Геометрия сверла по металлу - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Геометрия сверла по металлу

Как заточить сверло своими руками

В арсенале домашнего умельца всегда имеется различный электроинструмент, однако наиболее востребованным является дрель. Нужно навесить кухонные ящики или картину в гостиной? Идет ремонт, и необходимо подготовить места для монтажа розеток и выключателей? Во всех этих случаях без дрели не обойтись. Для выполнения работ потребуются сверла различного диаметра, позволяющие обрабатывать металл и древесину. Несмотря на то, что инструмент термообработан, в процессе эксплуатации неизбежно снижаются режущие характеристики.

Работа тупым сверлом никому не доставит удовольствия. Необходимо прилагать значительные усилия, а инструмент все равно не в состоянии выполнить поставленную задачу. Если сверло затупилась, не спешите с ним расставаться. Ведь можно вернуть прежнюю остроту рабочей кромки, как обычного спирального сверла, так и профессионального инструмента с твердосплавными напайками. Для восстановления геометрии сверла можно воспользоваться профессиональным оборудованием или самодельным заточным устройством.

Что такое угол заточки?

Для выполнения отверстий в различных материалах используется специальный режущий инструмент, который называется сверлом. Характеристики этого инструмента регламентированы положениями действующих стандартов. Сверла предназначены для обработки различных материалов и отличаются диаметром, длиной, направлением спиральной линии, размерами хвостовика, формой и конструкцией режущей части, а также углом заточки.

Разберемся, что представляет собой этот параметр. Если из точки пересечения режущих кромок провести два луча, касающиеся рабочей поверхности, то угол при вершине и является углом заточки. В литературных источниках данный параметр обозначается 2φ. Форма и конструкция режущих кромок могут отличаться в зависимости от особенностей использования сверла и его функционального назначения.

Под каким углом рекомендуется затачивать сверла?

От точности выполнения заточных работ зависит скорость сверления и ресурс инструмента.

Кроме того, правильно заточенное сверло не перегревается во время работы. Угол, под которым затачивают режущую кромку, зависит от твердости и вязкости обрабатываемого материала.

Стандарт регламентируют значение величины 2φ для различного режущего инструмента. Угол заточки не имеет стандартного значения и изменяется для каждого вида обрабатываемого материала:

  • сверла, предназначенные для обработки низколегированной стали, чугуна и твердой бронзы, затачиваются под углом 116-118 градусов;
  • инструмент для выполнения отверстий в латуни, мягкой бронзе и меди имеет угол при вершине в интервале 120-130 градусов;
  • угол между рабочими кромками сверла для алюминия, мрамора, эбонита и древесины составляет 140 градусов;
  • заточка кромки для сверления отверстий в деталях из магниевых сплавов, силумина и пластмасс производится под углом 90-100 градусов.

С увеличением значения угла заточки возрастает продолжительность обработки материала и быстрее греется инструмент. Именно поэтому при работе с металлами и другими твердыми материалами в производственных условиях охлаждают сверла с помощью специальных эмульсий.

Знакомимся со способами заточки

При активной эксплуатации дрели сверло быстро тупится. Вначале изнашивается периферийная часть, затем тупится режущая кромка, в том числе и ее задняя грань.

Узнать, что сверло стало тупым можно по характерному скрипу во время сверления. Дальнейшая эксплуатация затупленного инструмента приведет к быстрому износу и может даже полностью сделать сверло непригодным.

Для восстановления режущих характеристик сверла применяют различные способы заточки:

  • одноплоскостную. Она используется для инструмента, диаметр которого не превышает 3 мм. При выполнении плоскостной заточки следует соблюдать особую аккуратность, поскольку велика вероятность частичного выкрашивания кромки. Процесс заточки осуществляется путем прикладывания инструмента к абразивному кругу и его перемещения параллельно режущей кромке;
  • коническую. Данный метод заточки сверл позволяет восстанавливать режущий инструмент любого диаметра. При конической заточке следует крепко держать инструмент руками и выполнять последовательное восстановление остроты каждой кромки. Инструмент с небольшим усилием прижимают к поверхности камня и слегка «покачивают».

Когда состояние режущей кромки восстановлено, производят доводку заточенного сверла. Это финишная операция, предназначенная для удаления мельчайших зазубрин и шлифовки режущей кромки. Доводку выполняет на «мягком» камне.

Важные моменты

При выполнении заточных работ следует соблюдать ряд правил:

  • располагать кромку сверла параллельно абразивной поверхности;
  • обеспечивать постепенную заточку за счет равномерного прижима;
  • контролировать соблюдение одинаковой длины каждой кромки.

Самостоятельно овладеть правилами заточки несложно, руководствуясь приведенными рекомендациями.

14.1. Конструктивные и геометрические параметры спирального сверла

У спирального сверла различают следующие части (рис. 14.2).

Рабочая часть – часть сверла, снабженная двумя спиральными (точнее, винтовыми) канавками; рабочая часть включает в себя режущую и направляющую части сверла.

Режущая часть – часть сверла, заточенная на конус и несущая режущие кромки.

