Калькулятор глубины зенковки | Бесплатный инструмент для точного сверления

Что такое калькулятор глубины зенковки?

Калькулятор глубины зенковки определяет, насколько глубоко нужно просверлить коническое углубление, чтобы винт с потайной головкой оказался заподлицо с поверхностью. В него вводятся два параметра: диаметр зенковки и угол сверла, после чего он рассчитывает глубину. Зенкование создаёт воронкообразное углубление, соответствующее конической нижней части винта с потайной головкой, чтобы головка винта не выступала над поверхностью и не утопала в неё слишком глубоко.

Как рассчитывается глубина зенковки

Зенковка имеет форму конуса, вершина которого входит в материал. Диаметр — это ширина отверстия на поверхности. Угол — полный угол при вершине этого конуса, измеряемый между двумя наклонными сторонами. Распространённые углы зенковочных сверл: 82°, 90° и 100°.

Поскольку углубление имеет форму конуса, его глубина определяется с помощью тригонометрии прямоугольного треугольника. Если разрезать конус пополам по центру, каждая половина будет прямоугольным треугольником: радиус (половина диаметра) — одна сторона, глубина — другая, а половина угла зенковки находится между стороной, соответствующей глубине, и наклонной стороной конуса.

$\text{Глубина} = \frac{\text{Диаметр} / 2}{\tan(\text{Угол} / 2)}$

При неизменном угле увеличение диаметра приводит к увеличению глубины конуса. При неизменном диаметре увеличение угла делает конус более плоским, поэтому глубина уменьшается.

Пример расчёта

Для зенковки диаметром 10 мм, выполненной сверлом с углом 90°:

• Радиус = 10 ÷ 2 = 5 мм
• Половина угла = 90 ÷ 2 = 45°
• tan(45°) = 1
• Глубина = 5 ÷ 1 = 5,00 мм

При том же диаметре 10 мм глубина при других распространённых углах будет отличаться:

• 82°: около 5,75 мм
• 90°: 5,00 мм
• 100°: около 4,20 мм

При одинаковом диаметре больший угол всегда даёт меньшую глубину зенковки.

Как пользоваться этим калькулятором

1. Измерьте штангенциркулем или линейкой диаметр головки винта, затем добавьте около 0,5 мм для зазора. Введите полученное значение как диаметр зенковки.
2. Проверьте угол, указанный на зенковочном сверле. Если он не указан, измерьте угол головки винта транспортиром или примите его равным 82° для дюймовых винтов и 90° для метрических винтов.
3. Введите диаметр и угол. Результат — глубина от поверхности до вершины конуса.
4. Используйте это значение, чтобы установить ограничитель глубины, обмотать сверло лентой на соответствующей отметке или настроить ограничитель сверлильного станка.

Диаметр должен быть больше нуля. Угол должен быть больше 0° и меньше 180°. При угле ровно 180° конуса вообще нет — есть только плоская поверхность.

Распространённые углы зенковки

Угол сверла должен соответствовать углу головки винта. Несоответствие углов оставляет зазор вокруг головки, и винт не будет сидеть заподлицо, даже если глубина точно рассчитана.

Зенкование и растачивание цилиндрического углубления

Зенкование создаёт конус для винта с конической потайной головкой. Растачивание создаёт цилиндрическое углубление с плоским дном для винта с головкой с прямыми боковыми стенками, например винта с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником. Приведённая выше формула применяется только к зенкованию. Глубину цилиндрического углубления определяют по высоте головки винта с добавлением небольшого зазора, а не по этой тригонометрической зависимости.

Практические замечания

При реальном сверлении геометрия редко совпадает с расчётной в точности. На фактический результат влияют несколько факторов:

• Упругое восстановление материала. Мягкая древесина немного сжимается под головкой винта, а затем может восстановить форму, из-за чего винт окажется немного выступающим. Обычно для этого достаточно увеличить глубину на несколько десятых миллиметра.
• Износ сверла. Тупое сверло вырезает немного более широкое или более неровное коническое углубление, чем острое.
• Материалы с покрытием или слоистой структурой. Детали из окрашенного металла или металла с гальваническим покрытием требуют большей глубины, чтобы после нанесения покрытия винт по-прежнему сидел заподлицо.
• Крайние углы. При углах, превышающих примерно 30°, глубина для того же диаметра резко возрастает: для зенковки диаметром 10 мм при угле 20° требуется почти 28,4 мм глубины. При углах, превышающих примерно 140°, конус настолько пологий, что почти не заглубляет головку винта.

Поэтому специалисты по обработке металла и столяры обычно проверяют настройку глубины на обрезке материала перед сверлением готовой детали.

Часто задаваемые вопросы

Что такое зенковка?

Зенковка — это коническое углубление, вырезанное в поверхности, чтобы винт с потайной головкой располагался заподлицо с поверхностью или ниже неё. Без зенковки плоская нижняя сторона головки винта опирается на материал, а не входит в него.

Какова формула глубины зенковки?

Глубина равна половине диаметра, делённой на тангенс половины угла: глубина = (диаметр ÷ 2) ÷ tan(угол ÷ 2). Диаметр и угол следует указывать в единицах, которые ожидает калькулятор: миллиметрах и градусах.

Какой угол следует использовать?

Угол сверла должен соответствовать углу головки винта. Они должны быть одинаковыми, чтобы винт сидел заподлицо. Угол 82° является стандартным углом при вершине для дюймовых винтов с потайной головкой в Северной Америке, 90° — стандартным углом для метрических винтов с потайной головкой, а 100° применяется для многих авиационных крепёжных изделий.

Какой диаметр зенковки выбрать для конкретного винта?

Измерьте диаметр головки винта и добавьте к нему около 0,5–1 mm зазора. Слишком тесная зенковка приведёт к заеданию головки винта до её посадки; слишком широкая оставит заметный зазор вокруг винта.

Работает ли этот калькулятор с дюймами?

В калькуляторе используются миллиметры, но базовая формула работает с любыми согласованными единицами. Можно сначала перевести дюймы в миллиметры (умножив на 25,4), выполнить расчёт и перевести результат обратно либо применить ту же формулу напрямую, используя дюймы для диаметра; тогда глубина также будет указана в дюймах. Например, для зенковки диаметром 0,375 дюйма при угле 82° глубина составит около 0,216 дюйма (5,49 мм)

Почему винт всё ещё выступает, хотя глубина соответствует расчётной?

Наиболее распространённая причина — несоответствие углов сверла и головки винта. Другие причины включают упругое восстановление мягкой древесины и обычные различия в размерах головок винтов у разных производителей. Проверьте настройку на обрезке материала и немного скорректируйте глубину, если винт всё ещё выступает.