Зенковка, зенкер, цековка: чем отличаются и что брать

На чертеже три похожих операции обозначаются по-разному, а на складе за ними стоят три разных инструмента. Снабженец видит в заявке «зенкер 12» и присылает зенковку на 90°, технолог получает не то, и партия встаёт. Ещё хуже, когда зенкером пытаются сверлить сплошной металл. Разберём, чем зенковка отличается от зенкера и цековки, какой инструмент под какую задачу брать и какой точности от него ждать.

Три инструмента, три задачи

Общее у них одно: все трое работают по уже готовому отверстию. Дальше пути расходятся.

Зенковка снимает коническую фаску на входе отверстия: под потайную головку винта, под заклёпку, для удаления заусенца или под центровое отверстие. Результат: конус с заданным углом.

Зенкер расширяет цилиндрическое отверстие после сверла, выправляет его ось и калибрует диаметр. Результат: ровный канал 11–12 квалитета, готовый под развёртку или под посадку, где H7 не требуется.

Цековка делает плоское цилиндрическое гнездо под винт с цилиндрической головкой или под шайбу, а также подрезает торец бобышки, чтобы гайка легла на плоскость. Результат: опорная поверхность, перпендикулярная оси отверстия.

Зенковка: угол решает всё

Конические зенковки по ГОСТ 14953 выпускают с углами 60°, 90° и 120°. Немецкие аналоги: DIN 334 (60°), DIN 335 (90°), DIN 347 (120°). Угол берут не «какой есть на полке», а по крепежу, который сядет в фаску.

• 90° — основной угол в метрическом крепеже: винты с потайной головкой и внутренним шестигранником DIN 7991 (ISO 10642), потайные винты DIN 963, DIN 965, ГОСТ 17475, потайные саморезы.
• 120° — под потайные заклёпки и тонкий листовой потай, где конус 90° получился бы слишком глубоким для толщины листа.
• 60° — центровые отверстия под вращающийся или упорный центр станка (ГОСТ 14034).
• 82° встречается на крепеже по американским нормам ANSI. В отечественной практике редкость, но при ремонте импортного оборудования путаница с 90° выходит боком: головка садится на кромку, а не на конус.

Зенковки бывают одноперые и многозубые, обычно с тремя канавками. Трёхзубая даёт ровную фаску на станке, одноперая меньше вибрирует на дрели и тонком листе. Для фаски большого диаметра или на кривой поверхности берут зенковку с направляющей цапфой: цапфа входит в отверстие и не даёт инструменту уйти в сторону.

Проверяют фаску просто: винт вставляют в гнездо, головка должна лечь заподлицо или чуть ниже плоскости. Провалилась глубже, значит фаска перегублена; торчит, значит недобрана или угол не тот.

Зенкер: расширить, выправить, откалибровать

Зенкер внешне похож на сверло, но это другой инструмент. У него три или четыре зуба, нет перемычки и поперечной кромки, режущие кромки не сходятся в центре. Он не сверлит из сплошного, а идёт по готовому отверстию, снимает припуск со стенки и за счёт нескольких зубьев и жёсткого корпуса выправляет увод оси, который оставило сверло. Цельные зенкеры выпускают по ГОСТ 12489, насадные — по ГОСТ 21584, с напайными твердосплавными пластинами — по ГОСТ 3231. В ГОСТ 12489 заложено два исполнения: зенкер № 1 под последующее развёртывание и № 2 под окончательную обработку.

Что даёт зенкер по точности: 11–12 квалитет (H11–H12) и шероховатость ориентировочно Ra 3,2–6,3 мкм. Этого хватает под посадку без жёстких требований, под резьбу или под болт с зазором. Для H7–H8 после зенкера ставят развёртку.

Припуск под зенкер после сверла берут по диаметру: от полумиллиметра на малых размерах до 2–3 мм на крупных. Классический маршрут под Ø20 H7 выглядит так: сверло 18 мм, зенкер 19,8 мм, развёртка 20 H7. Зенкер снял 1,8 мм и выправил ось, развёртке осталось 0,2 мм на чистовой размер. Как считать припуск на последнем переходе, разобрано в статье про припуск под развёртку.

Цековка: плоское гнездо и подрезка торца

Цековка (ГОСТ 26258) делает цилиндрическое гнездо с плоским дном под винт с цилиндрической головкой DIN 912 / ISO 4762, под шайбу или гайку. Диаметр и глубину гнезда берут не на глаз, а по стандарту: DIN 974-1 под винты с цилиндрической головкой, DIN 974-2 под шестигранные головки и гайки, отечественный аналог — ГОСТ 12876 «Поверхности опорные под крепёжные детали». Например, под винт M8 DIN 912 гнездо по первому ряду DIN 974-1 имеет диаметр 15 мм.

Отличительная черта цековки — направляющая цапфа на торце. Она входит в уже просверленное отверстие и ведёт инструмент строго по его оси, поэтому гнездо получается соосным, а дно перпендикулярным. Цапфа бывает сменной (под разные диаметры отверстий) и вращающейся, чтобы не задирать стенку.

Вторая работа цековки: подрезка торца. На литой или кованой заготовке бобышка под гайку неровная, и её торцуют цековкой, иногда обратной (инструмент заводят через отверстие и режут с обратной стороны). Без этого гайка ложится на наклонную поверхность, болт работает на изгиб, и соединение ослабевает.

Материал и покрытие

• HSS Р6М5 (аналог M2): базовый вариант для конструкционных и низколегированных сталей, чугуна, цветных сплавов. Дёшево, перетачивается, единичному и мелкосерийному производству обычно хватает.
• HSS-Co (Р6М5К5, M35 и выше): кобальт держит красностойкость, поэтому кромка не садится на нержавейке, жаропрочных и вязких сплавах. Для зенковок по нержавейке это первый кандидат; обычный HSS там быстро перегревается и оставляет рваную фаску.
• Твёрдый сплав: цельные зенковки и зенкеры с напайными пластинами берут под серию на ЧПУ и под твёрдые материалы. Дороже, боится ударов и биения, зато держит размер на длинной партии.

Покрытие TiN подходит для стали в общем случае, TiAlN лучше держит температуру и идёт на нержавейку и работу с малым количеством СОЖ. По алюминию покрытия с алюминием в составе не берут: материал налипает на кромку. Подробнее про выбор — в справочнике по покрытиям TiN и TiAlN.

Режимы: обороты ниже сверла, подача выше

Общее правило для всех трёх инструментов: скорость резания ниже, чем при сверлении, подача выше. Все они идут по готовому отверстию несколькими зубьями, снимают тонкий слой и боятся вибрации, а не нагрузки.

• Зенкер: скорость резания примерно на треть ниже, чем у сверла по тому же материалу, подача в полтора-два раза больше. Мелкая подача не режет, а трёт стенку, размер уходит.
• Зенковка: обороты в два-три раза ниже, чем у сверла того же диаметра. Высокие обороты дают дребезг и огранённую фаску вместо круглой.
• Цековка: обороты низкие, подача плавная и равномерная, до упора по глубине. Рывок подачи оставляет ступеньку на дне гнезда.

Все три операции по стали идут с СОЖ; всухую допустимы чугун и снятие мелкой фаски. Конкретные обороты под станок, диаметр и материал считает технолог, числа выше задают направление, а не режим.

Типичные ошибки

• Зенкер вместо сверла. У зенкера нет режущих кромок в центре, в сплошной металл он не пойдёт: упрётся, нагреется и в лучшем случае сядет. Сначала сверло, потом зенкер.
• Зенковка без направления на тонком листе. Лист пружинит, инструмент подхватывает кромку, и вместо круглой фаски выходит многогранник или «звезда». Лечится тремя вещами: лист прижимают к подкладке, обороты снижают, берут одноперую зенковку или многозубую с нечётным числом зубьев; на ответственных деталях ставят инструмент с направляющей цапфой.
• Угол не по крепежу. Зенковка 120° под винт DIN 7991 с головкой 90°: винт садится на кромку, а не на конус, и при затяжке выворачивает фаску. Угол сверяют с чертежом крепежа, а не с тем, что лежит на полке.
• Цековка без цапфы или с цапфой не того диаметра. Гнездо уходит от оси отверстия, головка винта садится с перекосом. Цапфа должна входить в отверстие с минимальным зазором.
• Зенкеру оставили припуск «как под развёртку». Дать зенкеру 0,2 мм на диаметр значит заставить его тереть стенку вместо резания. Зенкер снимает миллиметры, десятые доли оставляют развёртке.
• Тупой инструмент. Севшая зенковка не режет, а выдавливает фаску с наклёпом, зенкер разбивает размер. На чистовых переходах инструмент не дорабатывают до последнего.

Что брать под задачу

Фаска и потай под винт: зенковка с углом по крепежу, для нержавейки HSS-Co. Расширить и выправить отверстие после сверла или подготовить его под H7: зенкер по ГОСТ 12489, затем развёртка. Гнездо под цилиндрическую головку или опорная плоскость под гайку: цековка с направляющей цапфой по размерам DIN 974 / ГОСТ 12876. Зенковки и зенкеры HSS и HSS-Co ходовых размеров лежат в разделе зенковки и зенкеры; цековки под конкретный крепёж подбираем под заявку.