Направляющая часть – часть сверла, которая обеспечивает направление сверла в процессе резания.

Хвостовик – часть сверла, служащая для его закрепления и передачи крутящего момента от шпинделя.

Лапка (у сверл с коническим хвостовиком) служит упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Рис. 14.2. Конструктивные элементы сверла

Основные элементы спирального сверла (рис. 14.3).

Передняя поверхность 1 – винтовая поверхность канавки, по которой сходит стружка.

Главная задняя поверхность 2 – поверхность, обращенная к поверхности резания.

Вспомогательная задняя поверхность (ленточка) 3 – узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки; обеспечивает сверлу направление при резании.

Главная режущая кромка 4 – кромка, образуемая пересечением передней и главной задней поверхностей.

Вспомогательная режущая кромка 5 – кромка, образуемая пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей.

Поперечная кромка 6 – образуется при пересечении двух главных задних поверхностей.

Вершина лезвия 7 – точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Спинка сверла 8 – заниженная относительно ленточки поверхность, предназначенная для уменьшения трения между сверлом и обработанной поверхностью отверстия.

Рис. 14.3. Поверхности лезвий сверла и его режущие кромки

Две главные режущие кромки (см. рис. 14.2), расположенные на режущей части (заборном конусе), образуют угол при вершине 2φ, который у сверл из инструментальных сталей при обработке конструкционных материалов обычно равен 116…118°; для разных материалов он должен быть различным: для более твердых – больше, для более мягких – меньше. Например, при обработке жаропрочных и нержавеющих материалов максимальной стойкостью обладают сверла с углом 2φ = 125…135° (для глухого отверстия) и 2φ = 140° (для сквозных отверстий); при обработке эбонита, мрамора и других хрупких материалов угол 2φ = 80…90°; при сверлении титановых сплавов 2φ = 90…120°; при сверлении алюминия и алюминиевых сплавов 2φ = 130…140°.

Угол наклона поперечной кромки ψ измеряется между проекциями поперечной и главных режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла; при правильной заточке сверла угол ψ = 50…55°.

Наклон винтовой канавки, по которой сходит стружка, определяется углом ω, заключенным между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Этот угол ω, называемый углом наклона винтовой канавки сверла, определяет величину переднего угла: с увеличением угла ω увеличивается передний угол и тем самым облегчается процесс стружкообразования. Наклон винтовой канавки у сверл берется от 18 до 30°. С увеличением угла ω уменьшается прочность сверла, вследствие чего у сверл малого диаметра он делается меньше, чем у сверл большого диаметра.

Геометрические параметры режущей части сверла. Углы режущих кромок сверла рассматривают в статическом состоянии и в процессе резания (в движении). Рассмотрим сверло как геометрическое тело в статической системе координат.

Статическая система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости главного движения резания (рис. 14.4,а).

Основная плоскость PV координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного движения резания в этой точке.

Плоскость резания Pn координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости РV.

Главная секущая плоскость Pτ координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания.

Рабочая плоскость Рs плоскость, в которой расположены направления скоростей V и Vs главного движения резания Dr и движения подачи Ds.

Рис. 14.6. Статические углы сверла в главной секущей и рабочей плоскостях для различных точек режущей кромки

Главный передний угол γ – угол в главной секущей плоскости PτPτ между передней поверхностью Aγ лезвия и основной плоскостью РV–РV. Передний угол сверла в произвольно взятой точке x режущей кромки наглядно представлен на рис. 14.7. Передние углы γ и γs в главной секущей плоскости PτPτ и рабочей плоскости Рs–Рs определяются следующим образом. На рис. 14.8 представлены развертки винтовых линий, лежащих на цилиндрах диаметром D, D1, D2. Из рис. 14.8 видно, что передние углы в рабочей плоскости для рассматриваемых точек будут равны:

,

,

.

Рис. 14.7. Схема измерения переднего угла

Для произвольной точки режущей кромки, лежащей на диаметре Dx, будем иметь

,

где H – шаг винтовой канавки сверла, мм.

Так как в любой точке X режущей кромки шаг винтовой линии сверла Н остается постоянным, то можно написать

.

В главной секущей плоскости PτPτ передний угол определяется пересчетом по формуле

.

Окончательная формула пересчета имеет вид

.

Сверла для глубокого сверления. Пушечное сверло.

В машиностроении повсеместно применяются детали со значительной длиной и глубокими внутренними отверстиями. Такими деталями являются валы различного функционального назначения, оси, шпиндели. Для получения таких отверстий применяют глубокое сверление отверстий в металле.

Отметим, что в технологии металлообработки глубоким называют сверление, при котором длина отверстия составляет пять и более его диаметров.

Глубокое сверление может выполняться для получения как сквозных, так и глухих отверстий.

Читайте также:  Электро культиваторы и мотоблоки своими руками

Технология глубокого сверления является довольно сложным процессом, поскольку приходится преодолевать одновременно несколько трудностей:

  1. Во-первых, возникают сложности с отведением от обрабатываемой детали металлической стружки, а также с подачей смазывающе-охлаждающей жидкости.
  2. Во-вторых, довольно сложно обеспечить подачу и центровку сверлильного инструмента с достаточной точностью.

Для выполнения работ по получению глубоких отверстий применяется специализированный инструмент для сверления отверстий. Одним из типов такого инструмента является пушечное сверло.

Что такое, и для чего предназначено пушечное сверло

Пушечное сверло — это режущий инструмент преимущественно цилиндрической формы с переменным по длине сечением. Оно является инструментом однорезцового вида.

Для отведения отработанной стружки от обрабатываемой детали на поверхности такого сверла имеется выемка с сечением в форме буквы V. Данная проточка выполнена по внешней поверхности сверла.

В общем случае, при помощи пушечного сверла возможно получить отверстия с диаметром в диапазоне от 0,5 миллиметров до 10 сантиметров. Специальное отверстие для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости обычно отсутствует. Сверление производят на малой частоте вращения металлообрабатывающего агрегата.

В рабочей части пушечное сверло имеет форму полукруга. Плоская поверхность полукруглого стержня является передней поверхностью сверла. Под прямым углом к оси сверла на торце стержня образуется режущая кромка. Задний торец инструмента имеет плоскую наклонную под углом 10-20 градусов форму.

Для обеспечения более точного направления опорная поверхность пушечного сверла имеет цилиндрическую форму. На опорной поверхности выполняются лыски под 35-40 градусов, а также обратный конус 0,04-0,05 миллиметров на 10 сантиметров длины. Эти мероприятия способствуют уменьшению трения инструмента о внутренние стенки обрабатываемой детали.

Для удаления стружки, образовавшейся в процессе резания, приходится регулярно выводить сверло из детали. Геометрия сверла способствует тяжелым условиям работы инструмента, что уменьшает его долговечность и снижает точность процесса резания.

Отметим, что в современной металлообработке есть более точные и производительные способы получения глубоких отверстий. Обработка детали пушечным сверлом считается устаревшим и малоэффективным методом глубокого сверления.

Виды сверл для глубоко сверления

В сегодняшней технологии металлообработки применяют несколько типов сверл для глубокого сверления деталей.

Рассмотрим основные их типы:

    • Пушечные сверла. Характеристики данного типа сверл были рассмотрены выше. В последнее время выпускается инструмент с несколько измененной формой по отношению к традиционной. Это позволяет повысить производительность процесса и качество обрабатываемых деталей. Есть смысл применять пушечные сверла при обработке отверстий небольшого диаметра. Длина отверстий обычно не более 40 диаметров. Точность по IT9, а чистота поверхности составляет 0,09 – 3,5 мкм.
    • Ружейное сверло, выполненное как единое целое. Их еще называют монолитные сверла, поскольку они выполнены цельно из твердосплавного материала. Для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости внутри сверла имеется специальный проход. Стружка и СОЖ отводятся от детали через наружную винтовую канавку. Их применяют для сверления отверстий до 100 миллиметров. Глубина – до 100хD. Инструмент получил такое название, поскольку раньше его применяли для обработки стволов огнестрельных орудий.
    • Ружейное сверло, выполненные по технологии фиксации режущих пластин из твердого сплава методом пайки. Как и другие сверла этого типа обеспечивают высокую точность размеров с минимальным отклонением оси сверления.
    • Ружейное сверло, имеющее дополнительные режущие пластины. Такие сверла делают процесс резания более производительным.
    • Спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком. Производятся согласно требованиям ГОСТ 886-77. Они имеют удлиненную режущую часть, которая может быть выполнена цельно из быстрорежущей стали либо иметь твердосплавные пластины. Подвод СОЖ может быть как изнутри, так и снаружи. Хвостовик может также иметь цилиндрическую форму.
    • Перовые сверла. Их используют для сверления неглубоких отверстий ступенчатой формы.
    • Эжекторные сверла. Используют для сверления глубоких отверстий в металлообрабатывающих аппаратах с размещением режущего инструмента в горизонтальной плоскости.

Важные особенности сверления глубоких отверстий

Глубокое сверление отверстий в металле является специфическим процессом металлообработки и требует соответствующего подхода. Эту операцию следует выполнять на специально предназначенных для этого станках для глубокого сверления.

Важной особенностью процесса является точная центровка инструмента и исключение отклонения сверла по оси. Необходимо исключить биение инструмента. Чтобы получить отверстие с точными размерами и качественной поверхностью важно обеспечить место обработки достаточным количеством СОЖ.

Канавки для отвода стружки должны быть гладкими, чтобы обеспечить своевременный отвод стружки из зоны обработки.

Сверление глухих отверстий отличается в сторону усложнения тем, что в процессе работы нужно постоянно контролировать глубину отверстия. Для глубоких отверстий это вызывает некоторую сложность.

Выбор инструмента для глубокого отверстия

В первую очередь инструмент для глубокого резания должен соответствовать агрегату, на котором вы собираетесь производить операции резания. Хвостовик должен соответствовать патрону станка или автомата. Причем сверла для глубокого сверления должны обязательно устанавливаться на специально предназначенные для этих операций агрегаты.

