Чем отличается сверло по металлу

Сверла по металлу

Для сверления металлов используют винтовые или, как их чаще называют, спиральные сверла. Будучи практически одинаковыми по конструкции, эти инструменты могут различаться по материалу, виду дополнительной обработки, особенностям заточки. Существует много разновидностей сверл, оптимизированных для разных металлов, глубины сверления и других условий работы.

Из чего изготавливают сверла

Для изготовления сверл по металлу применяется быстрорежущая сталь. Это группа высоколегированных сплавов, в состав которых, кроме железа и углерода, входит вольфрам, молибден, кобальт, ванадий и другие элементы.

Быстрорежущая сталь отличается от обычной инструментальной тем, что сверло из нее сохраняет работоспособность при нагреве. Инструментальная сталь при нормальной температуре не уступает по твердости быстрорежущей, но при нагреве свыше 200 о С происходит отпуск и она становится мягкой. Быстрорежущая сталь сохраняет твердость до 500—600 о С, а некоторые марки – до 1000 о С.

Вольфрам – основной компонент, повышающий "красностойкость стали" (способность сохранять твердость при нагреве). Однако из-за ограниченных запасов вольфрама пришлось отказываться от стали с его высоким содержанием и переходить на молибденовые сплавы. При содержании вольфрама в пределах 6% требуемые качества сверл обеспечиваются добавкой молибдена, кобальта и других элементов. Инструменты из стали Р18 уже не производятся, и даже Р9 встречается нечасто.

В зарубежной классификации быстрорежущие сплавы обозначаются аббревиатурой HSS (High Speed Steel). Их существует несколько разновидностей, и некоторые из них аналогичны сплавам, указанным в ГОСТе. Марки быстрорежущих сталей обозначаются буквой «М» с последующей цифрой. Сравним несколько наиболее часто используемых марок.

Сталь с низким содержанием вольфрама и увеличенным – молибдена (1.5 и 8 % соответственно). Не отличается высокой стойкостью, используется для изготовления сверл общего назначения.

Сплав содержит 6% вольфрама и 5% молибдена, что придает сверлам из него высокую твердость. Российский аналог – Р6М5. Сверла из этой стали обладают хорошей износостойкостью и красностойкостью.

Сверла из этой стали применяются для глубокого сверления и работы с высокими усилиями. В ее составе уменьшено содержание вольфрама (1,75 %), но увеличено количество молибдена (8,75 %) и ванадия (2 %). Российский аналог – Р2М9.

Российский аналог этого сплава – Р6М5К5. Эта сталь отличается от М2 (Р6М5) более высокой «красностойкостью» за счет добавки 5 % кобальта. В сплав также добавлены: кремний, магний и никель. Сверла из стали М35 выдерживают сильный нагрев и обеспечивают высокую производительность.

Этот сплав имеет в составе немного вольфрама, но высокое содержание молибдена и кобальта. Сверла из него отличаются высокой красностойкостью и отлично держат заточку. Хорошо работают при высокой скорости резания и по вязким материалам. Российский аналог – сталь Р2М10К8.

Особенности сверл и их маркировка

В зарубежной системе маркировки сверл отражаются некоторые особенности их изготовления и важнейшие компоненты стали.

Нешлифованные сверла изготавливаются винтовой прокаткой. Для них используется относительно мягкая, деформируемая сталь. После прокатки инструмент закаляется. В маркировке буква «R» может отсутствовать.

Вышлифованные сверла изготавливаются шлифовкой CBN (кубическим нитридом бора). Это самый распространенный вид инструментов для широкого круга задач. Сверла имеют высокую износостойкость и минимальное радиальное биение.

HSS-PM

Сверла, изготовленные по технологии порошковой металлургии. Применяются для обработки твердых металлов.

HSS-E (HSS-Co)

Кобальтовые сверла из сплавов с высоким содержанием кобальта. К маркировке может добавляться цифра, обозначающая округленное до целых содержание кобальта в процентах. Например, HSS-Co5 или HSS-Co8, что соответствует сплавам М35 или М42.

HSS-TiN или HSS-TiAN

Титановые сверла покрыты нитридом титана. Буква «A» во втором варианте означает легирование алюминием. Покрытие нитридом титана придает инструменту золотистый цвет и в несколько раз повышает его износостойкость.

HSS-E-VAP

Парооксидированные сверла. Сверла этой группы покрыты пленкой окислов, которая создается парооксидированием – обработкой перегретым паром в специальной среде. Покрытие имеет черный цвет, снижает налипание стружки на режущие кромки, повышает смачиваемость поверхности охлаждающей жидкостью. Сверла HSS-E-VAP эффективны для сверления нержавеющей стали и других вязких сплавов.

Твердость сверл из быстрорежущих сталей по ГОСТ 2034-80 должна быть в пределах 63—66 HRC.

Режущая часть

Резание при сверлении осуществляется двумя кромками, которые образованы пересечением передних поверхностей винтовых канавок и конической головки сверла. Строго говоря, режущая часть не совсем коническая: задняя поверхность лезвия понижается, под небольшим углом отходя от теоретического конуса.

Главный параметр заточки – угол при вершине. Для большинства применений он составляет около 118 о . Для чугуна или твердой бронзы его можно уменьшить до 116 о . Для латуни, мягкой бронзы, алюминия применяют углы 120 о , 130 о , 140 о .

Для сверления мягкого листового металла применяют специальную заточку с криволинейными режущими кромками, выступающим заостренным центром и чуть выступающими краевыми резцами. В начале сверления сверло сразу четко центрируется, затем очерчивается контур, и после этого начинается выемка металла по всей площади отверстия. В результате исключается биение на входе и закусывание краев на выходе.

Для сверления стального и чугунного литься применяются сверла с двойной заточкой. Кроме угла при вершине 116 – 118 о , кромки стачиваются на периферии, на ширину 0,2 диаметра, под углом 70 – 75 о . Существуют и другие формы заточки для конкретных применений.

Читайте также:  Как подключить ходовые огни самостоятельно

Точность сверления

Факторы, влияющие на точность сверления, делятся на две группы: зависящие от оборудования и зависящие от инструмента. Сверла делятся на три класса точности: А1, В1 и В. Класс точности определяется предельно допустимыми величинами:

  • несимметричностью сердцевины и поводка сверла;
  • радиальным биением;
  • допуском прямолинейности режущих кромок.

Класс точности должен соответствовать требуемому квалитету точности отверстий и возможностям оборудования. Сверла класса А1 применяются для отверстий от 10 до 13 квалитетов точности. Сверла классов В1 и В – до 14 и до 15-го квалитета точности соответственно.

Виды хвостовиков

Хвостовая часть сверла, предназначенная для крепления в станке или ручном инструменте, может иметь разные формы.

  • Цилиндрический хвостовик. Это самая распространенная форма хвостовика, пригодная для фиксации в патроне дрели, сверлильного или токарного станка.
  • Конический (конус Морзе). Сверла с коническим хвостовиком применяются на промышленном оборудовании. Для них требуется соответствующий конус на шпинделе. Отличаются надежной фиксацией, точной центровкой и быстротой замены инструмента.
  • Шестиугольный. Такой хвостовик пригоден для установки в трехкулачковый патрон и отличается уверенной передачей высокого крутящего момента. Исключает проскальзывание сверла в патроне. Кроме того, шестиугольная форма удобна для установки сверла в адаптер шуруповерта. При этом сверло не нужно зажимать, но не обеспечивается его точное положение при работе.

Популярные наборы и сверла специальной формы

Наиболее часто используемые сверла – диаметром от 2 до 10 мм. Они используются в металлообрабатывающих мастерских, на станциях СТО, в домашнем хозяйстве. На популярность этих диаметров указывает и то, что большинство легкого сверлильного оборудования имеет патроны, приспособленные под этот диапазон размеров.

Для общего применения подходит набор сверл с шагом диаметра 0,5 мм. В большинстве случаев такой набор перекроет основные потребности сверления. Для конкретного применения можно подбирать диаметры с шагом 0,1 мм. Более точные размеры отверстий достигаются дополнительной обработкой.

Есть особые случаи, для которых удобно использовать специальные сверла:

  • ступенчатое сверло для листовых материалов;
  • кольцевое сверло или центробор для неглубокого сквозного сверления отверстий большого диаметра;
  • комбинированное сверло-метчик, которым можно за один проход просверлить отверстие и нарезать в нем резьбу.

Правильный выбор инструмента в соответствии с предстоящим применением существенно упростит работу и поможет достичь должного качества.

Виды сверл и их назначение.

Зачем нужно сверло, знает каждый – для сверления отверстий. Многие знают, что сверла бывают по металлу, дереву и бетону. Некоторые смогут отличить сверло Форстнера от перового. Но прогресс не стоит на месте и сегодня на полках магазинов лежат десятки видов сверл, различающихся как конструкцией и материалом изготовления, так и особенностями применения. И, разумеется, различаются они и ценами.

Одиночное сверло по металлу может стоить как 10, так и 500 рублей, причем, внешне на первый взгляд различия между ними не будет. Вот только первое будет вязнуть в алюминии, перегреется и затупится при сверлении толстого железа, а нержавеющую сталь сверлить просто не сможет. Для того, чтобы не выкинуть деньги на ветер при покупке сверл, следует четко определиться с тем, какой материал требуется сверлить и на какие характеристики сверл следует обращать внимание при обработке этого материала.

Характеристики сверл.

Вид. Определяет конструкцию сверла. Различают сверла следующих видов:

Для предотвращения ухода от оси можно порекомендовать предварительное просверливание на максимально доступную глубину обычным тонким (не толще центрирующего жала) сверлом. До этой глубины спираль Левиса пройдет в нужном направлении, дальше направление будет поддерживаться за счет фиксации сверла в уже просверленном отверстии.

Для предотвращения заклинивания сверлить следует на малых оборотах, мощность дрели должна соответствовать диаметру сверла и глубине сверления. Для спиралей Левиса диаметром более 30 мм рекомендуются дрели с константой электроникой, дополнительными ручками, мощностью от 1500 Вт и высоким крутящим моментом.

Назначение сверла определяет, для сверления какого материала оно предназначено.

Сверла по металлу могут быть спиральными, ступенчатыми и фрезеровальными.
Сверла по металлу должны быть изготовлены из быстрорежущей стали. Об этом должна сказать маркировка на сверле. Если никакой маркировки на сверле нет, следует отнестись к такому изделию с осторожностью, особенно если оно выделяется низкой ценой. В продаже есть большое количество дешевых сверл из низкокачественной стали, неспособных просверлить отверстие даже в тонком железе, не говоря уже о более прочных металлах. Если маркировка есть, она может подсказать, какие металлы можно сверлить этим сверлом.

Сверла российского производства Сверла иностранного производства Свойства
М1 HSS, HSS-R Базовые сверла по металлу. Низкая цена, удовлетворительная износостойкость. Для сверления железа на небольшую глубину. Низкая стойкость к ударным воздействиям и к перегреву.
М2, Р6М5 HSS-G Сверла наиболее широкого спектра применения. Повышенная износостойкость и прочность. Для сверления железа на любую глубину, а также листов легированных и углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов. Повышенная стойкость к ударным воздействиям.
М35, Р6М5К5 HSS-E, HSS Co Сверла для сложных условий эксплуатации. Повышенная твердость и износостойкость, повышенная устойчивость к высоким температурам. Пригодны для сверления нержавеющих сталей.
HSS-G TiN, HSS-G TiAlN Сверла с напылением нитрида титана или титан-алюминий-нитрида. Максимальные твердость и термоустойчивость. Предназначены для сверления особо прочных металлов, титановых сплавов. Цена высокая, заточка не допускается.
Читайте также:  Ножной токарный станок по дереву

Спиральные сверла по камню схожи со сверлами по кирпичу/бетону и отличаются разве только большим углом заточки режущей напайки из победита. Чаще всего такие сверла являются универсальными и способны сверлить как камень, так и кирпич или бетон. Другое дело, что производительность таких сверл может оказаться удручающе низкой – природный камень прочнее бетона и сверление одного-единственного отверстия может занять десятки минут.

Универсальные сверла способны обрабатывать несколько видов материалов – на упаковке обычно указано, каких именно. Чаще всего это победитовые сверла, заточка которых позволяет сверлить не только бетон/кирпич, но и металл, дерево и другие, менее твердые материалы.

Варианты выбора.

Для сверления металла выбирайте соответствующие сверла по цене от 55 до 4800 рублей за комплект. К дешевым сверлам по металлу следует отнестись с недоверием – шанс, что они сделаны из дешевой некачественной стали, достаточно велик.

Для сверления отверстий в кирпичных и бетонных стенах нужны победитовые сверла и здесь лучше отдать предпочтение проверенному производителю. Стоить они будут 110-1250 рублей.

Набор универсальных сверл будет прекрасным приобретением для любого домашнего мастера. Где бы вам ни потребовалось просверлить отверстие – это не вызовет у вас затруднений. Стоят такие наборы 510-1650 рублей.

Сверло – это распространенный режущий инструмент, который используется не только для получения сквозных отверстий методом сверления, но и для увеличения размеров уже имеющихся.

Технически изделия представляют собой насадки под ручные дрели, перфораторы и различные станки.

Само сверление подразумевает выборку материала за счет вращательного движения острой режущей кромки.

Инструмент делится на огромное количество видов по своей форме и назначению.

Характеристики сверл

Главная характеристика любого сверла – его прочность, которая должна превышать этот показатель у обрабатываемого материала.

Инструмент, в зависимости от условий использования, имеет различный размер и форму.

Отличается также угол заточки режущей части, цвет и др.

Каждое изделие имеет хвостовик, тип которого должен соответствовать патрону дрели, шуруповерта или станка.

Материал

Для изготовления сверла используется различные по своим характеристикам сплавы.

При этом применяется так называемая “быстрорежущая” сталь марок P18, P9, P9K15.

Если диаметр сверла превышает 8 мм, в его изготовлении используется метод сварки, например: углеродистая сталь для хвостовика, быстрорежущая сталь для рабочей части.

Для материалов с высокими показателями твердости (в основном из металла), используются, как правило, кобальтовые сверла.

Их особенность заключается в том, что рабочая часть производится из быстрорежущей стали Р6М5К5, ВК6М с добавлением кобальта.

После буквы “К” в маркировке всегда стоит цифра, которая указывает на количество кобальта в частях.

Для сверления бетона, камня и кирпича используются твердосплавные победитовые сверла.

Наконечник такого инструмента имеет напайки из победита – сплава вольфрама (90%) и кобальта (10%), разработанного в СССР. Современных же модификаций этого сплава существует более десяти.

Победитовый наконечник не режет материал, а крошит, так что для работы с металлом, пластиком и деревом он не подходит.

Кроме вольфрама и кобальта, в сплавах встречается хром, молибден, ванадий, а их процентное количество заложено в маркировке.

Покрытие

Чтобы продлить жизнь сверлам, их тело имеет одно из перечисленных покрытий:

• Оксидная пленка – значительно повышает устойчивость к перегреву от трения.

Также защищает изделие от ржавчины.

Срок службы, естественно, возрастает.

• Алмазное покрытие – самое прочное из существующих.

Применяется в основном на тех изделиях, которые используются при работе с предельно твердыми материалами, включая камень и керамогранит.

• Титановое покрытие – общее название, указывающее, что в материале содержится химическое соединение титана – TiN (нитрид титана), TiAIN (титано-алюминиевый нитрид), TiCN (карбонитрид титана).

Окраска

Цвет сверла имеет большое значение.

Он свидетельствует об используемом покрытии или способе обработки:

• Серый – родной цвет стали.

Говорит об отсутствии любой обработки.

Самые дешевые и недолговечные изделия имеют именно серый цвет.

• Черный – цвет стали, которая была подвергнута воздействию перегретого пара при окончательной обработке.

Черные изделия намного долговечнее, чем предыдущий вариант.

• Желтый – цвет стали, которая подвергалась отпуску (обработка металла с целью снять его внутреннее напряжение).

Говорит о высокой твердости стали, причем его хрупкость сильно снижена отпуском.

• Золотистый – цвет нитрида титана. Яркие золотистые инструменты очень прочные, к тому же у них снижены показатели трения о заготовку.

Размеры и вес

Производители режущего инструмента предлагают впечатляющий ассортимент сверл всевозможного “калибра”, в зависимости от конструкции и предназначения.

Рассмотрим самые распространенные спиральные изделия по ГОСТу:

• Короткие: 20 – 131 мм по длине, 0,3 – 20 мм в диаметре (ГОСТ 4010-77);

• Удлиненные: 19 – 205 мм по длине, 0,3 – 20 мм в диаметре (ГОСТ 10902-77);

• Длинные: 56 – 254 мм по длине, 1 – 20мм в диаметре (ГОСТ 886-77).

Что касается точного веса, он зависит не только от конструкции изделий, их размеров, но и от материала изготовления.

Вес обыкновенных спиральных сверл находится, как правило, в пределах от нескольких единиц, до нескольких десятков грамм.

Точность обработки

Для спиральных сверл существует такая характеристика, как класс точности:

Читайте также:  Жареное мороженое как готовить

• А — повышенная точность (10 – 13 квалитетов);

• В1 – нормальная точность (до 14 квалитетов);

• В – нормальная точность (до 15 квалитетов).

Квалитет является характеристикой точности, которая определяет значения допусков.

Виды сверл

Изделия делятся на несколько групп по конструкции и назначению.

Это позволяет быстро подобрать инструмент под конкретные задачи.

По форме

На основании формы сверла достаточно легко определить, для какого материала его можно использовать:

• Спиральное – классический инструмент.

Рабочая часть имеет два зубца, которые закручены по спирали.

Инструмент, вгрызаясь в материал, выталкивает своими канавками стружку на поверхность.

Форма наконечника полностью зависит от материала, для которого предназначен инструмент.

Как правило, диаметр изделий не превышает 80 мм.

• Винтовое – модернизированный предыдущий вариант, имеющий более совершенную форму канавок, отводящих стружку.

Еще одно отличие – такие изделия больше по длине.

• Перьевое – плоское по форме изделие, режущая часть изготовлена в форме острой пики, очертания которой переходят в более широкую лопатку.

Другие названия – плоское резцовое сверло, что продиктовано его формой, перовое.

У строителей именуется перкой.

Используется там, где нужно получить глубокое и одновременно широкое отверстие.

• Кольцевое – для тех случаев, когда нужно высверлить отверстие с большим диаметром без предварительной подготовки.

Более известно, как коронка.

Форма инструмента напоминает пустотелый цилиндр, а на оси вращения находится центровочное спиральное сверло.

Часть, режущая материал, выполнена либо в виде зубьев, твердосплавных напаек, либо имеет напыление из алмазной крошки.

• Коническое (конусное) – своей формой напоминает конус с острым наконечником.

Подходит для работы с металлом, толщина которого не превышает 0,5 см.

Всего один инструмент способен проделать разные по размеру отверстия.

Все зависит от начального и конечного диаметра конуса, а также от глубины погружения.

С противоположных боковых сторон сверла находятся специальные канавки с заточенными кромками.

• Ступенчатое – разновидность конусного варианта.

Конус разделен на ступени с увеличением их диаметра, которые имеют свой размер.

Инструмент удобен тем, что позволяет в процессе работы отслеживать диаметр образуемого отверстия.

• Копьевидное – формой напоминают наконечник копья, откуда и название.

Используются при работе с твердыми, но одновременно хрупкими материалами, например, стеклом и кафелем.

• Балерина (балеринка) – круговое сверло, которое используется при работе с деревом и кафелем.

Все зависит от установленной режущей части.

Спроектировано таким образом, чтобы на выходе получалось идеально ровное отверстие большого диаметра.

Инструмент имеет крестообразную форму с резцами, расстояние до которых от центра может регулироваться.

Так выставляется диаметр необходимого отверстия.

Центральная часть – спиральное сверло, вокруг которого и вращаются резцы.

• Сверла одностороннего резанья.

Режущие кромки находятся с одной стороны относительно оси самого инструмента.

В свою очередь делятся на пушечные (передний конец стержневидной формы наполовину срезан, что формирует отводной канал для стружки)

и ружейные (обжатая трубка с полостью, через которую подводится охлаждающая жидкость, и углом канавки до 120 градусов).

• Трубчатые – аналогия коронок, но с более длинной рабочей частью.

• Конструкции Форстнера – усовершенствованный вариант спирального инструмента, но с дополнительными фрезами.

• Конструкции Жирова – подвид винтового инструмента, имеющий три конуса на режущей части, из-за чего ее длина увеличена.

Также конструкция дополнена перемычкой с пазом, которая подточена на треть режущей кромки.

• Конструкции Юдовина и Масарновского – инструмент с большим углом канавки и особенной ее формой, что и отличает его от других видов.

• Зенковочное – монолитный цилиндр, имеющий несколько режущих кромок, образующих конус.

Используется для зенковки отверстий под головки винтов.

По назначению

Инструмент делится по назначению, что и является причиной его особой формы в каждом конкретном случае.

В строительстве, в быту и на производстве используются следующие сверла:

Как понятно из названия, справляются с большинством материалов.

Имеют особую заточку, которая получила соответствующее название – универсальная.

• По дереву – это и спиральные, и перьевые, кольцевые и винтовые.

По древесине хорошо работают, в том числе, сверла Форстнера и балеринки.

• По металлу — конические, корончатые, ступенчатые, а также классические спиральные.

• По бетону – корончатые с твердосплавными напайками, ударные спиральные и винтовые.

Имеют различные хвостовики под перфораторные патроны.

• Для керамики – коронки, копьевидные и балерины.

Первые производятся без зубьев.

Режущую функцию выполняет специальное алмазное напыление.

При работе по стеклу используются именно эти виды.

• По пластику – специальные спиральные варианты и коронки, способные проходить материал, не ломая его.

Существует специализированный инструмент, который используется строго для выполнения конкретной задачи:

• Для глубокого сверления – спиральный инструмент, имеющий сквозные каналы.

Их назначение – подача охлаждающей жидкости прямо на режущую часть.

Сюда относится ружейный и пушечный подвиды.

• Одностороннего реза – инструмент, основное назначение которого заключается в создании точных отверстий.

Подвид – эжекторные сверла, разработанные под сверлильные станки.

Как ясно из названия, режущие кромки смещены к одной стороне от оси, вокруг которой происходит вращение инструмента.

• Центровочное – специфический инструмент, способный в деталях проделывать исключительно центровые отверстия, но не более того.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector