«Вечное» сверло. Перовое сверло


«Вечное» сверло. Cтатьи. Наука и техника

Сверлением называется операция изготовления круглых отверстий в сплошном материале обрабатываемой детали при помощи режущего инструмента, называемого сверлом.

Увеличение диаметра уже имеющегося в детали отверстия с помощью сверла называется рассверливанием, а выполнение в сплошном материале неглубоких (несквозных) отверстий называется засверливанием.

Сверла

По конструкции и характеру выполняемой работы сверла подразделяются на следующие группы: перовые, спиральные, центровочные, кольцевые (рис. 1).

Сверла: перовые, спиральные, центровочные, кольцевые

Рис. 1. Сверла

Изготовляются сверла из инструментальных углеродистых, легированных или быстрорежущей сталей. В каждой группе сверла могут оснащаться твердосплавными пластинами.

Перовые сверла

Перовые или плоские сверла отличаются простотой конструкции, дешевы в изготовлении, могут быть изготовлены самостоятельно, мало чувствительны к перекашиванию в работе. Перовые сверла бывают двусторонние и односторонние; отличие их лишь в форме заточки режущих кромок (рис. 2).

Перовое сверло

Рис. 2. Перовое сверло: а) для дерева; б) для пластмассы

Перовые сверла имеют плоскую режущую часть с двумя режущими кромками, расположенными симметрично относительно оси сверла и образующими угол резания в 45°, 50°, 75°, 90°.

Диаметр сверла измеряется по ширине лопатки. Толщина пера у режущих ребер зависит от диаметра сверла и составляет:

  • у сверл диаметром 5...10 мм от 1,5 до 2 мм;
  • диаметром 10...20 мм от 2 до 4 мм;
  • диаметром свыше 20 мм от 6 до 8 мм.

Режущие ребра при своем пересечении образуют прямую линию, которая называется поперечной кромкой, или перемычкой.

Недостаток перовых сверл заключается в отсутствии автоматического отвода стружки при сверлении, что портит режущие кромки и вынуждает часто вынимать сверло из просверливаемого отверстия. Кроме того, перовые сверла в процессе работы теряют направление и уменьшаются в размерах диаметра при переточке.

Спиральные сверла

Спиральные сверла

Рис. 3. Спиральные сверла

Спиральные сверла имеют самое широкое применение. Спиральное сверло (рис. 3) представляет собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов. Наклон канавок к оси сверла составляет 10...45° (рис. 4).

Наклон канавок к оси сверла

Рис. 4. Наклон канавок к оси сверла

Рабочий конец сверла имеет конусообразную форму. На образующих этого конуса лежат две, симметрично расположенные относительно оси сверла режущие кромки.

Хвостовик предназначается для закрепления сверла.

Спиральные сверла изготовляют с цилиндрическим, коническим шестигранным... хвостовиками (рис. 5). Сверла с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром до 12 мм, с коническим – от 6 до 60 мм.

Хвостовики сверл

Рис. 5. Хвостовики сверл

Лапка – концевая часть сверла (2) – служит упором при выбивании сверла (1) из гнезда конуса (3) посредством клина (4).

Спиральные сверла стандартизованы. Поэтому выбирают только такие размеры отверстий, для которых имеется соответствующий диаметр сверла. Основным размером сверла принято считать диаметр.

Длина рабочей части сверла, в зависимости от диаметра, составляет: в сверлах с цилиндрическим хвостовиком диаметров плюс 50 мм, а с коническим – 2 диаметра плюс 120 мм.

Угол а при вершине сверла (угол между режущими кромками) выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и составляет:

для сверления мягких металлов80...90°
для сверления стали и чугуна средней твердости116...118°
для сверления очень твердых металлов130...140°

Для уменьшения трения боковой поверхности о стенки отверстия с нее снимается фаска. При этом вдоль винтовой канавки получается узкая полоска – ленточка, которая служит также в качестве направляющей сверла.

Линия, образованная пересечением поверхностей заточки сверла, называется поперечной кромкой, которая образует с режущей кромкой угол, равный 55°.

Величина поперечной кромки принимается обычно равной 0,13 D (где D – диаметр сверла).

Кольцевые сверла

Кольцевое сверло

Рис. 6. Кольцевое сверло

Кольцевое сверло (рис. 6) представляет собой полый цилиндр с режущей кромкой на торце. В результате сверления получают кольцевую канавку.

Твердосплавные сверла

Спиральное сверло

Рис. 7. Спиральное сверло, оснащенное твердосплавными пластинами

Режущая часть любого из вышеперечисленных типов сверел может оснащаться твердосплавными пластинами (рис. 7). Такие сверла не составляют отдельную группу по конструкции и характеру выполняемой работы.

Заточка сверл

Чистота просверленных отверстий и высокая производительность при сверлении достигается лишь при условии работы с остро и правильно заточенным сверлом.

В процессе сверления режущая часть сверла изнашивается и потому требует систематического восстановления своих геометрических размеров. Восстановление это осуществляется путем заточки.

Заточка сверл производится на специальных заточных станках или вручную на абразивных кругах.

Углы заточки сверла

Рис. 8. Углы заточки сверла

При заточке спирального сверла для сверления стали необходимо получить (рис. 8):

  • угол при вершине (1) равным 80...140°;
  • угол между поперечной и режущей кромками (2) равным 55°;
  • заточку режущих кромок (3) шириной 0,2d под углом 70° друг к другу.
Ручная заточка сверла

При ручной заточке сверло держат левой рукой за рабочую часть, возможно ближе к режущей части, а правой рукой за хвостовик. Режущую кромку сверла прижимают к боковой поверхности заточного круга и плавным движением правой руки поворачивают сверло, добиваясь, чтобы режущие кромки приняли правильный наклон к оси и требуемую форму. Сильно нажимать на сверло не следует, так как это удлиняет процесс заточки.

