Сверло спиральное цилиндрическое: конструкция, геометрия и области применения
Сверло спиральное цилиндрическое режущий инструмент с двумя винтовыми канавками для отвода стружки и цилиндрическим хвостовиком, предназначенный для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале. В отличие от конических хвостовиков (конус Морзе), цилиндрическая посадка фиксируется в патроне с помощью кулачков или цанги, что обеспечивает быструю смену оснастки на станках с ЧПУ, сверлильных и агрегатных головках. Диапазон рабочих диаметров от 0,3 до 20,0 мм с шагом 0,1 мм, длина серии короткая (до 5 диаметров), средняя (до 10 диаметров) и длинная (до 20 диаметров).
Конструктивные особенности и геометрия заточки
Основные элементы спирального сверла: рабочая часть с двумя режущими кромками, перемычка (сердцевина), направляющие ленточки и хвостовик. Угол при вершине стандартный 118 (для стали и чугуна), для нержавеющих и жаропрочных сплавов применяют угол 130140. Угол наклона винтовой канавки (спирали) от 10 до 45: для мягких материалов (алюминий, латунь) 3045, для твёрдых сталей 1020. Ленточка шириной от 0,2 до 1,0 мм снижает трение о стенки отверстия. Обратная конусность (уменьшение диаметра к хвостовику) составляет от 0,03 до 0,10 мм на 100 мм длины предотвращает заклинивание.
Материалы изготовления и покрытия
Спиральные свёрла с цилиндрическим хвостовиком выпускают из быстрорежущей стали Р6М5 (HSS), Р6М5К5 (HSS-Co), твёрдого сплава ВК8 (WC-Co) и керметов. Для повышения стойкости наносят износостойкие покрытия:
- TiN (нитрид титана) золотистый цвет, твёрдость до 2300 HV, снижает коэффициент трения;
- TiAlN (нитрид титана-алюминия) серо-фиолетовый, рабочая температура до 800 C;
- AlCrN (нитрид алюминия-хрома) для высоколегированных сталей и титановых сплавов;
- DLC (алмазоподобное покрытие) для алюминиевых сплавов и композитов.
Технические параметры и допуски
| Диаметр, мм | Длина рабочей части, мм | Общая длина, мм | Допуск h8, мм | Рекомендуемая подача, мм/об |
|---|---|---|---|---|
| 1,0 | 12 | 34 | от 0,014 до 0 | от 0,02 до 0,05 |
| 5,0 | 52 | 86 | от 0,018 до 0 | от 0,08 до 0,15 |
| 10,0 | 87 | 133 | от 0,022 до 0 | от 0,15 до 0,30 |
Области применения и режимы резания
Спиральные свёрла с цилиндрическим хвостовиком применяют в машиностроении, приборостроении, авиа- и судостроении, ремонтных цехах. Типовые операции сверление отверстий под резьбу (M3M16), под установку штифтов, под крепёж в листовых и профильных заготовках. Режимы резания зависят от обрабатываемого материала:
- Конструкционная сталь (в до 600 МПа): скорость резания от 20 до 30 м/мин, подача от 0,05 до 0,20 мм/об;
- Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т): скорость от 8 до 15 м/мин, подача от 0,03 до 0,10 мм/об;
- Алюминиевые сплавы (АМг, Д16): скорость от 40 до 80 м/мин, подача от 0,10 до 0,40 мм/об;
- Чугун (СЧ20): скорость от 15 до 25 м/мин, подача от 0,08 до 0,25 мм/об.
Для сверления глубоких отверстий (L/D > 10) применяют свёрла с внутренним подводом СОЖ через хвостовик каналы диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Охлаждение эмульсией или маслом снижает температуру в зоне резания на 3040% и увеличивает стойкость инструмента в 1,52 раза.
Вопросы и ответы
Чем отличается спиральное сверло с цилиндрическим хвостовиком от конического?
Цилиндрический хвостовик фиксируется в патроне кулачками или цангой, подходит для диаметров до 20 мм. Конический хвостовик (конус Морзе) устанавливается непосредственно в шпиндель станка и применяется для диаметров от 6 мм и выше, обеспечивая более жёсткое крепление при больших нагрузках.
Какой угол заточки выбрать для сверления нержавеющей стали?
Для нержавеющих сталей (12Х18Н10Т, AISI 304) рекомендуется угол при вершине 130140 и подточка перемычки для уменьшения осевого усилия. Дополнительно применяют свёрла с покрытием TiAlN или AlCrN.
Почему сверло уводит в сторону при сверлении?
Причина несимметричная заточка режущих кромок (разница по длине более 0,05 мм), износ ленточек или неправильная центровка заготовки. Для точных отверстий используют кондукторные втулки или предварительное кернение.
Какой допуск на диаметр отверстия обеспечивает спиральное сверло?
Стандартный допуск сверла h8 (от 0,014 до 0 мм для диаметра 1 мм, от 0,022 до 0 мм для 10 мм). Фактический допуск отверстия IT10IT12, что соответствует квалитету точности 1012. Для более точных отверстий применяют развёртывание.