Как точно просверлить отверстие в металле

Сверление металла

Подбор сверл

Приобретая сверла, нужно иметь в виду, что обычные сверла, изготовленные из быстрорежущей инструментальной стали (например, Р6М5) предназначены для сверления металлов, не обладающих высокой твердостью. Чтобы просверлить металл повышенной твердости, потребуются твердосплавные сверла. Такие сверла могут быть полностью из твердого сплава или иметь только твердосплавный наконечник.

Иногда перед началом сверления неизвестно, какой твердости металл предстоит сверлить. Поэтому, увидев в первый момент сверления, что сверло не внедряется в металл, нужно немедленно прекратите сверление, иначе сверло будет безвозвратно выведено из строя, перегревшись и потеряв твердость. Свидетельством этому будет появление на нем темно-синей окраски. Перед тем, как сверлить металл, твердость которого не известна, можно провести по нему напильником. Если последний не оставляет на металле следов, значит материал обладает повышенной твердостью.

Как сверлить металл

При сверлении металла очень важна острота сверла, при этом сверло тупится очень быстро. Скорость затупления сверла зависит в частности от оборотов, силы подачи, охлаждения и других факторов, однако как ни старайся, если сверлится не алюминиевый сплав, время работы сверла до неудовлетворительной работоспособности измеряется минутами.

Перед сверлением необходимо разметить отверстие, накернив его. Для этого нужно установить острие кернера (или дюбеля) в предполагаемый центр отверстия и ударить по нему молотком. Кернение необходимо для исключения скольжения сверла в первый момент сверления. Если след от керна не достаточно большой для удержания сверла большого диаметра, то сперва следует расширить углубление сверлом маленького диаметра.

Для создания лучших условий сверления желательно окунуть кончик сверла в машинное масло или капнуть им в место кернения. Масло в зоне сверления способствует лучшему охлаждению сверла и облегчает резание металла. Сверло, которым сверлят с использованием масла, меньше тупится, требует более редких заточек и дольше служит. В качестве охлаждающей жидкости используют также специальную эмульсию, мыльную воду, керосин. По утверждению некоторых мастеров, хорошим смазывающим и охлаждающим средством является свиное сало. Перед сверлением вращающееся сверло погружают в кусок сала, которое при сверлении растапливается и оказывает смазывающее и охлаждающее действие. Но все же самым простым и удобным средством, является мыльная вода. Она не пачкает, а мыло есть в каждом доме. Её достаточно один раза капнуть в начале сверления и в процессе. Можно периодически окунать сверло в мыльный раствор.

При сквозном сверлении с большой подачей, на выходе отверстия образуется заусенец (грат), за который сверло цепляется своим боковыми резцами. В результате может произойти резкая блокировка сверла и его перелом или откол резца, и ещё в этот момент сверло особенно интенсивно тупится. Отрицательно сказываются такие остановки и на состоянии дрели. Чтобы избежать образования грата, нужно заканчивать сверление отверстий в металле с малой подачей. Желательно также под просверливаемую деталь подложить деревянный брусок, который препятствует образованию заусенца. Брусок и заготовка должны быть плотно прижаты друг к другу. Для большего эффекта, можно подкладывать не деревянный брусок, а пластину из такого же или менее твердого металла, которая должна быть плотно прижата к месту выхода сверла.

Чаще всего приходится осуществлять сверление стали, но нередко приходится сверлить и другие металлы, которые имеют свои особенности сверления. Алюминий, например, обволакивает сверло, затрудняя его проникновение вглубь и расширяя получаемое отверстие. Если требуется сверлить в алюминии точное отверстие (например, под резьбу), нужно обязательно применять охлаждающую жидкость и почаще извлекать сверло из отверстия для его очистки. Обычный серый чугун сверлится относительно легко и не требует охлаждающей и смазывающей жидкости. Но сверление чугуна может преподнести сюрпризы. Бывают высокопрочные серые чугуны, которые необходимо сверлить сверлом из твердосплавного материала. Белый чугун, основной структурной составляющей которого является цементит, очень тверд, он требует высокопрочного сверла.

Отверстия большого диаметра следует сверлить поэтапно. Сначала нужно просверлить деталь тонким сверлом, затем рассверлить отверстие до большего диаметра. Например, отверстие диаметром 12 мм лучше сверлить в два или три приема — последовательно сверлами 5, 10 и 12 мм.

Затупившиеся сверла нужно своевременно затачивать. Лучше делать это с помощью приспособления для заточки, однако можно обойтись и без него. При этом нужно обращать внимание на симметричность кончика сверла. Если заточенные кромки будут сходиться не строго по центру, отверстие, просверленное таким сверлом, будет иметь больший диаметр, поскольку одна режущая кромка будет длиннее другой. Стандартный угол при вершине (угол между режущими кромками) составляет 118°. Для сверления алюминия оптимальным считается угол 130-140°, мягкой бронзы и красной меди 125-130°. Однако все эти металлы можно просверлить и сверлом со стандартным углом. Подробнее про заточку сверла читайте здесь.

При сверлении нужно выдерживать вертикальность сверла относительно поверхности металла (если не требуется сверлить наклонное отверстие). При выполнении отверстий в тонких листах это требование не так актуально, как для толстостенных или полых деталей. Сверление труб, например, нередко приводит к тому, что входное и выходное отверстия оказываются смещенными друг относительно друга — тем больше, чем больше диаметр трубы. Выдержать на глаз перпендикулярность сверла довольно трудно, поэтому можно пользоваться самодельными или покупными кондукторами для сверления или направляющими устройствами, которые обеспечивают перпендикулярность сверла.