При заточке сверло нагревается. Во избежание потери твердости заточку надо производить с охлаждением. Режущие кромки правильно заточенного сверла должны быть прямыми. Угол наклона их к поперечной кромке должен быть равным для сверла диаметром до 15 мм – 50°, свыше 15 мм – 55°, а длина поперечной кромки – в 10...20 раз меньше диаметра сверла.

При ручной заточке контроль заточки сверл производится визуально.

Дефекты заточки

При ручной заточке сверла возможны следующие дефекты:

1. Длина режущих кромок неодинакова: середина поперечной кромки не совпадает с осью сверла.

При этом длинная режущая кромка будет больше нагружена, чем короткая кромка, и скорее затупится. Внешне это часто выражается в виде выкрашивания ее около угла длинной кромки. Кроме того, под влиянием большой нагрузки со стороны кромки длинной кромки сверло будет отжиматься в сторону от оси вращения и отверстие получится большего диаметра, чем диаметр сверла. Чем глубже отверстие, тем меньше будет его точность. Сверло будет «бить» и может поломаться.

2. Режущие кромки заточены под различными углами к оси сверла.

При этом середина поперечной кромки совпадает с осью сверла. Так как наклон одной режущей кромки больше, чем второй, то последняя работать не будет. Снимать стружку в этом случае будет только одна кромка. Под влиянием односторонней нагрузки режущей кромки сверло будет уводить в сторону и тем самым увеличивать диаметр отверстия.

3. Два дефекта одновременно.

Если после заточки сверла режущие кромки не равны по длине и наклонены к оси сверла под различными углами, то середина поперечной кромки сместится от оси сверла и при работе будет вращаться вокруг оси.

Практические приемы сверления

Скорость резания

Один из основных вопросов техники сверления – выбор наивыгоднейшего режима резания, то есть определение такого сочетания скорости вращения и подачи сверла, которое обеспечивает максимальную производительность.

Скорость вращения сверла характеризуется числом оборотов его в минуту. Эта скорость представляет путь, проходимый наружными точками режущей кромки сверла, и измеряется в метрах в минуту.

В процессе резания материалов происходит нагревание стружки, обрабатываемого изделия и режущего инструмента.

Оптимальная скорость резания при сверлении – это такая скорость, которая обеспечивает высокую производительность при достаточно длительной работе сверла (15...90 минут) без переточки.

Практически установлено, что при экономической скорости резания сверло должно работать без переточки:

при диаметре сверла5...20 мм15 минут
при диаметре сверла25...3530 минут
при диаметре сверласвыше 40 мм90 минут

Допускаемая скорость резания при сверлении зависит:

От качества материала сверла. Сверла из быстрорежущей стали допускают более высокие скорости резания, чем сверла из углеродистой стали.

От механических свойств обрабатываемого материала. Чем пластичнее материал, тем труднее отводится стружка, быстрее нагревается сверло и понижаются его режущие свойства. Поэтому хрупкие материалы можно сверлить с более высокой скоростью, чем вязкие.

От диаметра сверла. С увеличением диаметра скорость резания можно повысить, так как массивное сверло обладает большей прочностью и лучше отводит тепло от режущих кромок.

От глубины сверления. Чем глубже просверлено отверстие, тем труднее отвод стружки, больше трение и выше нагрев режущих кромок. Поэтому при прочих равных условиях сверление неглубоких отверстий можно производить с большей скоростью, а глубоких – с меньшей.

От величины подачи сверла. Чем больше подача, то есть чем толще сечение стружки, тем скорость резания меньше.

От интенсивности охлаждения сверла. Сверло работает лучше при большей скорости резания и малой подаче. Если во время работы сверло быстро затупляется в углах режущей кромки (в начале цилиндрической части сверла), это указывает на то, что скорость резания взята слишком большой и ее надо уменьшить. Если же сверло затупляется или выкрашивается по режущим кромкам, это указывает на то, что подача слишком велика. Затупление и поломка сверла чаще всего происходят в конце сверления сквозных отверстий (при выходе из металла).

Чтобы предупредить затупление или поломку сверла на проходе, надо в конце сверления уменьшить подачу.

Охлаждение и смазка сверла. Неблагоприятные условия отвода теплоты при сверлении вызывают необходимость охлаждения сверла. При сверлении вязких материалов охлаждение должно быть особенно обильным.

Для охлаждения сверла в работе применяют:

  • при сверлении твердых материалов – керосин, скипидар, эмульсию;
  • при сверлении мягких материалов – содовый раствор;
  • при сверлении серого чугуна – керосин, струю сжатого воздуха.

Применением охлаждения при сверлении можно повысить скорость резания для стали на 10%, а для чугуна до 40% и получить более чистую поверхность отверстия.

Выбор диаметра сверла

В практике, в зависимости от назначения, встречаются различные виды сверления отверстий, например сквозные (на проход) глухие, под развертку, под резьбу и т.п.

Во всех этих случаях для одного и того же номинального диаметра отверстия выбирают сверла различных диаметров.

Следует иметь в виду, что в процессе сверления сверло разрабатывает отверстие и делает его несколько большего диаметра. Средними величинами разработки отверстия сверлом (разницу между диаметром полученного отверстия и диаметром сверла) можно принимать следующие:

Диаметр сверла, ммРазработка отверстия, мм
50,08
100,12
250,20
500,28
750,35

Для получения отверстий с точным диаметром следует учитывать величину разработки и соответственно подбирать сверло несколько меньшего диаметра.

Существуют два способа сверления: по разметке и по кондуктору.

Сверление по разметке применяется во всех ремонтных работах, а также в мелкосерийном и индивидуальном производствах.

Сверление по кондуктору производится без предварительной разметки и применяется в тех случаях, когда требуется просверлить большое количество одинаковых деталей.

Проверка правильности сверления

Предназначенное к сверлению отверстие должно быть предварительно размечено и накернено как по окружности, так и по центру отверстия.

Перед началом сверления необходимо прочно закрепить сверло в патроне и жестко закрепить обрабатываемое изделие в соответствующих приспособлениях. Обрабатываемое изделие закрепляют так, чтобы центр отверстия (углубление от кернера) и вершина сверла точно совпадали. Для проверки правильности установки изделия засверливают отверстие на глубину диаметра сверла, а затем осматривают полученную окружность; если она совпадает с накерненной при разметке окружностью, это значит, что установка сверла произведена правильно и сверление можно продолжать.

При несовпадении окружности делают соответствующее исправление.

Крейцмейсель

Рис. 9. Крейцмейсель

Для этого крейцмейселем (рис. 9) с полукруглым лезвием прорубают канавку с той стороны, куда надо сместить центр сверла, накернивают, исправляют установку детали, добиваясь полного совпадения засверленного отверстия с размеченной окружностью.

Причина поломки сверла

Практикой установлены следующие основные причины поломки сверл:

1) встречая на своем пути раковину, сверло сильно отклоняется в сторону и ломается;

2) если нижняя часть отверстия в изделии ограничена не горизонтальной, а наклонной плоскостью, сверло выходит из изделия неравномерно, застревает в отверстии и ломается;

3) при сверлении глубоких отверстий, когда глубина сверления больше режущей части сверла, канавки, погружаясь в изделия, закупориваются стружкой, при этом сверло сильно нагревается, притупляется и ломается;

4) во время выхода сверла из изделия, то есть в конце сверления, если подача не уменьшилась, а осталась прежней, сверло часто ломается;

5) поломка также происходит при работе тупым сверлом.

Зенкование

Зенковка

Рис. 10. Зенковка

Зенкование – это обработка выходной части отверстия с целью снятия заусенцев и образования углублений под потайные головки винтов, болтов и шурупов. Инструмент, применяемый для этой цели, называется зенковкой (рис. 10). Зенковки по форме режущей части подразделяются на конические и цилиндрические.

Конические зенковки с углом при вершине в 30, 60, 90 и 120° служат для снятия заусенцев в выходной части отверстия и для получения конического углубления в отверстиях под опоры конических головок винтов и заклепок.

Цилиндрические зенковки с торцовыми зубьями служат для расширения выходной части цилиндрических отверстий под плоские шайбы, головки винтов, а также для подрезания уступов и бобышек.

Способ работы зенковками такой же, что и при сверлении отверстий сверлом, то есть хвостовик закрепляется в патроне и инструменту сообщается вращательное и поступательное движение.

 

Источник информации:

Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела. – М. Высш. шк., 1989.

Дата публикации:

28 июня 2002 года

n-t.ru

видео-инструкция по монтажу своими руками, размеры, фото и цена

Все фото из статьи

Сверление дерева, на первый взгляд, предельно простая операция. Но, в действительности же она имеет ряд нюансов и бывает нескольких видов, причем для каждого из них используется особый тип сверла. В данной статье мы рассмотрим, каких видов бывают сверла и для каких целей они применяются.

Насадки для сверления

Насадки для сверления

Общие сведения

Прежде всего следует сказать, что сверление может быть следующих видов:

  • в плоскость;
  • торцевое – одно из самых сложных;
  • косое;
  • высверливание отверстий большого диаметра – бывает как сквозным, так и не сквозным;

Обратите внимание! Выполнять простые типы сверления, к примеру, косое или в плоскость можно и сверлами по металлу. Причем в некоторых случаях они даже более эффективны.

Ниже рассмотрим, как подобрать подходящие инструменты для всех этих типов работ.

Виды

Все существующие сверла, в зависимости от типа конструкции, делятся на следующие виды:

  • спиральные;
  • винтовые;
  • перовые;
  • Форстнера;
  • коронки;
  • фрезы.

Каждый их тип обладает своими особенностями, а соответственно, и областью применения.

Стандартное спиральное изделие

Стандартное спиральное изделие

Спиральные

Спиральные являются наиболее популярным типом сверл. Они подходят для сверления с торца, с плоскости и пр. Причем позволяют выполнять отверстия в смешанных материалах, когда кроме древесины на пути спиральных резцов могут попадаться другие материалы, к примеру, металлические гвозди.

Недостатком являются ограниченные размеры сверла по дереву данного типа:

Параметры изделия Значения
Диаметр 3-30 мм, поэтому сверло по дереву 2 мм уже в продаже не найти, как и более толстые насадками
Длина 80-600 мм

Большие изделия (размером от 10 мм) обладают шестигранным хвостовиком, что позволяет насадке не проворачиваться во время работы.

Следует отметить, что в зависимости от их диаметра подбирается скорость вращения:

  • до 14 мм – можно выставлять скорость до 1800 об/мин для мягкой древесины и до 750 об/мин оборотов для твердой породы;
  • 16-24м – значение не должно превышать 1500 оборотов в минуту для твердых пород и до 500 для мягких;
  • сверло по дереву 25 мм-30 мм – следует выставлять 500 об/мин для мягких пород и 250 для твердых.
Винтовое сверло по дереву 27 мм

Винтовое сверло по дереву 27 мм

Винтовые

Основным недостатком описанных выше инструментов является ограниченная длина, которая связана с диаметром, т.е. чем толще наконечник, тем он длинней. Тонкие же изделия длинными не делают, так как в процессе работы они могут сломаться. К примеру, сверла диаметром 10 мм могут иметь длину всего 45 мм.

