и посадок.

Дефекты: разбивка, огранка, конусность

Диагностика Guhring и Sandvik Coromant сходится в главном:

Профилактика начинается с закрепления. Для сквозных твердосплавных развёрток HR 500 Guhring рекомендует гидравлические или термопатроны с зажимом на максимальную глубину — так же подаётся и СОЖ к кромкам. Если ось шпинделя и предварительного отверстия не совпадают, Guhring предлагает плавающий патрон. По смазке Sandvik Coromant пишет, что эмульсия с разбавлением 40:1 обычно подходит, а в диагностике обе компании связывают нехватку масла в СОЖ с вибрациями и дроблением.

Порядок поиска причины: биение инструмента в патроне, затем соосность предварительного отверстия, затем припуск и только потом режимы. Для отвода стружки Sandvik Coromant советует спиральные канавки в сквозных отверстиях и прямые — в глухих. Проверяют развёрнутое отверстие калибром-пробкой или нутромером.

Зенковки и цековки

Это другие задачи, хотя названия похожи на «зенкер».

Зенковка — коническая. ГОСТ 14953-80 распространяется на конические зенковки для центровых отверстий по ГОСТ 14034 и зенковки с углом при вершине 90° для конических опорных поверхностей по ГОСТ 12876. Стандарт устанавливает 11 типов: с углами 60°, 75°, 90° и 120°, с цилиндрическим и коническим хвостовиками. Для конических опорных поверхностей под потайной крепёж стандарт отводит зенковки 90°, центровочные зенковки имеют угол 60° или 75°.

Цековка — цилиндрическая, с направляющей цапфой: она делает плоскую опорную поверхность под головку винта, гайку или шайбу. ГОСТ 26258-87 распространяется на цилиндрические цековки для опорных поверхностей по ГОСТ 12876, кроме опорных поверхностей под увеличенные шайбы диаметром свыше 61 мм и выступающих опорных поверхностей до 15 мм. Цековки бывают с быстрорежущей рабочей частью — для конструкционной стали — и с твердосплавными пластинами — для стали и чугуна.

Размеры самих опорных поверхностей под крепёж — диаметры и глубины гнёзд для стержней от 1 до 48 мм — задаёт ГОСТ 12876-67; на станке с ЧПУ гнездо можно получить и круговой интерполяцией концевой фрезой, но размеры берут оттуда же. Какой квалитет назначать отверстию под посадку, — в статье «Квалитеты и посадки».
</content>
</invoke>