Какие бывают свёрла по металлу

Виды сверл по металлу и их назначение, характеристики спиральных сверл

Содержание

Виды сверл по металлу и их назначение, характеристики спиральных сверл

Прочитав эту статью, вы узнаете:

какие существуют виды сверл по металлу;

где найти их маркировку;

какие важные характеристики есть у этих инструментов;

на что они влияют;

на какое оборудование устанавливают сверла по металлу.

Фотография №1: сверла по металлу

Виды сверл по металлу и их назначение

Опишем чаще всего встречающиеся виды сверл по металлу и расскажем об их назначении.

Спиральные цилиндрические сверла

Встречаются чаще всего и знакомы каждому. По конструкции такие сверла представляют собой цилиндрические стержни, на рабочих частях которых имеются:

спиральные канавки (одна или две), предназначенные для отвода стружки;

и режущие кромки.

Изображение №1: конструкция спирального сверла по металлу

Выделяют пять категорий спиральных сверл по металлу.

Общего назначения. Эти самые распространенные сверла по металлу находят применение в быту и на производстве. Диметр может достигать 80 мм.

Левые сверла по металлу. У них спиральные канавки закручиваются в противоположные стороны. Предназначение таких инструментов — высверливание болтов со сломанными головками и иных разновидностей крепежа, которые невозможно извлечь иными способами.

Повышенной точности. Сверла по металлу этого типа используют в быту и на производстве, если нужно получить отверстия с высокоточными диаметрами. Такие инструменты имеют класс А. Погрешность работы — доли миллиметра.

Твердосплавные. Такие сверла могут быть цельнолитыми или иметь специальные пластины или напайки. Предназначены для обработки заготовок из материалов с высокой твердостью. Существуют также специальные модели, которые используют при изготовлении печатных плат.

Глубокого сверления. Эти удлиненные спиральные сверла имеют 2 винтовых канала.

Корончатые сверла по металлу

Рабочие части таких сверл представляют собой полые цилиндрические стаканы с канавками для отвода стружки. На торцах имеются режущие зубья.

Фотография №2: корончатые сверла по металлу

Корончатые сверла по металлу используют для проделывания отверстий больших диаметров (до 150 мм). Инструменты применяют при обработке заготовок на фрезерных, токарных и сверлильных станках.

Принцип работы таких сверл основан на технологии корончатого фрезерования. Отверстия вырезаются по контурам. Эта технология отличается высокой производительностью, возможностью использования оборудования небольшой мощности и высокой точностью.

Конические сверла по металлу

Рабочие части таких сверл имеют форму конусов. Инструменты применяют при сверлении заготовок небольшой толщины (2–6 мм) из стали и цветных металлов. Существуют две основные разновидности конических сверл.

Стандартные. Требуют от мастера внимательности при высверливании отверстий определенных диаметров.

Фотография №3: стандартное коническое сверло по металлу

Ступенчатые. Наличие ступеней значительно облегчает обработку заготовок.

Фотография №4: ступенчатые конические сверла по металлу

Выделяют следующие главные достоинства конусных сверл.

В тонком металле можно проделывать отверстия различных диаметров без необходимости смены сверла.

Инструменты очень легко центрируются.

Перовые сверла по металлу

Существуют две разновидности таких сверл.

Стандартные. Рабочие части таких перьевых сверл имеют форму лопаток. На торцах имеются центрирующие наконечники.

Фотография №5: стандартные перовые сверла по металлу

Сборные. В настоящее время применяются чаще всего. Состоят из державок и сменных пластин, фиксируемых при помощи винтов.

Фотография №6: сборное перовое сверло со сменными пластинами

Предназначение перовых сверл — проделывание глубоких отверстий небольших диаметров. Инструменты имеют следующие преимущества.

Нечувствительность к перекосам.

Простота и высокая скорость смены режущих пластин.

Недостаток — трудности с отводом стружки.

Центровочные сверла

Их применяют для высверливания в заготовках центровочных отверстий.

Фотография №7: центровочные сверла

Существуют 4 типа таких сверл.

A. Формируют центровочные отверстия без предохранительных конусов. Угол разворота сторон составляет 60°.

B. Высверливают центровочные отверстия c предохранительными конусами. Угол разворота сторон составляет 120°.

C. С их помощью проделывают центровочные отверстия без предохранительных конусов. Угол разворота сторон составляет 75°.

R. Предназначены для высверливания центровочных отверстий дугообразной конфигурации.

Изображение №2: виды центровочных отверстий

Специальные виды сверл по металлу

Кроме вышеперечисленных основных видов сверл по металлу, существуют и специальные. К ним, к примеру, относятся однокромочные модели. Рабочие поверхности таких сверл прямой конструкции сточены наполовину. Это обеспечивает более эффективный отвод стружки. Однокромочные сверла применяют при изготовлении ружейных стволов.

Изображение №3: виды однокромочных сверл по металлу

Маркировка сверл по металлу (российская и зарубежная)

По российскому ГОСТу маркировке подлежат все сверла по металлу диаметром от двух миллиметров. Обозначения содержат информацию о диаметре инструмента и марке стали. На некоторых моделях встречаются клейма производителей. Чтобы узнать маркировку сверла, смотрите на хвостовик инструмента.

Российская маркировка выглядит так.

Изображение №4: правила расшифровки российских маркировок

Зарубежные сверла по металлу, изготовленные из быстрорежущей стали, имеют маркировку HSS. В зависимости от модификаций и особенностей изготовления к ней добавляют различные дополнительные обозначения.

Классификация спиральных сверл по особенностям конструкции и техническим характеристикам

Сверла классифицируют по различным особенностям конструкции и техническим характеристикам.

Типы хвостовиков

По конструкции хвостовой части сверла классифицируют на следующие разновидности.