Если же необходимо выполнить отверстие небольшого диаметра, но на большую глубину, к примеру, в бревне, то можно воспользоваться винтовой насадкой. Благодаря особой конструкции соединение остается достаточно прочным даже при большой длине. Поэтому можно найти в продаже, к примеру, винтовое сверло по дереву 20 мм длиной 600 мм или даже больше.

Данный инструмент можно применять для следующих типов операций:

  • выполнения отверстий с торца;
  • наискосок;
  • в плоскость.

Обратите внимание! Использовать насадки большого диаметра следует с мощной тихоходной дрелью. К примеру, сверло по дереву 50 мм и длиной 450 мм весит более 4,5 кг. Маломощный электроинструмент вряд ли сможет провернуть его даже при работе вхолостую.

Надо сказать, что при большом диаметре и длине изделия возникают проблемы с выполнением отверстий в твердых породах. Поэтому специалисты рекомендуют вначале выполнять отверстие спиральной насадкой, и затем корректировать его параметры винтовой.

Перовое сверло по дереву 40 мм

Перовое сверло по дереву 40 мм

Перовые

Данный тип инструмента имеет ширину от 10 до 55 мм. Как правило, он используется для работы с  ДСП, ДВП, а также не толстыми досками, так как они не имеют отвода для стружки, в отличие от винтовых и спиральных наконечников. Кроме того, они уступают вышеописанным изделиям и по чистоте обработки.

Хвостовик имеет шестигранную форму, что обеспечивает надежное зажатие в патроне. Данный инструмент является особенно удобным для врезки замков, где требуется высокая точность отверстий.

К достоинствам этих изделий относится невысокая цена. Кроме того, для работы с ними можно использовать даже не очень мощную дрель.

Пробочное сверло по дереву 32 мм

Пробочное сверло по дереву 32 мм

Сверла Форстнера

Данный тип наконечников предназначен для выполнения глухих отверстий большого диаметра. К примеру, их часто используют при монтаже мебельных петель. Благодаря форме режущей части дно отверстия получается ровным и плоским.

По этой причине данные изделия еще называют «пробочными». Правда, это название не совсем верно, так как существует специальный инструмент для получения пробок.

Максимальный диаметр наконечников составляет 50 мм, а минимальный – 10 мм. Как правило, длина изделия не превышает 10 см, однако при помощи удлинителя этот показатель можно увеличить. Зачастую режущие кромке инструмента выполнены из твердых сплавов, что существенно увеличивает срок его службы.

Удлиненное сверло по дереву 30 мм

Удлиненное сверло по дереву 30 мм

Что касается рекомендуемых оборотов, то они следующие:

  • сверло по дереву 16 мм- 20 мм – необходимо выставлять не более 2500 оборотов в минуту для мягких пород и 1000 оборотов для твердых;
  • сверло по дереву 23 мм — 50 мм – максимальное значение для мягких пород составляет 1000 об/мин и для твердых не более 500 об/мин.

Обратите внимание! При выборе инструмента необходимо обращать внимание на его цвет. Если изделие серого цвета, значит, оно не подвергалось дополнительной обработке. Соответственно, срок эксплуатации у него будет невысоким.

Кольцевое сверло по дереву 35 мм

Кольцевое сверло по дереву 35 мм

Кольцевые

В народе этот инструмент больше известен как коронка по дереву. Главная их особенность заключается в возможности выполнять своими руками отверстия больших диаметров, которые невозможно сделать другим инструментом. Внешне они имеют вид кольца с зубьями.

Чаще всего коронки продаются в виде наборов насадок на одну основу, внутри которой расположен центровочный буравчик. Конечно, особенно глубоких отверстий коронками не выполнить.

Стандартные модели могут осилить глубину до 22 мм, профессиональные же до 64 мм, но стоят они значительно дороже. Следует отметить, что эти насадки можно использовать не только для древесины, но и других материалов, таких как пластик или гипсокартон.

На фото – наконечник для фрезеровки

На фото – наконечник для фрезеровки

Фрезерные

Еще одним необычным видом наконечников являются фрезы, которые еще называют термитами. Благодаря характерному внешнему виду их не перепутать с другими типами изделий – имеют кончик как у обычного спирального наконечника, при этом сердцевина содержит большое количество мелких режущих кромок.

Благодаря такой форме с их помощью можно не только сверлить, но и фрезеровать. Инструкция по работе с таким инструментом предельно простая – вначале наконечник засверливается, после чего дрель можно отводить в сторону, и таким образом, выполнить фрезерование.

Работать с такими фрезами можно также по пластику. Максимальный их диаметр составляет 12 мм. Вот, пожалуй, и все виды сверл, которые применяются для выполнения отверстий в древесине.

Вывод

Как мы выяснили, наиболее распространенными являются спиральные сверла, которые можно использовать для всех стандартных ситуаций. Однако, бывают и особые случаи, для которых могут понадобиться специальные наконечники. В таком случае выбирать следует из описанных выше инструментов.

Ознакомиться с дополнительной полезной информацией по озвученной теме можно из видео в этой статье. Если в изложенном материале не нашлось ответов на все ваши вопросы, вы можете задать их в комментариях, и мыс радостью на них ответим.

rubankom.com

Перовое сверло Википедия

Сверло́ — режущий инструмент, предназначенный для сверления отверстий в различных материалах. Свёрла могут также применяться для рассверливания, то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания, то есть получения несквозных углублений.

Классификация свёрл

Некоторые виды свёрл: A — по металлу; B — по дереву; C — по бетону; D — перовое сверло по дереву; E — универсальное сверло по металлу или бетону; F — по листовому металлу; G — универсальное сверло по металлу, дереву или пластику. Хвостовики: 1, 2 — цилиндрический; 3 — SDS-plus; 4 — шестигранник; 5 — четырёхгранник; 6 — трёхгранник; 7 — для шуруповёртов. Центровочное сверло Ступенчатое сверло Пустотелые свёрла

По конструкции рабочей части бывают:

  • Спиральные (винтовые) — это самые распространённые свёрла, с диаметром сверла от 0,1 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм широко применяются для сверления различных материалов.
    • Конструкции Жирова — на режущей части имеются три конуса с углами при вершине: 2φ=116…118°; 2φ0=70°; 2φ0'=55°. Тем самым длина режущей кромки увеличивается, и условия отвода тепла улучшаются. В перемычке прорезается паз шириной и глубиной 0,15D. Перемычка подтачивается под углом 25° к оси сверла на участке 1/3 длины режущей кромки. В результате образуется положительный угол γ≈5°.
  • Плоские (перовые; жарг. пёрки) — используются при сверлении отверстий больших диаметров и глубин. Режущая часть имеет вид пластины (лопатки), которая крепится в державке или борштанге или выполняется заодно с хвостовиком.
  • Свёрла Форстнера — усовершенствованная версия перового, с дополнительными резцами-фрезами.
  • Для глубокого сверления (L≥5D) — удлинённые винтовые свёрла с двумя винтовыми каналами для внутреннего подвода охлаждающей жидкости. Винтовые каналы проходят через тело сверла или через трубки, впаянные в канавки, профрезерованные на спинке сверла.
    • Конструкции Юдовина и Масарновского — отличаются большим углом наклона и формой винтовой канавки (ω=50…65°). Нет необходимости частого вывода сверла из отверстия для удаления стружки, за счет чего повышается производительность.
  • Одностороннего резания — применяются для выполнения точных отверстий за счёт наличия направляющей (опорной) поверхности (режущие кромки расположены по одну сторону от оси сверла).
    • Пушечные — представляют собой стержень, у которого передний конец срезан наполовину и образует канал для отвода стружки. Для направления сверла предварительно должно быть просверлено отверстие на глубину 0,5…0,8D.
    • Ружейные — применяются для сверления отверстий большой глубины. Изготовляются из трубки, обжимая которую, получают прямую канавку для отвода стружки с углом 110…120° и полость для подвода охлаждающей жидкости.
  • Пустотелые (также кольцевые, корончатые) — свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала.
  • Центровочные — применяют для сверления центровых отверстий в деталях.
  • Ступенчатые — для сверления одним сверлом отверстий разного диаметра в листовых материалах.

По конструкции хвостовой части бывают:

  • с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 10902-77, DIN 338)
  • с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77, DIN 345)
  • с трёх-, четырёх- и шестигранным хвостовиком
  • SDS, SDS+ и др.

По способу изготовления бывают:

  • Цельные — спиральные свёрла из быстрорежущей стали марок Р9, Р18, Р9К15, Р6М5, Р6М5К5, либо из твёрдого сплава.
  • Сварные — спиральные свёрла диаметром более 20 мм часто изготовляют сварными (хвостовую часть из углеродистой, а рабочую часть из быстрорежущей стали).
  • Оснащённые твердосплавными пластинами — бывают с прямыми, косыми и винтовыми канавками (в том числе с ω=60° для глубокого сверления).
  • Со сменными твердосплавными пластинами — также называются корпусными (оправку, к которой крепятся пластины, называют корпусом). В основном используются для сверления отверстий от 12 мм и более.
  • Со сменными твердосплавными головками — альтернатива корпусным сверлам.

По назначению

По форме обрабатываемых отверстий бывают:

  • Цилиндрические
  • Конические

По обрабатываемому материалу бывают:

  • Универсальные
  • Для обработки металлов и сплавов
  • Для обработки бетона, кирпича, камня — имеет наконечник из твёрдого сплава, предназначенный для бурения твёрдых материалов (кирпич, бетон) с ударно-вращательным сверлением. Свёрла, предназначенные для обычной дрели, имеют цилиндрический хвостовик. Хвостовик бура для перфораторов имеет различную конфигурацию: цилиндрический хвостовик, SDS-plus, SDS-top, SDS-max и т. д.
  • Для обработки стекла, керамики
  • Для обработки дерева

Элементы спирального сверла

Спиральное сверло представляет собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя (реже четырьмя) винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов — ленточек.

  • Рабочая часть
    • Режущая часть имеет две главные режущие кромки, образованные пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями, а также поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением задних поверхностей.
    • Направляющая часть имеет две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей с поверхностью ленточки (узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки и обеспечивающая направление сверла при резании, а также уменьшение трения боковой поверхности о стенки отверстия).
  • Хвостовик — для закрепления сверла на станке или в ручном инструменте.
    • Поводок для передачи крутящего момента сверлу или лапка для выбивания сверла из конусного гнезда.
  • Шейка, обеспечивающая выход круга при шлифовании рабочей части сверла.

Углы сверла

Угол при вершине 2φ=118° и угол наклона винтовой канавки ω=27°.
  • Угол при вершине 2φ — угол между главными режущими кромками сверла. С уменьшением 2φ увеличивается длина режущей кромки сверла, что приводит к улучшению условий теплоотвода, и, таким образом, к повышению стойкости сверла. Но при малом 2φ снижается прочность сверла, поэтому его значение зависит от обрабатываемого материала. Для мягких металлов 2φ=80…90°. Для сталей и чугунов 2φ=116…118°. Для очень твёрдых металлов 2φ=130…140°.
  • Угол наклона винтовой канавки ω — угол между осью сверла и касательной к винтовой линии ленточки. Чем больше наклон канавок, тем лучше отводится стружка, но меньше жёсткость сверла и прочность режущих кромок, так как на длине рабочей части сверла увеличивается объём канавки. Значение угла наклона зависит от обрабатываемого материала и диаметра сверла (чем меньше диаметр, тем меньше ω).
  • Передний угол γ определяется в плоскости, перпендикулярной режущей кромке, причём его значение меняется. Наибольшее значение он имеет у наружной поверхности сверла, наименьшее — у поперечной кромки.
  • Задний угол α определяется в плоскости, параллельной оси сверла. Его значения так же, как и переднего угла, изменяются. Только наибольшее значение он имеет у поперечной кромки, а наименьшее — у наружной поверхности сверла.
  • Угол наклона поперечной кромки ψ расположен между проекциями главной и поперечной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла. У стандартных свёрл ψ=50…55°.

Переменные значения углов γ и α создают неодинаковые условия резания в различных точках режущей кромки.

Углы сверла в процессе резания
Спиральное сверло диаметром 80 мм c коническим хвостовиком Морзе № 6.

Углы сверла в процессе резания отличаются от углов в статике, так же, как и у резцов. Плоскость резания в кинематике получается повёрнутой относительно плоскости резания в статике на угол μ, и действительные углы в процессе резания будут следующими:

γкин=γ+μ

αкин=α-μ

Сверло 14 мм с переходными втулками от второго до шестого номера в шпинделе расточного станка.

Переходный конус сверла

Переходный конус сверла имеет номер внутреннего конуса хвостовика, а также свой наружный номер конуса Морзе.

В зависимости от назначения и применения сверло с коническим хвостовиком Морзе имеет т. н. универсальные переходные втулки, которые, в свою очередь, обеспечивают удобное соединение и удобную работу на любом сверлильном, фрезерном, токарном и расточном оборудовании. Переходники со вставленным сверлом отделяют с помощью клина, ударами молотка. Для этого существует специальный технологический паз.

См. также

Примечания

Литература

  • Кожевников Д. В., Кирсанов С. В. Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003. 392 с. (250 экз.).
  • Кожевников Д. В., Кирсанов С. В. Резание материалов. Учебник (гриф УМО). М.:Машиностроение. 2007. 304 с. (2000 экз.).
  • Собичевский В. Т., Фрик Э. Л. Буравы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Сандомирский И. Биография сверла // Техника — молодёжи. — М.: Молодая гвардия, 1955. — Вып. 3. — С. 24.
  • Филиппов Г. В. Режущий инструмент.—Л.: Машиностроение, 1981.—392 с.

wikiredia.ru

«Вечное» сверло. Cтатьи. Наука и техника

Сверлением называется операция изготовления круглых отверстий в сплошном материале обрабатываемой детали при помощи режущего инструмента, называемого сверлом.

Увеличение диаметра уже имеющегося в детали отверстия с помощью сверла называется рассверливанием, а выполнение в сплошном материале неглубоких (несквозных) отверстий называется засверливанием.

Сверла

По конструкции и характеру выполняемой работы сверла подразделяются на следующие группы: перовые, спиральные, центровочные, кольцевые (рис. 1).

Сверла: перовые, спиральные, центровочные, кольцевые

Рис. 1. Сверла

Изготовляются сверла из инструментальных углеродистых, легированных или быстрорежущей сталей. В каждой группе сверла могут оснащаться твердосплавными пластинами.

Перовые сверла

Перовые или плоские сверла отличаются простотой конструкции, дешевы в изготовлении, могут быть изготовлены самостоятельно, мало чувствительны к перекашиванию в работе. Перовые сверла бывают двусторонние и односторонние; отличие их лишь в форме заточки режущих кромок (рис. 2).

Перовое сверло

Рис. 2. Перовое сверло: а) для дерева; б) для пластмассы

Перовые сверла имеют плоскую режущую часть с двумя режущими кромками, расположенными симметрично относительно оси сверла и образующими угол резания в 45°, 50°, 75°, 90°.

Диаметр сверла измеряется по ширине лопатки. Толщина пера у режущих ребер зависит от диаметра сверла и составляет:

  • у сверл диаметром 5...10 мм от 1,5 до 2 мм;
  • диаметром 10...20 мм от 2 до 4 мм;
  • диаметром свыше 20 мм от 6 до 8 мм.

Режущие ребра при своем пересечении образуют прямую линию, которая называется поперечной кромкой, или перемычкой.

Недостаток перовых сверл заключается в отсутствии автоматического отвода стружки при сверлении, что портит режущие кромки и вынуждает часто вынимать сверло из просверливаемого отверстия. Кроме того, перовые сверла в процессе работы теряют направление и уменьшаются в размерах диаметра при переточке.

Спиральные сверла

Спиральные сверла

Рис. 3. Спиральные сверла

Спиральные сверла имеют самое широкое применение. Спиральное сверло (рис. 3) представляет собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов. Наклон канавок к оси сверла составляет 10...45° (рис. 4).

Наклон канавок к оси сверла

Рис. 4. Наклон канавок к оси сверла

Рабочий конец сверла имеет конусообразную форму. На образующих этого конуса лежат две, симметрично расположенные относительно оси сверла режущие кромки.

Хвостовик предназначается для закрепления сверла.

Спиральные сверла изготовляют с цилиндрическим, коническим шестигранным... хвостовиками (рис. 5). Сверла с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром до 12 мм, с коническим – от 6 до 60 мм.

Хвостовики сверл

Рис. 5. Хвостовики сверл

Лапка – концевая часть сверла (2) – служит упором при выбивании сверла (1) из гнезда конуса (3) посредством клина (4).