Если при обработке нужно жестко исключить отклонение оси при сохранении высокой точности, лучше использовать цельное твердосплавное ружейное сверло.

Если обрабатываемый материал при обработке распускается на длинную стружку, следует применять инструмент со стружечными канавками с высокой чистотой поверхности. При работе с алюминиевыми сплавами используйте инструмент с одним лезвием и заточкой режущей кромки под 180 градусов.

В остальном следует выбирать инструмент в зависимости от длины и диаметра необходимого отверстия.

Расчёт длины однолезвийного сверла

Основные этапы сверления глубоких отверстий

Сверление глубоких отверстий в металле обычно выполняют в такой последовательности:

  1. Производится сверление в детали подготовительного отверстия с немного меньшим диаметром с допуском Н8.
  2. Основной обрабатывающий инструмент запускают на низких оборотах и медленно перемещают к торцу детали.
  3. Постепенно выводят инструмент на необходимые по технологии обороты и начинают подвод смазывающе-охлаждающей жидкости.
  4. Производят сверление детали на необходимую глубину. При этом инструмент не уводят из отверстия.
  5. Если по технологии используется инструмент значительной длины, то первую четверть реза выполняют на сниженной частоте вращения. Остальную часть отверстия вырезают на номинальной частоте вращения.
  6. При достижении необходимого значения глубины прекращают подачу смазочно-
  7. охлаждающей жидкости к инструменту.
  8. Затем сверло быстро отводят из зоны сверления и останавливают работу агрегата.

Данная технология является стандартной и может отличаться в зависимости от применяемого инструмента и металлообрабатывающих аппаратов.

Набор конусных сверл для отверстий 3—30 мм: лучше, чем ступенчатые

В последнее время стали популярные ступенчатые сверла, позволяющие делать отверстия большого диаметра за один заход. Их основное преимущество — это диаметры сверления до 20. 30 мм, без замены сверла и без предварительной подготовки (без засверливания меньшим диаметром). Встречаются большие ступенчатые сверла с диаметрами до 50 мм (!). Правда есть и минусы по подобных — их сложно точить, ими нужно уметь правильно работать. А вот сегодня я расскажу вам о другой модели подобной оснастки — это конусные бесступенчатые сверла.

Характеристики:
Лот: набор сверл
Тип: конусные сверла
Предназначение: сверление больших отверстий по металлу без подготовки
Материал: быстрорежущая инструментальная сталь HSS 4241
Размеры: 16-30 мм / 8-20 мм / 3-14 мм
Хвостовик: 10/8/6 мм

Конусные сверла значительно удобнее, чем ступенчатые, в первую очередь за счет плавного перехода диаметра. Края отверстия получаются ровные, без задиров. В обзоре будет набор, с диаметрами для отверстий 3-30 мм. Кстати, подобная оснастка подходит не только для обработки изделий из древесины, пластика и алюминия, но и для различных видов сталей.

Про оснастку для Dremel’я недавно была речь, а сегодня речь пойдет про набор сверл для металлообработки. Про конкретные кейсы применения подробно раскрывать не буду, просто отмечу, что сверление нескольких отверстий 1/2″ в электрическом распределительном шкафе под вводные сальники подобными сверлами — просто сказка. В зависимости от необходимого диаметра выбираем конкретное сверло. В лоте сразу три штуки с диаметрами 16-30 мм, 8-20 мм, 3-14 мм. Заявлена быстрорежущая сталь HSS 4241, примерно соответствует нашей высокоуглеродистой инструментальной стали Р2АМ3.

На фотографии маленькое конусное сверло с начальным диаметром 3 мм и конечным диаметром 14 мм.

Обратите внимание на режущую кромку. Это острая, ровная кромка, которую при желании можно заточить самостоятельно или убрать задиры.

Хвостовик у сверла усеченный, под кулачковые патроны, диаметр 6 мм. На хвостовике набита маркировка диаметров конуса: 3-14 мм.

Следующее по величине сверло — среднее на 8-20 мм.

На кончике конуса хорошо видно выраженный «заход» — отточенную часть для засверливания в материал.

Хвостовик у этой модели уже больше, 8 мм, также усеченной формы под кулачки. Маркировка 8-20 мм.

Наибольшее сверло из набора — большой конус на 16-30 мм

Также выполнен острый заход, режущие кромки широкие.

Хвостовик тут уже побольше, на 10 мм. Маркировка 16-30 мм.

Длина хвостовика различная, в зависит от размера конуса.

Примерно 2.5 см. Этого достаточно, чтобы надежно зажать в патрон дрели.

Замеры диаметра хвостовика: 6 мм у маленького, 8 мм у среднего и 10 мм у наибольшего конуса.

Измеренный максимальный диаметр конуса практически совпадает с заявленным. Это значит, что не следует пытаться просверлить 14 мм отверстие самым маленьким сверлом.

Лучше взять сверло побольше (среднее), которое даст нужный результат. Аналогичная ситуация со средним и большим конусом. Правда для конкретных прикладных целей таких диаметров достаточно — это вводы на 1/2″, 3/4″, или 1″. Хватает с запасом.

Читайте также:  Гантели своими руками из металла

Для сравнения прикладываю маленькое ступенчатое сверло из набора. Желтое покрытие — это нитрид титана, который должен увеличивать стойкость и прочность сверла. Подборка других наборов оснастки и инструмента.

Ступенчатые сверла были удобны, пока не открыл для себя подобные конусные. Конусные сверла дают качественный результат, ровные, а не рваные края отверстия.

При необходимости конусные сверла можно подтачивать самостоятельно — режущая кромка доступна для обработки. Любителям ступенчатых сверл — попробуйте заточить их. Каждую ступень. Самостоятельно))))

Дерево, алюминий и прочие пластики сразу отметаю в сторону — только хардкор, только профтруба 40х40х4 мм.

Профтруба — серьезное испытание для оснастки, особенно, если это не пара отверстий, а сразу массив, который добивает сверла сразу же.

На фотографии сверло заходит практически без давления, просто под собственным весом инструмента.

Результат отличный — получены ровные отверстия без задиров, без рваных краев. Есть один нюанс — отверстие под резьбу нужно будет разворачивать, так как профиль полученного отверстия получается под конус. Это специфика данной оснастки. Под остальные типы соединений разворачивать не обязательно.

Режущая кромка после нескольких отверстий не пострадала.

Подобные конусные сверла работают с любыми дрелями и шуруповертами, но если сверлите серьезные заготовки, то нужно позаботиться и о мощности инструмента.

На фотографии дрель Metabo BE 850-2 с мощностью 850 Вт и щеточным реверсом.

В общем, рабочую смену данные конусные сверла «отпахали» без замечаний. Если сравнивать с обычными — то для сверления сетки отверстий в профтрубе нужно было в 2-3 перестановки проходить несколькими диаметрами все отверстия, а это примерно плюс пара часов. Можно, конечно, иметь 2-3 шуруповерта с установленными разными номерами оснастки, но такой вариант бывает крайне редко. Ступенчатое сверло не дает нужного качестве отверстия. А вот конусное — как раз то, что нужно было.

Конечно, есть и минусы у подобной оснастки: во-первых, сложно поймать точно требуемый диаметр, разве что размечать глубину прямо на сверле, или же «набивать руку». Во-вторых, это стенки получаемых отверстий на конус, что не дает возможность сразу же нарезать резьбу и требует дополнительно разворачивать отверстие. В остальном, этом вариант оснастки оказался качественным за свои деньги (три штуки за $9 в сумме), прочным и подходящим для тяжелой работы. Что касается долговечности — достаточно периодически подтачивать кромку, и подобные сверла прослужат долго.

Что касается этого лота — обычный среди многих, доставка быстрая (если в текущей ситуации можно говорить про скорость), упаковка символическая. Цена хорошая за лот из трех штук.

Китайцы продолжают удивлять своими новинками в оснастке, постараюсь в ближайшее время показать еще обзоры полезных инструментов.

Как отличить сверло по металлу от сверла по дереву?

При изготовлении самых разных изделий часто возникает необходимость создать в них отверстия. В качестве исходного материала используют металлы, растительное сырье, камень. Поэтому возникает необходимость отличать сверла по металлу от сверл по дереву.

Особенности обработки материалов резанием

В технологии металлов принято рассматривать процесс резания материала при внедрении клина в него.

Резание внедрением клина в толщу материала: α – угол заострения клина (угол при вершине); h – глубина резания; l – длина отрыва стружки; l₁ – длина скручивания стружки; d – ширина поверхности подрыва

  1. Предполагается, что сам клин изготовлен из твердой субстанции, которая превосходит по прочности тело, в которое происходит проникновение. Поэтому разрушается только обрабатываемый предмет.
  2. Движение клина осуществляется за счет прилагаемой силы Р. Она достаточна, чтобы оказывать разрушающее действие в зоне контакта.
  3. Угол заострения α меньше 90 ⁰, поэтому возможно врезание в материал.
  4. У клина имеются две поверхности: одна обращена к срезаемому материалу, поэтому ее назвали передней; другая прилегает к обрабатываемой детали, ее называют задней.
  5. При разрушающем действии формируется стружка. В зависимости от пластических свойств обрабатываемой детали она может: ломаться на отдельные фрагменты; скалываться с сохранением единого тела; быть витой, скрученной.

Процесс резания характеризуют параметры:

  • h – глубина резания, мм (у разных типов инструментов эта величина определяется различными способами);
  • v – скорость резания, м/с (принято рассматривать линейное перемещение внутри срезаемой стружки за единицу времени);
  • s – подача, мм/об (критерий, характеризующий производительность внедрения режущей кромки в обрабатываемую деталь).

При разработке технологического процесса обработки материалов резанием рассчитываются основные параметры. По ним в дальнейшем определяют:

tопер – длительность фактического времени, необходимого для удаления слоя резанием, мин;

tшт – штучное время рассчитывается с целью определения фактических затрат на технологическую операцию, мин.