С цилиндрическими хвостовиками. Встречаются чаще всего. Диаметры хвостовиков могут не совпадать с диаметрами рабочих частей. Сверла малого диаметра нередко оснащают более крупными хвостовиками. Это повышает надежность фиксации. Крупные сверла могут иметь хвостовки уменьшенного диаметра. Это позволяет зафиксировать инструмент в дрели со стандартным патроном. Недостаток таких хвостовиков — невозможность передачи большого крутящего момента. Это повышает рекомендуемую мощность оборудования, необходимого для работы с инструментом. Но в такой конструкции есть и плюс. Если сверло заклинит, дрель не повредится.

Фотография №8: спиральное сверло с цилиндрическим хвостовиком

С коническими хвостовиками. Ими оснащают сверла, предназначенные для обработки заготовок на специализированных станках и при помощи промышленных дрелей. С шестигранными хвостовиками. Такие сверла подходят для фиксации в стандартных кулачковых патронах и специальных зажимах.

Фотография №9: сверла с коническими хвостовиками

С шестигранными хвостовиками. Такие сверла подходят для фиксации в стандартных кулачковых патронах и специальных зажимах.

Фотография №10: перовое сверло с цилиндрическим хвостовиком

Классы точности сверл по металлу

Существуют три основных класса точности сверл по металлу.

B и B1. Это катанные и вальцованные сверла па металлу нормальной точности. Используются для проделывания отверстий до 15 и 14 квалитетов точности, соответственно. За рубежом их маркируют HSS-R.

А. Это шлифованные сверла по металлу высокой точности. Применяются для высверливания отверстий с квалитетами точности от 10 до 13.

Углы заточки спиральных сверл и их влияние на применение инструментов

Спиральные сверла по металлу имеют два важных геометрических параметра, которые оказывают влияние на применение инструментов.

Изображение №5: геометрические параметры спиральных сверл

Угол наклона винтовой канавки сверла (ω). Возрастает с увеличением диаметра инструмента. Варьируется в пределах от 18 до 45°. Выбор сверла с определенным углом наклона канавки зависит от материала обрабатываемой заготовки.

Электрон, алюминий и дюралюминий — 45°.

Вязкие и легкие металлы — 40–45°.

Хрупкие металлы — 22–25°.

Различные виды стали — 26–30°.

Угол между режущими кромками (2ϕ). С его увеличением прочность сверла повышается, но при этом возрастает усилие подачи. С уменьшением — наоборот, сверление облегчается, но рабочая часть ослабляется. Выбор сверла с определенным углом между режущими кромками также зависит от материала обрабатываемой заготовки.

Мрамор и иные хрупкие материалы — 80°.

Целлулоид и эбонит — 85–90°.

Сплавы на основе магния — 110–120°.

Электрон, баббит, алюминий — 130–140°.

Красная медь — 125°.

Бронза и латунь — 130–140°.

Закаленная сталь и стальные поковки — 125°.

Сталь и чугун средней твердости — 116–118°.

Виды заточки сверл по металлу

В завершении статьи расскажем о видах заточки сверл по металлу, которую применяют для восстановления затупившихся инструментов и изменения их геометрии.

Изображение №6: виды заточки спиральных сверл

Нормальная (одинарная) заточка (Н). Считается универсальной. При нормальной заточке на поверхности сверла формируются две режущих кромки и одна поперечная. Угол между режущими кромками — 118–120°. Этот вид заточки можно использовать по отношению к сверлам с диаметрами до 12 мм. Остальные технологии подходят для инструментов с диаметрами до 80 мм.

Одинарная заточка с подточкой режущей кромки (НП). Уменьшает ее длину. За счет этого снижается нагрузка на рабочую часть при выполнении сверлильных работ.

Одинарная заточка с подточкой поперечной кромки и ленточки (НПЛ). Дополнительно уменьшает ее ширину в области режущей части. Сила трения значительно снижается. Кроме этого, образуется дополнительный задний угол. Это приводит к облегчению резания.

Двойная заточка с подточкой поперечной кромки (ДП). При двойной заточке формируются 4 режущие кромки и одна поперечная. Они имеют вид ломаных линий. Стойкость сверл с двойной заточкой увеличивается в 5–7 раз при обработке заготовок из чугуна и в 2,5–3 раза при сверлении сталей.

Двойная заточка с подточкой поперечной кромки и ленточки (ДПЛ). При такой заточке сверление облегчается дополнительно.

Полезные советы по выбору сверл

При покупке инструментов не экономьте. Высокие цены на сверла по металлу — это гарантия качества и медленного износа.

Приобретайте инструменты, подходящие к имеющемуся в наличии оборудованию.

Обращайте внимание на марку стали. От нее напрямую зависит возможность обработки заготовок из различных по прочности материалов.

Виды сверл по металлу и дереву, полный обзор

Сверла составляют большую категорию режущего инструмента, предназначенного для получения круглых отверстий в твердых материалах и заготовках. Сверление происходит в результате механического воздействия вращающегося сверла, закрепленного в специальном приводном инструменте или станке, на обрабатываемый материал. Классическими приводами для обеспечения вращения сверла являются:

• ручные и электрические дрели;
• перфораторы;
• сверлильные и токарные станки.

Именно по этим признакам все выпускаемые сверла объединены в одну общую категорию токарно-слесарного инструмента. В то же время отдельные группы сверл существенно отличаются по назначению, конструкции, материалам из которых они изготовлены, наличию специальных покрытий, размерам и другим признакам.

Существующие конструкции сверл

Инструментальные заводы и компании предлагают в продаже специальные сверла для обработки металлов, дерева, камня, стекла и других материалов. По внешней конструктивной форме инструмент для сверления можно разделить на 9 групп:

• винтовые (спиралевидные);
• перьевые (перовые, перки);
• кольцевые или корончатые;
• конусные;
• центровочные;
• односторонние, однокромочные;
• многокромочные;
• шнековые;
• специальные для глубокого сверления.