Спиральные сверла стандартизованы. Поэтому выбирают только такие размеры отверстий, для которых имеется соответствующий диаметр сверла. Основным размером сверла принято считать диаметр.

Длина рабочей части сверла, в зависимости от диаметра, составляет: в сверлах с цилиндрическим хвостовиком диаметров плюс 50 мм, а с коническим – 2 диаметра плюс 120 мм.

Угол а при вершине сверла (угол между режущими кромками) выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и составляет:

для сверления мягких металлов80...90°
для сверления стали и чугуна средней твердости116...118°
для сверления очень твердых металлов130...140°

Для уменьшения трения боковой поверхности о стенки отверстия с нее снимается фаска. При этом вдоль винтовой канавки получается узкая полоска – ленточка, которая служит также в качестве направляющей сверла.

Линия, образованная пересечением поверхностей заточки сверла, называется поперечной кромкой, которая образует с режущей кромкой угол, равный 55°.

Величина поперечной кромки принимается обычно равной 0,13 D (где D – диаметр сверла).

Кольцевые сверла

Кольцевое сверло

Рис. 6. Кольцевое сверло

Кольцевое сверло (рис. 6) представляет собой полый цилиндр с режущей кромкой на торце. В результате сверления получают кольцевую канавку.

Твердосплавные сверла

Спиральное сверло

Рис. 7. Спиральное сверло, оснащенное твердосплавными пластинами

Режущая часть любого из вышеперечисленных типов сверел может оснащаться твердосплавными пластинами (рис. 7). Такие сверла не составляют отдельную группу по конструкции и характеру выполняемой работы.

Заточка сверл

Чистота просверленных отверстий и высокая производительность при сверлении достигается лишь при условии работы с остро и правильно заточенным сверлом.

В процессе сверления режущая часть сверла изнашивается и потому требует систематического восстановления своих геометрических размеров. Восстановление это осуществляется путем заточки.

Заточка сверл производится на специальных заточных станках или вручную на абразивных кругах.

Углы заточки сверла

Рис. 8. Углы заточки сверла

При заточке спирального сверла для сверления стали необходимо получить (рис. 8):

  • угол при вершине (1) равным 80...140°;
  • угол между поперечной и режущей кромками (2) равным 55°;
  • заточку режущих кромок (3) шириной 0,2d под углом 70° друг к другу.
Ручная заточка сверла

При ручной заточке сверло держат левой рукой за рабочую часть, возможно ближе к режущей части, а правой рукой за хвостовик. Режущую кромку сверла прижимают к боковой поверхности заточного круга и плавным движением правой руки поворачивают сверло, добиваясь, чтобы режущие кромки приняли правильный наклон к оси и требуемую форму. Сильно нажимать на сверло не следует, так как это удлиняет процесс заточки.

При заточке сверло нагревается. Во избежание потери твердости заточку надо производить с охлаждением. Режущие кромки правильно заточенного сверла должны быть прямыми. Угол наклона их к поперечной кромке должен быть равным для сверла диаметром до 15 мм – 50°, свыше 15 мм – 55°, а длина поперечной кромки – в 10...20 раз меньше диаметра сверла.

При ручной заточке контроль заточки сверл производится визуально.

Дефекты заточки

При ручной заточке сверла возможны следующие дефекты:

1. Длина режущих кромок неодинакова: середина поперечной кромки не совпадает с осью сверла.

При этом длинная режущая кромка будет больше нагружена, чем короткая кромка, и скорее затупится. Внешне это часто выражается в виде выкрашивания ее около угла длинной кромки. Кроме того, под влиянием большой нагрузки со стороны кромки длинной кромки сверло будет отжиматься в сторону от оси вращения и отверстие получится большего диаметра, чем диаметр сверла. Чем глубже отверстие, тем меньше будет его точность. Сверло будет «бить» и может поломаться.

2. Режущие кромки заточены под различными углами к оси сверла.

При этом середина поперечной кромки совпадает с осью сверла. Так как наклон одной режущей кромки больше, чем второй, то последняя работать не будет. Снимать стружку в этом случае будет только одна кромка. Под влиянием односторонней нагрузки режущей кромки сверло будет уводить в сторону и тем самым увеличивать диаметр отверстия.

3. Два дефекта одновременно.

Если после заточки сверла режущие кромки не равны по длине и наклонены к оси сверла под различными углами, то середина поперечной кромки сместится от оси сверла и при работе будет вращаться вокруг оси.

Практические приемы сверления

Скорость резания

Один из основных вопросов техники сверления – выбор наивыгоднейшего режима резания, то есть определение такого сочетания скорости вращения и подачи сверла, которое обеспечивает максимальную производительность.

Скорость вращения сверла характеризуется числом оборотов его в минуту. Эта скорость представляет путь, проходимый наружными точками режущей кромки сверла, и измеряется в метрах в минуту.

В процессе резания материалов происходит нагревание стружки, обрабатываемого изделия и режущего инструмента.

Оптимальная скорость резания при сверлении – это такая скорость, которая обеспечивает высокую производительность при достаточно длительной работе сверла (15...90 минут) без переточки.

Практически установлено, что при экономической скорости резания сверло должно работать без переточки:

при диаметре сверла5...20 мм15 минут
при диаметре сверла25...3530 минут
при диаметре сверласвыше 40 мм90 минут

Допускаемая скорость резания при сверлении зависит:

От качества материала сверла. Сверла из быстрорежущей стали допускают более высокие скорости резания, чем сверла из углеродистой стали.

От механических свойств обрабатываемого материала. Чем пластичнее материал, тем труднее отводится стружка, быстрее нагревается сверло и понижаются его режущие свойства. Поэтому хрупкие материалы можно сверлить с более высокой скоростью, чем вязкие.

От диаметра сверла. С увеличением диаметра скорость резания можно повысить, так как массивное сверло обладает большей прочностью и лучше отводит тепло от режущих кромок.

От глубины сверления. Чем глубже просверлено отверстие, тем труднее отвод стружки, больше трение и выше нагрев режущих кромок. Поэтому при прочих равных условиях сверление неглубоких отверстий можно производить с большей скоростью, а глубоких – с меньшей.

От величины подачи сверла. Чем больше подача, то есть чем толще сечение стружки, тем скорость резания меньше.

От интенсивности охлаждения сверла. Сверло работает лучше при большей скорости резания и малой подаче. Если во время работы сверло быстро затупляется в углах режущей кромки (в начале цилиндрической части сверла), это указывает на то, что скорость резания взята слишком большой и ее надо уменьшить. Если же сверло затупляется или выкрашивается по режущим кромкам, это указывает на то, что подача слишком велика. Затупление и поломка сверла чаще всего происходят в конце сверления сквозных отверстий (при выходе из металла).

Чтобы предупредить затупление или поломку сверла на проходе, надо в конце сверления уменьшить подачу.

Охлаждение и смазка сверла. Неблагоприятные условия отвода теплоты при сверлении вызывают необходимость охлаждения сверла. При сверлении вязких материалов охлаждение должно быть особенно обильным.

Для охлаждения сверла в работе применяют:

  • при сверлении твердых материалов – керосин, скипидар, эмульсию;
  • при сверлении мягких материалов – содовый раствор;
  • при сверлении серого чугуна – керосин, струю сжатого воздуха.

Применением охлаждения при сверлении можно повысить скорость резания для стали на 10%, а для чугуна до 40% и получить более чистую поверхность отверстия.

Выбор диаметра сверла

В практике, в зависимости от назначения, встречаются различные виды сверления отверстий, например сквозные (на проход) глухие, под развертку, под резьбу и т.п.

Во всех этих случаях для одного и того же номинального диаметра отверстия выбирают сверла различных диаметров.

Следует иметь в виду, что в процессе сверления сверло разрабатывает отверстие и делает его несколько большего диаметра. Средними величинами разработки отверстия сверлом (разницу между диаметром полученного отверстия и диаметром сверла) можно принимать следующие:

Диаметр сверла, ммРазработка отверстия, мм
50,08
100,12
250,20
500,28
750,35

Для получения отверстий с точным диаметром следует учитывать величину разработки и соответственно подбирать сверло несколько меньшего диаметра.

Существуют два способа сверления: по разметке и по кондуктору.

Сверление по разметке применяется во всех ремонтных работах, а также в мелкосерийном и индивидуальном производствах.

Сверление по кондуктору производится без предварительной разметки и применяется в тех случаях, когда требуется просверлить большое количество одинаковых деталей.

Проверка правильности сверления

Предназначенное к сверлению отверстие должно быть предварительно размечено и накернено как по окружности, так и по центру отверстия.

Перед началом сверления необходимо прочно закрепить сверло в патроне и жестко закрепить обрабатываемое изделие в соответствующих приспособлениях. Обрабатываемое изделие закрепляют так, чтобы центр отверстия (углубление от кернера) и вершина сверла точно совпадали. Для проверки правильности установки изделия засверливают отверстие на глубину диаметра сверла, а затем осматривают полученную окружность; если она совпадает с накерненной при разметке окружностью, это значит, что установка сверла произведена правильно и сверление можно продолжать.

При несовпадении окружности делают соответствующее исправление.

Крейцмейсель

Рис. 9. Крейцмейсель

Для этого крейцмейселем (рис. 9) с полукруглым лезвием прорубают канавку с той стороны, куда надо сместить центр сверла, накернивают, исправляют установку детали, добиваясь полного совпадения засверленного отверстия с размеченной окружностью.

Причина поломки сверла

Практикой установлены следующие основные причины поломки сверл:

1) встречая на своем пути раковину, сверло сильно отклоняется в сторону и ломается;

2) если нижняя часть отверстия в изделии ограничена не горизонтальной, а наклонной плоскостью, сверло выходит из изделия неравномерно, застревает в отверстии и ломается;

3) при сверлении глубоких отверстий, когда глубина сверления больше режущей части сверла, канавки, погружаясь в изделия, закупориваются стружкой, при этом сверло сильно нагревается, притупляется и ломается;

4) во время выхода сверла из изделия, то есть в конце сверления, если подача не уменьшилась, а осталась прежней, сверло часто ломается;

5) поломка также происходит при работе тупым сверлом.

Зенкование

Зенковка

Рис. 10. Зенковка

Зенкование – это обработка выходной части отверстия с целью снятия заусенцев и образования углублений под потайные головки винтов, болтов и шурупов. Инструмент, применяемый для этой цели, называется зенковкой (рис. 10). Зенковки по форме режущей части подразделяются на конические и цилиндрические.

Конические зенковки с углом при вершине в 30, 60, 90 и 120° служат для снятия заусенцев в выходной части отверстия и для получения конического углубления в отверстиях под опоры конических головок винтов и заклепок.

Цилиндрические зенковки с торцовыми зубьями служат для расширения выходной части цилиндрических отверстий под плоские шайбы, головки винтов, а также для подрезания уступов и бобышек.

Способ работы зенковками такой же, что и при сверлении отверстий сверлом, то есть хвостовик закрепляется в патроне и инструменту сообщается вращательное и поступательное движение.

 

Источник информации:

Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела. – М. Высш. шк., 1989.

Дата публикации:

28 июня 2002 года

n-t.ru


Смотрите также