Необходимы кондукторы и для сверления двух или большего количества отверстий в сопрягаемых деталях. Лучший способ обеспечения совпадения отверстий — это сверление их в сборе. При сверлении отверстий под заклепки сверление в сборе является обязательным требованием. Просверлив первое отверстие, можно использовать его для соединения деталей болтом, чтобы можно было сверлить остальные отверстия без опасения, что детали сдвинутся друг относительно друга. Если сверлить сопрягаемые детали в сборе невозможно или неудобно, то кондуктор или направляющую нужно использовать обязательно. Следует знать, что как бы точно ни размечались и ни кернились сопрягаемые отверстия, все равно они не будут совпадать абсолютно точно, поскольку при сверлении даже накерненного отверстия сверло будет уходить немного в сторону.

Сверление отверстий в металле. Кондуктор. Спиральное сверло. Заточка сверл. Подбор сверла под резьбу.

Сверление отверстий в металле. Кондуктор. Спиральное сверло. Заточка сверл. Подбор сверла под резьбу.

Сверление отверстий в отличие от продавливания производится особым режущим инструментом, называемым сверлом.

Сверло при постоянном вращении и постоянном осевом движении своими режущими кромками снимает стружку с поверхности и, постепенно углубляясь в толщу металла, выбрасывает стружку наверх, образуя отверстие цилиндрической формы. Процесс образования отверстия сверлом приведен на рис. 1.

Главное движение резания. Подача сверла.

Вращательное движение сверла называется главным рабочим движением или движением резания. Поступательное движение, направленное вдоль оси сверла, называется подачей сверла.

Виды сверления отверстий.

Различают следующие виды сверления:

• — сквозное, когда отверстие просверливается насквозь;
• — глухое, когда отверстие просверливается на определенную глубину детали и имеет дно;
• — рассверливание уже имеющегося отверстия.

Точность сверления.

Рис. 1. Получение отверстия при вращении сверла с образованием стружки.

Точность сверления обеспечивается тем, что центр просверливаемого отверстия совпадает с центром, намеченным по разметке и намеченный диаметр отверстия соответствует диаметру сверла. Последнее требование достигается правильной заточкой сверла, проверяемой специальными шаблонами. Что касается совпадения центра отверстия с намеченным, то оно зависит от правильной установки и прочности закрепления изделия на станке, от качества металла, от правильной заточки сверла и от точности станка. Изделие должно быть прочно закреплено на столе станка или в тисках. Только крупные и тяжелые изделия могут не закрепляться, если их тяжесть обеспечивает им неподвижность при сверлении.

При разметке отверстий намечается центр отверстия, вокруг которого прочерчивается и накернивается контрольная окружность. Перед началом сверления центр размеченного отверстия необходимо углубить, а для диаметров свыше 25 мм и выше засверлить мелким сверлом.

Если в процессе сверления сверло начнет уклоняться в сторону, то пока оно не углубилось полностью в металл, отверстие надо выправить. Для этого на поверхности образующегося конуса надо вырубить крейцмейселем канавку на стороне, противоположной той, в которую уклонилось сверло. Затем сверло вводят в канавку и продолжают сверление. Подрубание канавки повторяют до тех пор, пока ось сверла не совпадет с осью контрольной окружности.

Если требуется сверлить несколько глухих отверстий одинаковой глубины, пользуются указателем, представляющим собой металлический стержень, укрепленный на патроне. Нижний конец стержня, доходя до верхней поверхности детали, указывает, что глубина сверления достаточна.

Сверление отверстий, удаленных от патрона станка, производится с помощью удлинителей, которые на одном конце имеют конусное отверстие для вставки в него хвоста сверла, а на другом — конус Морзе для закрепления удлинителя в шпинделе станка.

Если требуется сверлить отверстия в нескольких одинаковых деталях, то вместо разметки каждой выгоднее произвести разметку одной детали и просверлить на ней отверстия, а затем уже по первой детали производить сверление остальных. Этот прием носит название сверления деталей по детали.

Кондуктор для сверления отверстий.

При сверлении большого количества деталей пользуются специальным приспособлением, называемым кондуктором. Кондуктор – приспособление с требуемым количеством отверстий, в которые вставлены закаленные кондукторные втулки для направления сверла. Форма и устройство кондукторов зависят от формы обрабатываемой детали. Кондуктор скрепляется с изделием, в котором необходимо просверлить отверстия, и затем производится сверление. При сверлении отверстий по кондуктору предварительная разметка не требуется. Втулки кондуктора должны соответствовать диаметру сверла. Сверление тонких деталей, например из листового металла, выполняется пачками. Листы скрепляются струбцинами, а затем производится сверление.

Сверление отверстий на наклонных плоскостях.

При сверлении деталей с наклонными плоскостями отверстий к оси сверла необходимо предварительно сделать засверловку. Для этого деталь с наклонной плоскостью первоначально устанавливают таким образом, чтобы наклонная плоскость ее была расположена в горизонтальном положении, и засверливают, а затем деталь устанавливают в нормальное для нее положение и производят сверление. Сверление отверстий в боковой части круглых деталей (валиков), когда ось валика не находится в одной плоскости с осью сверла, выполняется в такой же последовательности, т. е. валик поварачивают так, чтобы оси его и сверла находились в одной плоскости, и засверливают, а затем, повернув валик в исходное положение, производят сверление.

Вместо засверловки в том и другом случае можно сделать подрубку наклонной плоскости детали или валика с расчетом получить полную устойчивость сверла при нажатии.

Сверление глубоких отверстий в металле.

При сверлении глубоких отверстий канавки сверла, погружаясь в изделие, забиваются стружкой, вследствие чего сверло сильно нагревается, отпускается, затупляется и ломается. Для предотвращения этого сверло приходится часто вынимать из отверстия и освобождать от стружки. Но лучше делать иначе. Сверление выполняют двумя сверлами разного диаметра: вначале сверлят отверстия сверлом заданного диаметра на некоторую длину, затем продолжают сверлить до конца сверлом, диаметр которого примерно в 2 раза меньше заданного диаметра, а заканчивают операцию сверлом заданного диаметра. При сверлении большим сверлом стружка выходит из изделия в просверленное малым сверлом отверстие.

При сверлении диаметр получаемого отверстия всегда больше диаметра сверла, но при сверлении вязких металлов, как, например, стали, разработка (расширение) отверстий меньше, чем при сверлении хрупких металлов—чугуна, бронзы. Поэтому при сверлении надо учитывать разработку отверстий, которая при диаметре сверла до 10 мм увеличивает отверстие на 0,02—0,03 мм, а при диаметре сверла больше 10 мм достигает 0,05—0,1 мм. Чтобы получить более точный размер отверстия, следует сверлить за два раза: сначала сверлом меньшего диаметра, а затем сверлом нужного диаметра.

Причины поломки сверла.

Поломка сверл может произойти вследствие наличия неметаллических включений, пустот или раковин в просверливаемом изделии. При выходе сверла механическую подачу необходимо уменьшать вдвое или переходить на ручную. Переход на ручную подачу необходим при сверлении тонких листов и деталей, имеющих у выхода наклонную плоскость к оси сверла, в целях предупреждения поломки сверла вследствие одностороннего давления на него.

При работе тупым сверлом также может произойти поломка вследствие большой подачи и недостаточного врезания сверла в металл.

Классификация сверл по конструкции.

По конструкции сверла разделяются на перовые и спиральные.

Перовое сверло.

Рис. 2. Перовое сверло.

Перовое сверло (рис. 2) изготовляется из прутка инструментальной стали, один конец которого оттягивается и расплющивается, а второй конец имеет цилиндрическую или пирамидальную форму. Первое сверло применяется только в исключительных случаях при сверлении одного-двух отверстий. После каждой заточки размер сверла уменьшается, и отверстия получаются неодинаковыми.

Спиральное сверло.

Рис. 3. Спиральное сверло.

1 – рабочая часть; 2 – шейка; 3 – хвост; 4 – поводок; 5 – передний конус; 6 – канавка; 7 – перо; 8 – направляющая фаска (ленточка); 9 – режущая кромка (лезвие); 10 – поперечная кромка (лезвие); 11 – поверхность задней заточки.

Широкое применение для сверления отверстий получили спиральные сверла (рис. 3).

Спиральные сверла имеют значительные преимущества перед перовыми. Они обеспечивают высокую производительность сверления, образуют более точные отверстия, сохраняют размер своего диаметра после любого числа заточек, хорошо отводят стружку и хорошо центрируются и направляются в отверстие.

Конструкция спирального сверла.

По конструкции спиральное сверло состоит из:

• заборного конуса с углом при вершине α, равным 116— 120°. Угол при вершине для мягких металлов затачивается от 50 до 140° в зависимости от материалов, например, для пластмассы 50—60°, для латуни 100—110°, для меди 125—130°, для алюминия 140°. Заборный конус вследствие того, что при заточке режущих кромок образуется поверхность задней заточки, оканчивается поперечным ребром-перемычкой. Для отвода стружки и подвода охлаждающей жидкости-эмульсии цилиндрическая часть имеет винтовую канавку с углом наклона винтовой линии 26°;

• цилиндрического или конического хвоста сверла с конусом Морзе для закрепления сверла в шпинделе или патроне станка;

• лапки (поводок) для вращения сверла.

Заточка сверл. Правильная заточка сверла.

Заточка сверла требует определенного навыка. Поэтому в современных, хорошо оборудованных цехах заточку сверл производят в централизованном порядке на специальных станках с применением приспособлений. Это гарантирует получение правильных граней и углов резания сверла.

Шаблон для заточки сверл.

Качество заточки сверла, угол при вершине и угол заточки проверяют шаблоном (рис. 4). При заточке необходимо следить, чтобы режущие кромки были наклонены под одинаковым углом к оси сверла, чтобы режущие кромки были одинаковой длины, и середина перемычки находилась на оси сверла.

Рис. 4. Проверка заточки сверла шаблоном.

Охлаждающая жидкость при сверлении.

Стойкость сверла, т. е. время работы сверла от одной заточки до другой, зависит от правильного охлаждения сверла при работе. Без охлаждения режущие кромки сверла нагреваются, получают отпуск, и сверло быстро затупляется. Охлаждающей жидкостью, гак называемой эмульсией при сверлении стали, ковкого чугуна, красной меди и латуни служит мыльная вода и минеральное масло, а при сверлении алюминия — мыльная вода и керосин.

Серый и белый чугун, а также бронза сверлятся без охлаждения (всухую), так как мелкая стружка, образуя вязкую массу увеличивает трение и вызывает нагревание инструмента.

Подбор сверла.

Сверление отверстий может быть сквозное и глухое под резьбу и под развертку. Выполнение того или другого вида сверления не влияет на выбор сверла, станка и способ закрепления изделия. Разница заключается лишь в подборе диаметра сверла.

Необходимо учесть твердость обрабатываемого металла и в зависимости от нее подобрать диаметр сверла, приняв во внимание, что сверло разрабатывает отверстие, т. е. делает его шире своего диаметра.

Средняя разработка отверстий принимается следующая:

Сверление отверстий в металле и дереве

Производство многих деталей из металла предполагает создание в конструкции различного вида отверстий. Они могут быть сквозными или глухими. Сверление отверстий осуществляется при проведении слесарных работ. Эти операции позволяют получить отверстия различного диаметра и необходимой глубины. Технология сверления отверстий в металле приводится в соответствие с технологической картой. На чертеже указывают размеры отверстия, величину допуска, конструктивные особенности (например, постоянный или изменяемый диаметр, снятие фаски с одного или обоих краёв и так далее).

Технология сверления

Процесс предполагает последовательное удаление слоя металла в окружности заданного диаметра с помощью режущего инструмента. Сверление металла объединяет два вида движения – вращательное и поступательное. Чтобы получить необходимые размеры отверстия в металлических заготовках необходимо точно выдерживать следующие параметры технологического процесса:

• скорость вращения режущего инструмента;
• скорость горизонтального или вертикального перемещения (в зависимости от взаимного расположения заготовки и сверла).

Отверстие в металле получается с заданными параметрами только при правильно выполненной подготовительной и основной операции, а также выборе необходимого оборудования и режущего инструмента. Часто для получения требуемой точности выполняют предварительное сверление. Оно называется черновое. Производится операция с пониженным классом точности. Далее осуществляется операция чистовой обработки с применением высокоточных станков и инструмента для металлических заготовок.

Сам процесс производится в различных режимах: с применением ручного инструмента (дрели или другого инструмента), специальных сверлильных или металлорежущих станках.

Во всех случаях для получения необходимого отверстия применяют различные виды свёрл. На сверлильных станках патрон с зафиксированным сверлом вращается и подводится к поверхности заготовки. На металлорежущих станках сверло закрепляется в задней бабке станка, а заготовка вращается. Второй способ позволяет получить более высокую точность отверстия и стенок полученного отверстия.

В зависимости от задач для обоих методов применяют следующие виды свёрл:

• спиральные (наиболее распространённый вид этого инструмента);
• с напаенными пластинками на режущую кромку;
• центровочные;
• пушечные;
• перьевые (применяются для сверления отверстий в заготовках из любых пород древесины).

Спиральные свёрла своей поперечной кромкой оказывают давление на поверхность металла. На этот процесс приходится более 65% усилия при вращательном и поступательном движении. В этот момент происходит значительное повышение температуры, как поверхности заготовки, так и передней кромки сверла. Поэтому необходимо правильно соблюдать тепловой режим в процессе сверления.

Для ускорения процесса резания в спиральных свёрлах применяют так называемую двойную заточку. Она позволяет более эффективно работать по наиболее твердым маркам металла, в том числе по чугуну. Такая заточка приводит к увеличению ширины стружки, снижается величина главного угла, повышается стойкость и долговечность сверла.

Технология создания центровочных отверстий предполагает применение специальных центровочных свёрл. Они изготавливаются из инструментальной стали и имеют двустороннюю комбинированную конструкцию.

Нанесение на режущую кромку сверла пластин, обладающих повышенной прочностью, позволяет использовать их для сверления изделий из чугуна, металла повышенной твёрдости, плотных строительных конструкций (из бетона, камня, керамического гранита и так далее).

Перовые свёрла отличаются конструкцией режущей кромки. Она выполнена в форме пластин. Обычно они применяются для изготовления отверстий в древесных заготовках. Иногда специальные перовые свёрла применяются для изготовления отверстий в твёрдых поковках и некоторых видах литья.

Режимы сверления

Для получения точных и качественных отверстий необходимо соблюдать режимы и технологии всех операций. Сверление металла предполагает соблюдение следующих режимов:

• выбор необходимого диаметра и типа сверла;
• скорости и глубина резания;
• скорость и точность подачи (сверла или заготовки);
• угол контакта режущей поверхности с заготовкой;
• температуры нагрева заготовки и сверла (обеспечение охлаждения, в случае необходимости).

Выполнение всех режимов позволяет получить отверстие в металле, удовлетворяющее условиям конструкторской документации. Правильно выбранный режим повышает точность обработки и продлевает срок службы режущего инструмента. Для выбора режимов сверления металлических изделий разработаны специальные таблицы. Они включают точные параметры режимов резания. Например, зная марку стали и диаметр используемого сверла можно с помощью данных переводной таблицы можно установить скорость резание. Это позволит точно настроить скорость вращения шпинделя применяемого станка. Для этого используют переводную таблицу, которая нанесена на специальную пластину и закреплена на лицевой панели каждого станка.

В отдельных случаях применяют предварительное сверление. Оно подготавливает черновое отверстие для дальнейшей обработки (фрезерования или развёртки). Если заготовка достаточно толстая или необходимо получить глубокое отверстие применяют поэтапный режим изготовления.

Типы отверстий и методы их сверления

В теории металлообработки все отверстия делятся по следующим признакам:

• назначению;
• геометрическим размерам и глубине;
• степени обработки.

По назначению их подразделяют: для крепления двух и более элементов, последующего нарезания резьбы, вставки отдельных элементов конструкции.

По второму признаку рассматривают следующие виды:

• сквозные;
• глухие (в том числе глубокие);
• половинчатые;
• большого диаметра.

Особое место занимают отверстия, которые подготавливают для нарезания внутренней резьбы. В этом случае сверление и рассверливание отверстий производиться с учётом будущего диаметра вкручиваемого элемента, обладающего наружной резьбой. Для каждого из отверстий выбирают свои способы сверления.

Так как сверление это процесс механического резания металла, поэтому для получения желаемого результата следует выбрать необходимые методы обработки. Для производства сквозных отверстий в деталях необходимо продумать систему их крепления, которая не позволит повредить поверхность, находящуюся за деталью. Наиболее целесообразно применять тиски или струбцины.

Для изготовления глухих или половинчатых отверстий следует предусмотреть точную остановку сверла, которое обеспечит необходимый размер. Сверление больших отверстий предполагает применение специального оборудования. При необходимости получения отверстий разного диаметра следует подобрать требуемый набор свёрл или применять станки с числовым программным управлением. Они позволят автоматически производить замену сверла на инструмент с заданным диаметром.

Оборудование и приспособления для сверления

Для каждого из этапов разработан инструмент для сверления отверстий. На подготовительной стадии применяются следующие инструменты, позволяющие производить точную разметку места положения будущего отверстия. Для этого применяют: керн, специальный шаблон или кондуктор. Керн представляет собой хорошо заточенный стержень из прочной инструментальной стали. С его помощью наносят углубление на поверхности заготовки, в точке, где планируется произвести сверление. Попадая в это углубление, сверло не скользит по поверхности и производится точное сверление.

Для повышения производительности на предприятиях с массовым производством изготавливают специальные шаблоны. Они позволяют производить разметку мест будущих отверстий у однотипных заготовок. Специальные шаблоны применяют для высверливания на цилиндрических поверхностях. Их изготавливают из стальной полоски, согнутой под прямым углом. На одной из поверхностей сверлят небольшое отверстие, которое в дальнейшем позволит керном наносить отметку на цилиндрической поверхности.

Для получения повышенной точности разметки, соблюдения вертикального положения сверла и соблюдения заданного расстояния, между отверстиями применяется инструмент называемый кондуктором. Кроме этого его применяют при сверлении тонкостенных изделий, для которых не возможно сильное механическое воздействие (например, удар молотка по керну).

Кроме этих изделий применяют инструменты и приспособления позволяющие производить сверление дрелью при её жесткой фиксации. С этой целью применяю:

• направляющий фиксатор;
• удерживающая стойка;
• кондуктор для направления движения сверла.

Первые два приспособления изготавливаются под конкретную конструкцию электродрели. Кондуктор позволяет точно направлять сверло к месту будущего отверстия. Его успешно используют для размеров, не превышающих 20 миллиметров. Поэтому при изготовлении отверстий большого диаметра с помощью кондуктора производят предварительное рассверливание.

Все эти проблемы легко решаются при применении сверлильных или токарных станков. Сверлильные станки делятся на три категории:

• универсальные;
• специализированные;
• специальные.

Они классифицируются по следующим признакам:

• конструкцией стола;
• уровню автоматизации;
• количеству имеющихся шпинделей;
• степени точности;
• наличию дополнительных возможностей.

Первая категория станков позволяет решать практически весь спектр задач по производству отверстий. Серьёзным ограничением служит допустимое расстояние, на которое может двигаться патрон с закреплённым сверлом. Это обстоятельство не позволяет производить сверления на большую глубину. В этом случае применяют специализированные станки. Для повышения производительности труда и увеличении количества выпускаемых однотипных деталей конструируют специальные агрегаты. Они способны выполнять перечень необходимых операций с высокой точностью и скоростью.

По конструкции такие станки выпускаются с одним или несколькими шпинделями. Конструкция стола отличается многообразием: обычные, плавающие, подъёмные и другие. Уровень автоматизации определяется способом выполнения операций сверления. Самыми простыми станками являются ручные и механические. Более совершенными являются автоматические и станки с числовым программным управлением.

Кроме сверлильных станков для решения этих задач используют различные токарные станки.

Для получения отверстий на токарном станке в шпинделе передней бабки закрепляют сверло, а в задней бабке крепят заготовку.

На токарных станка можно выполнять весь перечень операций связанных с получением отверстий: непосредственно само сверление, рассверливание с последующим развёртыванием или зенкованием.

Советы мастеров

При проведении работ профессионалы советую обратить внимание на следующие особенности. Их делят на три категории:

• предварительный (подготовительный) этап;
• этап проведения работ;
• соблюдение техники безопасности.

На первом этапе необходимо:

• выбрать необходимое оборудование (станок, электрическую или ручную дрель), в зависимости от существующих возможностей;
• на основании стандартов и сплавочной литературы определить режимы резания и допустимые виды свёрл для проведения будущей операции;
• выбрать инструмент для разметки (если такого нет в наличии, изготовить самому);
• подобрать устройство фиксации дрели.

Предварительный этап должен заканчиваться проверкой надёжности крепления сверла и заготовки. Если применяется фиксатор дрели, следует проверить его надёжность.

Работы по сверлению отверстий должны производиться в строгой последовательности с составленной технологической картой или техническим процессом. Особое внимание следует обратить:

• сверло к месту будущего отверстия необходимо подводить только после того, как оно набрало заданную скорость вращения;
• извлекать сверло следует только в процессе его вращения (желательно на минимальных оборотах, если существует возможность изменения скорости вращения);
• следить за процессом резания (например, если режущая кромка не выполняет операцию сверления, следовательно, материал сверла мягче материала заготовки);
• для сверления не сквозных отверстий необходимо предусмотреть фиксатор или метку, позволяющую определить глубину прохода в материале;
• при работе на станках, оснащёнными ЧПУ, необходимо осуществлять контроль над последовательностью проводимых операций.

Важным элементом при проведении сверлильных работ является соблюдение техники безопасности. Она предполагает соблюдение следующих правил:

• обеспечение надёжности крепления всех элементов конструкции;
• организацию условий отведения образовавшейся стружки;
• соблюдение температурного режима (не допущения перегрева сверла и заготовки);
• применение специальной одежды и средств защиты (рук, глаз, открытых участков тела);
• на одежде не должно быть свободно свисающих элементов;
• длинные волосы должны быть заправлены в головной убор (это предотвратит возможность их наматывания на вращающиеся элементы станка).

Применения советов профессионалов позволит качественно выполнить операцию сверления и получить отверстия высокой степени точности на местах, указанных в конструкторской документации.

Технологии сверления металлов

Технологии сверления металлов

Инструменты и оборудование для сверления металлов

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в быту

Уменьшение диаметров глубоких частей отверстий

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в промышленности

Технология глубокого сверления металла

Технология сверления толстых листов металла

Технология сверления тонких листов металла

Особенности сверления сквозных отверстий в металлических заготовках

Особенности сверления глухих отверстий в металлических заготовках

Технологии сверления сложных отверстий в металлических заготовках

Основные таблицы для сверления металлов, необходимые для выбора режимов резания и иных нужд

Таблица №1: выбор режимов резания при сверлении металлов

Таблица №2: поправочные коэффициенты

Таблица №3: сверление углеродистой стали (выбор количества оборотов и скорости подачи в зависимости от диаметра сверла)

Таблица №4: выбор скорости сверления сложной аустенитной стали

Таблица №5: выбор диаметров просверливаемых отверстий, предназначенных для нарезания метрических и дюймовых резьб

Техника безопасности при сверлении металлов

В этой статье мы поговорим о технологиях сверления металла, которые мастера применяют в быту и на производстве. Вы узнаете обо всех особенностях и нюансах техпроцессов.

Фотография №1: сверление металла

Инструменты и оборудование для сверления металлов

Для сверления металлов применяют следующие основные инструменты и оборудование.

Бытовые и промышленные дрели.

Держатели для них, жестко фиксирующие инструменты и обеспечивающие возможность плавной и точной их подачи.

Стационарные станки для сверления металла (вертикального и горизонтального типов, глубокого сверления и пр.).

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в быту

В быту для сверления отверстий металле применяют три технологии. Заготовки и листы зажимают при помощи струбцин и тисков. Чаще всего в домашних условиях используют обычные бытовые дрели и цилиндрические спиральные сверла.

Обычное сверление

Эта технология сверления металла знакома каждому.

Отверстие намечают при помощи молотка и кернера.

Заготовку зажимают в тисках или при помощи струбцины.

Сверло нужного диаметра вставляют в патрон дрели и зажимают.

Высверливают сквозное или глухое отверстие.

Фотография №3: сверление металла в домашних условиях

Рассверливание

Рассверливание металла — это технология, направленная на увеличение диаметра ранее проделанного отверстия. Для этого берут сверла больших диаметров.

В домашних условиях отверстия обычно приходится рассверливать поэтапно, постепенно увеличивая диаметр используемых инструментов. Это связано с тем, что мощности бытовой дрели во многих случаях недостаточно для просверливания отверстий больших диаметров в толстых заготовках. Кроме этого поэтапный подход уменьшает осевое давление на сверла. Это значительно уменьшает вероятность поломок.

Изображение №1: принцип сверления отверстий больших диаметров в толстом металле в домашних условиях

Уменьшение диаметров глубоких частей отверстий

При этой технологии сверления вначале просверливают неглубокое отверстие большого диаметра, а затем используют инструменты меньшего размера. Технология выглядит так.

Изображение №2: технология уменьшения диаметров отверстий в металле

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в промышленности

В промышленности применяют более сложные виды сверления металла. Используют массивные двуручные дрели и специальные станки для сверления металла (портативные и стационарные).

Расскажем об особенностях различных технологий сверления металла на производстве.

Технология глубокого сверления металла

Глубоким называется сверление в металле отверстия, длина которого в 25 и более раз превышает диаметр. Эта операция требует принудительного периодического удаления стружки и применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Они нужны для охлаждения инструмента и заготовки для исключения поломки и деформации.

Процесс глубокого сверления металлов предполагает использование разных СОЖ. Их выбирают в зависимости от материалов заготовок. Перечислим наиболее эффективные смазочно-охлаждающие жидкости.

Материал обрабатываемой заготовки

Нержавеющие и жаропрочные сплавы

Смесь, состоящая из олеиновой кислоты (20 %) и сульфофрезола (80 %). Последний можно заменить керосином (30 %) и осерненным маслом (50 %)

Алюминий и сплавы на его основе

Керосин, эмульсия, смешанные масла. Допускается глубокое сверление без охлаждения

Смешанные масла, эмульсия. Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Эмульсия (3–5 %). Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Смешанные масла. Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Керосин, эмульсия (3–5 %). Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Смесь осерненного масла и керосина

Осерненное масло, эмульсия

Фотография №4: глубокое сверление с применением смазочно-охлаждающей жидкости

Для глубокого сверления чаще всего применяют спиральные и корончатые сверла по металлу. СОЖ добавляют вручную или при помощи систем автоматической подачи, которыми оснащены специализированные станки.

Технология глубокого сверления металла не предполагает спешки. Периодически процесс останавливают, извлекают сверло и принудительно удаляют стружку. При использовании спиральных инструментов, глубокое сверление проводят поэтапно, постепенно расширяя отверстие до нужного диаметра.

Технология сверления толстых листов металла

Для сверления толстых листов металла обычно используют либо конусные (для отверстий диаметром до 30 мм), либо корончатые сверла (для отверстий больших диаметров). Ими оснащают сверлильные станки или мощные дрели. Главное требование — оборудование должно поддерживать режим работы на самых низких оборотах.

Фотография №5: корончатые сверла по металлу

Технология сверления толстых листов металла корончатыми сверлами отличается высокой эффективностью. Энергозатраты минимальны. Отверстия после сверления коронками получаются гладкие и точные.

Технология сверления тонких листов металла

Для сверления тонких листов металла обычно применяют конусные сверла. При такой технологии диаметр увеличивается постепенно. Листы не деформируются.

Фотография №6: сверление тонких листов металла стандартными конусными сверлами

При наличии конусных сверл ступенчатого типа берут именно их. Ступени с отметками упрощают сверление большого количества отверстий определенного или разных диаметров в одном листе металла.

Фотография №7: сверление тонкого листа металла конусным ступенчатым сверлом

Особенности сверления сквозных отверстий в металлических заготовках

Главная особенность сверления сквозных отверстий в металлических заготовках — необходимость защиты поверхности верстака, столешницы или станка от выхода сверла далеко за границы заготовки. Чтобы избежать повреждения инструментов, мебели и оборудования, мастера применяют следующий способы.

Используют верстаки с отверстиями.

Подкладывают под заготовку деревянный брусок или металлическую деталь с имеющимся отверстием для свободного прохода сверла.

Снижают скорость резания при завершении сверления.

Фотография №8: использование деревянной подкладки при сверлении металла

Особенности сверления глухих отверстий в металлических заготовках

Глухие отверстия просверливают на определенную глубину. Для ее установки есть следующие методы.

Использование линеек, имеющихся на станках.

Установка на сверла втулочных упоров.

Ограничение длины сверл при помощи патронов с регулируемыми упорами.

Фотография №9: сверло с установленным втулочным упором

Современные станки оснащены автоматизированными системами подачи. При ее наличии технология сверления глухих отверстий в металле значительно упрощается. Нужно всего лишь задать параметры резания.

Обратите внимание! При проделывании длинных глухих отверстий в толстых заготовках необходимо несколько раз прерывать процесс сверления металла для принудительного удаления стружки.

Технологии сверления сложных отверстий в металлических заготовках

Половинчатые отверстия на краях заготовок сверлят так.

Зажимают в тисках две заготовки или заготовку с подкладкой, плотно прижатые друг к другу.

Центрируют сверло в нужном месте на стыке деталей.

Просверливают полное отверстие.

Сверление цилиндрических заготовок по касательным — более сложный процесс. Он проходит в два этапа.

Подготавливается перпендикулярная отверстию площадка с применением фрезерования или зенковки.

Технология сверления отверстий в металле под углом выглядит так.

Между плоскостями под нужным углом надежно закрепляется подкладка.

В полые заготовки перед сверлением помещают подкладки из древесины. Отверстия с уступами проделывают при помощи описанных в начале статьи технологий рассверливания и уменьшения диаметра отверстий.

Основные таблицы для сверления металлов, необходимые для правильного выбора режимов резания и иных нужд

Для сверления металлов мастера чаще всего пользуются следующими основными таблицами.

Как правильно сверлить металл – учимся делать отверстия различных диаметров

Обработка металла относится к числу достаточно сложных операций. Сверление может потребоваться при выполнении ремонта помещений или собственного автомобиля, а также изготовления различных конструкций на дачном участке. Как и в случае с любыми другими отверстиями нам потребуется ручная дрель, которая может быть дополнена различными дополнительными устройствами. Хотя дрель и является очень популярным и востребованным инструментом, имеющийся практически в каждом доме, требуется обладать немалым опытом именно в плане обработки металла. В нашей статье мы расскажем о сверлении металла, сверлах и некоторых особенностях этого трудоемкого процесса.

Сверление отверстий в металле представляет собой особую технологию, которая заключается в снятия определенного слоя материала за счет одновременного вращательного и поступательного движения сверла. Необходимо зафиксировать дрель в одном положении, чтобы сверло не шевелилось при работе. Именно это является главным условием правильного и безопасного выполнения работ. Чтобы ось дрели оказалась в фиксированном положении, можно воспользоваться одним из многочисленных приспособлений, речь о которых пойдет ниже.

При работе с металлом используются сверла, изготовленные из стали марки Р6М5

Нам потребуются следующие инструменты для работы с металлом:

• Дрель ручная или электрическая
• Спиральное сверло
• Молоток
• Кернер
• Защитные очки и перчатки

Достичь успеха в планируемом мероприятии будет невозможно без соответствующего сверла. Выбор данного элемента – очень важный момент, ведь различные сверла подбираются исхода из свойств металла, а также диаметра будущего отверстия. Свёрла обычно производятся из быстрорежущей стали. Самыми распространенными считаются изделия, изготовленные из стали марки Р6М5. В некоторых случаях используются кобальтовые добавки, которые способствуют увеличению долговечности и износостойкости сверла. В таком случае в маркировке товара появляется литера К. Для очень твердых металлов применяются сверла, оборудованные небольшой напайкой на кончике, что обеспечивает необходимый уровень сверления материала.

Следует знать, что далеко не все дрели способны проделать именно те отверстия, которые вам требуются. Так, производителя обычно указывают соответствующую информацию в руководстве по эксплуатации. К примеру, просверлить отверстие большого диаметра дрелью, мощность которой составляет 700 Вт, не получится. Ведь данное оборудование предназначено для создания отверстия максимального размера 13 мм в поперечнике.

Сверление металла вызывает трудности у многих людей, даже опытных мастеров. Одна из причин заключается в физической сложности самого процесса. Ведь необходимо в течение длительного времени держать тяжелую дрель под прямым углом в четко зафиксированном положении. Однако всегда можно воспользоваться дополнительными приспособлениями, призванными облегчить весь процесс.

Кондукторы для сверления позволяют надежно зафиксировать сверло дрели

В строительных магазинах можно приобрести следующие механизмы для перпендикулярного сверления отверстия в металлических изделиях:

1. 1. Кондукторы для сверления
2. 2. Направляющие для дрели
3. 3. Стойки для дрели

Огромной популярностью пользуются кондукторы, именно с их помощью специалисты делают отверстия в изделиях. Сам механизм представляет собой своеобразный бокс, удобный для удержания, в котором расположены направляющие втулки. Подходит для работы со сверлами различных диаметров. Втулки выполняются из очень твердых сортов металла, гораздо более твердого, нежели само сверло. Поэтому не стоит волноваться, что при работе с дрелью они повредятся.

Вам требуется всего лишь расположить кондуктор над местом будущего отверстия, предварительного отмеченного кернером, после чего включить дрель. Сверло будет прочно зафиксировано втулками, поэтому от заданного направления оно не уйдет. Особенно полезным кондуктор считается при сверлении цилиндрической формы, к примеру, труб, поскольку наконечник сверла постоянно соскальзывает с округлой формы трубы.

Также можно приобрести направляющие для ручной дрели – это полезный опорный механизм, где дрель фиксируется за шейку для достижения неподвижности во время работы. Подошва, удерживаемая свободной рукой, устанавливается на самой заготовке. При таком положении дел инструмент перемещается исключительно вертикально, без малейших отклонений или перекосов.

На сегодняшний день выпускаются универсальные конструкции, оборудованные угловым держателем. Благодаря этому вы сможете сверлить отверстия дрелью даже под углом. Правда, в случае с металлом сверлить под углом при помощи направляющих очень сложно, поскольку боковые перегрузки практически сразу же ломают сверло. Поэтому необходимо позаботиться о покупке изделия из твердого металла.

Еще одно приспособление, которое упрощает процесс изготовления отверстий, называется стационарная стойка. По своей сути, данное оборудование представляет собой несколько упрощенный сверлильный станок, правда, с меньшим функционалом, но и существенно меньшей стоимостью. Дрель двигается по штанге при помощи рычага. Для фиксации заготовки используются струбцины или тиски. По качеству сверления данный агрегат находится на порядок выше прочих своих конкурентов. Однако его цена также выше по сравнению с кондукторами или направляющими.

Процесс сверления отверстий в изделиях из металла существенно отличается в зависимости от толщины заготовки. Глубокие отверстия сделать гораздо сложнее по сравнению с обычными. Специалисты для таких случаев используют токарные станки, причем вращаться должна именно заготовка, а не само сверло на станке. Важным моментом является отвод отходов и стружки из детали, а также охлаждение сверла.

При сверлении глубоких отверстий важным является своевременный отвод стружки

Естественно, в домашних условиях воспользоваться токарным станком вряд ли получится. Единственный выход из положения – это приобретение направляющих для дрели, которые были описаны выше. Длина сверла имеет большое значение, поскольку сверло может делать отверстия лишь на две трети своей длины. Так что требуется приобрести длинное сверло, но достаточно прочное, которое не сломается под воздействием огромных перегрузок.

При отсутствии направляющих можно постараться сверлить и без данного оборудования, если вы уверены в своих силах. Однако угол сверления менять категорически запрещено, поскольку это может полностью испортить как сверло, так и заготовку.

Про охлаждение и отвод стружки также забывать ни в коем случае нельзя. Проще всего воспользоваться мыльной водой, в которую предварительно следует обмакнуть наконечник сверла. Некоторые специалисты рекомендуют обмазать сверло растительным маслом или свиным салом. Это существенно уменьшит трение изделия о металл и, как следствие, самым положительным образом скажется на охлаждении сверла.

Если же говорить об извлечении стружки, то этим необходимо заниматься с регулярной частотой, периодически извлекая отходы от бурения. Проще всего перевернуть заготовку, чтобы стружка под действием гравитации, освободила отверстие. Если же изделие очень тяжелое, то в ход идут подручные приспособления, в том числе крючки или магниты. В противном случае стружка способна закупорить канавки, имеющиеся на сверле, что в дальнейшем приведет к блокировке вращения, а также к поломке сверла.

Просверлить большое отверстие в металле еще сложнее, чем сделать отверстие большой глубины. Здесь есть несколько подходов: либо конусным сверлом делать отверстие большого диаметра в металле за несколько подходов, либо воспользоваться специальной коронкой. Стоимость конусных сверл очень велика, тогда как эффективность ниже, чем у коронки.

Именно поэтому специалисты утверждают, что правильнее сверлить металл именно при помощи коронки. В центральной части расположено сверло, тогда как по краям находится режущая поверхность с остро заточенными зубьями. Благодаря сверлу, коронка фиксируется в одном положении и не двигается во время работы. Сверление осуществляется на низких оборотах дрели, причем все делать надо очень аккуратно и внимательно, чтобы не повредить коронку.