Такое деление сверл не распространяется на вид обрабатываемого материала, а определяет только внешнюю конструктивную форму и виды работ, для которых данный инструмент предназначен.

Следует заметить, что технология токарной обработки очень часто предусматривает закрепление сверла в неподвижном положении, а во вращение приводится сама обрабатываемая заготовка. Используя сверловочный инструмент различных конструкций и назначений можно получить ровное сквозное или глухое отверстие, расширить уже имеющееся или углубить его до необходимого уровня.

Спиральные или винтовые

Рабочая режущая часть такого инструмента выполнена в виде двух продольных кромок, закрученных по спирали вдоль центральной оси. Само сверло состоит из режущей части, соединительной шейки и хвостовика для закрепления во вращающемся приводе.

Это самый распространенный вид сверл, который используется в промышленном производстве, строительстве, ремонтных и бытовых работах. Диапазон выпускаемых диаметров от 0,1 до 80 мм. Максимальная длина режущей части 280 мм. Применяются в основном для обработки дерева, металла и некоторых других материалов. От области применения зависит форма и способ заточки рабочего наконечника.

Перьевые или перовые

Название этих сверл определено их формой в виде плоской лопатки, которая с рабочей стороны имеет острый наконечник, заточенный под режущую кромку с двух сторон. Для закрепления лопатки в патроне дрели предусмотрено наличие круглого или шестигранного хвостовика. Перовые сверла используют для сверления больших и глубоких отверстий в древесине и других не особо твердых материалах. Диаметр может быть от 10 до 65 мм. Длинна такого сверла может быть до 40 см.

Кольцевые коронки

Корончатый сверловочный инструмент имеет форму полого цилиндра с хвостовиком для закрепления в электроприводе. На рабочей режущей стороне находятся заточенные зубья, количество которых определяется диаметром сверла. Для отвода стружки во время сверления на внешней стороне цилиндра проточены наклонные продольные канавки. Применяются для получения отверстий в дереве, пластике, металле и других материалах.

Конусные сверла

Эти сверла разработаны и применяются для сверления тонких листовых материалов, когда другой тип инструмента не способен обеспечить надлежащего качества и точности выполнения. При выполнении работы конусным сверлом не требуется выполнение предварительного кернения и использование центрирующей подготовки.

Конструкция сверл представляет собой ровный или ступенчатый конус с двумя заточенными режущими кромками и хвостовика для закрепления в электроприводе. Размер конусного сверла определяется максимальным диаметром, который может быть в пределах от 12 до 36 мм. Использование сверл этого типа позволяет делать новые отверстия, а так же шлифовать и расширять уже имеющиеся. Более подробно о них можно почитать в этой статье.

Центровочные

Такие сверла представляют собой особую группу высокоточного инструмента из быстрорежущей стали. Центровочные сверла применяются для получения центровых отверстий диаметром 3,15 – 16 мм в особо прочных материалах. Представляют собой металлический цилиндр с центрирующей направляющей и двумя заточенными режущими кромками. Наличие направляющего хвостовика обеспечивает точное перпендикулярное направление инструмента при сверлении. Выпускаются в соответствии с требованиями ГОСТ 14952-75 или по международным стандартам DIN-333A, ISO 866. Подробнее о них (характеристики и применение) читайте здесь.

Сверла одностороннего резания

Имеют только одну режущую сторону, что обеспечивает самую высокую точность при выполнении отверстий.

Многокромочное

Разработаны специально для увеличения скорости обработки заготовок и для этого имеют 4 рабочие режущие кромки. Хвостовик для закрепления может быть цилиндрическим, конусным, в виде 4-х или 6-тигранника. Основной недостаток конструкции заключается в сложной технологии заточки и высокой стоимости инструмента.

Разработаны специально для сверления мягких материалов с образованием большого количества крупной стружки. Очень глубокие отводящие канавки очень хорошо способствуют удалению образовавшихся отходов из области обработки материала.

Специальный инструмент для глубокого сверления

Говоря об этой группе сверл, прежде всего, упоминают пушечный и ружейный инструмент. Эти сверла незаменимы при необходимости сверления отверстий большой глубины и больших диаметров. При этом необходимо обеспечить возможность обработки очень твердых материалов с высокой точностью, отвод образующейся стружки, активное охлаждение материала и инструмента в зоне сверления.

С этой целью большинство конструкций имеют одну режущую кромку, не менее двух винтовых каналов для отвода стружки, и канал внутри сверла для подвода охлаждающей жидкости.

Сверла по металлу

Виды свёрл по металлу

В соответствии с правилами, принятыми в нормативной литературе по техническому регулированию сверло определяется как осевой режущий инструмент для получения отверстий, увеличения их диаметра в сплошном материале (ГОСТ 25751-83 Инструменты режущие, термины и определения).

Напомним, что осевым считается режущий инструмент, размеры которого вдоль оси вращения больше, чем размеры в перпендикулярном направлении.

В целом, эти два признака служат главными критериями, согласно которым инструмент относят к обширному виду «сверла».

В машиностроении классификация по этим двум признакам, плюс требования по точности и производительности, объединили в классе «сверла по металлу» несколько различных режущих инструментов.

Они значительно отличаются по форме и характеристикам, но разными способами решают одни и те же задачи сверления:

• резка металла в плоскости отверстия;
• формирование стенок в соответствии с заданными допусками;
• удаление стружки.

В итоге в общий раздел «сверла по металлу» вошли классы:

• перовые сверла;
• спиральные сверла;
• корончатые сверла (кольцевые фрезы);
• центровочные сверла;
• глубокого сверления (эжекторные, ружейные)
• комбинированные сверла.

Несмотря на все отличия сверло каждого класса состоит из корпуса с рабочей частью и хвостовика.

Дальнейшее деление на различные типы связано с размерами и формой этих частей, требованиями по точности и способами установки в металлорежущее оборудование.

Общие обозначения и характеристики свёрл по металлу

Большинство типов сверл изготавливаются из быстрорежущих сталей (HSS), легированной стали Р6М5 и др.

Твердосплавные элементы выполняются из сплавов ВК6, ВК6-М, ВК8 и пр. Несмотря на разнообразие типов большинство «сверл для металла» имеет сходное строение с общими обозначениями.

На следующем рисунке обозначены части сверла по металлу с соответствующими названиями.

Помимо маркировки важным общим показателем является класс точности.

Для стандартных изделий он приводится в ГОСТ и ГОСТ Р. Класс точности задается посредством соответствующих квалитетов, указывающих на величину допусков при изготовлении продукции.

Сверла повышенной точности выполняются с применением фрезеровки и шлифовки, нормальной точности методом проката.

Точность задается с помощью квалитетов. Например, для отверстий в широко применяемом интервале диаметров 6 – 10 мм квалитеты точности имеют значения:

Из таблицы следует, что сверло с квалитетом 10 в 10 раз точнее сверла с квалитетом 15.

Спиральные сверла по металлу

Наиболее разветвленный и обширный класс. Выпускаются трех классов точности (указываются в маркировке по ГОСТу на соответствующий тип).

Сверла повышенного класса точности А1 предназначены для сверления отверстий 10 — 13 квалитетов точности, класса точности В1 — для сверления отверстий до 14 квалитета точности, класса точности В — для сверления отверстий до 15 квалитета точности.

Применяются в машиностроении, авиации, судостроении, производстве строительных конструкций и пр. Разнообразие применений привело к появлению различных вариантов этого инструмента.

Классическими представителями этого класса следует считать спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 10902-77. Большинство существующих разновидностей спиральных свёрл являются модификациями этого типа, разработанными для решения конкретных технологических задач.

Рисунок 2 Спиральное сверло средней серии по ГОСТ 10902

Так, для обеспечения более надежной фиксации, постоянного и точного позиционирования, особенно в оборудовании с автоматической сменой инструмента применяются сверла с хвостовиком в виде конуса.

Рисунок 3 Спиральное сверло с хвостовиком Конус Морзе

Для сверления глубоких отверстий применяются сверла с удлиненной рабочей частью, аналогично для «короткого» сверления используются сверла с укороченной рабочей частью.

Примеры различных решений по длине рабочей части и хвостовика, а также с разной формой хвостовика показаны далее:

Рисунок 4 Спиральное сверло короткой серии (ГОСТ 4010)

Рисунок 5 Спиральное сверло длинной серии (ГОСТ 886-77)

Рисунок 6 Спиральное сверло длинной серии с коротким цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 12122, ГОСТ 2092-77)

Рисунок 7 Спиральное сверло длинное с хвостовиком «конус Морзе» (ГОСТ 12121)

Спиральные сверла по металлу с пластинами из твердого сплава

В качестве отдельной технологической задачи можно выделить сверление твердых сталей чугунов твердостью более 170НВ.

Для таких операций применяются спиральные сверла с твердосплавными пластинами. Сверла подобного типа выпускаются с цилиндрическими и коническими хвостовиками, сварными и цельнотянутыми.

Рисунок 8 Спиральное сверло с пластинами из твердого сплава и хвостовиком «конус Морзе» (ГОСТ 22736, ТУ по ГОСТ 5756-81)

Ступенчатые спиральные сверла по металлу

В последнее десятилетие на российском рынке активно продвигаются ступенчатые («конические») сверла зарубежного производства. Продукт позиционируется как новинка, ранее неизвестная в РФ. В действительности ступенчатое сверло уже давно производится и применяется в России. В частности, такой инструмент используется для сверления отверстий под метрическую резьбу с одновременным снятием фаски. До 2008 года геометрические характеристики ступенчатых сверел описывались в ГОСТ 20320, после 2008 г. действовал стандарт ГОСТ Р 52966-2008, с 1 января 2019г введен в действие ГОСТ 28320-2017.
С помощью одного ступенчатого сверла можно выполнять за один заход сразу две (или больше) технологических операции. Также возможно сверление одним сверлом отверстий разного диаметра (в зависимости от числа ступенек). Однако при этом глубина отверстия не может превышать суммарной высоты ступенек предыдущего диаметра.

Рисунок 9 Ступенчатое сверло с цилиндрическим хвостовиком для отверстия под резьбу и снятия фаски (ГОСТ Р 52966-2008)

Рисунок 10 Импортное ступенчатое сверло (HSS) по металлу

Рисунок 11 Ступенчатое сверло с хвостовиком «конус Морзе» по ГОСТ Р 52966-2008

Центровочные сверла

В процессе сверления самый ответственный этап – это касание поперечной кромки сверла с поверхностью металла. Поскольку поверхность не идеально плоская, а поперечная кромка не идеально перпендикулярна оси сверла при касании возникают моменты сил, отклоняющие сверло от теоретического центра отверстия.

Очевидно, что величина таких моментов возрастает с увеличением размеров поперечной кромки (диаметров сверла). Обратное так же верно, поэтому для сверления центровых отверстий разработаны специальные центровочные сверла с уменьшенным началом рабочей части.

Рисунок 12 Центровочное сверло для центровых отверстий без предохранительного конуса тип А по ГОСТ 14952-75

Такой инструмент сначала касается металла только небольшой поперечной кромкой.

Незначительные моменты, возникающие при этом гасятся массивной рабочей частью номинального диаметра.

Соотношения малого и большого диаметров стандартизированы. В соответствии с ГОСТ 14952 эта величина меняется в диапазоне от 3 до 5.

Центровое отверстие имеет треугольное сечение в зависимости от величины угла между стенками и наличия предохранительного конуса центровочные сверла делятся на 4 типа.

Класс точности для центровочных свёрл не вводится.

Сверла для глубокого сверления

В ряде источников по металлообработке отверстие с глубиной в 5 раз превышающей его диаметр уже считается глубоким.

В то же время в ГОСТ 12122-77, где представлены типовые размеры «длинной серии», показано, что отношение длины рабочей части к диаметру l/d колеблется в диапазоне от 15 до 20.

Таким образом глубоким можно считать сверление отверстий с глубиной, превышающей диаметр в 10 – 15 раз и более.

В начале этого диапазона и при диаметрах до 10 мм задача решается с помощью спиральных сверл стандартной «длинной серии» (класса точности А1, В1 и В).

В этом случае используется традиционный наружный подвод СОЖ и наружный отвод стружки.

При отношении l/d ≈ 20 – 30 и диаметрах до 30 мм проблема решается применением шнековых сверел и длинных спиральных сверел с каналами для СОЖ и канавками для дробления стружки (внутренняя подача СОЖ и наружное удаление стружки).

С дальнейшим увеличением l/d и/или увеличением диаметра отверстий проблемы с подачей СОЖ и удалением стружки делают использование спиральных сверл невозможным.

Такие отверстия получают с помощью сверл одностороннего резания с внутренней подачей СОЖ или наружной подачей СОЖ, внутренним или наружным отводом стружки. К ним относятся ружейные (пушечные) и эжекторные сверла.

Ружейное сверло

Данный вид не относится к спиральному типу. Ружейное сверло представляет собой полую конструкцию с одной или двумя режущими кромками на рабочей части. Точность обработки по диаметру соответствует 7 – 9 квалитету.

Широкая и глубокая выемка по всей длине корпуса сверла обеспечивает эффективный наружный отвод стружки. Она вымывается СОЖ, поступающей под высоким давлением из внутренней полости в каналы в рабочей части.

Сверлом такого типа получают отверстия диаметром до 30мм.

Рисунок 13 Ружейное сверло

Фото ружейное сверло

Для более крупных отверстий применяют сверла с внутренней подачей СОЖ и не наружным, а внутренним отводом стружки.

Глубокое сверление с внутренним отводом стружки. Эжекторное сверло

При глубоком сверлении отверстий с l/d≫20 и диаметрами более 30 мм проблемы с подачей СОЖ и особенно с удалением стружки значительно усложняются. Наружное удаление становится практически не возможным, поэтому приходится использовать специальное составное сверло.

Инструмент представляет собой стальную трубу с навинчивающейся рабочей частью. Рабочая часть изготавливается в виде полого толстостенного цилиндра с площадками для установки режущих пластин и каналами для СОЖ. Конструкция позволяет использовать большую часть пространства отверстия для отвода стружки.

На рисунке ниже представлен усовершенствованный вариант такой конструкции – эжекторное сверло. У него пустотелая рабочая часть (2) с наружной смазкой и охлаждением.

Рисунок 14 Эжекторное сверло

В процессе сверления стружка дробится и попадает вместе с СОЖ в полость рабочей части. Далее смесь поступает в полость трубы (5) и уходит в стружкоприемник, где стружка отделяется от СОЖ.

Главное отличие эжекторной схемы от обычной заключается в дополнительных каналах (6). Они обеспечивают возврат 1/3 поступающей СОЖ сразу в полость стебля сверла. Благодаря этому возникает эффект эжекторного насоса, который создает дополнительное разрежение в полости рабочей части. Эффект обеспечивает усиленную откачку СОЖ вместе со стружкой из зоны резания.

Для эжекторного сверла необходим специальный патрон, обеспечивающий подачу СОЖ. Такие патроны разработаны и могут устанавливаться на универсальных станках (токарных, сверлильных, фрезерных и т. п.).

В итоге глубокое сверление может выполняться на обычном оборудовании, дополненном стационарной или мобильной насосной станцией. При этом требуемое давление СОЖ в 2 раза ниже, чем при глубоком сверлении с наружной подачей СОЖ без эффекта разрежения.

Также применение эжекторного сверла избавляет от герметизации зазоров между заготовкой и кондукторной втулкой (3). что упрощает наладку и обслуживание станка.

Перовые сверла по металлу

Перовые сверла получили свое название благодаря форме рабочей части. В зависимости от конструкции рабочей части они делятся на цельные и составные.

Цельные конструкции могут быть ступенчатыми, что позволяет за один заход получить отверстие с переменным диаметром. Цельные сверла выпускаются определенных стандартных номеров (6, 7, 8, 10 … мм). Составные перовые сверла состоят из универсальной державки и сменных режущих пластин по ГОСТ 25526-82.

Основное применение этого типа связано с неглубоким или предварительным сверлением сталей, чугунов и др. металлов в операциях с большими значениями квалитета.

Рисунок 15 Перовое сверло

Корончатые сверла (кольцевые фрезы, кольцевые сверла) по металлу

При больших диаметрах сквозных отверстий сплошное сверление представляется нецелесообразным c точки зрения затрат времени и ресурсов. Гораздо эффективнее не переводить весь металл в стружку, а вырезать только кольцо заданного наружного диаметра. С такой операцией успешно справляются корончатые сверла.

Рисунок 16 Корончатое сверло по металлу

Корончатое сверло дает значительное преимущество при сверлении листового материала, обработке торцевых кольцевых канавок, сверлении на криволинейной поверхности и получении отверстий большого диаметра. Корончатое (кольцевое) сверление позволяет оптимизировать производство не только за счет роста производительности.

