Точное сверление отверстий в металле

Обновлено: 04.10.2024

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:

Кромки врезаются в дно отверстия и снимают с него тонкую стружку.
Спиральная нарезка выталкивает стружку из отверстия.
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

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.

Все способы сверления металла

Металл бывает разный. Например, медь намного пластичнее стали, а чугун хоть и прочен, но отличается хрупкостью. Поэтому сверление металла в каждом случае требует индивидуального подхода. Рассмотрим, как правильно проделать отверстия в стальных деталях, в том числе и большого диаметра. А также, как дрелью расширить уже сделанный проход.

Необходимые для работы инструменты

В промышленных масштабах для сверления металлических деталей применяют специальные станки. В быту используют дрель, как ручную, так и электрическую. Причем первая безвозвратно уходит в прошлое, поскольку подобный инструмент уже и неудобен, и непродуктивен.

Многие домашние мастерские оборудуются компактными станками для сверления. Отличаются они от промышленных образцов не только размерами, но и производительностью. А самым практичным вариантом для дома выступает специальное приспособление, в котором закрепляется электрическая дрель.

Раньше такую стойку можно было увидеть только у народных умельцев. Теперь она продается в любом строительном магазине. Удобство приспособления в том, что оно имеет тиски. Деталь закрепляется неподвижно, а режущий инструмент, зажатый в патроне дрели, подается к ней строго вертикально.

Делают отверстия в металле с помощью специальных буров. И чаще всего их называют сверлами. Они имеют режущую часть, хвостовик и рабочую поверхность, которая отводит стружку из отверстия. Режущий инструмент отличается друг от друга прежде всего диаметром, длиной и формой.

Виды сверл для металла:

Спиральные, как правило, имеют цилиндрическую форму. Их диаметр может доходить до 80 мм, а режущая кромка затачивается под углом 118 градусов.
Конические выполняют в виде конуса со ступенчатой поверхностью. Кроме высверливания отверстий, они хороши в исправлении уже проделанных проходов с дефектами.
Коронки часто называют кольцевыми фрезами. Полое зубчатое сверло способно сделать аккуратное отверстие в самом тонком металле. Полость в коронке также помогает при глубоких сверлениях, пропуская через себя стружку.
Перовые имеют сменные рабочие пластины. С помощью них можно получить идеальное отверстие, проникнув на большую глубину. Причем в металлах любой прочности.

Хорошие сверла делают либо из кобальта, либо высокопрочных сплавов. Обычно для основы подбирают инструментальную сталь, а режущую кромку или легируют кобальтом, или закрепляют на ней пластины из карбидного сплава. Кобальтовые сверла не боятся высоких температур и могут сверлить металл с самой большой вязкостью. Твердосплавный инструмент способен самозатачиваться при работе.

Режим сверления

Чтобы правильно сверлить металл, необходимо подобрать нужную скорость вращения сверла. Также важную роль играет усилие, прилагаемое к буру. Оно направляется по его оси и обеспечивает заглубление режущего инструмента при каждом его обороте. Правильно подобранный режим легко определяется по стружке. Если усилия и скорость не превышены, то она длинная и красивая.

Существуют простые правила грамотного подбора режима сверления. Чем тверже металл, который нужно обработать, тем меньшее число оборотов должно быть у дрели. Этот принцип также работает при подборе диаметра сверла. Чем толще бур, тем меньше скорость резания.

Зависимость скорости вращения бура от его диаметра:

5 мм – от 1200 до 1500 об/мин;
10 мм – 700 об/мин;
15 мм – не больше 400 об/мин.

Также нужно следить за прилагаемыми усилиями к сверлу. Чем глубже погружение в металл, тем меньше необходимо нажимать на инструмент. В идеале давление на сверло должно плавно уменьшаться в процессе сверления.

Как проделать нужное отверстие

Чтобы просверлить отверстие в металле, прежде всего необходимо надежно закрепить заготовку. Если деталь обладает хорошей массой, бывает достаточно просто расположить ее на ровной поверхности. Собственный вес не позволит ей «елозить» из стороны в сторону.

Детали небольших габаритов и маленькой массы необходимо зажимать в тиски. Если предварительно накернить будущий центр отверстия по нанесенной разметке, то эта выемка позволит уверенно стартовать при работе. Установленное в нее сверло уже не сместиться в сторону.

Сквозное отверстие

Из уст некоторых мастеров можно услышать слово «проход». Потому что сверло в своем движении полностью пронизывает заготовку. По сути, это самая легкая операция. Но особое внимание нужно уделить завершающему этапу.

На выходе из заготовки сверло способно не только повредить поверхность верстака, но и само сломаться от удара. Чтобы избежать подобного, нужно проделать следующее. Либо расположить деталь над сквозным отверстием в верстаке, либо подложить под нее деревянную прокладку.

Также резкий выход из детали создает на ее обратной стороне гарт (заусенец). Чтобы этого не произошло, необходимо снизить обороты дрели на завершающем этапе до самых минимальных. Подобный прием поможет, если нужно сделать сквозное отверстие в металле, когда деталь невозможно демонтировать и зажать в тиски. То есть, сверление происходит на месте ее пребывания.

Глухое отверстие

Чтобы сверло не прошло насквозь через деталь, а остановилось на нужной глубине, используют два способа. На буре закрепляют специальный упор, располагая его на заданном расстоянии от режущей кромки. Приспособление обычно имеет вид втулки.

Либо дрель в районе патрона имеет подвижный штырь. Его зажимают винтом так, чтобы его конец создавал упор в обрабатываемую деталь. Не позволяя сверлу проникнуть в глубь больше, чем на отмеренное расстояние.

Если для сверления глухого отверстия в металле используется станок, то обычно он имеет линейку. Зная нужную глубину, оператор в нужный момент останавливает механизм. Существуют станки, у которых подобная операция полностью автоматизирована. А самым серьезным неудобством при подобной работе является то, что периодически необходимо удалять стружку из отверстия.

Сложные отверстия

Чтобы выполнить половинчатое отверстие, расположенное на краю заготовки, потребуется прокладка. Причем она должна быть из такого же материала, что и обрабатываемая деталь. Заготовку и прокладку соединяют гранями и зажимают в тисках. Расположив центр сверла в нужном месте точно между ними, проделывают сквозное отверстие.

Для того, чтобы просверлить в цилиндрической детали отверстие по касательной, нужно сначала выполнить фрезеровку площадки. А уже затем проводить сверление. Такую подготовку нужно выполнять во всех случаях, когда нужно сделать отверстие под углом.

Чтобы получить проход с уступами, легче всего сначала просверлить деталь насквозь самым маленьким сверлом. Затем на заданную глубину отверстие расширяют бурами других диаметров. От меньшего к большему. В полую деталь перед сверлением забивают деревянную пробку.

Отверстие большого диаметра

Рассмотрим, как просверлить большое отверстие в металле. Для начала нужно подобрать правильное сверло. Для прохода диаметром максимум до 40 мм хорошо подойдет конусный бур со ступенчатой поверхностью. Для отверстия диаметром до 100 мм потребуется либо полая биметаллическая коронка, либо кольцевая фреза с твердосплавными зубьями и центровочным сверлом.

Для такой операции понадобится мощный инструмент, способный работать на самых низких оборотах. А чем толще обрабатываемый металл, тем сложнее его будет просверлить дрелью. Эксперты рекомендуют при толщине заготовки превышающей 12 мм сразу искать возможность выполнить работу на станке.

Видео описание

Видео покажет, как просверлить отверстие большого диаметра в металле:

Глубокое отверстие

Теоретически таким считается отверстие, длина которого превышает его диаметр в 5 раз. Но на практике глубоким называют проход, из которого периодически требуется удалять стружку. А для сохранения целостности сверла приходится охлаждать и смазывать поверхность.

В качестве смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) используются:

индустриальные масла;
синтетические эмульсии;
технический вазелин;
хозяйственное мыло;
касторовое масло пополам с керосином;
скипидар, разведенный спиртом.

Выполняя работу спиральным сверлом, необходимо периодически подавать в его каналы СОЖ. Придется часто вытаскивать сверло из отверстия для его очистки от стружки. Причем лучше не останавливать вращение, иначе бур может заклинить.

Операция проводится поэтапно. Сначала применяется спиральное сверло небольшого диаметра. Затем проводятся заглубления бурами большей толщины.

Безопасность и советы

Прежде, чем просверлить отверстие в металле, необходимо обеспечить меры безопасности. В первую очередь нужно обратить внимание на рабочую одежду. Она не должна содержать элементов, которые могут попасть под вращающиеся части инструмента.

При работе стружка способна разлетаться в разные стороны. Необходимо обезопасить от нее глаза, надев защитные очки. Перед самим сверлением проверяют, насколько надежно деталь закреплена в тисках или как плотно она прилегает к поверхности верстака.

Сверло, приближаясь к поверхности металла, уже должно вращаться. Это позволяет избежать преждевременного затупления. Также нельзя останавливать дрель при удалении бура из отверстия. Нужно просто сбросить обороты. Иначе инструмент либо заклинит, либо он сломается.

Когда режущая кромка с большим трудом углубляется в металл несмотря на прилагаемые усилия, это говорит о том, что твердость обрабатываемой поверхности значительно больше, чем у инструмента. Необходимо взять сверло с наконечником из карбидного сплава. А дрель выставить на самые малые обороты.

Наглядно о том, как правильно сверлить металл дрелью, показано в этом видео:

Коротко о главном

При сверлении металла необходимо уметь грамотно подобрать рабочий инструмент. Потребуется мощная дрель, способная выполнять операции на низких оборотах. Также нужно запастись либо кобальтовыми сверлами, либо бурами с насадками из карбидных сплавов.

Для выполнения отверстий большого диаметра нужно иметь конусный ступенчатый бур или коронку с твердосплавными зубьями. А если обрабатываемый металл очень толстый, то лучше дрель заменить стационарным станком.

Сверление отверстий в металле и дереве

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

Технология сверления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Режимы сверления

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

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

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

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

Типы отверстий и методы их сверления

В теории металлообработки все отверстия делятся по следующим признакам:

назначению;
геометрическим размерам и глубине;
степени обработки.

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

По второму признаку рассматривают следующие виды:

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

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

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

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

Оборудование и приспособления для сверления

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

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

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

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

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

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

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

универсальные;
специализированные;
специальные.

Они классифицируются по следующим признакам:

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

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

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

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

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

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

Советы мастеров

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

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

На первом этапе необходимо:

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

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

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

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

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

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

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

Сверление на токарных станках

Токарный станок – это универсальная машина для разнообразных видов работ с вращающимися заготовками. Поэтому с его помощью можно также выполнять различную обработку отверстий: сверление, рассверливание, развёртывание зенкерование, зенкование и др. Для упрощения работ на токарных станках, применяют специальное оборудование – ЧПУ (числовое программное управление). Установка ЧПУ-оборудования возможна на различные типы токарных станков. Для этой цели подходят и токарно-винторезные, и карусельные, и револьверные и другие виды. Также с помощью ЧПУ-оборудования можно производить сверление отверстий.

Процесс сверления на токарном станке

Зенкерование – это увеличение диаметра отверстия с помощью зенкера, а зенкование – это обработка её кромки с помощью зенковки.

Виды сверления на токарных станках

Условно, существует три вида процесса сверления отверстий на токарном станке по степени вмешательства человека:

Ручное. Этот способ предусматривает подачу режущего инструмента в зону резания с помощью маховика задней бабки, приводимого в движение мускульной силой человека.
Механическое. При этом способе обработки отверстий подача сверла осуществляется с помощью механической подачи, поступающей от каретки суппорта к задней бабке через специальное устройство. Не все токарные станки имеют такие устройства и, соответственно, возможность осуществлять механическое сверление.
С помощью ЧПУ. Полная автоматизация обработки изделий возможна на станках с ЧПУ. На токарном станке с ЧПУ можно совершать обработку отверстий различными способами и инструментами без вмешательства человека.

Процесс сверления и рассверливания отверстий на токарных станках

Для образования новых отверстий в заготовке или изменения размеров старых, на токарном станке необходимо выполнить следующие виды операций:

Выставить заднюю бабку, чтобы ось пиноли совпадала с осью шпинделя.
Закрепить заготовку в патроне передней бабки таким образом, чтобы она выступала за уровень кулачков как можно меньше.
Установить в пиноле задней бабки режущий инструмент. Если предстоит его частая смена, то лучше пользоваться быстросменным патроном и набором специальных втулок. Это поможет значительно сократить время на смену инструмента. При использовании быстросменного патрона, все свёрла, зенкеры, развёртки и т.д. должны иметь хвостовики с одинаковым номером конуса Морзе. Пиноль в начале сверления должна быть выдвинута из задней бабки на как можно меньшее расстояние.
Первая рабочая операция – это подготовка торца заготовки. Он должен быть ровным. Это осуществляется подрезанием торца резцом.
Сделать небольшое углубление в торце детали. Эта операция поможет выполнить сверление точно в точке вращения заготовки. Выполняется данное углубление упорным резцом или коротким сверлом.
Произвести сверление с помощью маховика задней бабки. Инструмент подавать плавно. Периодически выдвигать его из зоны резания, чтобы освободить от стружки. Охлаждение зоны резания осуществлять специальной эмульсией.
При сквозной обработке нужно уменьшить скорость подачи на выходе из заготовки, чтобы не повредить его, когда резко возрастёт нагрузка на режущие кромки.
Чтобы увеличить диаметр отверстий, нужно: установить сверло большего диаметра и совершить рассверливание; применить зенкер – провести зенкерование; воспользоваться расточным резцом — сделать растачивание.
Для уменьшения шероховатости – применяют развёртку (процесс — развёртывание).
Для работы с кромками – используют зенковку (процесс – зенкование).

При обработке чугуна образуется мелкая стружка, которая при жидкостном охлаждении забивает каналы для её отвода. Поэтому примененять эмульсию в таких случаях нельзя.

Видео сверления шестигранного отверстия на токарно-винторезном станке

Все выше перечисленные процессы можно совершать не только трудоёмким ручным способом, но и воспользовавшись возможностью подключения механической подачи к задней бабке или использования ЧПУ. Если процессы резания будут производиться с помощью токарных станков с ЧПУ, то весь инструмент крепится в самом начале подготовительного процесса в специальных устройствах, которые меняются автоматически в определённой последовательности.

Обработка глубоких отверстий

В случае выполнения глубоких отверстий, необходимо выполнить все подготовительные операции в той же последовательности, как и обычных:

Установка соосности задней бабки и шпинделя.
Закрепление заготовки.
Подготовка и установка режущего инструмента.
Торцевание заготовки.
Выполнение углубления в торце заготовки.

При этом нужно придерживаться нескольких рекомендаций:

Глубокое сверление нужно начинать коротким инструментом на глубину равную диаметру сверла, а затем менять на основное. Это поможет избежать отклонения основного сверла от нужного направления.
В начале резания для увеличения жёсткости длинного сверла, его подпирают сбоку обратной стороной резца закреплённого в резцедержателе.

Глубокое сверление вызывает значительные тепловые и механические нагрузки на режущий инструмент из-за большей площади трущихся поверхностей. Поэтому необходимо больше внимания уделять охлаждению и своевременному удалению стружки из зоны резания.

Особенности станков с ЧПУ

При работе на токарных станках можно применять ЧПУ (числовое программное управление). Это даёт преимущества только при производстве больших партий изделий. Так как отладка и настройка таких машин занимает много времени, требует создание специальных программ и наличие квалифицированного оператора-наладчика.

Как просверлить каленую сталь в домашних условиях

Для улучшения основных характеристик металла зачастую проводится его закалка. Подобная технология предусматривает повышение твердости изделия за счет сильного нагрева металла и его быстрого охлаждения. В некоторых случаях после проведения термической обработки приходится выполнять сверление. За счет повышения подобной характеристики провести сверление каленного металла становится сложнее. Рассмотрим все особенности сверления каленой стали подробнее.

Как просверлить каленую сталь

Сверлим отверстие в каленой стали

Распространение вопроса, как просверлить каленую сталь можно связать с тем, что при применении обычной технологии инструмент быстро затупляется и приходит в непригодность. Именно поэтому нужно уделить внимание особенностям сверления каленого сплава. Среди особенностей технологии отметим следующие моменты:

Нужно правильно подготовить каленую заготовку.
В некоторых случаях требуется специальный инструмент.
Применяется охлаждающая жидкость.

При необходимости можно изготовить сверло для закаленной стали своими руками, для чего требуется определенное оборудование и навыки. Однако, в большинстве случаев применяется покупной варианты исполнения, так как оно лучше справится с задачей при резании каленой стали.

Процесс сверления каленой стали

Нюансы при сверлении

У рассматриваемой технологии есть довольно большое количество особенностей, которые нужно учитывать. Сверление каленного металла проводится с учетом нижеприведенных моментов:

Перед проведением работы следует уделить внимание твердости поверхности. По этому параметру проводится выбор наиболее подходящего сверла. Определить твердость можно при применении самых различных технологий.
Во время сверления выделяется большое количество тепла. Именно поэтому происходит быстрый износ режущей кромки. В связи с этим во многих случаях в зону резания подается жидкость для охлаждения.
При резании труднообрабатываемого материала время от времени приходится проводить заточку режущей кромки. Для этого применяется обычный заточной станок или специальный инструмент. В качестве абразива подходит исключительно круг с алмазным напылением.

Инструмент для сверления стали

Существуют самые различные методы резания каленной стали. Некоторые из них существенно упрощают проводимую обработку. Только при учете всех нюансов можно повысить качество полученного отверстия.

Полезные приемы при сверлении

Для работы с каленой сталью могут применяться самые различные технологии. Наиболее распространенные технологии характеризуются следующими особенностями:

Обработка поверхности кислотой. Эта технология характеризуется длительным применением, так как для снижения твердости поверхности требуется довольно большое количество времени. Для травления может применяться серная, хлорная или другая кислота. Процедура предусматривает создание бортика, который будет сдерживать применяемое вещество в зоне резания. После длительного воздействия металл становится более мягким, можно будет провести сверление при использовании обычного варианта исполнения.
Можно использовать сварочный аппарат для достижения поставленной цели. При воздействии высокой температуры металл становится более мягким, что значительно упрощает процедур.
Чаще всего применяется специальное сверло. В продаже встречаются варианты исполнения, которые можно применять для обработки каленой стали. При их изготовлении используется металл с повышенной устойчивостью к износу и воздействию высокой температуры. Однако, сложность изготовления и некоторые другие моменты определяют то, что стоимость специального инструмента довольно высока.

Кроме этого, для достижения поставленной цели часто приобретается пробойник. С его помощью можно сделать небольшой отверстие, что упростит дальнейшее сверление.

Использование смазочных материалов

При сверлении каленой стали возникает серьезное трение. Именно поэтому рекомендуется приобретать и использовать различные смазочные материалы. Среди особенностей подобного метода обработки отметим следующие моменты:

Для начала проводится обработка зоны сверления. На поверхность, где будет находиться отверстие, наносится небольшое количество смазывающего вещества.
Масло добавляется на режущую кромку. Для обработки каленой стали требуется небольшое количество вещества, но его время от времени нужно добавлять, так как при вращении инструмента оно разлетается.
Во время работы рекомендуется делать перерывы для остывания режущей поверхности и обрабатываемой поверхности.

Смазывание стали специальным маслом

Специальное масло позволяет не только упростить сверление, но и увеличить срок службы применяемого инструмента.

Это связано с тем, что масло может снижать температуру режущей кромки.

Выбор сверла

Довольно большое распространение получили спиральные сверла, которые представлены вертикальным стержнем с двумя канавками. За счет определенного расположения канавок образуется режущая кромка. Среди особенностей выбора отметим следующие моменты:

Довольно большое распространение получило победитовое сверло. Оно может применяться для работы с различными калеными сплавами. Однако, поверхность со слишком высокой твердостью подобным инструментом не обработать.
Выбор проводится и по показателю диаметра. Стоит учитывать, что получить отверстие большого диаметра довольно сложно. Вариант исполнения большего диаметра обходится намного дороже по причине применения большого количества материала при его изготовлении.
Уделяется внимание и углу заточки, предназначению изделия и типу применяемого материала при изготовлении. К примеру, кобальтовые варианты исполнения характеризуются более высокой устойчивостью к воздействию высокой температуры.
Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей. Это связано с тем, что китайские варианты исполнения изготавливаются при использовании низкокачественных материалов. Однако, подобное предложение обходится намного дешевле и может использоваться для недлительной или одноразовой работы.
При выборе сверла можно ориентироваться по нанесенной маркировке. По ней можно определить то, какие именно материалы применялись при изготовлении. Также указывается и диаметр отверстия, которое можно получить при использовании инструмента.

Сверло по каленой стали

В специализированном магазине можно встретить практически все необходимое для проведения работы. Однако, достаточно высокая стоимость изделия и некоторые другие моменты определяют то, что некоторые решают изготовить сверло самостоятельно из подручных материалов. Подобную работу можно провести при наличии требующихся инструментов.

Изготовление самодельного сверла

При необходимости можно провести изготовление сверла из каленой стали. Среди основных рекомендаций по проведению подобной работы отметим:

Подбираются стержни, которые изготавливаются из сплавов вольфрама и кобальта. В народе подобный металл называют победитом. В сравнении с обычным сверлом подобный вариант исполнения характеризуется повышенной устойчивостью к износу.
Для обработки заготовки нужно закрепить ее в небольших тисках. В противном случае провести работу будет довольно сложны.
Для затачивания подобной поверхности требуется алмазный камень. Обычный не выдержит длительную работу.
Торцевая поверхность затачивается таким образом, чтобы получилась поверхность, напоминающая плоскую отвертку. После этого режущие кромки затачиваются для получения острого наконечника.

Для того чтобы снизить степень обрабатываемости поверхности проводится добавление масла. За счет этого обеспечивается длительная обработка по причине уменьшения силы трения и снижения температуры.

Самодельные сверла по каленке

В заключение отметим, что обработка каленой стали должна проводиться исключительно при применении специальных инструментов. Для работы требуется сверлильный аппарат, так как ручной не позволит получить требуемое отверстие.

Читайте также: