Точность при сверлении отверстий в металле

Обновлено: 28.04.2024

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.

Сверла по металлу

Домашние мастера нередко сталкиваются с необходимостью просверливания отверстий в металлических изделиях, и большинство из них так или иначе знакомы с этой операцией. Процесс оформления отверстий с первого взгляда несложен, но для получения качественного результата мастеру следует придерживаться некоторых правил. В предлагаемой статье будет приведена информация о том, какими бывают сверла по металлу, как правильно подобрать сверлильный инструмент перед вступлением в работу, о видах буравов, и другие полезные факты, которые помогут понять мастеру все о сверлах.

Сверла по металлу для разнообразных поверхностей

Конструктивные особенности

В зависимости от конструктивных особенностей и своей функциональной принадлежности, весь сверлильный инструмент подразделяется на несколько характерных видов. Так, по своему назначению, выделяют нижеперечисленные виды сверл:

для сверловки органического стекла;
бетонных изделий;
керамических деталей;
древесины;
пластиковых компонентов;
буравчики для сверления по металлу.

Конструкция сверла – это главный отличительный признак соответствующего вида буравов от других его «собратьев». Различаться могут следующие основные части сверла:

режущая часть буравчика;
хвостовик;
рабочая поверхность, выполняющая также и функцию вывода стружки из просверленного прохода.

Классификация сверл по типу конструкции

При работе с металлическими деталями, можно выделить 2 основные группы сверлильных приспособлений:

Плоские (или перовые) буравы — такой инструмент имеет сменные пластины к перовому сверлу, нетребователен к точности угла приложения силы во время выполнения сверлильных работ, конструктивно прост и имеет низкую стоимость, но при этом легко теряет диаметр рабочей поверхности при заточке и конструктивно не имеет желобка для вывода стружки.
Спиральные сверла – цилиндрические буравы, которые имеют на поверхности своего тела одну или две канавки для отвода стружки.

При работе с металлом важно подобрать соответствующее материалу сверлильное приспособление. Для того, чтобы работа была выполнена качественно, мастеру необходимо уметь отличать сверла по металлу от похожих на них сверл по дереву. Конфигурация буравов для обоих материалов имеет схожие элементы, в обоих случаях инструменты могут иметь диаметр до 80 мм и длину до 600 мм, технология проведения сверлильных работ идентична и, более того, буравчики имеют одинаковую маркировку. Но при всей схожести, инструменты по дереву не всегда подойдут для сверления по металлу, и наоборот.

Первым отличительным признаком является твердость буравчика: для сверления отверстий в металле выбирается инструмент с более высокой твердостью. Нужно понимать, что твердость буравов по металлу не является постоянным параметром и, в свою очередь, также зависит от прочностных характеристик того материала, по которому будут проводиться сверлильные работы.

Второе отличие – это тип заточки режущих элементов. У приспособления для сверловки по дереву на наконечнике имеется острый носик в виде штыря или уголка, который предупреждает соскальзывание буравчика относительно его заданного положения. Подобная фиксация при работе с металлом не требуется. Угол между режущими кромками также отличается и напрямую зависит от того материала, для которого предназначен бурав.

При проведении сверлильных работ по деревянным деталям и решением мастера использовать инструмент, рассчитанный на выполнение работ по металлу, нужно понимать, что отличительные характеристики, перечисленные выше, могут сыграть ключевую роль в получении качественного отверстия с ровными краями и без подпалин.

Немаловажную роль при получении качественного отверстия играет тот фактор, правильно ли была выдержана технология изготовления бурава. Если в процессе производства сверлильного инструменнта по металлу было что-то нарушено, то ни правильная форма буравчика, ни его соответствующий цвет не смогут обеспечить качественный результат работ и срок службы сверлильного изделия значительно сократится. Информацию о зависимости цвета бурава от того, из чего делают сверла по металлу, можно будет найти в главах ниже.

Виды сверл по металлу

Понимание видов буравов поможет мастеру определиться и сделать выбор в пользу наилучшей модели сверлильного изделия.

Коническое сверло Кольцевые фрезы Спиральное сверло

Различают следующие виды сверл по металлу:

Длинные сверла по металлу Перовое сверло по металлу Сверло по металлу для центровки

Классы точности и размеры сверл

В зависимости от квалитета точности отверстия, различают 3 класса точности буравов:

Сверла повышенной точности А1 – сверловка отверстий 10-13 квалитетов точности. Этот класс точности сверла, нанесенный на плоскости буравчика, сориентирует мастера при выборе инструмента повышенной прочности.
Нормальной точности В1 – для отверстий до 14 степени точности.
Нормальной точности В – для сверловки отверстий до 15 квалитета точности.

Размеры сверл по металлу, представленные на современном рынке предложений, имеют очень большой разбег, но, опираясь на основные ГОСТы, можно выделить 3 основные категории, представленные в таблице:

Типы сверл в зависимости от материала

Для определения лучших буравчиков для металла, необходимо выяснить, из какого материала был изготовлен выбираемый буравчик и познакомиться с тем, какие бывают разновидности сверл в зависимости от этого.

Для сверловки высокопрочных сплавов подойдут твердосплавные изделия, имеющие на своей режущей кромке поверхность повышенной твердости. Обычно тело подобных буравчиков изготовлено из простой инструментальной стали, за счет чего обеспечивается невысокая цена готового сверлильного изделия. Пластины, изготовленные из карбидного сплава, подвергаются самозаточке в процессе их использования, вследствие чего такие буравчики справляются с особо прочными материалами, в т.ч. имеющих большую толщину.

Кобальтовые сверла отлично реагируют на высокие механические нагрузки и не подвержены изменением своих свойств под действием высокой температуры. В своей основе такие буравы имеют быстрорежущую сталь, легированную кобальтом, в результате чего они отлично справляются со сверловкой отверстий в высокопрочных материалах и металлических изделиях с высокой вязкостью. Ценовая характеристика также выступает в пользу этой категории буравчиков по металлу.

Сверла по металлу из кобальта

Титановые сверла имеют наилучшие показатели своих сверлильных характеристик. При соблюдении правил эксплуатации таких буравов, титановые изделия будут радовать своего хозяина отличными результатами работ в течении очень долгого времени.

Титановые сверла по металлу

Определение типа сверла по цвету его поверхности

Цвет инструмента для сверловки – это важный признак, который позволяет сделать соответствующие выводы о его добротности и долговечности. Различные типы окрасов буравчиков имею разные прочностные характеристики, выбор которых должен быть основан на частоте использования инструмента, его точности и требований к качеству готового отверстия.

Тип сверла по металлу можно определить по его цвету

Сверла серого цвета недолговечны и наименее надежные ввиду полного отсутствия какого-либо защитного покрытия, что делает их подверженными к изменению механических свойств в худшую сторону под влиянием высокой температуры или силовых нагрузок. Такие буравы имеют невысокую стоимость, но и их применение будет одноразовым.

Черные сверла по металлу, по сравнению с серыми, имеют более хорошее качество. Технология изготовления черных буравчиков подразумевает обработку высокотемпературным паром, за счет чего повышается их прочность и стойкость к износу. Сверлильные изделия с черной поверхностью также имеют невысокую стоимость, что обращает на себя внимание многих мастеров.

Сверла со светлым желтым покрытием имеют очень хороший запас прочности. Внутренние напряжения в таких изделиях устранены термическим отпуском еще на этапе их изготовления, за счет чего создается высокая прочность инструмента. Для их изготовления прибегают к использованию быстрорежущей инструментальной стали высокого качества. Несмотря на все свои достоинства, бледно-золотые буравы уступают по своим характеристикам более ярким экземплярам.

Ярко-желтые сверла изготовлены из высокопрочной стали, имеющей нитридо-титановое покрытие. Изделия с подобным окрасом при оформлении отверстий испытывают минимальную силу трения, что оказывает положительное влияние на их срок службы. Стоимость таких буравчиков достаточно велика, но при этом полностью окупается за счет своего продолжительного срока службы.

Расшифровка маркировки сверл

При выборе подходящего сверлильного приспособления, мастеру поможет сориентироваться соответствующая маркировка сверл по металлу. Маркировка сверл содержит информацию о его рабочем диаметре, о марке стали и информацию о производителе.

Сверла по металлу с нанесенной маркировкой

Так, на сверлильных изделиях с диаметром до 2 мм, маркировку не наносят ввиду миниатюрности подобных изделий.

Для сверл, с диаметром от 2-х до 3-х мм, на теле буравчика будет расположена информация о марке стали и о рабочем диаметре.

Буравы с диаметром более 3-х мм проинформируют мастера о данных своего диаметра, буквенное обозначение марки стали, из которой изготовлен буравчик, и логотип предприятия-изготовителя.

Буквенно-цифровое обозначение марки стали содержит в себе следующую информацию:

категорию сплава;
присутствие дополнительных примесей;
химический состав.

Особенности маркировки сверл по металлу отечественного производства при помощи буквенного обозначения сообщают следующее:

буква «Р» — инструмент выполнен из быстрорежущей стали. Цифра, стоящая после нее, указывает на процентное содержание вольфрама в стали;
буква «М» — сплав легирован молибденом, процентное содержание которого также указано соответствующей цифрой, стоящей после буквы «М»;
буква «К» — сплав содержит кобальт в количестве, указанном последующей после буквы цифрой.

Для примера стоит ознакомиться со следующими обозначениями, применяющимися для маркировки сверлильных изделий отечественного производства:

Р6М5К5 — буравчик из быстрорежущей стали, содержащей 6 % вольфрама, 5 % молибдена и 5 % кобальта;
Сверло СЦП Р6М5 –спиральный бурав с цилиндрическим хвостовиком, сплав которого содержит 6 % вольфрама и 5 % молибдена.

Зарубежные изделия имеют отличительную маркировку HSS, которая также содержит в себе информацию о легирующем элементе при помощи дополнительных символов.

HSS-Е – сплав сверла легирован кобальтом, что положительно скажется при оформлении отверстий в металлах с высокой вязкостью;
HSS-R – твердосплавный буравчик, который имеет повышенную прочность и применяется для сверления литых изделий, деталей из латуни, чугуна, бронзы, мельхиора и сплавов, с прочностью до 900 Н/мм2;
HSS-TiN (-TiАN) – тело сверла подвергнуто титановому напылению, благодаря которому увеличена твердость рабочей поверхности и уменьшено изменение механических свойств под воздействие высоких температур, вплоть до +600 ºС, что позволяет работать с материалами, имеющими прочность до 1100 Н/мм2;
HSS-Е VAP – буравчик применим для нержавеющей стали;
HSS-4241 – сверлильное приспособление для работы с алюминиевым сплавом.

Стандарты для разных типов HSS

Выбор сверла для бытового применения

Для проведения частых сверлильных работ в домашней мастерской, сверлильщику стоит подумать о приобретении готового набора с изделиями разного диаметра. Подобный набор, в зависимости от качественных характеристик, представлен на рынке предложений в разном ценовом диапазоне, поэтому каждый мастер найдет необходимый инструмент по своим финансовым возможностям. Если сверла определенного типа будут применяться более часто, то дополнительно стоит купить комплект запасных буравчиков с определенным диаметром. Знания мастера о том, какие бывают сверла, какие типы инструментов лучше и какие из них самые прочные, помогут сверлильщику сделать правильный выбор сверла по металлу в пользу самого лучшего инструмента.

Стоит помнить, что любой выбор сверла оправдается, если мастер будет обращаться с ним умело и будет производить его своевременную заточку. Аккуратное использование буравчика по его прямому назначению позволит осуществить заметную экономию денежных средств на отсутствии необходимости постоянной замены вышедших из строя сверлильных изделий.

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.

Способы сверления металла: свёрла и приспособления

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.

Читайте также: