Конструктивные элементы спирального сверла. Сверло: виды, характеристики и рекомендации по выбору
Или станке, предназначенный для сверления отверстий в различных материалах. Сверла изготовляются из качественных твердых сталей, что позволяет их использовать для работы с и другими металлами, бетоном или камнем.
Виды
В зависимости от предназначения сверла делятся на категории по:
- Металлу.
- Дереву.
- Камню и кирпичу.
- Стеклу и плитке.
Они отличаются между собой по форме, а также углу заточки и режущей кромке. Большинство из них являются узкоспециализированными и не могут использоваться для других целей.
По металлу
Эти сверла подходят не только для сверления металлов, но также могут использоваться для работы с пластиком и древесиной. В зависимости от формы изготовления они бывают следующих разновидностей:
- Спиральные.
- Конические.
- Корончатые.
- Ступенчатые.
Спиральные
Спиральный тип представляет собой классическую конструкцию, которая знакома практически каждому. Инструмент состоит из трех частей – режущая кромка, рабочая поверхность и хвостовик. Режущая часть имеет острую заточку, именно она врезается в металл, образовывая отверстие. Рабочая поверхность представляет собой спираль, цель которой состоит в выведении стружки из отверстия. Хвостовая часть используется для фиксации инструмента в патроне дрели или станка.
Такой тип обычно изготавливают из быстрорежущей стали марки HSS, Р18 или Р6М5. Что касается стали Р18, то она встречается довольно редко и на данный момент производством инструментов из нее занимаются только некоторые предприятия, находящиеся на территории Белоруссии. Из нее получаются очень надежные сверла, которые отлично удерживают заточку.
Конические
Такое сверло обычно можно встретить зажатым в специализированный станок. Его рабочая часть представляет собой конус, вершина которого врезается в поверхность металла, образовывая тонкое отверстие. По мере углубления в материал происходит контакт с более широкой частью конуса, что обеспечивает расширение отверстия. Благодаря использованию данной конструкции, можно обеспечить сверление за один проход. К примеру, если использовать обычное спиральное сверло, то сначала нужно сделать отверстие тонким инструментом, а потом более толстым, постепенно доводя диаметр под требуемые параметры. Конусная форма позволяет избежать подобных неудобств, но к сожалению, она не подходит для слабых дрелей.
Корончатые
Корончатая конструкция представляет собой пустотелый цилиндр, на нижнем торце которого имеются острые зазубрины, напоминающие корону. Такой инструмент позволяет делать отверстия большого диаметра, начиная от 30 мм и более. Недостаток данной конструкции заключается в невозможности установки в патрон обычной дрели. Инструмент может быть использован для сверления листового металла толщиной до 10 мм. Обычно для изготовления корончатого инструмента используется сталь HSS. Также на рынке можно встретить сверла с твердосплавными напайками или алмазным напылением. Они позволяют работать не только с металлами и сплавами, но даже с бетоном.
Ступенчатые
Ступенчатая конструкция является одним из последних изобретений в мире режущего инструмента. Она имеет универсальное применение, поскольку позволяет делать отверстия различного диаметра. Название типа связано с тем, что он представляет собой конус со ступеньками. Такое сверло может быть использовано только для работы с листовым металлом толщиной до 2 мм. Принцип действия заключается в том, что кончик инструмента врезается в материал, и когда он пробивается, то происходит контакт с более широкой частью конуса, которая просверливает углубление еще больше. Таким образом, чтобы получить требуемый диаметр нужно углубиться до нужной ступени.
По дереву
Часто для работы с деревом применяется стандартное спиральное сверло по металлу. Оно позволяет делать отверстие диаметром от 2 до 18 мм. Тем не менее, данный тип сильно ограничивает возможности деревообработки, поэтому было разработано и внедрено несколько особых типов сверл:
- Спиральные по дереву.
- Перовые.
- Винтовые.
- Кольцевые пилы.
- Балеринки.
- Форстнера.
Спиральные по дереву
Спиральные по дереву очень похожи на обычное сверло по металлу. Единственное отличие заключается в форме режущей кромки. Она напоминает трезубец. Острый зуб по центру позволяет провести точную фиксацию в месте сверления. Инструментальная сталь легко врезается в древесину. Особая конструкция позволяет получать очень качественное отверстие, без вырывания волокон, как это бывает при использовании инструмента по металлу.
Перовые
Перовое имеет плоскую конструкцию, на конце которой тоже имеется трезубец, как и в предыдущем типе. Оно обеспечивает большой диаметр сверления, при этом позволяет проводить установку в обычную дрель. Данный тип режет чистые края, без разорванных волокон древесины. Нужно отметить, что в случае сверление небольшого углубления в его центре останется бороздка от основного зуба. Такое сверло работает только на малых оборотах. Его часто используют с ручным коловоротом.
Винтовые
Винтовые сверла напоминают спиральные, но имеют более совершенную рабочую часть для отвода стружки. Они довольно длинные, поэтому позволяют делать глубокие отверстия. Их часто используют для сверления бруса и бревен. Зачастую такое сверло имеет специальную ручку, что позволяет работать даже без использования дрели, станка или коловорота. Заостренная часть инструмента напоминает шуруп, она врезается в древесину, поджимая режущую кромку к волокнам. Срез получается чистым и аккуратным, даже при работе с сырым деревом.
Кольцевые пилы
Этот инструмент представляет собой пустотелый цилиндр с пильными зубьями на торце и обычным выпирающим вперед спиральным сверлом. Он позволяет делать отверстия в досках, фанере и вагонке. Его обычно применяют для получения широких отверстий, необходимых для установки светильников. Инструмент подходит не только для древесины, но и для пенополистирола, ПВХ вагонки и сотового поликарбоната. Такие пилы для дрели могут быть использованы для врезания посадочного места при установке розетки в стене, конечно при условии, что она деревянная или из мягких блоков – пенобетон, глина и пр. Выборка центральной части может быть доделана с помощью стамески.
Балеринки
Балеринка – это регулируемое сверло по дереву. Оно позволяет делать широкие отверстия в фанере, ДСП, МДФ и OSB плитах. Его конструкция представляет собой крестовину, центр которой выполнен в виде спирального сверла. На плечах крестовины крепятся острые резцы, прорезающие листовой материал. Специальный ключ позволяет менять расстояние между резцами, тем самым регулируя диаметр получаемого отверстия.
Сверло Форстнера
Инструмент имеет цилиндрический хвостовик с двумя режущими кромками. Он применяется преимущественно в мебельном производстве. С его помощью можно сделать углубление большого диаметра для установки петлей на дверцы шкафчиков. В результате его применения получается аккуратное отверстие с плоским дном.
По бетону
Сверла по бетону также подходят для работы с камнем и кирпичом. Они бывают трех видов:
- Спиральные.
- Винтовые.
- Корончатые.
Все они имеют специальные напайки, которые вгрызаются в камень, бетон и кирпич. Напайки могут изготовляться из победитовых пластин или представлять собой кристаллы искусственного алмаза.
Спиральные
Спиральные устанавливаются в . Они имеют практически идентичную конструкцию со сверлами для металла, за исключением напаек. Лучше всего они работают с бетоном и кирпичом. Глубина отверстия обычно не превышает 80-100 мм.
Винтовые
Винтовые тоже имеют напайки. Они являются более длинными, чем спиральными. Их используют в тех случаях, когда требуется пробить глубокое отверстие. Винты обеспечивают эффективное отведение пыли, что снижает вероятность застревания. Тем не менее, стоит все же периодически вытягивать перфоратор, чтобы проверить – нет ли пыли.
Корончатые
По своей конструкции напоминают стандартную коронку для древесины. В центре имеется спиральное сверло, которое врезается в бетон, камень или кирпич, при этом основную работу по сверлению отверстия требуемой глубины выполняет коронка с напайками. Такие сверла тоже требуют ударного бурения, поэтому не подходят для обычной дрели.
По стеклу
Для сверления керамики и стекла используется всего два вида сверл – коронки и перовые. Коронки имеют алмазное напыления. Их диаметр от 13 до 80 мм. Алмазное напыление представляет собой приклеенные песчинки из искусственного минерала. Для использования коронки необходимо иметь качественную дрель или сверлильный станок. Важно, чтобы инструмент касался плавно, не создавая биения или неравномерного распределения давления.
Перовое сверло представляет собой классический стержень из металла, на конце которого установлено острое копье. Инструмент предлагается в небольшом диапазоне размеров 3-13 мм. Режущее перо выполняется из победита, в более редких случаях с других сплавов.
Для работы со стеклом нужно подойти ответственно к выбору сверлильных инструментов. В отличие от других материалов, ошибка с ним недопустима. Недостаточно ровная или неострая режущая часть может привести к трещине на стекле, керамике или кафеле, что будет непоправимым.
По конструкции и назначению сверла подразделяются на ряд видов: спиральные и специальные (перовые или плоские, для кольцевого сверления, ружейные, комбинированные с другими инструментами, центровочные И Др.).
Для сверления отверстий чаще применяют спиральные сверла и реже специальные.
Сверла перовые представляют собой простой режущий инструмент (рис. 94, а). Они применяются главным образом в трещотках и ручных дрелях для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм.
Сверла спиральные с цилиндрическим и коническим хвостовиками (рис. 94, б, в) используются как для ручного сверления, так и при работе на станках (сверлильных, револьверных и др.).
Сверла для глубокого сверления используются на специальных станках для получения точных отверстий малого диаметра. Под глубоким сверлением обычно понимают сверление отверстий, длина которых превышает их диаметр в 5 и более раз.
Центровые сверла (рис. 94, г) служат для получения центровых углублений на обрабатываемых деталях.
Сверла комбинированные позволяют производить одновременную обработку одноосных отверстий (рис. 94, д), а также для одновременного сверления и зен - кования или развертывания отверстий (рис. 94, ё).
Для изготовления сверл, как правило, применяют следующие инструментальные материалы: углеродистую инструментальную сталь марок У10А и У12А, легированные стали: хромистую марки 9Х и хромокремнистую 9ХС; быстрорежущую сталь марок Р9 и
Спинка зуба "Передняя поверхность " Поперечная кромка |
Рис. 95. Элементы спирального сверла
Р18, а также металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6.
Сверла из быстрорежущих сталей делают сварными: рабочую часть - из быстрорежущей стали, а остальную часть - из менее дорогой конструкционной стали. Наиболее распространенными являются спиральные сверла из быстрорежущих сталей.
Элементы и геометрические параметры спирального сверла. Спиральное сверло имеет рабочую часть, шейку, хвостовик для крепления сверла в шпинделе станка и лапку, служащую упором при выбивании сверла из гнезда шпинделя (рис. 95, а). Рабочая часть, в свою очередь, разделяется на режущую и направляющую.
Основной для процесса резания является режущая часть, на которой расположены все режущие элементы сверла. Она состоит из двух зубьев (перьев), образованных двумя канавками для отвода стружки (рис. 95, б); перемычки (сердцевины) - средней части сверла, соединяющей оба зуба (пера); двух передних поверхностей, по которым сбегает
стружка, и двух задних поверхностей; двух ленточек, служащих для направления сверла и уменьшения его трения а стенки отверстия; двух главных режущих кромок, образованных пересечением передних и задних поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечной кромки (перемычки), образованной пересечением обеих задних поверхностей. На наружной поверхности сверла между краем ленточки и канавкой расположена идущая по винтовой линии несколько углубленная часть, называемая спинкой зуба.
Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце, у хвостовика. Разность в величине этих диаметров составляет 0,03-0,12 мм на каждые 100 мм длины сверла.
У сверл, оснащенных пластинками твердых сплавов, обратная конусность принимается от 0,1 до 0,3 мм на каждые 100 мм длины.
К геометрическим параметрам режущей части сверла (рис. 96) относятся: угол при вершине сверла, угол наклона винтовой канавки, передний и задний углы, угол наклона поперечной кромки (перемычки).
Угол при вершине сверла 2ф расположен между главными режущими кромками. Он оказывает большое влияние на работу сверла. Величина этого угла выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала и колеблется в пределах от 80 до 140°; для сталей, чугунов и твердых бронз 2ср = 116- 118°, для латуней и мягких бронз 2(р = 130°; для легких сплавов дуралюмина, силумин, электрона и баббита 2ф = 140°; для красной меди 2ср = 125°; для эбонита и целлулоида 2<р = 80-90°.
Рис. 96. Геометрические параметры спирального сверла
В целях повышения стойкости сверл диаметром от 12 мм и выше применяют двойную заточку сверл; при этом главные режущие кромки имеют форму не прямой, Как при обычной заточке (рис. 96, а), а ломаной линии (рис. 96, б). Основной угол 2ф = 116-118° (для сталей и чугунов), а второй угол 2ф = 70-75°
Угол наклона винтовой канавки обозначается греческой буквой со (омега) (рис. 96, а). С увеличением этого угла процесс резания облегчается, улучшается выход стружки. Однако сверло (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляется. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньшим, чем у сверл большого диаметра.
Угол наклона винтовой канавки должен выбираться в зависимости от свойств обрабатываемого металла. Для обработки, например, красной меди и алюминия этот угол нужно делать равным 35-40° а для обработки стали со = 25° и меньше.
Если рассечь спиральное сверло плоскостью, перпендикулярной главной режущей кромке, то мы увидим передний угол у (см. рис. 96, в, сечение Б-Б).
Передний угол у (гамма) в разных точках режущей кромки имеет разную величину: он больше у периферии сверла и заметно меньше у его оси. Так, если у наружного диаметра передний угол у = 25- 30°, то у перемычки он близок к 0° Непостоянство величины переднего угла относится к недостаткам спирального сверла и является одной из причин неравномерного и быстрого его износа.
Задний угол сверла а (альфа) предусмотрен для уменьшения трения задней поверхности о поверхность резания. Этот угол рассматривается в плоскости А- А, параллельной оси сверла (рис. 96, в). Величина заднего угла также изменяется по направлению от периферии к центру сверла: у периферии он равен 8- 12°, а у оси а = 20-26°
Угол наклона поперечной кромки у (пси) для сверл диаметром от 1 до 12 мм колеблется от 47 до 50° (рис. 96, в), а для сверл диаметром свыше 12 мм V = 55°
Сверла, оснащенные пластинками твердых сплавов, по сравнению со сверлами, изготовленными из сталей, имеют меньшую длину рабочей части, больший диаметр сердцевины и меньший угол наклона винтовой канавки. Эти сверла обладают высокой стойко
стью и обеспечивают более высокую производительность. Особенно эффективно применение сверл с пластинками твердых сплавов при сверлении и рассверливании чугуна, твердой стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.
Сверла, оснащенные пластинками твердых сплавов, выпускаются четырех типов: спиральные с цилиндрическим хвостовиком (рис. 97, а); спиральные с коническим хвостовиком (рис. 97, б), с прямыми канавками и коническим хвостовиком (рис. 97, в) и с косыми канавками и цилиндрическим хвостовиком (рис. 97, г).
В процессе сверления под влиянием силы резания режущие поверхности сверла сжимают прилегающие к ним частицы металла. Когда давление, создаваемое сверлом, превышает силы сцепления частиц металла, происходит отделение и образование элементов стружки.
При сверлении вязких металлов (сталь, медь, алюминий и др.) отдельные элементы стружки, плотно сцепляясь между собой, образуют непрерывную стружку, завивающуюся в спираль. Такая стружка называется сливной. Если обрабатываемый металл хрупок, как, например, чугун или бронза, то отдельные элементы стружки надламываются и отделяются друг от друга. Такая стружка, состоящая из отдельных разобщенных между собой элементов (чешуек) неправильной формы, носит название стружки надлома.
В процессе сверления различаются следующие элементы резания: скорость резания, глубина резания, подача, толщина и ширина стружки (рис. 98).
Рис. 98. Элементы резания: а - при сверлении; б - при рассверливании
Главное рабочее движение сверла (вращательное) характеризуется скоростью резания.
Скорость резания - это путь, проходимый в направлении главного движения наиболее удаленной от оси инструмента точкой режущей кромки в единицу времени. Принято скорость резания обозначать латинской буквой V и измерять в метрах в минуту. Если известны число оборотов сверла и его диаметр, нетрудно определить скорость резания. Она подсчитывается по общеизвестной формуле
V = -|00- м/мин
Где О - диаметр инструмента (сверла) в мм; п - число оборотов сверла в минуту; я - постоянное число, примерно равное 3,14. Если известны диаметр сверла и скорость резания, то число оборотов п можно вычислить по формуле
П = -- обмин тЮ
Подачей при сверлении называется перемещение сверла вдоль оси за один его оборот. Она обозначается через 50 и измеряется в ии/об. Сверло имеет две главные режущие кромки. Следовательно, величина подачи на одну режущую кромку вычисляется по формуле
Правильный выбор подачи имеет большое значение для увеличения стойкости инструмента. Величина подачи при сверлении и рассверливании зависит от заданной чистоты и точности обработки, твердости обрабатываемого материала и прочности сверла.
Глубиной резания / при сверлении отверстий является расстояние от стенки отверстия до оси сверла (т. е. радиус сверла). Определяется глубина резания путем деления диаметра просверливаемого отверстия пополам.
При рассверливании (рис. 98, б) глубина резания / определяется как половина разности между диаметром - О сверла и диаметром с1 ранее обработанного отверстия.
Толщина среза (стружки) а измеряется в направлении, перпендикулярном режущей кромке сверла. Ширина среза в измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине (рис. 98, а).
Площадь поперечного сечения стружки /, срезаемая обеими режущими кромками сверла, определяется по формуле:
Где 5о - подача в мм/об; t - глубина резания в мм.
Таким образом, площадь поперечного сечения стружки становится больше с увеличением диаметра сверла, а для данного сверла - с увеличением подачи.
Обрабатываемый материал оказывает сопротивление резанию и удалению стружки. Для осуществления процесса резания к инструменту должны быть приложены сила подачи Р0, превосходящая силы сопротивления материала осевому перемещению сверла, и крутящий момент Мкр, необходимый для преодоления момента сопротивления М и для обеспечения главного вращательного движения шпинделя и сверла.
Сила подачи Ро при сверлении и крутящий момент зависят от диаметра сверла Д величины подачи и свойств обрабатываемого материала: например, при увеличении диаметра сверла и подачи они также увеличиваются.
Мощность, необходимая для резания при сверлении и рассверливании, складывается из мощности, потребляемой на вращение инструмента, и мощности, потребляемой на подачу инструмента. Однако мощность, необходимая для подачи сверла, чрезвычайно мала по сравнению о мощностью, расходуемой на вращение сверла в процессе резания, и для практических целей ее можно не учитывать.
Стойкостью сверла называется время его непрерывной (машинной) работы до затупления, т. е. между двумя переточками. Стойкость сверла обычно измеряется в минутах. На стойкость сверла влияют свойства обрабатываемого материала, материал сверла, углы заточки и форма режущих кромок, скорость резания, сечение стружки и охлаждение.
Увеличение твердости обрабатываемого материала понижает стойкость сверла. Объясняется это тем, что твердый материал оказывает большее сопротивление сверлению; при этом возрастают сила трения и количество выделяемого тепла.
На стойкость сверла оказывают влияние также и его размеры: чем массивнее сверло, тем лучше отводит оно тепло от режущих кромок и, следовательно, тем больше его стойкость. Стойкость сверла значительно возрастает при его охлаждении.
В процессе резания при сверлении выделяется большое количество тепла вследствие деформации металла, трения выходящей по канавкам сверла стружки, трения задней поверхности сверла об обрабатываемую поверхность и т. п. Основная часть тепла уносится стружкой, а остальная распределяется между деталью и инструментом. Для предохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве сверла в процессе резания применяют смазывающе-охлаждающую жидкость, которая отводит тепло от стружки, детали и инструмента.
Смазочно-охлаждающая жидкость, смазывая трущиеся поверхности инструмента и детали, значительно уменьшает трение и облегчает тем самым процесс резания. При работе сверлами из инструментальных сталей смазывающе-охлаждающие жидкости применяются в процессе сверления сталей, стального литья, цветных металлов и сплавов, а также частично чутунов. Обычно подача жидкости производится на переднюю поверхность режущего инструмента, в зону стружкообразования, в обильном количестве.
К охлаждающим жидкостям, которыми пользуются при сверлении металлов, относятся мыльная и содовая вода, масляные эмульсии и др.
Выбор режимов резания при сверлении заключается в определении такой подачи и скорости резания, при которых процесс сверления детали оказывается наиболее производительным и экономичным.
Сверла по металлу, как и любой другой режущий инструмент, изнашиваются в процессе эксплуатации, что делает их непригодными к использованию. Между тем в большинстве случаев режущие и другие углы сверла по металлу можно восстановить, выбрав их значения по специальной таблице и выполнив заточку.
Назначение и конструктивные особенности инструмента
Сверла по металлу, для изготовления которых используются стальные сплавы быстрорежущей группы, применяются для создания в металлических деталях как сквозных, так и глухих отверстий. Наиболее распространенными являются спиральные сверла, конструкция которых включает в себя следующие элементы:
- режущую часть;
- рабочее тело;
- хвостовик;
- лапку.
Если хвостовик, который может быть как цилиндрическим, так и коническим, предназначен для надежной фиксации инструмента в патроне используемого оборудования, то рабочая часть одновременно выполняет сразу несколько важных функций. Именно геометрией сверла определяются его работоспособность и режущие свойства.
Важнейшими элементами рабочей части сверла по металлу являются винтовые канавки. Их задача состоит в том, чтобы выводить из зоны обработки стружку. Геометрия спирального сверла по металлу предусматривает, что передняя сторона спиральной канавки выполняется под определенным углом, величина которого по направлению от оси инструмента к его периферийной части меняется. В процессе изготовления сверла по металлу на боковой области его спиральных элементов формируются узкие ленточки, несколько выступающие над основной поверхностью. Задача таких ленточек состоит в том, чтобы уменьшить величину трения инструмента о стенки формируемого отверстия.
Особенности различных видов заточки сверл
Заточка сверл, как уже говорилось выше, необходима для того, чтобы восстановить их геометрические параметры. Выбор определенного вида заточки сверла зависит от ряда факторов (диаметра инструмента, характеристик обрабатываемого металла и др.).
Наиболее универсальной является нормальная заточка (Н), при выполнении которой на рабочей части сверла формируются одна поперечная и две режущие кромки. Угол заточки сверла в данном случае составляет 118–120°. Выбирая такой вид заточки сверл, следует иметь в виду, что использовать его можно по отношению к инструментам, диаметр которых не превышает 12 мм.
Все остальные виды заточки, которые обозначаются буквосочетаниями НП, НПЛ, ДП, ДПЛ, можно применять для инструментов с диаметром до 80 мм. Каждый из указанных типов заточки предполагает доведение геометрии сверла по металлу до требуемых параметров.
НПТакая заточка подразумевает подточку поперечной кромки, что делается для уменьшения ее длины и, соответственно, для снижения нагрузок, воспринимаемых инструментом в процессе сверления.
НПЛВ данном случае кроме поперечной кромки подточке подвергается и ленточка, что позволяет уменьшить ее ширину в области режущей части. Подточка ленточки помимо уменьшения силы трения, создаваемой при сверлении, позволяет сформировать дополнительный задний угол сверла, что способствует облегчению процесса обработки.
ДПЭто двойная заточка, совмещенная с подточкой поперечной кромки. Выполнение заточки данного вида позволяет сформировать на рабочей части сверла по металлу одну поперечную и четыре режущие кромки, имеющие вид ломаных линий.
ДПЛЭто аналогичный предыдущему вид заточки, при котором дополнительно подтачивают ленточку. Создание четырех режущих кромок при выполнении двойной заточки необходимо для того, чтобы уменьшить угол между периферийными участками режущих кромок. Такой подход позволяет улучшить отвод тепла от режущей части инструмента и, соответственно, значительно повысить его стойкость.
Как правильно выбрать углы заточки
Углы заточки сверла, как уже говорилось выше, выбираются по специальным таблицам, где их значения представлены в зависимости от того, в каком именно материале необходимо сформировать отверстие.
Если неправильно выбрать углы, под которыми будет затачиваться сверло, то это приведет к тому, что оно в процессе работы будет сильно нагреваться. Это в итоге может привести к его поломке. Кроме того, именно неправильно выбранные углы, используемые для заточки сверла по металлу, часто становятся основной причиной некачественно выполненного сверления.
Выполнение операции
Традиционно заточка сверл по металлу спирального типа выполняется на наждачном станке, оснащенном точильным кругом соответствующей твердости. Начинать затачивать их следует с обработки задней поверхности. Прижимая инструмент данной поверхностью к вращающемуся точильному кругу под определенным углом, надо следить за тем, чтобы на ней формировался правильный уклон.
При заточке передней режущей поверхности необходимо контролировать не только угол, под которым выполняется операция, но и размер перемычки. Очень важно, чтобы при заточке на рабочей части сверла по металлу были сформированы режущие кромки равной длины, расположенные под одним углом. Если просверлить отверстие сверлом, при заточке которого не соблюдены эти важные требования, то диаметр такого отверстия будет больше, чем поперечный размер самого инструмента.
Проверить соответствие основных геометрических параметров (в том числе угла заточки) сверла требуемым характеристикам можно при помощи одного шаблона, который несложно приобрести в серийном исполнении или изготовить самостоятельно.
И в заключение небольшой видеоролик о том, как самостоятельно заточить сверло по металлу.
Сверло – это распространенный режущий инструмент, который используется не только для получения сквозных отверстий методом сверления, но и для увеличения размеров уже имеющихся.
Технически изделия представляют собой насадки под ручные дрели, перфораторы и различные станки.
Само сверление подразумевает выборку материала за счет вращательного движения острой режущей кромки.
Инструмент делится на огромное количество видов по своей форме и назначению.
Характеристики сверл
Главная характеристика любого сверла – его прочность, которая должна превышать этот показатель у обрабатываемого материала.
Инструмент, в зависимости от условий использования, имеет различный размер и форму.
Отличается также угол заточки режущей части, цвет и др.
Каждое изделие имеет хвостовик, тип которого должен соответствовать патрону дрели, шуруповерта или станка.
Материал
Для изготовления сверла используется различные по своим характеристикам сплавы.
При этом применяется так называемая “быстрорежущая” сталь марок P18, P9, P9K15.
Если диаметр сверла превышает 8 мм, в его изготовлении используется метод сварки, например: углеродистая сталь для хвостовика, быстрорежущая сталь для рабочей части.
Для материалов с высокими показателями твердости (в основном из металла), используются, как правило, кобальтовые сверла.
Их особенность заключается в том, что рабочая часть производится из быстрорежущей стали Р6М5К5, ВК6М с добавлением кобальта.
ПРИМЕЧАНИЕ
После буквы “К” в маркировке всегда стоит цифра, которая указывает на количество кобальта в частях.
Для сверления бетона, камня и кирпича используются твердосплавные победитовые сверла.
Наконечник такого инструмента имеет напайки из победита – сплава вольфрама (90%) и кобальта (10%), разработанного в СССР. Современных же модификаций этого сплава существует более десяти.
ВАЖНО!
Победитовый наконечник не режет материал, а крошит, так что для работы с металлом, пластиком и деревом он не подходит.
Кроме вольфрама и кобальта, в сплавах встречается хром, молибден, ванадий, а их процентное количество заложено в маркировке.
Покрытие
Чтобы продлить жизнь сверлам, их тело имеет одно из перечисленных покрытий:
Оксидная пленка – значительно повышает устойчивость к перегреву от трения.
Также защищает изделие от ржавчины.
Срок службы, естественно, возрастает.
Алмазное покрытие – самое прочное из существующих.
Применяется в основном на тех изделиях, которые используются при работе с предельно твердыми материалами, включая камень и керамогранит.
Титановое покрытие – общее название, указывающее, что в материале содержится химическое соединение титана – TiN (нитрид титана), TiAIN (титано-алюминиевый нитрид), TiCN (карбонитрид титана).
Окраска
Цвет сверла имеет большое значение.
Он свидетельствует об используемом покрытии или способе обработки:
Серый – родной цвет стали.
Говорит об отсутствии любой обработки.
Самые дешевые и недолговечные изделия имеют именно серый цвет.
Черный – цвет стали, которая была подвергнута воздействию перегретого пара при окончательной обработке.
Черные изделия намного долговечнее, чем предыдущий вариант.
Желтый – цвет стали, которая подвергалась отпуску (обработка металла с целью снять его внутреннее напряжение).
Говорит о высокой твердости стали, причем его хрупкость сильно снижена отпуском.
Золотистый – цвет нитрида титана. Яркие золотистые инструменты очень прочные, к тому же у них снижены показатели трения о заготовку.
Размеры и вес
Производители режущего инструмента предлагают впечатляющий ассортимент сверл всевозможного “калибра”, в зависимости от конструкции и предназначения.
Рассмотрим самые распространенные спиральные изделия по ГОСТу:
Короткие: 20 – 131 мм по длине, 0,3 – 20 мм в диаметре (ГОСТ 4010-77);
Удлиненные: 19 – 205 мм по длине, 0,3 – 20 мм в диаметре (ГОСТ 10902-77);
Длинные: 56 – 254 мм по длине, 1 – 20мм в диаметре (ГОСТ 886-77).
Что касается точного веса, он зависит не только от конструкции изделий, их размеров, но и от материала изготовления.
Вес обыкновенных спиральных сверл находится, как правило, в пределах от нескольких единиц, до нескольких десятков грамм.
Точность обработки
Для спиральных сверл существует такая характеристика, как класс точности:
А — повышенная точность (10 – 13 квалитетов);
В1 – нормальная точность (до 14 квалитетов);
В – нормальная точность (до 15 квалитетов).
Квалитет является характеристикой точности, которая определяет значения допусков.
Виды сверл
Изделия делятся на несколько групп по конструкции и назначению.
Это позволяет быстро подобрать инструмент под конкретные задачи.
По форме
На основании формы сверла достаточно легко определить, для какого материала его можно использовать:
Спиральное – классический инструмент.
Рабочая часть имеет два зубца, которые закручены по спирали.
Инструмент, вгрызаясь в материал, выталкивает своими канавками стружку на поверхность.
Форма наконечника полностью зависит от материала, для которого предназначен инструмент.
Как правило, диаметр изделий не превышает 80 мм.
Винтовое – модернизированный предыдущий вариант, имеющий более совершенную форму канавок, отводящих стружку.
Еще одно отличие – такие изделия больше по длине.
Перьевое – плоское по форме изделие, режущая часть изготовлена в форме острой пики, очертания которой переходят в более широкую лопатку.
Другие названия – плоское резцовое сверло, что продиктовано его формой, перовое.
У строителей именуется перкой.
Используется там, где нужно получить глубокое и одновременно широкое отверстие.
Кольцевое – для тех случаев, когда нужно высверлить отверстие с большим диаметром без предварительной подготовки.
Более известно, как коронка.
Форма инструмента напоминает пустотелый цилиндр, а на оси вращения находится центровочное спиральное сверло.
Часть, режущая материал, выполнена либо в виде зубьев, твердосплавных напаек, либо имеет напыление из алмазной крошки.
Коническое (конусное) – своей формой напоминает конус с острым наконечником.
Подходит для работы с металлом, толщина которого не превышает 0,5 см.
Всего один инструмент способен проделать разные по размеру отверстия.
Все зависит от начального и конечного диаметра конуса, а также от глубины погружения.
С противоположных боковых сторон сверла находятся специальные канавки с заточенными кромками.
Ступенчатое – разновидность конусного варианта.
Конус разделен на ступени с увеличением их диаметра, которые имеют свой размер.
Инструмент удобен тем, что позволяет в процессе работы отслеживать диаметр образуемого отверстия.
Копьевидное – формой напоминают наконечник копья, откуда и название.
Используются при работе с твердыми, но одновременно хрупкими материалами, например, стеклом и кафелем.
Балерина (балеринка) – круговое сверло, которое используется при работе с деревом и кафелем.
Все зависит от установленной режущей части.
Спроектировано таким образом, чтобы на выходе получалось идеально ровное отверстие большого диаметра.
Инструмент имеет крестообразную форму с резцами, расстояние до которых от центра может регулироваться.
Так выставляется диаметр необходимого отверстия.
Центральная часть – спиральное сверло, вокруг которого и вращаются резцы.
Сверла одностороннего резанья.
Режущие кромки находятся с одной стороны относительно оси самого инструмента.
В свою очередь делятся на пушечные (передний конец стержневидной формы наполовину срезан, что формирует отводной канал для стружки)
и ружейные (обжатая трубка с полостью, через которую подводится охлаждающая жидкость, и углом канавки до 120 градусов).
Трубчатые – аналогия коронок, но с более длинной рабочей частью.
Конструкции Форстнера – усовершенствованный вариант спирального инструмента, но с дополнительными фрезами.
Конструкции Жирова – подвид винтового инструмента, имеющий три конуса на режущей части, из-за чего ее длина увеличена.
Также конструкция дополнена перемычкой с пазом, которая подточена на треть режущей кромки.
Конструкции Юдовина и Масарновского – инструмент с большим углом канавки и особенной ее формой, что и отличает его от других видов.
Зенковочное – монолитный цилиндр, имеющий несколько режущих кромок, образующих конус.
Используется для зенковки отверстий под головки винтов.
По назначению
Инструмент делится по назначению, что и является причиной его особой формы в каждом конкретном случае.
В строительстве, в быту и на производстве используются следующие сверла:
Универсальные.
Как понятно из названия, справляются с большинством материалов.
Имеют особую заточку, которая получила соответствующее название – универсальная.
По дереву – это и спиральные, и перьевые, кольцевые и винтовые.
По древесине хорошо работают, в том числе, сверла Форстнера и балеринки.
По металлу — конические, корончатые, ступенчатые, а также классические спиральные.
По бетону – корончатые с твердосплавными напайками, ударные спиральные и винтовые.
Имеют различные хвостовики под перфораторные патроны.
Для керамики – коронки, копьевидные и балерины.
Первые производятся без зубьев.
Режущую функцию выполняет специальное алмазное напыление.
При работе по стеклу используются именно эти виды.
По пластику – специальные спиральные варианты и коронки, способные проходить материал, не ломая его.
Существует специализированный инструмент, который используется строго для выполнения конкретной задачи:
Для глубокого сверления – спиральный инструмент, имеющий сквозные каналы.
Их назначение – подача охлаждающей жидкости прямо на режущую часть.
Сюда относится ружейный и пушечный подвиды.
Одностороннего реза – инструмент, основное назначение которого заключается в создании точных отверстий.
Подвид – эжекторные сверла, разработанные под сверлильные станки.
Как ясно из названия, режущие кромки смещены к одной стороне от оси, вокруг которой происходит вращение инструмента.
Центровочное – специфический инструмент, способный в деталях проделывать исключительно центровые отверстия, но не более того.
Как выбрать сверло
Подбирая хорошее сверло для дома, следует ориентироваться на цвет изделия, его размер, производителя.
Что касается хвостовиков, то встречается один из перечисленных вариантов:
Цилиндрический (под дрели);
Конический (хвостовик Морзе);
Типа SDS (под перфораторы);
Трехгранный (под ручные дрели), четырехгранный, шестигранный (hex под шуруповерты и дрели).
Выбирая сверло для профессиональной деятельности, полезными будут:
Маркировка – сочетание букв и цифр, указывающих на такие параметры, как диаметр, твердость стали, примеси в сплаве, место производства и его технология.
ПРИМЕЧАНИЕ
Маркировка ставится на изделия, диаметр которых больше 2 мм.
Угол заточки – отличается для различных материалов и представляет собой угол между режущими кромками.
От него зависит легкость сверления и скорость.
Что нужно знать о сверлах
Хвостовик типа конус Морзе встречается, как правило, на инструментах, предназначенных для установки в патроны промышленных станков.
Так как эти хвостовики выпускаются в размерах от КМ0 до КМ7, а патрон станка рассчитан на работу с одним вариантом, поэтому выпускаются специальные наборы переходников.
Кроме монолитных, производятся сверла со съемными наконечниками (перовые сборные сверла).
Как правило, они устанавливаются на универсальные сверлильные станки с ЧПУ.
Наконечники при этом изготавливаются различной формы из твердых сплавов или порошковой стали.
Важно!
Сверла с покрытием из нитрида титана (TiN) нельзя затачивать.
В противном случае все его показатели прочности сходят на нет.
Производители сверл
Современные производители, проверенные временем:
Bosch – входит в тройку лучших брендов мира по строительному инструменту;
Ruko – хорошее соотношение цены и качества;
Зубр – производитель с хорошей ценовой политикой и долговечностью инструмента;
Haisser – мощные инструменты для промышленных потребностей.
Особое внимание уделяется сверлам советского производства, как самым надежным и долговечным.
Сегодня встретить подобный инструмент тяжело, однако, каждый профессионал знает, что инструмент с маркировкой “Сделано в СССР” всегда предпочтителен.
Сверло представляет собой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале, либо для рассверливания отверстий при двух одновременно происходящих движениях: вращении сверла вокруг его оси и поступательном движении подачи вдоль оси инструмента.
В промышленности применяются следующие основные типы сверл: спиральные, перовые, пушечные, ружейные, для кольцевого сверления, центровочные, специальные. Сверла изготовляются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р9К5 и др.
Режущая часть спирального сверла состоит из двух зубьев, которые в процессе сверления своими режущими кромками врезаются в материал заготовки и срезают его в виде стружки. Это основная часть сверла. Условия работы сверла определяются главным образом конструкцией режущей части сверла.
Направляющая часть сверла необходима для создания направления при работе инструмента. Поэтому она имеет две направляющие винтовые ленточки, которые при сверлении соприкасаются с рабочей поверхностью направляющей втулки и со стенками обработанного отверстия. Направляющая часть имеет вспомогательные режущие кромки - кромки ленточки, которые участвуют в оформлении (калибровании) поверхности обработанного отверстия. Кроме этого направляющая часть сверла служит запасом для переточек инструмента. Она обеспечивает также удаление стружки из зоны резания.
Хвостовик служит для закрепления сверла на станке. Он с помощью цилиндрической шейки соединяется с рабочей частью сверла. Наиболее часто рабочая часть сверла изготовляется из быстрорежущей стали, а хвостовик из стали 45. Рабочая часть и хвостовик соединяются сваркой. В промышленности используются также твердосплавные сверла. Режущая часть этих сверл оснащается пластинками твердого сплава либо твердосплавными коронками. У твердосплавных сверл малого диаметра полностью вся рабочая часть может изготовляться из твердого сплава.