Применение такого инструмента позволило значительно уменьшить габариты сверлильных станков, получить эффективное передвижное оборудования для сверления металлопроката, рельсов, труб.
В настоящее время на российском рынке представлены корончатые сверла из быстрорежущей стали (HSS) и с напаянными твердосплавными резцами. Диаметры от 10 мм до 150 мм.

К сожалению, в РФ нет стандарта для кольцевых сверл по металлу. Такой стандарт имеется только для кольцевых сверл по бетону, керамике и т.п. (ГОСТ 17013-71). В отсутствии стандарта говорить о классах точности некорректно.

Первые модели корончатых сверл имели свои недостатки. В первых образцах отмечались проблемы с центровкой, при l/d

5 ухудшалось удаление стружки.

Кроме того, корончатое сверло имеет большую поверхность контакта с обработанными поверхностями, которые с трех сторон окружают лезвия инструмента. В таких условиях увеличивается сила трения, растет тепловыделение, затрудняется отвода тепла.

В современных конструкциях корончатых сверл решены задачи с центровкой отверстий, проблемы с отводом тепла и удалением стружки устраняются эффективной подачей СОЖ.

Комбинированные сверла по металлу

Сверла такого типа являются комбинацией двух различных инструментов металлообработки. Соответственно, их применяют для совмещения некоторых последовательных технологических операций.

Поскольку сверление часто предшествует нарезанию резьбы, зенкованию, то вполне логично появление комбинаций сверло-метчик, сверло-зенкер. Для объединения используются как правило сверла спирального типа.

Как выбрать сверло

Виды сверл и их назначение.

Зачем нужно сверло, знает каждый – для сверления отверстий. Многие знают, что сверла бывают по металлу, дереву и бетону. Некоторые смогут отличить сверло Форстнера от перового. Но прогресс не стоит на месте и сегодня на полках магазинов лежат десятки видов сверл, различающихся как конструкцией и материалом изготовления, так и особенностями применения. И, разумеется, различаются они и ценами.

Одиночное сверло по металлу может стоить как 10, так и 500 рублей, причем, внешне на первый взгляд различия между ними не будет. Вот только первое будет вязнуть в алюминии, перегреется и затупится при сверлении толстого железа, а нержавеющую сталь сверлить просто не сможет. Для того, чтобы не выкинуть деньги на ветер при покупке сверл, следует четко определиться с тем, какой материал требуется сверлить и на какие характеристики сверл следует обращать внимание при обработке этого материала.

Характеристики сверл.

Вид. Определяет конструкцию сверла. Различают сверла следующих видов:

Спиральные (винтовые) – самый распространенный вид сверл. Представляет собой металлический цилиндр с 2-4 винтовыми спиральными канавками, отводящими стружку и уменьшающими трение боковой поверхности сверла о стенки отверстия. С одной стороны сверло заточено, образуя – по линии пересечения заточки и передних поверхностей канавок – режущую кромку. С противоположной стороны находится хвостовик, предназначенный для закрепления сверла в станке или дрели. На хвостовике часто находится маркировка, по которой иногда можно определить материал сверла и его эксплуатационные характеристики. На сверлах российского (и китайского для России) производства должна быть указана марка стали, на сверлах иностранного производства маркировка может быть различной, чаще всего встречается упоминание HSS (High Speed Steel – быстрорежущая сталь).

Спираль Левиса или шнековое сверло – от спирального сверла отличается числом спиральных канавок (она одна) и режущей частью с центрирующим жалом. Жало имеет резьбовую нарезку, позволяющую сверлу самостоятельно заглубляться в дерево без нажима на дрель. Такие сверла предназначены для проделывания глубоких сквозных отверстий среднего диаметра. Отверстия, просверленные спиралью Левиса, имеют гладкую внутреннюю поверхность. К недостаткам можно отнести высокую стоимость таких сверл, склонность к уходу от оси и к заклиниванию. Также такие сверла достаточно хрупкие.

Для предотвращения ухода от оси можно порекомендовать предварительное просверливание на максимально доступную глубину обычным тонким (не толще центрирующего жала) сверлом. До этой глубины спираль Левиса пройдет в нужном направлении, дальше направление будет поддерживаться за счет фиксации сверла в уже просверленном отверстии.

Для предотвращения заклинивания сверлить следует на малых оборотах, мощность дрели должна соответствовать диаметру сверла и глубине сверления. Для спиралей Левиса диаметром более 30 мм рекомендуются дрели с константой электроникой, дополнительными ручками, мощностью от 1500 Вт и высоким крутящим моментом.

Перовое сверло имеет плоскую рабочую часть с двумя режущими кромками, разделенными центрирующим острием. За рабочей частью идет хвостовик, представляющий собой относительно длинный и тонкий стержень. Такие сверла используются для сверления в дереве отверстий большого диаметра (12-55 мм). К преимуществам перовых сверл относятся простота применения и низкая цена. Кроме того, глубокие отверстия диаметром 35-55 мм можно просверлить только такими сверлами. Недостатков тоже хватает:

— отсутствует отвод стружки, сверло необходимо часто вынимать и извлекать из отверстия стружку

— сверло склонно к уходу от оси и к непрямолинейности сверления, предварительное просверливание направляющего отверстия помогает слабо

— края отверстия грубые, неровные

— невозможно рассверлить отверстие диаметра большего, чем максимальный диаметр центрующего кончика

— диаметр и форма отверстия выдерживается неточно

Сверло Форстнера позволяет делать в дереве аккуратные отверстия большого (20-40 мм) диаметра. Аккуратный рез обеспечивается сложной конструкцией режущей части, содержащей, кроме двух режущих кромок, еще и радиальные резцы по кругу, подрезающие волокна древесины до снятия их режущими кромками. Два наклонных канала в режущей части отводят стружку. Сверло фиксируется в отверстии за счет плотного прилегания стенок режущей части к дереву, что обеспечивает прямолинейность сверления. В результате получается идеально круглое отверстие с плоским, ровным дном (за исключением углубления от направляющего шипа) и ровными краями. Аккуратность отверстий позволяет использовать сверло Форстнера при изготовлении мебели.

К недостаткам сверла Форстнера относятся их высокая стоимость и невозможность рассверливания отверстий.

Ступенчатые сверла представляют собой набор режущих частей разного диаметра на одном стержне, расположенных по возрастанию диаметра. Предназначены для сверления листового материала толщиной 1-8 мм. Максимальная толщина материала определяется высотой одной режущей части ступенчатого сверла. Основными преимуществами ступенчатого сверла являются точное выдерживание центра и аккуратные края отверстия; даже при сверлении отверстий большого диаметра в тонких листах. Если попытаться просверлить тонкий лист сверлом большого диаметра, материал, скорее всего, будет поврежден, а центр точно выдержать не удастся. Раньше такие отверстия сверлили с помощью набора спиральных сверл, понемногу увеличивая диаметр. Ступенчатое сверло делает то же самое, но без смены инструмента. Также достоинствами ступенчатых сверл являются универсальность (одним сверлом можно сверлить отверстия разного диаметра) и возможность снятия фаски одновременно с сверлением. Недостатками являются высокая цена и ограниченная толщина просверливаемого материала, определяемая высотой «ступеньки»

У фрезеровального сверла на боковых гранях есть острые насечки, с помощью которых оно способно производить фрезерование не слишком толстого листового материала. Кто из мастеров не ломал сверло, пытаясь расширить просверленное отверстие, двигая дрель вдоль поверхности? Обычные спиральные сверла такого не любят, да и эффект обычно далек от идеального – канавки спиральных сверл для фрезеровки годятся плохо. А вот фрезеровальным сверлом такой фокус вполне можно провернуть. Конечно, ручной фрезер такое сверло не заменит – производительность его невысока, да и качество пропила оставляет желать лучшего. Но для расширения просверленного отверстия или для просверливания овальных отверстий оно подходит как нельзя лучше. Недостатки фрезеровального сверла:

— сложно фрезеровать пазы: нижняя часть фрезеровального сверла представляет собой обычное спиральное сверло, и, если отверстие не сквозное, то эта часть будет мешать фрезеровке.

— толщина обрабатываемого материала ограничена длиной фрезерующей части

— нагрузка, создаваемая таким сверлом при фрезеровке, вредна для подшипников дрели – следует двигать сверло по поверхности медленно, с дозированным усилием, иначе есть опасность повредить дрель.

Центровочный кернер – это не сверло, а приспособление для точной разметки мест установки шкантов в мебельных деталях. Кернер плотно вставляют тупой частью в готовое отверстие под шкант (для этого подбирают из набора кернер подходящего диаметра), прикладывают деталь к соединяемой точно так, как они должны быть соединены и легким ударом по первой детали оставляют на второй отметку для сверления ответного отверстия под шкант. Это наиболее точный способ ручного сверления отверстий под шканты.

Назначение сверла определяет, для сверления какого материала оно предназначено.

Сверла по металлу могут быть спиральными, ступенчатыми и фрезеровальными.

Сверла по металлу должны быть изготовлены из быстрорежущей стали. Об этом должна сказать маркировка на сверле. Если никакой маркировки на сверле нет, следует отнестись к такому изделию с осторожностью, особенно если оно выделяется низкой ценой. В продаже есть большое количество дешевых сверл из низкокачественной стали, неспособных просверлить отверстие даже в тонком железе, не говоря уже о более прочных металлах. Если маркировка есть, она может подсказать, какие металлы можно сверлить этим сверлом.

Как выбрать сверло для обработки металла

Сверлом для работы с металлом мастер может обработать материал из прочной стали, бронзы или просверлить отверстия в алюминиевом изделии. Ими пользуются и на промышленных предприятиях, и в бытовой сфере. Правильно подобрать тип режущего инструмента – половина успеха задуманной работы. Опытным мастерам легко удаётся выбирать сверла, ориентируясь на такие параметры, как вес, длина, цвет и маркировка. Новичкам перед тем, как сделать выбор, нужно изучить главные особенности.

Виды сверл

Идеальный результат сверления зависит не только от профессионализма и опыта мастера, но и от верного подбора сверла. Нужный инструмент значительно облегчит работу. Виды сверл для металлических поверхностей различаются по типу конфигурации и материалу, из которого они изготовлены.

1. Спиральные сверла – стандартные изделия цилиндрической формы. Они достигают 80 мм в диаметре. Изготавливаются из качественной стали. Их конструкция такова, что рабочие поверхности заточены под углом 118 градусов. Они нужны практически для всех основных сверлильных работ с металлом. Это универсальный, прочный инструмент.

2. Конические (или ступенчатые) сверла – изготавливаются в виде конусов со ступенчатой поверхностью (спиралью). Ими легко можно пробуравить двухмиллиметровое отверстие. Также их используют для корректировки небольших дефектных отверстий, которые образовались в результате плохой работы другого инструмента.

3. Корончатые сверла представляют собой зубчатые полые коронки. Их также называют кольцевыми фрезами. Они нужны мастеру для работы с тонким металлом, чтобы оформить аккуратные отверстия до 30 мм. Данным инструментом можно сверлить на большую глубину, благодаря тому, что стружка проходит в полость коронки.

4. Перовые (плоские) сверла состоят из сменных рабочих пластин. Они предназначены для высверливания идеальных глубоких отверстий в металле любой прочности. Особенность этого вида в том, что плоское сверло практически не делает перекосов во время сверления. Кроме того, они самые дешёвые, поэтому привлекают к себе внимание мастеров.

В зависимости от материала производства, сверла делятся на кобальтовые и твердосплавные. Первые выполнены из кобальта. Вторые – из высокопрочных сплавов.
— Кобальтовые сверла используют при высоких температурах, так как они не теряют своих качеств. С инструментами из быстрорежущей стали, легированной кобальтом, можно работать с очень прочными материалами и металлическими изделиями высокой вязкости. У кобальтовых свёрл средняя цена, но их качество и работоспособность вполне её оправдывают.
— Твердосплавные свёрла обладают высокой твёрдостью режущей кромки. Сама оснастка обычно выполнена из простой стали для слесарных инструментов. А пластины – из карбидного сплава. Такие модели нужны для сверления изделий из особо прочных материалов большой толщины. Особенность твердосплавного сверла в том, что оно умеет самозатачиваться в процессе работы.

Конструкция сверла

Сверла для работы с металлом состоят из режущей части, хвостовика и рабочей поверхности, которая нужна также, чтобы выводить насверленную стружку из отверстия. Все три части оснастки могут отличаться по размеру, материалу изготовления и конфигурации. Поэтому конструкция сверл – это их уникальная структура, которая отличает один вид от другого.

Особенности маркировки

Маркировка на сверлах зависит от их технических свойств и страны производства. Российский ГОСТ предполагает наличие маркировки на всех сверлах, чей диаметр от двух сантиметров и выше. В ней обычно содержится основная информация об изделии: о марке стали и диаметре сверла. Маркировка располагается на хвостовике режущего инструмента.
На инструменте отечественного производства можно увидеть маркировку вот такого типа: «Р6М5К». Это формула, в которой каждый символ – подробная информация о сверле. Данная маркировка, к примеру, означает, что изделие изготовлено из быстрорежущей стали (Р), содержание вольфрама в нём составляет шесть процентов (6), молибдена – пять процентов (М5) и пять процентов кобальта (К5). На свёрлах иностранного производства стоит маркировка НSS и дополнительные обозначения, которые так же, как и у отечественных производителей, указывают на характеристики изделия. Например, «HSS-4241» означает, что данная модель пригодна для работы с алюминием.

Классификация по цвету

По цвету можно определить характеристики инструмента: прочность, долговечность, назначение. Различают сверла трёх цветов: серый, чёрный и золотистый.
Серые свёрла относятся к самым простым, дешёвым и недолговечным. У них отсутствует защитное покрытие, поэтому при работе быстро теряются рабочие характеристики. Они не подойдут для работы при высокой температуре или для сильной механической нагрузки. Но в качестве одноразового использования для несложной работы используются часто.

Сверла чёрного цвета при изготовлении обрабатывают паром высокой температуры. Благодаря этой обработке материал закаляется и становится прочным. Они изнашиваются меньше и служат дольше, чем серые.

Золотистые сверла могут быть более светлыми и насыщенными. Светло-жёлтые очень прочные. Их изготавливают из быстрорежущей стали, используя технологию термической обработки. Ярко-золотые режущие инструменты обладают ещё более высокой прочностью, чем светлые. У них имеется нитридно-титановое покрытие. Во время сверления отверстия золотое сверло почти не испытывает силы трения, что значительно продлевает срок службы.

Чертеж сверла

Классификация по размерам

В настоящее время выпускают сверла для работы с металлом разных размеров для работы с изделиями любой толщины. Современное производство классифицирует режущий инструмент трёх рабочих размеров:

сверла короткой серии — их минимальная длина – 20 мм, максимальная – 130 мм; диаметр колеблется от 0,3 до 20 мм.

удлиненные – выпускают длиной от 19 до 205 мм и диаметром от 0,3 до 20 мм.

сверла длинной серии — достигают длины 254 мм, минимальный диаметр – 1 мм (максимальный – 20 мм).
Длинной моделью удобно работать с изделиями, имеющими большую толщину и прочность. Короткие режущие инструменты используют для сверления аккуратных одинаковых отверстий в тонком изделии (например, металлическая пластина).

Типы хвостовиков

Хвостовая часть сверла имеет разную конфигурацию — цилиндрические, конические и шестигранные. Чаще всего в практике используют цилиндрические модели. У них есть небольшая особенность: диаметры сверла и хвостовика могут не совпадать. Специалисты утверждают, что если оснастить инструмент для сверления цилиндрическим хвостовиком чуть большего диаметра, этот маневр сделает фиксацию более крепкой. Есть и минус – повышение рекомендуемой мощности инструмента. Но дрель не повредиться, если такое сверло в процессе работы заклинит. Конические хвостовики подходят для свёрл в промышленных дрелях. Такими – обрабатывают заготовки на заводских станках. Инструмент с шестигранным хвостовиком служит хорошей фиксацией в специальных зажимах и кулачковых патронах.

Каким производителям можно доверять

Качество и срок службы сверл обработки металла зависит от производителя. Мастера, которые пользуются свёрлами каждый день, утверждают, что хороший инструмент можно найти как у отечественных компаний, так и у зарубежных.
Сверла российского производства устойчивы к износу, прочны и долговечны, но, к сожалению, на рынке их с каждым годом всё меньше. Сейчас спросом пользуются изделия фирм «Интерскол» и «Зубр». Под этими торговыми марками выпускаются не дорогие, но надёжные инструменты высокого качества. Также хорошо зарекомендовали себя сверла производителей «Практика» и «АТАКА».
Среди импортных профессионалы предпочитают режущие инструменты по металлу фирм «Ruko», «Bosch», «Haisser» и «Makita». Характеристики у них примерно одинаковые: могут выдерживать экстремальные нагрузки, работать «на износ», при этом изнашивание происходит медленно. Хорошее соотношение цены и качества. Есть еще две фирмы – «Extreme 2» и «Dewalt». Их изделия отличаются от прочих высокой скоростью сверления.
Цена инструмента зависит от страны производства, длины, диаметра, прочности и от того, для чего он предназначен.