Элементы сверла по металлу

Для металла применяют сверла из быстрорежущей стали, а также с наплавными пластинами из твердых сплавов. Они имеют маркировку:

  1. Р6М5, Р9, Р18 – разные варианты быстрорежущей стали. Ее основной особенностью является возможность самостоятельного закаливания при охлаждении после завершения работы;
  2. Т5К6, Т15К8 – твердосплавные наплавки для сверл по закаленной стали. Их используют для получения отверстий в металле, имеющем твердость HRC 45…50;
  3. ВК6, ВК8, ВК12 – сверла с твердосплавными напайками для чугуна. Ими можно высверливать отверстия при наличии ударной нагрузки.

Режущие кромки спирального сверла по металлу

Отличительной чертой инструмента, предназначенного для получения отверстий в металлических деталях, является наличие нескольких режущих кромок. Определить их несложно:

  • перемычка. Она расположена между главными лезвиями;
  • два главных лезвия. Для разных типов металлов создают свой угол заточки;
  • ленточки – это две спиральные кромки. Их задача формировать внутреннюю поверхность отверстия.

При затачивании специальным образом формируют угол между двумя главными лезвиями.

Угол заточки сверла

Режущие кромки сверла по дереву

Для древесины используют сверла иного вида. Наибольшее распространение получили перки (перовые сверла). Основное отличие заключается в следующем:

  • имеется специальный конус, который определяет центр (в некоторых конструкциях тут создают коническую спираль);
  • острые треугольники по периферии задают диаметр сверления;
  • две основные режущие кромки перпендикулярны к оси вращения.

Перовое сверло по дереву

При небольшой глубине отверстия необходимость в поверхностях для вывода стружки из отверстий отпадает. За счет центробежной силы отходы вылетают наружу.

Сверление и рассверливание

Процесс сверления имеет определенные отличия от остальных операций. Здесь вращается сам инструмент. При этом он внедряется внутрь детали.

Сверление и рассверливание отверстий

  • сверление, этот процесс характеризуется созданием нового отверстия;
  • рассверливание – операция по увеличению диаметра отверстия.

Когда обрабатывается металл, то образующая теплота распределяется:

  • на режущую кромку сверла;
  • на нагревание стружки;
  • на нагревание всей обрабатываемой детали.

Выделяется довольно большое количество теплоты. Оно обычно составляет до 50…60 % всей энергии, затрачиваемой на операцию. Поэтому при работе со сталью и иными сплавами стараются осуществить отведение тепла. Применяют смазывающие и охлаждающие жидкости (СОЖ).

Принято различать процессы по глубине. Если отверстие сверлится на 4…6 диаметров, то полагают, что выполняется обычное сверление. Если же нужно получить отверстие, в котором глубина составляет более 6 диаметров, то подобную операцию называют глубоким сверлением. Тут необходимо подавать СОЖ в зону резания.

Сверление дерева

Выполняя работу по дереву, отмечают:

  • стружка практически не нагревается;
  • само тело детали имеет локальный нагрев только в том месте, где режущая кромка контактирует с обрабатываемым материалом;
  • сильно нагревается кромка, отвода теплоты практически нет.

Сверление дерева. Образующаяся стружка не нагревается

При работе с деревом СОЖ используется крайне редко. Только для пропитанных полимерными смолами древесных плит могут применять смазки и охлаждение. Дельта-древесина, которую раньше использовали при создании самолетов, сверлили с применением СОЖ. В тех процессах необходимость определялась высокой производительностью труда на самолетостроительных заводах.

Основные типы свел для дерева

Рассматривая конструкцию инструмента можно отметить разницу:

  • спиральное сверло не имеет выраженной ленточки, но обладает острым конусом для внедрения в заданном направлении;
  • для глубоких отверстий использую спиральную конструкцию Левиса. У него только одна основная кромка. Она врезается в деталь. Сама спираль в процессе работы плотно прижимается к стенкам, поэтому увод в сторону невозможен;
  • сверло Форстнера используют для получения неглубоких отверстий. Подобный инструмент применяется на присадочных станках, где производится изготовление углублений под фурнитуру.

Можно ли сверлить дерево сверлом по металлу

Иногда можно услышать мнение, что использовать сверла для металла на дереве не стоит. Но на самом деле они применяются довольно успешно. Особенно часто они нужны, когда требуется создавать отверстия небольшого диаметра от 2…3 до 8…10 мм.

В комбинированных сверлах, используемых для производства сложных отверстий, присутствуют элементы для работы с металлом. На мебельных предприятиях подобные инструменты распространены довольно широко.

Комбинированные сверла по дереву

За один проход получают отверстие на заданную глубину. Попутно обрабатывают коническое углубление и цилиндрическое заглубление. Для подготовки специальных параметров под конфирмат наблюдаются небольшие различия.

Сверло под конфирмат

При необходимости получать большие отверстия в деревянных конструкциях используют коронки.

Узнать диаметр сверления несложно. Он указан на самой коронке. У сложных типов инструмента перед использованием снимают лишние полотна. Оставляют только то, которое требуется по заданию.

Видно, что в обеих конструкциях за основу используется сверло по металлу. Оно устанавливается в центре. В дальнейшем режущие кромки коронок проникают по периферии отверстия.

Читайте также:  Что представляет собой сварочный выпрямитель

Видео: сверла – их виды и типы.

Способы сверления металла: свёрла и приспособления

Просверлить отверстие в металле — что может быть проще? Есть, однако, в этой слесарной операции довольно много тонкостей, касающихся правильного выбора инструмента, заточки и режимов резания. Обо всех нюансах сверления металла сегодня расскажет Rmnt.ru.

Для проделывания отверстий в металле используют свёрла — механические стержни из сплава, который твёрже, чем обрабатываемая деталь. Свёрла по металлу изготавливают из быстрорежущей стали марок Р6М5, Р9, Р18 под общим обозначением HSS, либо из твёрдых сплавов: ВК, Т5К10, предназначенных для обработки закалённых и твёрдосплавных заготовок.

Сверло состоит из трёх элементов:

  1. Кромки врезаются в дно отверстия и снимают с него тонкую стружку.
  2. Спиральная нарезка выталкивает стружку из отверстия.
  3. Хвостовик предназначен для крепления сверла в патроне инструмента.

Конструкция спирального сверла по металлу

О режущих кромках стоит рассказать более подробно. Это два скоса на остром конце сверла, которые сходятся в вершине — самой выступающей точке передней части, образуя перемычку. Угол, под которым сходятся кромки, называют главным углом при вершине, его величина стандартизирована для различных материалов и режимов обработки:

  • Твёрдая сталь и нержавейка: 135–140°
  • Конструкционная сталь: 135°
  • Алюминий, бронза, латунь: 115–120°
  • Медь: 100°
  • Чугун: 120° задний угол и 90° угол заточки кромки

Рекомендуемые углы заточки сверла по металлу

Каждая кромка также имеет собственный угол заточки порядка 20–35°, определяющий её остроту. Этот угол, называемый задним, обеспечивает касание сверла к металлу только по линии кромок, при этом за ними остаётся свободное пространство. Такая форма необходима для более лёгкого снятия и выброса стружки. У некоторых свёрл кромка заточена под более тупым углом, вплоть до прямого. Такие режущие кромки хорошо справляются с обработкой хрупких металлов, например, чугуна, латуни и бронзы.

Шаблон для проверки угла заточки свёрл

Спиральная часть включает несколько канавок для отвода стружки, на вершине которых расположены дополнительные кромки, плоскость которых параллельна оси сверла. Это так называемая ленточка, которая при погружении сверла подчищает стенки отверстия и способствует более качественной центровке.

Виды свёрл по металлу и техника их заточки

Выше мы рассмотрели базовую разновидность свёрл. Чтобы понять, как формируются углы при заточке, нужно лишь немного знаний и практики. Точить свёрла лучше всего на шлифовальном станке с подручником, в худшем случае можно воспользоваться универсальной заточной машинкой. На УШМ свёрла точить нельзя: во-первых, это противоречит технике безопасности при работе с этим электроинструментом, а во-вторых, из-за большой скорости вращения металл сильно перегревается и отпускается, становясь мягким.

При заточке сверло устанавливается на подручник так, чтобы его режущая часть была немного приподнята. Проворачивая сверло и сдвигая хвостовик влево, нужно добиться, чтобы режущая кромка расположилась строго горизонтально и параллельно торцу круга. Затачивать левую и правую кромку нужно поочерёдно, снимая тонкий слой металла и периодически охлаждая сверло в воде.

Если просто зафиксировать сверло в требуемом положении и подвести его к наждаку, правильно обточить заднюю поверхность не удастся. Из-за того что точильный камень круглый, затылочная часть кромки получается вогнутой. Это приводит к быстрому затуплению кромки и проблемам с отводом стружки. Чтобы избежать такого явления, переднюю часть сверла после касания о камень нужно немного приподымать, подавая вперёд и не снимая нажима. Так формируется выпуклая задняя поверхность, которая намного лучше воспринимает нагрузку при резании.

Правильное движение при заточке сверла

Обточка кромок должна выполняться до выведения острых граней без сколов и заусенцев. При этом съём с обеих сторон должен быть равномерным, о чём можно судить по форме и положению остающейся перемычки, а также по длине самих кромок. Если перемычка будет смещена, сверло будет вращаться эксцентрично, что приведёт к увеличению диаметра отверстия. Этот эффект можно использовать, если в наличии нет сверла нужного диаметра.

Когда основные кромки выведены, выполняется стачивание перемычки. Для этого сверло нужно поставить на подручник под углом около 45° и прижать задней частью к ребру круга, не задевая режущую кромку. На перемычке образуются две небольшие насечки длиной до 1/10 диаметра сверла, которые выполняют роль заходных и центрирующих кромок.

Стачивание перемычки сверла

Более специфическая разновидность свёрл используется для сверления тонколистового металла. При изготовлении глубокого отверстия сверло сначала центрируется вершиной, а на выходе удерживается ленточками спиральной части. Однако в тонком металле вершина проходит насквозь до того, как ленточки упираются в края, из-за чего отверстие получается рваным, смещённым или овальным.

Заточка сверла для тонкого листового металла

В таких ситуациях лучше использовать сверло перьевого типа, имеющее центрирующий носик. Изготовить такое можно из обычного сверла по металлу, переточив его определённым образом. Всё делается так же и с теми же углами, но при этом кромки не развёрнуты от вершины к краям, а сведены навстречу друг другу. Перьевое сверло нужно затачивать о край камня, оставляя перемычку нетронутой. Стачивание кромок выполняется до тех пор, пока перемычка не образует носик, выступающий над вершинами режущей части на 1–2 мм.

Ступенчатое сверло по металлу

Третий вид свёрл по металлу — конусные ступенчатые. У них есть несколько режущих кромок различного диаметра, что позволяет проделывать разные по размеру отверстия всего одним инструментом. Однако, несмотря на кажущуюся универсальность, найти действительно хорошее ступенчатое сверло довольно сложно, а его стоимость составит не менее $25. Другой минус — заточку таких свёрл можно выполнить только на специализированном станке.

Для сверления твёрдых сплавов и закалённой стали лучше использовать победитовые свёрла по бетону. Их заточка изначально рассчитана на дробящее действие, однако если вывести кромки под углом при вершине около 135° и заточить их под углом 20°, даже в очень твёрдой детали можно без усилий проделать аккуратное отверстие.

Как правильно сверлить металл

Вне зависимости от того, выполняется сверление дрелью или на станке, главное — правильно выбрать скорость вращения. В большинстве случаев оптимальная скорость находится в диапазоне 1800–2500 об/мин, однако на практике могут выбираться совершенно разные значения в зависимости от точности заточки и свойств материала.

Для эффективного и быстрого сверления не обойтись без умения правильно соотносить скорость вращения и усилие подачи. Легко почувствовать, как сверло врезается в металл, непрерывно выделяя стружку, и само начинает заглубляться в дно отверстия без существенного усилия. Обороты при этом, как правило, довольно низкие — порядка 300–500 об/мин.

Лучший показатель, что процесс сверления проходит технологически верно, а сверло заточено правильно — равномерный выход стружки с обеих спиральных канавок. Качество стружки — тоже значимый показатель:

  • при сверлении стали выделяется цельная стружка в виде длинных спиралей;
  • чугун, закалённая сталь и прочие хрупкие материалы образуют россыпь иголок;
  • алюминий сверлится с образованием коротких завитков;
  • при сверлении нержавейки могут получаться пыль и мелкие хлопья.

Правильная стружка при сверлении металла

Если сверло не врезается в металл, а трёт по нему с характерным писком, либо на выходе образуется нетипичный вид стружки, лучше остановиться и поправить заточку, иначе есть риск отпуска металла от перегрева или слома рабочей части.

Обязательно соблюдение техники безопасности! Сверлить следует без перчаток, защитив глаза слесарными очками.

Перед началом сверления необходимо разметить все отверстия, которые нужно проделать в детали. Центр каждого отверстия следует наметить кернером. Сначала сверлится небольшая лунка глубиной 2–3 мм, в неё вносится несколько капель машинного масла. Нужно научиться позволять сверлу самому выполнять свою работу: сначала сильно прижать инструмент, а когда произойдёт врезание кромок в металл — ослабить нажим и просто слегка придавливать, удерживая равномерную скорость вращения.

Вместо масла могут использоваться и другие охлаждающие жидкости. Так, при сверлении нержавейки сверло нужно смачивать олеиновой кислотой. Её испарения вредны, поэтому работать необходимо в респираторе. Для охлаждения также хорошо подходит керосин и мыльная вода — брусок хозяйственного на литр.

Особое внимание требуется в момент выхода сверла при сверлении сквозных отверстий. Достаточно часто в таких случаях тонкое дно прорывается с образованием крупных заусенцев, которые попадают в спиральные канавки и затягивают сверло вперёд. На выходе из детали требуется ослабить нажим и немного увеличить обороты.

Сверление металла коронкой

Сверлить отверстия большого диаметра лучше в несколько этапов, постепенно увеличивая диаметр сверла. Это не только снизит нагрузку на инструмент, но также продлит срок жизни заточки и обеспечит чистоту обработки. Отверстия диаметром свыше 13 мм лучше сверлить с помощью коронок. Вместо масла рекомендуется использовать консистентную смазку, так будет меньше брызг. Коронке нужно периодически давать время остыть, а во время работы тщательно следить за тем, чтобы зубья погружались равномерно, иными словами — держать шпиндель строго перпендикулярно поверхности детали.

Завершающий этап сверления — снятие фасок с обеих сторон отверстия. Для этого можно использовать зенковку, а при её отсутствии — сверло вдвое большего диаметра, которое подаётся с минимальным усилием на больших оборотах. Для снятия заусенцев с больших отверстий разумно воспользоваться круглым напильником и наждачной бумагой.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector