Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Сверло по металлу — режущий инструмент для образования круглых отверстий в заготовках из стали, чугуна, алюминия, меди и их сплавов. Тип сверла, материал режущей части и угол заточки определяют качество отверстия, стойкость инструмента и производительность обработки. Правильный выбор этих параметров позволяет получить отверстие нужного размера с минимальным уводом оси и без прижогов обрабатываемой поверхности.
По конструкции и назначению свёрла для обработки металла делятся на несколько групп. Выбор типа определяется диаметром и глубиной отверстия, требованиями к точности и обрабатываемым материалом.
Наиболее распространённый тип — спиральное (витое) сверло. Его режущая часть образована двумя главными режущими кромками, а две спиральные канавки отводят стружку из зоны резания. Угол наклона винтовой канавки составляет 16–32° для свёрл стандартной серии (DIN 338, ГОСТ ГОСТ 2034-80): меньший угол увеличивает жёсткость сердцевины, больший — улучшает отвод стружки.
Стандарты на спиральные свёрла: ГОСТ 10902-77 (с цилиндрическим хвостовиком, средняя серия, диаметр 0,25–20 мм), ГОСТ 10903-77 (с коническим хвостовиком, диаметр 5–80 мм), международный стандарт DIN 338 (серия N, нормальная длина). Оба ГОСТ действующие, без ограничения срока действия. Технические требования к свёрлам — по ГОСТ 2034-80.
Центровочные комбинированные свёрла (ГОСТ 14952-75) предназначены для обработки центровых отверстий по ГОСТ 14034-74. Стандарт предусматривает четыре типа: А — для отверстий 60° без предохранительного конуса; B — для отверстий 60° с предохранительным конусом 120°; C — для отверстий 75° без предохранительного конуса; R — для отверстий с дугообразной образующей. Применяются при токарной обработке для установки заготовки в центрах и для точного направления сверла при сверлении на станке.
Ступенчатые (конические) свёрла позволяют за один проход получить отверстие нужного диаметра в листовом металле толщиной до 6 мм без предварительного засверливания. Диаметр ступеней обычно увеличивается с шагом 2 мм. Применяются для работы с листовой сталью, алюминиевыми сплавами и пластиком. Не подходят для глубокого сверления — из-за большого угла конуса теряется точность по оси.
Корончатые свёрла (биметаллические или с напайками из твёрдого сплава) вырезают кольцевую канавку, оставляя целый сердечник. Диаметр — от 14 до 200 мм и более. Применяются для отверстий большого диаметра в конструкционной стали, трубах и металлических листах. Расход мощности и усилие подачи значительно ниже, чем у спирального сверла аналогичного диаметра, поскольку снимается лишь кольцевая стружка.
Перовые (плоские) свёрла конструктивно просты: режущая часть представляет плоскую пластину со скосами. По ГОСТ 25526-82 выпускаются диаметром 6–80 мм. Применяются в труднодоступных местах или при изменяемом диаметре (сменные пластины). Качество отверстия ниже, чем у спирального сверла, из-за менее эффективного отвода стружки.
Стойкость сверла и допустимые режимы резания напрямую определяются материалом режущей части. Выбор марки инструментального материала — ключевое технологическое решение.
HSS (High Speed Steel) — общее обозначение быстрорежущих сталей. Российский аналог — сталь Р6М5 по ГОСТ 19265-73 (6% вольфрама, 5% молибдена). Твёрдость после термообработки — 63–65 HRC. Теплостойкость (красностойкость) — 615–620°C (4 ч при данной температуре сохраняется твёрдость HRC 60). Применяется для сверления конструкционных сталей прочностью до 900 МПа, чугуна, цветных металлов. Это наиболее распространённый и доступный материал для свёрл общего назначения.
HSS-Co — быстрорежущие стали с добавкой кобальта. По ГОСТ 19265-73 основная марка с 5% кобальта — Р6М5К5 (аналог HSS-E Co5, M35). Твёрдость — 65–65,5 HRC, теплостойкость — до 630°C. Обеспечивает стойкость в 1,5–2 раза выше, чем Р6М5 при обработке нержавеющих и жаропрочных сталей. Марка с 8% кобальта — Р9М4К8 (аналог HSS-E Co8, M42, HS 10-4-3-10 по DIN), содержит 9% вольфрама, 4% молибдена, 8% кобальта. Твёрдость — 66–67 HRC, теплостойкость — до 630°C. Применяется для обработки высокопрочных, жаропрочных и титановых сплавов в условиях интенсивного нагрева режущей кромки. Обе марки рекомендуются для сверления материалов прочностью 900–1200 МПа.
VHM (Vollhartmetall — монолитный твёрдый сплав) — свёрла, изготовленные целиком из твёрдого сплава на основе карбида вольфрама WC с кобальтовой связкой. По ISO 513 для сверления применяются группы K10–K30 (для чугуна, цветных металлов, неметаллических материалов) и P10–P30 (для сталей). Твёрдость — 90–92 HRA, теплостойкость — до 900–1000°C. Допустимые скорости резания в 3–5 раз выше, чем у HSS. Применяются для сверления закалённых сталей, композитов и цветных сплавов на высоких режимах. Обязательно использование СОЖ под давлением и жёстких станков — твёрдый сплав хрупок и чувствителен к вибрациям.
Геометрия режущей части сверла — главный фактор, определяющий качество отверстия, силу подачи и теплообразование в зоне резания. Основной параметр — угол при вершине (2φ), то есть угол между главными режущими кромками.
Угол при вершине 118° — стандарт для свёрл общего назначения по конструкционным сталям и чугунам. В соответствии с DIN 338 (тип N) и ГОСТ 2034-80 (исполнение Н — без подточки) это значение принято для инструмента из Р6М5, предназначенного для сверления сталей прочностью до 700–800 МПа и чугунов. При этом угол φ (половина угла при вершине) составляет 59°.
Угол при вершине 135° применяется для обработки нержавеющих сталей аустенитного класса, жаропрочных сплавов и материалов повышенной твёрдости. Более тупой угол уменьшает осевую силу, снижает склонность к наклёпу поверхности и улучшает самоцентрирование сверла — кромки вступают в резание более плавно. Большинство свёрл HSS-Co выпускается с заточкой 135°. По DIN 1412 (форма C) для таких условий предусматривается крестообразная подточка перемычки.
Угол 140° и более тупые значения применяются при сверлении алюминиевых сплавов, меди и пластиков. Одновременно для алюминия применяют свёрла с увеличенным углом наклона канавки (35–45°) — для быстрого отвода вязкой стружки и предотвращения её налипания. По ГОСТ 19543-74 и ГОСТ 19544-74 предусмотрены специальные свёрла для обработки лёгких сплавов с соответствующей геометрией.
Поперечная кромка (перемычка) сверла не режет, а выдавливает материал — она создаёт значительную долю суммарной осевой силы подачи. При заточке нержавеющих сталей и глубоком сверлении рекомендуется подточка поперечной кромки по DIN 1412 (укорачивание перемычки вдоль канавки): это снижает осевое усилие и уменьшает нагрев сердцевины. Задний угол на задней поверхности при заточке по стали — 8–12°, по алюминию — 12–15°.
Режимы резания при сверлении — скорость резания V (м/мин) и подача на оборот S (мм/об) — задаются исходя из материала сверла, обрабатываемого материала и диаметра инструмента. Частота вращения шпинделя n (об/мин) рассчитывается по формуле: n = (1000 × V) / (π × d), где d — диаметр сверла в мм. Приведённые ниже значения соответствуют справочным данным для свёрл стандартной длины при сверлении с СОЖ.
При сверлении конструкционных сталей (до 700 МПа) сверлом HSS (Р6М5) диаметром 10 мм: скорость резания — 25–35 м/мин, подача — 0,15–0,25 мм/об. Для сверла диаметром 20 мм: скорость — 20–28 м/мин, подача — 0,25–0,40 мм/об. Применение СОЖ (эмульсия 5–10%) увеличивает стойкость инструмента и повышает допустимую скорость резания на 20–30%.
Нержавеющие аустенитные стали (12Х18Н10Т, AISI 304, 316) склонны к наклёпу — повышенному упрочнению поверхностного слоя в зоне резания. Скорость резания снижается до 8–15 м/мин для HSS-Co, подача — 0,10–0,20 мм/об — чтобы режущая кромка постоянно заглублялась в металл ниже слоя наклёпа. Применение СОЖ с противозадирными присадками обязательно; рекомендуемое сверло — Р6М5К5 с заточкой 135° и подточкой перемычки.
Алюминий и его сплавы допускают высокие скорости резания при невысоких усилиях. Для HSS-сверла диаметром 10 мм: скорость — 80–120 м/мин, подача — 0,15–0,30 мм/об. При использовании монолитных твёрдосплавных свёрл с покрытием скорость резания повышается до 200–300 м/мин. Для предотвращения налипания стружки применяют СОЖ на масляной основе или сжатый воздух.
В процессе работы режущие кромки изнашиваются: по задней поверхности появляется фаска износа. При ширине фаски 0,4–0,6 мм для свёрл диаметром до 10 мм и 0,8–1,0 мм для диаметра 10–20 мм сверло требует переточки (данные по ГОСТ 2034-80 и справочнику технолога-машиностроителя под ред. А.М. Дальского).
Заточка выполняется на заточном станке с абразивным кругом зернистостью F46–F60 из электрокорунда (для быстрорежущих сталей) или зелёного карбида кремния (для твёрдых сплавов). Сверло подводится к рабочей поверхности круга под углом, соответствующим нужному значению 2φ. Контроль — угловым шаблоном. Требования: разность длин режущих кромок — не более 0,1 мм, разность углов — не более 2°. Отклонение симметрии кромок — главная причина увода оси отверстия и разбивки диаметра.
Для повышения производительности применяют подточку перемычки по DIN 1412 — укорачивание поперечной режущей кромки шлифовальным кругом вдоль канавки. Это снижает осевую силу и повышает точность самоцентрирования. Двойная заточка (с переходным углом на периферийной части кромки) увеличивает стойкость сверла при работе по твёрдым материалам и снижает теплообразование в периферийной зоне.
Правильный выбор сверла по металлу — сочетание трёх факторов: тип конструкции (спиральное, центровочное, ступенчатое), материал режущей части (HSS, HSS-Co, VHM) и угол заточки (118°, 135° или 140°). Для конструкционных сталей достаточно сверла Р6М5 с углом 118° и скоростью резания 25–35 м/мин. Нержавеющие и жаропрочные стали требуют Р6М5К5 или Р9М4К8 с заточкой 135° и сниженной скоростью 8–15 м/мин. Алюминий — специальных свёрл с углом 140° и увеличенным углом канавки 35–45°. Соблюдение режимов резания и состояние заточки — основные условия стабильного качества отверстий и экономичного расходования инструмента.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.