Сверла по металлу: конструктивные особенности и области применения
Сверла по металлу представляют собой режущий инструмент, предназначенный для формирования отверстий в заготовках из чёрных и цветных сплавов. Конструкция включает рабочую часть с режущими кромками, канавки для отвода стружки и хвостовик для фиксации в патроне станка. Геометрия заточки и материал инструмента определяют стойкость к износу и точность обработки при различных режимах резания.
Типы хвостовиков и способы крепления
Выбор типа хвостовика зависит от оборудования и требуемой жёсткости зажима:
- Цилиндрический хвостовик для быстрозажимных патронов сверлильных станков и ручных дрелей.
- Конический хвостовик (Морзе) для конусных отверстий шпинделей токарных и сверлильных станков, обеспечивает высокую соосность.
- Шестигранный хвостовик для патронов с подпружиненными кулачками, снижает риск проворачивания при высоком крутящем моменте.
- Хвостовик SDS-plus для перфораторов, допускает ударное вращение при сверлении бетона с металлической арматурой.
Материалы и покрытия
Инструментальные стали и упрочняющие покрытия влияют на ресурс и производительность:
- Быстрорежущая сталь HSS (Р6М5) базовый вариант для обработки конструкционных сталей и цветных металлов при скорости резания до 25 м/мин.
- HSS-Co (Р6М5К5) с добавлением кобальта для нержавеющих и жаропрочных сплавов, сохраняет твёрдость при нагреве до 600 C.
- Твёрдосплавные пластины (ВК8, Т15К6) для чугуна, закалённых сталей и композитов, работают на скоростях от 40 до 80 м/мин.
- Покрытие TiN (нитрид титана) снижает коэффициент трения, уменьшает налипание стружки, повышает стойкость в 23 раза.
- Покрытие TiAlN (нитрид титана-алюминия) для сухого резания и обработки на высоких подачах, выдерживает температуру до 900 C.
Геометрические параметры
Угол при вершине и форма заточки подбираются под конкретный материал:
| Материал заготовки | Угол при вершине, | Угол наклона винтовой канавки, | Задний угол, | Рекомендуемая подача, мм/об |
|---|---|---|---|---|
| Конструкционная сталь | 118 | 2530 | 812 | от 0,1 до 0,3 |
| Нержавеющая сталь | 130140 | 3035 | 1015 | от 0,05 до 0,15 |
| Чугун | 90100 | 2025 | 610 | от 0,15 до 0,4 |
Условия эксплуатации и охлаждение
При сверлении вязких материалов (алюминиевые сплавы, медь) требуется обильная подача СОЖ для отвода тепла и предотвращения налипания стружки на режущие кромки. Для чугуна и бронзы допускается работа без охлаждения при скоростях до 15 м/мин. Твёрдосплавные свёрла чувствительны к перепадам температуры рекомендуется использовать эмульсию с концентрацией от 5 до 10%.
Применение в промышленности
Сверла по металлу востребованы в машиностроении, приборостроении, судостроении и ремонтных службах. Типовые операции:
- Сверление отверстий под резьбу (метчики) в корпусных деталях из стали 45 и 40Х.
- Обработка листового проката толщиной от 1 до 10 мм на радиально-сверлильных станках.
- Формирование монтажных отверстий в чугунных станинах и кронштейнах.
- Сверление нержавеющих труб диаметром от 20 до 100 мм в пищевом и химическом оборудовании.
- Ремонт изношенных посадочных мест под штифты и болты в агрегатах.
Вопросы и ответы
Какой угол заточки выбрать для сверления нержавейки?
Для нержавеющих сталей рекомендуется угол при вершине от 130 до 140 и увеличенный задний угол (до 15) для снижения трения и наклёпа.
Чем отличаются свёрла HSS и HSS-Co?
HSS-Co содержит кобальт (58%), что повышает красностойкость до 600 C и позволяет обрабатывать нержавеющие и жаропрочные сплавы. HSS без кобальта подходит для конструкционных сталей и цветных металлов.
Можно ли сверлить чугун твёрдосплавным сверлом?
Да, твёрдосплавные свёрла (ВК8, ВК6) эффективны для чугуна, особенно при высоких скоростях резания (от 40 до 80 м/мин) и малых подачах. Требуется жёсткая фиксация заготовки.
Какой хвостовик выбрать для сверлильного станка?
Для патрона с кулачками цилиндрический хвостовик. Для конуса шпинделя хвостовик Морзе соответствующего номера (от 1 до 5 в зависимости от диаметра сверла).