Ступенчатое сверло

Ступенчатое сверло: конструкция, геометрия и режимы резания

Ступенчатое сверло режущий инструмент с конической рабочей частью, на которой последовательно расположены переходные диаметры. Каждая ступень образована двумя режущими кромками и канавкой для отвода стружки. Инструмент предназначен для сверления отверстий в листовых материалах без предварительного зацентрирования и смены оснастки.

Основное преимущество возможность получения отверстий различных диаметров одним сверлом. Переход между ступенями выполнен в виде фаски или радиуса, что снижает вибрации при обработке и улучшает качество кромки. Хвостовик цилиндрический, шестигранный или типа SDS-plus, в зависимости от типа патрона.

Геометрические параметры и материалы изготовления

Угол при вершине ступенчатого сверла составляет от 90 до 135 в зависимости от обрабатываемого материала. Для нержавеющих сталей и титановых сплавов применяют угол 118120, для алюминия и пластиков 90100. Передний угол на режущей кромке от 10 до 20, задний от 8 до 15.

Инструмент изготавливают из быстрорежущей стали HSS (HSS-Co, HSS-TiAlN) или твёрдого сплава VHM. Покрытия:

• TiN (золотистое) повышает твёрдость до 2300 HV, снижает коэффициент трения;
• TiAlN (серо-фиолетовое) термостойкость до 800 C, для сухого резания;
• AlCrN стойкость к окислению до 1100 C, для высоколегированных сталей;
• DLC (алмазоподобное) минимальное трение, для алюминия и композитов.

Диапазон диаметров и шаг ступеней

Стандартный ряд ступенчатых свёрл охватывает диаметры от 4 до 40 мм. Шаг ступени от 1 до 5 мм. Наиболее распространённые исполнения:

Режимы резания и охлаждение

Частота вращения шпинделя зависит от диаметра ступени и материала. Для HSS-свёрл по конструкционной стали рекомендуемая скорость резания от 20 до 30 м/мин, по нержавеющей стали от 8 до 12 м/мин. Для твёрдосплавных инструментов скорость увеличивают в 23 раза.

Подача ручная, с равномерным усилием без рывков. При обработке нержавеющих сталей и титана обязательно применение СОЖ (эмульсия или масло). Для алюминия и пластиков допускается сухое резание с продувкой сжатым воздухом.

Применение в промышленности

Ступенчатые свёрла востребованы в следующих отраслях:

• металлообработка сверление отверстий в листовом прокате, профилях, трубах;
• автомобилестроение монтажные отверстия в кузовных панелях, рамах, кронштейнах;
• судостроение обработка корпусных конструкций из алюминиево-магниевых сплавов;
• приборостроение отверстия в корпусах приборов, щитах управления, панелях;
• строительство монтаж вентилируемых фасадов, кровельных систем, металлоконструкций.

Критерии выбора

При подборе ступенчатого сверла учитывают:

• материал заготовки для углеродистых сталей достаточно HSS, для нержавейки и титана HSS-Co или VHM;
• толщина листа не должна превышать высоту ступени (обычно от 1 до 5 мм);
• диапазон отверстий выбирают с запасом по крайнему диаметру;
• тип хвостовика для ручного инструмента предпочтителен шестигранник, для станков цилиндр;
• покрытие для серийной обработки с охлаждением TiN, для сухого резания TiAlN.

Вопросы и ответы