Сверление и развертывание. Сверление и развертывание Процесс образования отверстий в сплошном материале называется

Работа по сверлению отверстий в металле, в зависимости от вида отверстий и свойств металла, может выполняться разным инструментом и с использованием различных приёмов. О способах сверления, инструментарии, а также о технике безопасности при выполнении этих работ мы хотим вам рассказать.

Сверление отверстий в металле может понадобиться при ремонте инженерных систем, бытовой техники, автомобиля, создании конструкций из листовой и профильной стали, конструировании поделок из алюминия и меди, при изготовлении плат для радиоаппаратуры и во многих других случаях. Важно понимать, какой инструмент нужен для каждого вида работ, чтобы отверстия получились нужного диаметра и в строго намеченном месте, и какие меры безопасности помогут избежать травм.

Инструменты, приспособления, сверла

Основными инструментами для сверления являются ручные и электрические дрели, а также, при возможности, сверлильные станки. Рабочий орган этих механизмов — сверло — может иметь различную форму.

Различают сверла:

• спиральные (наиболее распространённые);
• винтовые;
• коронки;
• конусные;
• перовые и т. д.

Производство свёрл различной конструкции нормируется многочисленными ГОСТами. Свёрла до Ø 2 мм не имеют маркировку, до Ø 3 мм — на хвостовике указано сечение и марка стали, большие диаметры могут содержать дополнительную информацию. Для получения отверстия определённого диаметра нужно взять сверло на несколько десятых миллиметра меньше. Чем лучше заточено сверло, тем меньше разница между этими диаметрами.

Свёрла отличаются не только диаметром, но и длиной — производятся короткие, удлинённые и длинные. Важной информацией является и предельная твёрдость обрабатываемого металла. Хвостовик свёрл может быть цилиндрическим и коническим, что следует иметь в виду при подборе сверлильного патрона или переходной втулки.

1. Сверло с цилиндрическим хвостовиком. 2. Сверло с коническим хвостовиком. 3. Сверло с мечиком для резьбы. 4. Центровое сверло. 5. Сверло с двумя диаметрами. 6. Центровочное сверло. 7. Коническое сверло. 8. Коническое многоступенчатое сверло

Для некоторых работ и материалов требуется выполнение специальной заточки. Чем твёрже обрабатываемый металл, тем острее должна быть заточена кромка. Для тонколистового металла обычное спиральное сверло может не подойти, понадобится инструмент со специальной заточкой. Подробные рекомендации для различного типа свёрл и обрабатываемых металлов (толщина, твёрдость, тип отверстия) достаточно обширны, и в этой статье мы их рассматривать не будем.

Различные типы заточки сверла. 1. Для жёсткой стали. 2. Для нержавеющей стали. 3. Для меди и медных сплавов. 4. Для алюминия и алюминиевых сплавов. 5. Для чугуна. 6. Бакелит

1. Стандартная заточка. 2. Свободная заточка. 3. Разбавленная заточка. 4. Тяжёлая заточка. 5. Раздельная заточка

Для закрепления деталей перед сверлением используют тиски, упоры, кондукторы, уголки, прихваты с болтами и другие приспособления. Это не только требование безопасности, так на самом деле удобнее, и отверстия получаются более качественные.

Для снятия фасок и обработки поверхности канала пользуются зенковкой цилиндрической или конической формы, а для наметки точки под сверление и чтобы сверло «не соскочило» — молоток и кернер.

Совет! Лучшими свёрлами до сих пор считаются выпущенные в СССР — точное следование ГОСТ по геометрии и составу металла. Хороши и немецкие Ruko с титановым напылением, а также свёрла от Bosch — проверенное качество. Хорошие отзывы о продукции Haisser — мощные, как правило, большого диаметра. Достойно показали себя свёрла «Зубр», особенно серии «Кобальт».

Режимы сверления

Очень важно правильно закрепить и направить сверло, а также выбрать режим резания.

При выполнении отверстий в металле сверлением важными факторами являются количество оборотов сверла и усилие на подачу, прилагаемое к сверлу, направленное по его оси, обеспечивающее заглубление сверла при одном обороте (мм/об). При работе с различными металлами и свёрлами рекомендуются различные режимы резания, причём чем твёрже обрабатываемый металл и чем больше диаметр сверла, тем меньше рекомендуемая скорость резания. Показатель правильного режима — красивая, длинная стружка.

Воспользуйтесь таблицами, чтобы правильно выбрать режим и не затупить сверло преждевременно.

Таблица 2. Поправочные коэффициенты

Таблица 3. Обороты и подача при различном диаметре сверла и сверлении углеродистой стали

Виды отверстий в металле и способы их сверления

Виды отверстий:

• глухие;
• сквозные;
• половинчатые (неполные);
• глубокие;
• большого диаметра;
• под внутреннюю резьбу.

Отверстия под резьбу требуют определения диаметров с допусками, установленными в ГОСТ 16093-2004. Для распространённых метизов расчёт приведен в таблице 5.

Таблица 5. Соотношение метрической и дюймовой резьбы, а также подбор размера отверстия для засверливания

Сквозные отверстия

Сквозные отверстия пронизывают заготовку полностью, образуя в ней проход. Особенностью процесса является защита поверхности верстака или столешницы от выхода сверла за пределы заготовки, что может повредить и само сверло, а также снабдить заготовку «заусенцем» — гартом. Чтобы этого избежать, применяют следующие способы:

• используют верстак с отверстием;
• подкладывают под деталь прокладку из дерева или «сэндвич» — дерево+металл+дерево;
• подкладывают под деталь металлический брусок с отверстием для свободного прохода сверла;
• снижают скорость подачи на последнем этапе.

Последний способ обязателен при высверливании отверстий «по месту», чтобы не повредить близко расположенные поверхности или детали.

Отверстия в тонколистовом металле вырезаются перовыми свёрлами, потому как спиральное сверло повредит края заготовки.

Глухие отверстия

Такие отверстия выполняются на определённую глубину и не пронизывают заготовку насквозь. Отмерить глубину можно двумя способами:

• ограничивая длину сверла втулочным упором;
• ограничивая длину сверла патроном с регулируемым упором;
• пользуясь линейкой, закреплённой на станке;
• комбинацией способов.

Некоторые станки снабжены системой автоматической подачи на заданную глубину, после чего механизм останавливается. В процессе сверления может потребоваться несколько раз остановить работу, чтобы удалить стружку.

Отверстия сложной формы

Отверстия, расположенные на краю заготовки (половинчатые) можно выполнять, соединив гранями и зажав тисками две заготовки или заготовку и прокладку и высверлив полное отверстие. Прокладка должна быть выполнена из такого же материала, что и обрабатываемая заготовка, иначе сверло будет «уходить» в сторону наименьшего сопротивления.

Сквозное отверстие в уголке (профильный металлопрокат) выполняют, зафиксировав заготовку в тисках и используя деревянную прокладку.

Сложнее выполнить сверление цилиндрической заготовки по касательной. Процесс разделяется на две операции: подготовка перпендикулярной отверстию площадки (фрезеровка, зенковка) и собственно сверление. Высверливание отверстий в поверхностях, расположенных под углом, также начинают с подготовки площадки, после чего вставляют деревянную прокладку между плоскостями, образуя треугольник, и сверлят отверстие сквозь угол.

Полые детали просверливают, заполнив полость пробкой из древесины.

Отверстия с уступами получают с использованием двух техник:

1. Рассверливание. Отверстие высверливается на всю глубину сверлом наименьшего диаметра, после чего на заданную глубину рассверливают свёрлами диаметрами от меньшего к большему. Достоинство метода — хорошо отцентрованное отверстие.
2. Уменьшение диаметра. На заданную глубину высверливается отверстие максимального диаметра, затем свёрла меняются с последовательным уменьшением диаметра и углублением отверстия. При этом методе легче контролировать глубину каждой ступени.

1. Рассверливание отверстия. 2. Уменьшение диаметра

Отверстия большого диаметра, кольцевое высверливание

Получение отверстий большого диаметра в массивных заготовках, толщиной до 5-6 мм, дело трудоёмкое и затратное. Относительно небольшие диаметры — до 30 мм (максимум 40 мм) можно получить, используя конусные, а лучше ступенчато-конусные свёрла. Для отверстий большего диаметра (до 100 мм) понадобятся полые биметаллические коронки или коронки с твердосплавными зубьями с центровочным сверлом. Причём мастера традиционно в этом случае рекомендуют Bosch, в особенности на твёрдом металле, например, стали.

Такое кольцевое высверливание менее энергозатратное, но может быть более затратным финансово. Помимо свёрл важна мощность дрели и возможность работы на самых низких оборотах. Причём чем толще металл, тем сильнее захочется выполнить отверстие на станке, а при большом количестве отверстий в листе толщиной более 12 мм лучше сразу искать такую возможность.

В тонколистовой заготовке отверстие большого диаметра получают с помощью узкозубых коронок или фрезой, закреплённой на «болгарке», но края в последнем случае оставляют желать лучшего.

Глубокие отверстия, СОЖ

Иногда требуется выполнить глубокое отверстие. В теории, это такое отверстие, длина которого в пять раз больше диаметра. На практике, глубоким называют сверление, требующее принудительного периодического удаления стружки и применения СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей).

В сверлении СОЖ нужны в первую очередь для снижения температуры сверла и заготовки, которые нагреваются от трения. Поэтому при получении отверстий в меди, которая обладает высокой теплопроводностью и сама способна отводить тепло, СОЖ можно не применять. Относительно легко и без смазки сверлится чугун (кроме высокопрочных).

На производстве в качестве СОЖ применяют индустриальные масла, синтетические эмульсии, эмульсолы и некоторые углеводороды. В домашних мастерских можно использовать:

• технический вазелин, касторовое масло — для мягких сталей;
• хозяйственное мыло — для алюминиевых сплавов типа Д16Т;
• смесь керосина с касторовым маслом — для дюралюминия;
• мыльную воду — для алюминия;
• скипидар, разведённый спиртом — для силумина.

Универсальная охлаждаемая жидкость может быть приготовлена самостоятельно. Для этого нужно растворить 200 г мыла в ведре воды, добавить 5 ложек машинного масла, можно отработанного, и прокипятить раствор до получения мыльной однородной эмульсии. Некоторые мастера для снижения трения используют свиное сало.

Глубокие отверстия могут быть выполнены сплошным и кольцевым сверлением, причём в последнем случае центральный стержень, образованный вращением коронки, выламывают не целиком, а частями, ослабив его дополнительными отверстиями малого диаметра.

Сплошное сверление выполняется в хорошо зафиксированной заготовке спиральным сверлом, в каналы которого подается СОЖ. Периодически, не останавливая вращение сверла, нужно его извлекать и очищать полость от стружки. Работа спиральным сверлом выполняется поэтапно: сначала берут короткое и надсверливают отверстие, которое затем заглубляют сверлом соответствующего размера. При значительной глубине отверстия желательно пользоваться направляющими кондукторными втулками.

При регулярном высверливании глубоких отверстий можно рекомендовать приобретение специального станка с автоматической подачей СОЖ к сверлу и точной отцентровкой.

Сверление по разметке, шаблону и кондуктору

Сверлить отверстия можно по выполненной разметке или без неё — с применением шаблона или кондуктора.

Разметка выполняется кернером. Ударом молотка намечается место для острия сверла. Фломастером тоже можно отметить место, но отверстие нужно ещё и для того, чтобы острие не сдвигалось от намеченной точки. Работа выполняется в два этапа: предварительное сверление, контроль отверстия, окончательное сверление. Если сверло «ушло» от намеченного центра, узким зубилом делаются насечки (канавки), направляющие острие в заданное место.

Для определения центра цилиндрической заготовки пользуются квадратным кусочком жести, согнутым под 90° так, чтобы высота одного плеча составляла приблизительно один радиус. Прикладывая уголок с разных сторон заготовки, проведите карандашом вдоль края. В результате у вас образуется область вокруг центра. Найти центр можно по теореме — пересечением перпендикуляров от двух хорд.

Шаблон нужен при выполнении серии однотипных деталей с несколькими отверстиями. Им удобно пользоваться для пачки тонколистовых заготовок, соединённых струбциной . Так одновременно можно получить несколько просверленных заготовок. Вместо шаблона иногда используют чертёж или схему, например, при изготовлении деталей для радиоаппаратуры.

Кондуктором пользуются, когда очень важна точность выдерживания расстояний между отверстиями и строгая перпендикулярность канала. При сверловке глубоких отверстий или при работе с тонкостенными трубками кроме кондуктора могут применяться направляющие, фиксирующие положение дрели относительно поверхности металла.

При работе с электроинструментом важно помнить о безопасности человека и не допускать преждевременного износа инструмента и возможного брака. В связи с этим мы собрали некоторые полезные советы:

1. Перед работой нужно проверить крепления всех элементов.
2. Одежда при работе на станке или с электродрелью не должна быть с элементами, способными попасть под действие вращающихся частей. Глаза от стружки защитите очками.
3. Сверло при приближении к поверхности металла должно уже вращаться, иначе оно быстро затупится.
4. Вынимать сверло из отверстия нужно, не выключая дрель, по возможности снижая обороты.
5. Если сверло не углубляется в металл, значит, его твёрдость ниже, чем у заготовки. Повышенную твёрдость у стали можно выявить, проведя по образцу напильником — отсутствие следов свидетельствует о повышенной твёрдости. В этом случае сверло нужно выбирать из твёрдого сплава с присадками и работать на низких оборотах с небольшой подачей.
6. Если сверло маленького диаметра плохо закрепляется в патроне, намотайте на его хвостовик несколько оборотов латунной проволоки, увеличив диаметр для захвата.
7. Если поверхность заготовки полированная, наденьте фетровую шайбу на сверло, чтобы гарантировано не нанести царапины даже при соприкосновении с патроном дрели. При закреплении заготовок из полированной или хромированной стали, используйте прокладки из ткани или кожи.
8. При изготовлении глубоких отверстий прямоугольный кусочек пенопласта, насаженный на сверло, может служить измерителем и одновременно, вращаясь, сдувать мелкую стружку.

Сверление – это технологический процесс, предполагающий использование спиральных или других сверл. В результате применения этого режущего инструмента в заготовках или полуфабрикатах появляются отверстия заданного диаметра и требуемой глубины.

Во время сверления происходит образование стружки, которая представляет собой частицы металла, отделенные режущим инструментом.

При сверлении непосредственный процесс резания осуществляется с помощью комбинации двух движений режущего инструмента. Он перемещается по отношению к обрабатываемой детали поступательно вдоль оси вращения, на рабочей подаче.

Сверление на сегодняшний день является самым распространенным технологическим процессом, при помощи которого получают отверстия.

В общем объеме операций по механической обработке различных элементов конструкций, сверлению принадлежит довольно значительная доля. Дело в том, что в подавляющем большинстве деталей самых разнообразных машин и механизмов их конструкторами предусматривается наличие крепежных и посадочных отверстий.

Те отверстия, которые получают при помощи технологического процесса сверления, используются для того, чтобы через них соединять детали винтами, болтами, заклепками, шпильками и т.п., а также для того, чтобы производить в них нарезку резьбы.

Если внимательно посмотреть на детали различных машин и механизмов, то выяснится, что в них наличествует по большей части два типа отверстий: сквозные и глухие. Первые, как нетрудно догадаться, проходят через всю толщу детали, а вторые заглубляются только на определенное расстояние.

Когда сверлятся сквозные отверстия, то режущий инструмент, в момент выхода перемычки сверла, сопротивление процессу резания снижается, а значит необходимо существенно уменьшить усилие подачи, иначе сверло может опуститься чрезмерно резко, «захватить » с собой значительный слой материала, заклинить и сломаться.

Риск, что произойдет именно так, особенно велик при сверлении тонких деталей, отверстий, которые располагаются друг по отношению к другу под прямым углом, а также прерывистых отверстий. Именно по этой причине сверление сквозных отверстий происходит следующим образом: если технологический процесс предусматривает высокую скорость подачи, то перед выходом сверла из отверстия она существенно уменьшается. В тех случаях, когда подача режущего инструмента осуществляется вручную, она производится плавно и осторожно.

Есть свои особенности и при сверлении глухих отверстий . Заключаются они в том, каким именно образом определяется, на какую именно глубину должно погружаться сверло. С точки зрения технологии, глухие отверстия сверлятся одним из трех основных способов:

1) В тех случаях, когда оборудование, на котором происходит сверление глухого отверстия, имеет функцию остановки подачи режущего инструмента по достижении им определенной глубины, то задействуется именно она. При этом просто выставляется то значение глубины, на которую следует произвести сверление.

2) В тех случаях, когда оборудование не располагает такого рода функционалом, то для зажима режущего инструмента чаще всего используют патроны, которые оснащены регулируемыми упорами. Именно по ним и выставляется необходимая глубина сверления.

3) В тех случаях, когда не требуется достижения высокой точности глубины сверления, а патрона с упором нет в наличии, то изготавливают специальное приспособление, которое имеет форму втулки определенной длины и устанавливается на сверле в качестве упора. Еще проще просто сделать на режущем инструменте метку (скажем, с помощью мела или карандаша), и сверло погружается в материал только до нее.

Рассверливание представляет собой технологическую операцию, производимую для увеличения диаметра ранее просверленных отверстий до определенной величины. Оно производится с помощью сверла большего диаметра.

В тех случаях, когда мощности оборудования недостаточно для сверления отверстий большого диаметра, то эта операция происходит в несколько этапов. Именно тогда чаще всего и используется рассверливание. Обычно оно производится тогда, когда диаметр итогового отверстия превышает 25 миллиметров.

Сначала засверливается отверстие сверлом, диаметр которого равен половине толщины перемычки второго сверла, которое впоследствии и используется для рассверливания. Это необходимо для того, чтобы существенно снизить осевое давление на режущий инструмент. Что касается режимов резания, то при рассверливании они в большинстве случаев бывают такими же, что и при сверлении.

Сверление представляет собой технологический процесс, для которого используется специальный режущий инструмент. С его помощью создаются другие поверхности деталей, имеющие предварительно заданные размеры, форму и качество.

Сверление - это один из видов материала резанием. В этом методе используется специальный режущий инструмент - сверло. С его помощью можно сделать отверстие разного диаметра, а также глубины. Кроме того, имеется возможность создания многогранных отверстий с разным сечением.

Назначение операции

Сверление - это необходимая операция, если требуется получить отверстие в металлическом изделии. Чаще всего для сверления имеется несколько следующих причин:

• требуется создать отверстие под нарезание резьбы, или растачивание;
• необходимо разместить в отверстиях электрические кабели, крепежные элементы, продеть через них анкерные болты и т. д.;
• отделение заготовок;
• ослабить разрушающиеся конструкции;
• в зависимости от диаметра отверстия, его можно использовать даже для закладки взрывчатки, к примеру, при добыче природного камня.

Данный список можно продолжать еще долго, но уже можно сделать вывод, что операция сверления - это одна из наиболее простых и в то же время довольно нужных и распространенных вещей.

Расходные материалы

Естественно, что для осуществления процесса сверления необходимо иметь сверла. В зависимости от этого расходника будет меняться диаметр отверстия, а также количество его граней. Они могут быть круглого сечения, а могут быть многогранными - треугольными, квадратными, пятигранными, шестигранными и т. д.

Кроме того, сверление - это операция, при которой сверло будет нагреваться до высоких температур. По этой причине необходимо точно подбирать качество этого элемента, основываясь на требованиях материала, с которым придется работать.

• Довольно распространенный материал для производства приспособлений для сверления - углеродистая сталь. Элементы этой группы маркируются следующим образом: У8, У9, У10 и т. д. Основное предназначение таких расходников - это сверление отверстий в дереве, пластмассе, мягких металлах.
• Далее идут сверла, изготовленные из низколегированной стали. Они предназначаются для сверления тех же материалов, что и углеродистые, но их отличие заключается в том, что у этой марки элементов повышено значение теплостойкости до 250 градусов по Цельсию, а также увеличена скорость сверления.

Улучшенные сверла

Имеется несколько типов сверл, которые предназначены для более качественных материалов:

• Первый тип сверл изготавливается из быстрорежущей стали. Теплостойкость этих расходников намного выше - 650 градусов по Цельсию, а предназначены они для сверления любых конструкционных материалов в незакаленном состоянии.
• Следующая группа - это сверла с твердыми сплавами. Применяются для того, чтобы делать отверстия в любых конструкционных незакаленных сталях, а также в цветном металле. Особенностью является то, что используется сверление на повышенных скоростях. По этой же причине теплостойкость повышена до 950 градусов по Цельсию.
• Одни из наиболее стойких элементов - это сверла с боразоном. Применяются для работ с чугуном, сталями, стеклом, керамикой, цветными металлами.
• Последняя группа - это сверла с алмазом. Применяются для сверления наиболее твердых материалов, стекла, керамики.

Типы станков для сверления

Для проведения операции сверления могут быть использованы следующие виды сверлильных станков:

• Вертикальные и горизонтальные сверлильные устройства. Сверление отверстий для таких машин - основная операция.
• Используются вертикальные и горизонтальные типа. Сверление считается вспомогательными операциями для этих устройств.
• Вертикальные, горизонтальные и универсальные станки фрезеровочного типа. Для этих агрегатов сверление также является второстепенной операцией.
• Токарные и токарно-затыловочные станки. На первом типе устройств сверло является неподвижной частью, а вращается сама заготовка. Для второго типа устройства сверление не основная операция, а сверло является неподвижным элементом, как и в первом случае.

Это все типы сверлильных станков, на которых можно проводить все требуемые операции.

Ручные инструменты и вспомогательные операции

Для того чтобы облегчить процесс сверления, используются несколько вспомогательных операций. К ним можно отнести следующие:

• Охлаждение. При сверлении используются разнообразные смазочно-охлаждающие вещества. К ним относится, например, вода, эмульсии, олеиновая кислота. Также могут быть использованы газообразные вещества, к примеру углекислый газ.
• Ультразвук. Ультразвуковые вибрации, которые производит сверло, используются для увеличения производительности процесса, а также для усиления дробления стружки.
• Подогрев. Для того чтобы улучшить сверление металла, имеющего высокую плотность, его предварительно разогревают.
• Удар. Для работы с некоторыми поверхностями, например с бетоном, необходимо использовать ударно-поворотные движения, чтобы увеличить производительность.

Осуществлять эту процедуру можно не только на станках в автоматическом режиме, но и на ручном оборудовании. Ручное сверление предполагает использование таких инструментов, как:

• Механическая дрель. Для сверления используется механическая сила человека.
• Электрическая дрель. Может осуществлять обычное и ударно-поворотное сверление. Работает от электрической сети.

Виды процедуры и охлаждение

Имеется несколько основных видов сверления - это оборудование цилиндрических отверстий, многогранных или же овальных, а также рассверливание уже имеющихся цилиндрических отверстий для увеличения их диаметра.

Основная проблема, которая возникает в процессе сверления металла, - это сильный нагрев расходуемого элемента, то есть сверла, а также места проведения работ. Температура материала может достигать 100 градусов по Цельсию и больше. Если она дойдет до определенных значений, то возможно возникновение горения или плавки. Здесь важно отметить, что множество сталей, которые используются для производства сверл, теряют свою твердость при нагреве, из-за чего трение будет только увеличиваться, поэтому элемент, к сожалению, будет изнашиваться быстрее.

Для того чтобы бороться с этим недостатком, используют различные охлаждающие вещества. Чаще всего при вертикальном сверлении на станке имеется возможность организовать подачу охлаждающего вещества непосредственно к месту проведения работы. Если же она осуществляется с применением ручных приборов, то через определенный промежуток времени необходимо прерывать процесс и окунать сверло в жидкость.

Суть сверления

Технология сверления отверстий - это процесс образование канавок посредством снятия стружки в сплошном материале при помощи режущего инструмента. Данный элемент совершает вращательные и поступательные или же вращательно-поступательные движения одновременно, чем и образовывает отверстие.

Использование этого вида обработки материала используется для того, чтобы:

• получить неответственные отверстия с низкой степенью точности и классом шероховатости, используемые для крепежных болтов, заклепок и т. д.;
• получить отверстия под нарезание резьбы, развертывание и т. д.

Параметры обработки

Используя процедуру глубокого сверления или рассверливания можно получить отверстия, которые будут характеризоваться 10-й или 11-й степенью квалитета шероховатости поверхности. Если необходимо получить более качественное отверстие, то после завершения процесса обработки необходимо дополнительно зенкеровать и развертывать его.

Для того чтобы увеличить точность работы, в некоторых случаях можно прибегнуть к тщательному регулированию положения станка, правильно заточенному расходному элементу. Также применяется способ, при котором работа осуществляется через специальный прибор, повышающий точность. Данное устройство называется кондуктором. Также имеется разделение сверл на несколько классов. Бывают спиральные с прямыми канавками, перовые, используемые для глубокого или кольцевого сверления, а также центровочные сверла.

Описание конструкции сверла

Чаще всего для работы используется обычное Специальные используются намного реже.

Спиральный элемент представляет собой двузубую режущую деталь, которая включает в себя всего две основных части - это хвостовик и рабочая часть.

Если говорить о рабочей части, то ее можно разделить на цилиндрическую и калибрующую. На первой части сверла располагаются две винтовые канавки друг напротив друга. Основное предназначение этой части - стружки, которая выделяется во время работы. Здесь важно отметить, что канавки обладают правильным профилем, который обеспечивает правильное образование режущих кромок сверла. Кроме того, создается и необходимое пространство, которое нужно для отвода стружки из отверстия.

Технология сверления

Здесь важно знать несколько определенных правил. Очень важно, чтобы форма канавок, а также угол наклона между направлением оси сверла и касательной к ленте были такими, чтобы обеспечить легкий отвод стружки, при этом не ослабив сечения зубьев. Однако же здесь стоит отметить, что эта технология, а особенно числовые значения, будет заметно меняться в зависимости от диаметра сверла. Все дело в том, что увеличение угла наклона приводит к ослаблению действия сверла. Этот недостаток проявляется тем сильнее, чем меньше диаметр элемента. По этой причине приходится подстраивать угол под сверло. Чем меньше сверло - тем меньше угол, и наоборот. Общий угол наклона канавок составляет от 18 до 45 градусов. Если речь идет о сверлении стали, то необходимо использовать сверла с углом наклона от 18 до 30 градусов. Если отверстия делаются в хрупких материалах, например, как латунь или бронза, то угол сокращается до 22-25 градусов.

Принципы проведения работы

Тут важно начать с того, что в зависимости от материала инструмента будет меняться и К примеру:

• Если сверление проводится с использованием элементов из инструментальной стали, то минимальная скорость составляет 25 м/мин, а максимальная - 35 м/мин.
• Если механическая обработка осуществляется сверлами, принадлежащими к категории быстрорежущих, то минимальная скорость - 12 м/мин, а максимальная - 18 м/мин.
• Если используются сверла их твердосплавных материалов, то значения равны 50 м/мин и 70 м/мин.

Здесь важно отметить, что технология сверления предполагает выбор скорости процедуры в зависимости от диаметра самого элемента и малой подачи (с увеличением диаметра растет и скорость).

Характерная особенность проведения работы - это использование стандартного угла при вершине для сверла, который равен 118 градусов. Если необходимо работать с сырьем, которое характеризуется высокой твердостью сплава, то угол нужно увеличить до 135 градусов.

Сохранность сверл

Одной из важных задач при проведении такого типа механической обработки стало то, что нужно сберечь режущие свойства расходника. Сохранность этих параметров напрямую зависит от того, какой способ эксплуатации был выбран и подходил ли он к данному материалу. Например, для того чтобы устранить поломку сверла на проходе, необходимо сильно уменьшать подачу в момент вывода сверла из отверстия.

Особое внимание технологии сверления нужно уделить в тех ситуациях, когда глубина отверстия превышает длину винтовой канавки расходника. В момент ввода сверла стружка все еще будет образовываться, а вот во время выхода ее уже не будет. Из-за этого сверла ломаются очень часто. Если никакого выхода из ситуации нет, то нужно периодически выводить сверло и вручную очищать его от ненужных элементов, то есть стружки.

Коронки для сверления

Для того чтобы проделать отверстие в определенном покрытии, необходимо использовать коронки. Однако и их тоже нужно выбрать правильно, основываясь на определенных параметрах. В настоящее время используется три основных вида материала для создания коронок - это алмаз, победит и карбидо-вольфрам. Особенностью алмазной коронки стало то, что она осуществляет безударное сверление. В таком случае получается более правильная геометрия отверстия.

Основными преимуществами алмазных насадок стало следующее: возможность резки железобетонных материалов, низкий уровень шума и пыли, отсутствие нарушения структуры конструкции, так как технология не использует ударное усилие.

Сверлением называется процесс образования отверстий в сплошном материале с помощью инструмента, называемого сверлом.

Сверление отверстий - широко распространенная операция в слесарном деле. Применяется для соединения деталей болтами, винтами, заклепками или другими крепежными деталями; получения отверстий под последующее нарезание резьбы; удаления излишнего металла более производительными средствами, чем обрубание или опиливание; выполнения ряда ремонтно-сборочных работ (высверливание детали, которую невозможно выпрессовать и др.).

Рассверливанием называется процесс увеличения диаметра отверстия при помощи сверла.

В зависимости от функционального назначения отверстий они могут обрабатываться с различной степенью точности и иметь переменное сечение.

В процессе сверления под влиянием силы резания режущие поверхности сверла сжимают прилегающие к ним частицы металла, и когда давление, создаваемое сверлом, превышает силы сцепления частиц металла, происходит образование элементов стружки и отделение ее.

При сверлении вязких металлов (сталь, медь, алюминий и др.) отдельные элементы стружки, плотно сцепляясь между собой, образуют непрерывную стружку, завивающуюся в спираль. Такая стружка называется сливной. Если обрабатываемый металл хрупок, например чугун или бронза, то отдельные элементы стружки надламываются и отделяются друг от друга. Такая стружка, состоящая из отдельных разобщенных междусобой элементов (чешуек) неправильной формы, носит название стружки надлома.

В процессе сверления различают следующие элементы резания: скорость резания, глубина резания, подача, толщина и ширина стружки.Главное рабочее движение сверла (вращательное) характеризуется скоростью резания.

Подачей при сверлении называется перемещение сверла вдоль оси за один его оборот. Она обозначается через S и измеряется в мм/об. Сверло имеет две главные режущие кромки.

Правильный выбор подачи имеет большое значение для увеличения стойкости инструмента. Величина подачи при сверлении и рассверливании зависит от заданной частоты и точности обработки, твердости обрабатываемого материала, прочности сверла и жесткости системы станок - инструмент - деталь.

Толщина среза (стружки) а измеряется в направлении, перпендикулярном режущей кромке сверла. Ширина среза измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине.

Таким образом, площадь поперечного сечения стружки становится больше с увеличением диаметра сверла, а для данного сверла - с увеличением подачи.

Обрабатываемый материал оказывает сопротивление резанию и удалению стружки. Для осуществления процесса резания к инструменту должны быть приложены сила подачи Ро, превосходящая силы сопротивления материала осевому перемещению сверла, и крутящий момент Мкр, необходимый для преодоления момента сопротивления М и для обеспечения главного вращательного движения шпинделя и сверла.

Сила подачи Р0 при сверлении и крутящий момент зависят от диаметра сверла D, величины подачи и свойств обрабатываемого материала.

Стойкостью сверла называется время его непрерывной (машинной) работы до затупления, измеряется в минутах.

В процессе резания при сверлении выделяется большое количество тепла. Основная часть тепла уносится стружкой, а остальная распределяется между деталью и инструментом. Для предохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве сверла в процессе резания применяют смазывающе-охлаждающую жидкость, которая отводит тепло от стружки, детали и инструмента.

Выбор режимов резания при сверлении заключается в определении такой подачи и скорости резания, при которых процесс сверления детали оказывается наиболее производительным и экономичным.

Теоретический расчет элементов режима резания производится по нормативам, действующим на заводе, или по справочникам в следующем порядке: выбирают подачу, затем подсчитывают скорость резания и по найденной скорости резания устанавливают число оборотов сверла. Затем выбранные элементы режима резания проверяют по прочности слабого звена механизма главного движения и мощности электродвигателя станка.

Обычно в производственных условиях при выборе элементов режима резания, сверления, зенкерования, развертывания и т. д. пользуются готовыми данными технологических карт.

Если приходится сверлить глухое отверстие на определенную глубину, следует после установки и выверки обрабатываемой детали подвести сверло к поверхности детали так, чтобы оно соприкасалось с ней, и в этом положении установить на нуль имеющуюся на станке линейку (рис. а). Следя в процессе сверления за линейкой, можно определить в любой момент, насколько углубилось сверло в металл.

Другим способом наладки при сверлении на заданную глубину является установка и закрепление на сверле втулки-упора 1 (рис. б). Когда втулка дойдет до поверхности детали 2, это значит, что сверло просверлило отверстие на требуемую глубину.

При сверлении глубоких отверстий необходимо время от времени выводить сверло из отверстия, чтобы удалить из него стружку. Этим облегчается сверление и улучшается чистота обработки поверхности отверстия.

а - сверление глухого отверстия по линейке, б - сверление по втулке-упору: 1 - втулка-упор, 2 - деталь

Если требуется обработать неполное отверстие, расположенное сбоку детали, две детали 4 и 5 (рис. б) устанавливают вместе или устанавливают деталь 1 с прокладкой 3 (рис. а) и сверлят отверстия сверлом 2.

При сверлении глухого отверстия сбоку цилиндрической поверхности детали (рис. в) сначала перпендикулярно оси сверления обрабатывают площадку, после чего сверлят отверстие. Если этого не сделать, сверло может сломаться. При сверлении точных отверстий больших диаметров необходимо предварительно просверлить отверстия сверлом малого диаметра.

Рис. Установка деталей при сверлении:

а - одной детали, б - двух деталей вместе, в - цилиндрических деталей

В каждом конкретном случае для обработки применяются различные инструменты. Изготовление отверстий производится на сверлильных станках. Закреплённому в патроне станка инструменту сообщается вращательное и поступательное движение. Для формирования отверстия необходимой формы применяются следующие инструменты: сверло, зенкер, развёртка, мечик.

Типы свёрл

Свёрла по своим конструктивным особенностям и назначению подразделяются на спиральные, центровые и специальные.

Спиральные свёрла наиболее широко используются для обработки отверстий в сплошном материале и для рассверливания отверстий. Спиральное сверло - двузубый (двулезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика.

Хвостовики у спиральных сверл могут быть коническими и цилиндрическими. Конические хвостовики имеют сверла диаметром от 6 до 80 мм. Эти хвостовики образуются конусом Морзе. Он предназначен для быстрой смены инструмента с высокой точностью центрирования и надёжностью крепления. Сверла с цилиндрическими хвостовиками изготовляют диаметром до 20 мм. Хвостовик является продолжением рабочей части сверла.

Конус Морзе

Спиральное сверло Спиральное сверло

с коническим хвостовиком с цилиндрическим хвостовиком

Свёрла с коническим хвостовиком крепятся непосредственно в шпинделе сверлильного станка или переходной конической втулке (рис. а,б). Свёрла с цилиндрическим хвостовиком крепятся в кулачковом или цанговом патронах (рис. в,г).

Свёрла с цилиндрическим хвостовикомимеют две винтовые канавки, расположенные одна против другой. Их назначение - отводить стружку из просверливаемого отверстия во время работы сверла. Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий правильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для выхода стружки.

Форма канавки и угол наклона ω между направлением оси сверла и касательной к ленточке должны быть такими, чтобы, не ослабляя сечения зуба, обеспечивалось достаточное стружечное пространство и легкий отвод стружки. Однако сверла (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляются. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньше, для сверл больших диаметров - больше. Угол наклона винтовой канавки сверла составляет 18 - 45°. Для сверления стали пользуются сверлами с углом наклона канавки 18 - 30°, для сверления хрупких металлов (латунь, бронза) - 22 - 25°, для сверления легких и вязких металлов - 40 - 45°, при обработке алюминия, дюралюминия и электрона - 45°.

В зависимости от направления винтовых канавок спиральные сверла подразделяют на правые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом слева направо, движение сверла во время работы происходит против хода часовой стрелки) и левые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом справа налево, движение происходит по ходу часовой стрелки). Левые сверла применяют редко. Левые и правые сверла отличаются не только канавкой, а и направлением вращения при работе.

Расположенные вдоль винтовых канавок сверла две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла называют ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла диаметром 0,25 - 0,5 мм выполняются без ленточек.

Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце у хвостовика. Разность этих диаметров составляет 0,03 - 0,12 мм на каждые 100 мм сверла. У сверл, оснащенных пластинками из твердых сплавов, обратная конусность применяется от 0,03 - 0,15 мм на длине пластинки.

Зуб - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки.

Зуб сверла имеет спинку, представляющую собой углубленную часть наружной поверхности зуба, и заднюю поверхность, представляющую собой торцовую поверхность зуба на режущей части.

Поверхность канавки, воспринимающая давление стружки, называется передней поверхностью.Геометрические параметры режущей части спирального сверла поверхностью. Линия пересечения передней и задней поверхностей образует режущую кромку. Линия, образованная пересечением задних поверхностей, представляет поперечную кромку. Ее величина зависит от диаметра сверла (в среднем 0,13 диаметра сверла).

Режущие кромки соединяются между собой на сердцевине (сердцевина - тело рабочей части между канавками) короткой поперечной кромкой. Для большей прочности сверла сердцевина постепенно утолщается от поперечной кромки и к концу канавок (к хвостовику).

Центровые свёрла применяются для сверления центровых отверстий в деталях типа тел вращения. Отверстия используются для крепления и центровки заготовки с помощью конусов (центров) закреплённых в шпиндельной головке токарного станка и задней бабке.

Специальные свёрла применяют для сверления глубоких отверстий. Сверла имеют центральный канал (3) (отверстие) через который подаётся охлаждающая жидкость и вымывается стружка из зоны резания. На Рис. (г) приведена конструкция однолезвийного сверла с напаянной режущей пластиной 1 и двумя направляющими пластинами 2. Сквозные отверстия большого диаметра обрабатывают кольцевыми свёрлами (рис. д), на торцах которых закреплены режущие пластины 4, ширина которых больше толщины стенок.

Зенкеры предназначены для обработки отверстий в литых и штампованных заготовках, а также для рассверливания предварительно обработанных отверстий. По конструктивным признакам зенкеры бывают цилиндрические (рис. а), конические (рис. б) и торцевые (рис. в). В отличие от сверла они имеют три или четыре режущих лезвия. Как и сверло, зенкер имеет рабочую зону 6 состоящую из режущей (заборной) части 1 и направляющей части 5. Хвостовик 4 имеет плоскую лапку 3 и связан с рабочей частью шейкой 2. По способу крепления зенкеры подразделяются на цельные, с коническим или цилиндрическим хвостовиком (рис. а,б) и насадные (рис. в).

Развёртки предназначены для окончательной обработки отверстий и обеспечивают точность и повышенную чистоту поверхности. В зависимости от формы обрабатываемого отверстия развёртки бывают цилиндрические Рис.6.19 (г) и конические Рис.6.19 (д), по способу крепления с коническим хвостовиком и насадные Рис.6.19 (е). В отличие от зенковок развёртки имеют от 6 до 12 главных режущих лезвий расположенных на режущей, конической, части 7, калибрующая часть 8 служит для центровки развёртки в отверстии и обеспечивает необходимую точность и чистоту поверхности.

Метчики предназначены для нарезания внутреннихрезьб и изготавливают из быстрорежущей стали Р18 Рис.6.19 (ж). Метчиками нарезают как цилиндрическую, так и коническую резьбу. На внешней поверхности метчика изготовлена резьба с прорезанными продольными пазами для вывода стружки. Рабочая поверхность метчика имеет режущую часть 9 и калибрующую 10. Процесс формирования резьбы осуществляется в основном режущей частью метчика, калибрующая часть производит окончательную доводку резьбы до требуемой чистоты и точности профиля. По своему назначению метчики делятся на гаечные, машинные и ручные.

Зенкеры, развертки, метчики