Классификация сверл


Виды сверл по металлу и их назначение, характеристики спиральных сверл — РИНКОМ

Содержание
  1. Виды сверл по металлу и их назначение, характеристики спиральных сверл
  2. Виды сверл по металлу и их назначение
    1. Спиральные цилиндрические сверла
    2. Корончатые сверла по металлу
    3. Конические сверла по металлу
    4. Перовые сверла по металлу
    5. Центровочные сверла по металлу
    6. Специальные виды сверл по металлу
  3. Маркировка сверл по металлу (российская и зарубежная)
  4. Классификация спиральных сверл по особенностям конструкции и техническим характеристикам
    1. Типы хвостовиков
    2. Классы точности сверл по металлу
    3. Углы заточки спиральных сверл и их влияние на применение инструментов
  5. Виды заточки спиральных сверл
  6. Полезные советы по выбору сверл

Виды сверл по металлу и их назначение, характеристики спиральных сверл

Прочитав эту статью, вы узнаете:

  1. какие существуют виды сверл по металлу;

  2. где найти их маркировку;

  3. какие важные характеристики есть у этих инструментов;

  4. на что они влияют;

  5. на какое оборудование устанавливают сверла по металлу.

Фотография №1: сверла по металлу

Начнем с основ.

Виды сверл по металлу и их назначение

Опишем чаще всего встречающиеся виды сверл по металлу и расскажем об их назначении.

Спиральные цилиндрические сверла

Встречаются чаще всего и знакомы каждому. По конструкции такие сверла представляют собой цилиндрические стержни, на рабочих частях которых имеются:

  1. спиральные канавки (одна или две), предназначенные для отвода стружки;

  2. зубья;

  3. и режущие кромки.

Изображение №1: конструкция спирального сверла по металлу

Выделяют пять категорий спиральных сверл по металлу.

  1. Общего назначения. Эти самые распространенные сверла по металлу находят применение в быту и на производстве. Диметр может достигать 80 мм.

  2. Левые сверла по металлу. У них спиральные канавки закручиваются в противоположные стороны. Предназначение таких инструментов — высверливание болтов со сломанными головками и иных разновидностей крепежа, которые невозможно извлечь иными способами.

  3. Повышенной точности. Сверла по металлу этого типа используют в быту и на производстве, если нужно получить отверстия с высокоточными диаметрами. Такие инструменты имеют класс А. Погрешность работы — доли миллиметра.

  4. Твердосплавные. Такие сверла могут быть цельнолитыми или иметь специальные пластины или напайки. Предназначены для обработки заготовок из материалов с высокой твердостью. Существуют также специальные модели, которые используют при изготовлении печатных плат.

  5. Глубокого сверления. Эти удлиненные спиральные сверла имеют 2 винтовых канала.

Корончатые сверла по металлу

Рабочие части таких сверл представляют собой полые цилиндрические стаканы с канавками для отвода стружки. На торцах имеются режущие зубья.

    Фотография №2: корончатые сверла по металлу

    Корончатые сверла по металлу используют для проделывания отверстий больших диаметров (до 150 мм). Инструменты применяют при обработке заготовок на фрезерных, токарных и сверлильных станках.

    Принцип работы таких сверл основан на технологии корончатого фрезерования. Отверстия вырезаются по контурам. Эта технология отличается высокой производительностью, возможностью использования оборудования небольшой мощности и высокой точностью.

    Конические сверла по металлу

    Рабочие части таких сверл имеют форму конусов. Инструменты применяют при сверлении заготовок небольшой толщины (2–6 мм) из стали и цветных металлов. Существуют две основные разновидности конических сверл.

    1. Стандартные. Требуют от мастера внимательности при высверливании отверстий определенных диаметров.

      Фотография №3: стандартное коническое сверло по металлу

    2. Ступенчатые. Наличие ступеней значительно облегчает обработку заготовок.

      Фотография №4: ступенчатые конические сверла по металлу

    Выделяют следующие главные достоинства конусных сверл.

    1. В тонком металле можно проделывать отверстия различных диаметров без необходимости смены сверла.

    2. Инструменты очень легко центрируются.

    Перовые сверла по металлу

    Существуют две разновидности таких сверл.

    1. Стандартные. Рабочие части таких перьевых сверл имеют форму лопаток. На торцах имеются центрирующие наконечники.


      Фотография №5: стандартные перовые сверла по металлу

    2. Сборные. В настоящее время применяются чаще всего. Состоят из державок и сменных пластин, фиксируемых при помощи винтов.

      Фотография №6: сборное перовое сверло со сменными пластинами

    Предназначение перовых сверл — проделывание глубоких отверстий небольших диаметров. Инструменты имеют следующие преимущества.

    1. Низкая стоимость.

    2. Нечувствительность к перекосам.

    3. Простота и высокая скорость смены режущих пластин.

    Недостаток — трудности с отводом стружки.

    Центровочные сверла

    Их применяют для высверливания в заготовках центровочных отверстий.


    Фотография №7: центровочные сверла

    Существуют 4 типа таких сверл.

    1. A. Формируют центровочные отверстия без предохранительных конусов. Угол разворота сторон составляет 60°.

    2. B. Высверливают центровочные отверстия c предохранительными конусами. Угол разворота сторон составляет 120°.

    3. C. С их помощью проделывают центровочные отверстия без предохранительных конусов. Угол разворота сторон составляет 75°.

    4. R. Предназначены для высверливания центровочных отверстий дугообразной конфигурации.

      Изображение №2: виды центровочных отверстий

    Специальные виды сверл по металлу

    Кроме вышеперечисленных основных видов сверл по металлу, существуют и специальные. К ним, к примеру, относятся однокромочные модели. Рабочие поверхности таких сверл прямой конструкции сточены наполовину. Это обеспечивает более эффективный отвод стружки. Однокромочные сверла применяют при изготовлении ружейных стволов.


    Изображение №3: виды однокромочных сверл по металлу

    Маркировка сверл по металлу (российская и зарубежная)

    По российскому ГОСТу маркировке подлежат все сверла по металлу диаметром от двух миллиметров. Обозначения содержат информацию о диаметре инструмента и марке стали. На некоторых моделях встречаются клейма производителей. Чтобы узнать маркировку сверла, смотрите на хвостовик инструмента.

    Российская маркировка выглядит так.


    Изображение №4: правила расшифровки российских маркировок

    Зарубежные сверла по металлу, изготовленные из быстрорежущей стали, имеют маркировку HSS. В зависимости от модификаций и особенностей изготовления к ней добавляют различные дополнительные обозначения.

    Классификация спиральных сверл по особенностям конструкции и техническим характеристикам

    Сверла классифицируют по различным особенностям конструкции и техническим характеристикам.

    Типы хвостовиков

    1. По конструкции хвостовой части сверла классифицируют на следующие разновидности.

    2. С цилиндрическими хвостовиками. Встречаются чаще всего. Диаметры хвостовиков могут не совпадать с диаметрами рабочих частей. Сверла малого диаметра нередко оснащают более крупными хвостовиками. Это повышает надежность фиксации. Крупные сверла могут иметь хвостовки уменьшенного диаметра. Это позволяет зафиксировать инструмент в дрели со стандартным патроном. Недостаток таких хвостовиков — невозможность передачи большого крутящего момента. Это повышает рекомендуемую мощность оборудования, необходимого для работы с инструментом. Но в такой конструкции есть и плюс. Если сверло заклинит, дрель не повредится.

      Фотография №8: спиральное сверло с цилиндрическим хвостовиком

    3. С коническими хвостовиками. Ими оснащают сверла, предназначенные для обработки заготовок на специализированных станках и при помощи промышленных дрелей.

      Фотография №9: сверла с коническими хвостовиками

    4. С шестигранными хвостовиками. Такие сверла подходят для фиксации в стандартных кулачковых патронах и специальных зажимах.

      Фотография №10: перовое сверло с цилиндрическим хвостовиком

    Классы точности сверл по металлу

    Существуют три основных класса точности сверл по металлу.

    1. B и B1. Это катанные и вальцованные сверла па металлу нормальной точности. Используются для проделывания отверстий до 15 и 14 квалитетов точности, соответственно. За рубежом их маркируют HSS-R.

    2. А. Это шлифованные сверла по металлу высокой точности. Применяются для высверливания отверстий с квалитетами точности от 10 до 13.

    Углы заточки спиральных сверл и их влияние на применение инструментов

    Спиральные сверла по металлу имеют два важных геометрических параметра, которые оказывают влияние на применение инструментов.


    Изображение №5: геометрические параметры спиральных сверл

    1. Угол наклона винтовой канавки сверла (ω). Возрастает с увеличением диаметра инструмента. Варьируется в пределах от 18 до 45°. Выбор сверла с определенным углом наклона канавки зависит от материала обрабатываемой заготовки.

      1. Электрон, алюминий и дюралюминий — 45°.

      2. Вязкие и легкие металлы — 40–45°.

      3. Хрупкие металлы — 22–25°.

      4. Различные виды стали — 26–30°.

    2. Угол между режущими кромками (2ϕ). С его увеличением прочность сверла повышается, но при этом возрастает усилие подачи. С уменьшением — наоборот, сверление облегчается, но рабочая часть ослабляется. Выбор сверла с определенным углом между режущими кромками также зависит от материала обрабатываемой заготовки.

      1. Пластмассы — 50–60°.

      2. Мрамор и иные хрупкие материалы — 80°.

      3. Целлулоид и эбонит — 85–90°.

      4. Сплавы на основе магния — 110–120°.

      5. Силумин — 90–100°.

      6. Электрон, баббит, алюминий — 130–140°.

      7. Красная медь — 125°.

      8. Бронза и латунь — 130–140°.

      9. Закаленная сталь и стальные поковки — 125°.

      10. Сталь и чугун средней твердости — 116–118°.

    Виды заточки сверл по металлу

    В завершении статьи расскажем о видах заточки сверл по металлу, которую применяют для восстановления затупившихся инструментов и изменения их геометрии.


    Изображение №6: виды заточки спиральных сверл

    1. Нормальная (одинарная) заточка (Н). Считается универсальной. При нормальной заточке на поверхности сверла формируются две режущих кромки и одна поперечная. Угол между режущими кромками — 118–120°. Этот вид заточки можно использовать по отношению к сверлам с диаметрами до 12 мм. Остальные технологии подходят для инструментов с диаметрами до 80 мм.

    2. Одинарная заточка с подточкой режущей кромки (НП). Уменьшает ее длину. За счет этого снижается нагрузка на рабочую часть при выполнении сверлильных работ.

    3. Одинарная заточка с подточкой поперечной кромки и ленточки (НПЛ). Дополнительно уменьшает ее ширину в области режущей части. Сила трения значительно снижается. Кроме этого, образуется дополнительный задний угол. Это приводит к облегчению резания.

    4. Двойная заточка с подточкой поперечной кромки (ДП). При двойной заточке формируются 4 режущие кромки и одна поперечная. Они имеют вид ломаных линий. Стойкость сверл с двойной заточкой увеличивается в 5–7 раз при обработке заготовок из чугуна и в 2,5–3 раза при сверлении сталей.

    5. Двойная заточка с подточкой поперечной кромки и ленточки (ДПЛ). При такой заточке сверление облегчается дополнительно.

    Полезные советы по выбору сверл

    1. При покупке инструментов не экономьте. Высокие цены на сверла по металлу — это гарантия качества и медленного износа.

    2. Приобретайте инструменты, подходящие к имеющемуся в наличии оборудованию.

    3. Обращайте внимание на марку стали. От нее напрямую зависит возможность обработки заготовок из различных по прочности материалов.

    Виды свёрл по металлу

    Какие же бывают виды сверл?

    Данная статья наиболее кратко описывает все виды металлорежущих свёрл.

                  Сверло – металлорежущий инструмент, насчитывающий 5 режущих кромок (2 ленточки, перемычка, 2 режущих кромки), используемый для сверления и рассверливания отверстий в заготовках из металла.

    Главное движение резания при сверлении это вращение с определенной скоростью сверла относительно его оси, вспомогательное движение резания это подача сверла в осевом направлении.

     

    рис. 1 – сверление отверстия в металле

     

    Как же правильно подобрать сверло?

                        Для правильного подбора сверла под определенную операцию, нужно учитывать следующие факторы:

    1. Модель станка.

    2. Состояние станка и вспомогательной оснастки (жесткость системы СПИД, мощность, крутящий момент, максимальные обороты и подача, биение максимальное, подвод СОЖ).

    3. Партийность заготовок (единичная, серийная, массовая).

    4. Материал заготовки (сталь, нержавейка, титан, пластмасса, цветной сплав и т.д.).

    5. Метод получения заготовки (отливка, прокат, штамповка, вырезка)

    6. Точность получаемого отверстия (допуск, шероховатость, прямолинейность, округлость и т.д.).

    7. Глубина обрабатываемого отверстия.

    8. Технические требования к заготовке (термообработка, покрытие, упрочнение поверхностного слоя и т.д.).

    9. Конструкцию и технологичность детали (тонкостенная, пересекающиеся отверстия, поверхности входа и выхода сверла из отверстия и т.д.).

     

    Виды свёрл

                          1) цельные (монолитные) сверла


    рис. 2 – цельнотвердосплавные сверла

                 Данный тип сверл в основном изготавливают из быстрорежущих сталей, а также из твердого сплава. Сверла из монолитного твердого сплава характеризуются высокой точностью изготовления, минимальным биением и возможностью получать отверстия 8,9 класса точности, с шероховатостью до 1,6 Ra (6-й класс чистоты) мкм, без дополнительной операции зенкерования и развёртывания отверстий.

    Также существуют современные сверла, получаемые за счет метода порошковой металлургии из быстрорежущей стали с добавлением легирующих элементов (кобальта, молибдена), данные сверла имеют высокую износоустойчивость, точность и значительно лучше твердосплавных сверл работают на изгиб.

                 Конструкция сверл может быть как с внутренним подводом СОЖ в зону резания, так и с наружным. Данные сверла допускают переточку, а также имеют различные износостойкие покрытия CVD или PVD методом. Имеют различную длину хвостовика, длину режущей части. Монолитные сверла изготавливают с цилиндрическим хвостовиком, а также с хвостовиком с лыской (тип WELDON) для предотвращения проворота сверла в цанговом патроне. Монолитные сверла имеют высокую жесткость и способны работать с большими подачами без ущерба качеству и стойкости сверла.

    Основные конструктивные элементы спирального сверла

    рис. 3 – элементы конструкции сверла

    • Двойной угол в плане или угол при вершине сверла
    • Диаметр режущей части сверла
    • Общая длина сверла
    • Длина стружечной канавки сверла
    • Длина хвостовика сверла
    • Длина режущей части сверла или максимальная глубина сверления
    • Поперечная кромка
    • Диаметр хвостовика

                     Примечание: режущая часть сверла имеет небольшой обратный конус для исключения возможности заклинивания стружки и повторного резания стружки.

    Монолитные спиральные сверла имеют различные хвостовики

    рис. 4 – виды хвостовиков сверл

    Сверла различают по глубине резания:

    • Короткие сверла (короткой серии) до 5D
    • Сверла средней длины (средней серии) до 10D
    • Сверла длинные (длинной серии) до 15D
    • Сверла удлиненные (удлиненной серии) до 30D

    Ссылка на видео http://www.youtube.com/watch?v=PjqJmT-pcGQ&feature=youtu.be

     

    2) сверла с напаянными пластинами

    рис. 5 – сверло с напайной твердосплавной пластиной

                   Сверла с напайной пластиной обеспечивают повышенную износостойкость при обработке труднообрабатываемых материалов, а также экономическую целесообразность применения для обработки отверстий большого диаметра, так как их стоимость значительно ниже твердосплавных или сверл с СМП.

    Информацию о конических хвостовиках инструмента вы можете почитать здесь:

    http://ru.wikipedia.org/wiki/Конус_инструментальный

     

    3) сверла со сменными пластинами

    рис. 6 – свёрла с СМП (модульные, перовые)

                  Сверла с СМП применяют для обработки отверстий в деталях массового и серийного производства, они характеризуются быстрой сменой пластины, что значительно облегчает труд оператору-наладчику станка, за счёт того, что сверло не нужно перетачивать и заново привязывать. Также их используют для обработки глухих отверстий с плоским дном, отверстий с невысокими требованиями по точности.

     

    Виды сверл со сменными пластинами:

    а) с несколькими твердосплавными пластинами (периферийной и центральной) – рис. 7

     

    рис. 7 – сверла с СМП

                Свёрла со сменными многогранными пластинами применяют для обработки отверстий среднего и большого диаметра небольшой глубины. Также они подходят для плунжерной обработки и некоторых токарных работ (но не все виды сверл): подрезка торца, растачивание отверстий, обтачивание наружной поверхности. Сверла считаются не очень производительными за счет невозможности использовать большую подачу на зуб при сверлении, из-за недостаточной жесткости сверла. Способны обрабатывать неглубокие отверстия глубиной до 5D сверла.

     

    б) с одной пластиной (перовые сверла) – рис. 8

     рис. 8 – сверла перовые со сменной пластиной из твердого сплава или HSS

    Данный тип сверл является современным аналогом спиральных цельных сверл, они имеют преимущества над спиральными:

    1. Один корпус сверла для различных диаметров сверления.

    2. Не требует переточки сверла (экономия времени машинного, ресурсов человеческих, расходных материалов для заточного станка и электроэнергии и зарплаты заточника).

    3. Большой выбор сплавов, геометрий и износостойких покрытий под различные материалы.

    4. Имеют различные типы хвостовиков (WELDON или Конус МОРЗЕ), возможно, закреплять на различных станках.

    Данные сверла способны сверлить отверстия глубиной до 32D сверла, но при этом необходимо:

    • просверлить пилотное отверстие глубиной до 1-2D сверла такого же диаметра.
    • угол при вершине центровочного сверла должен быть равен или чуть больше, чем длинного сверла.
    • засверливание производить на пониженной подаче и оборотах для наименьшего увода сверла.
    • должно осуществляться увеличенное давление СОЖ через инструмент, для наилучшей эвакуации стружки из зоны резания, в противном случае необходимо производить сверление с отскоком.

              Применять твёрдый сплав при глубинах больше 7 диаметров не рекомендуется. Дело в том, что при больших глубинах сверления неизбежно возникают повышенные нагрузки на режущую кромку и вибрации. Твёрдый сплав в силу своей большей хрупкости по сравнению с HSS может не выдержать этих нагрузок и есть риск выкрашивания пластины или её поломки.

     

    в) модульные сверла со сменной пластиной из твердого сплава или HSS

    рис. 9 – модульное сверло со сменной головкой из твердого сплава

                   Модульные свёрла имеют сменную твердосплавную головку, которая по мере износа меняется, также имеют хороший подвод СОЖ через инструмент прямо в зону резания и специальные канавки для эвакуации стружки из зоны резания и отвода тепла от инструмента и заготовки. По своей конфигурации данные сверла можно сравнить с цельными сверлами, они способны обрабатывать отверстия по 9-10 классу точности и с хорошей шероховатостью поверхности (Ra 3,2-6,3 мкм). Сверла работают практически с теми же подачами на зуб, что и монолитные сверла, отличаются высокой производительностью, а также не требуют переточки, что значительно сокращает время на смену инструмента. Данные сверла не способны засверливаться в наклонные поверхности и неровные.

    Максимальная глубина обработки данными сверлам до 8D сверла.

     

    4) Сверла для глубокого сверления

    Глубокая обработка отверстий до 100D может вестись несколькими инструментам:

    а) Эжекторное сверло

    Ссылка на видео: http://www.youtube.com/watch?v=Elen711kPwM&feature=youtu.be

    Этот вид сверления наиболее предпочтителен при сверлении отверстий на станках с горизонтальной компоновкой шпинделя (токарные станки и обрабатывающие центры).

    Эжекторное сверло состоит:

    • режущей головки
    • наружная штанга
    • внутренняя штанга
    • патрон
    • цанга
    • уплотнительная втулка

    рис. 10 – эжекторная система сверления

    Эжекторное сверление является наиболее современной технологией обработки глубоких отверстий.

    Стружка отводится через отверстие штанги и поэтому на сверле нет стружечных канавок, что позволяет, увеличит жесткость инструмента.

    Эжекторное сверление рекомендуется применять:

    • при обработке материалов, имеющих хорошую обрабатываемость резанием
    • станки с горизонтальной компоновкой шпинделя (токарные)
    • для крупносерийного и массового производства

    Точность отверстия при эжекторном сверлении достигает 9-10 класса и чистота обработанной поверхности 2-3 Ra мкм.

     

    б) Пушечное сверло

    Ссылка на видео: http://www.youtube.com/watch?v=t597JqeN_T8&feature=youtu.be

    Сверление пушечными сверлами является устаревшим методом обработки глубоких отверстий. Стружка удаляется через V-образную канавку на сверле, поэтому площадь поперечного сечения сверла уменьшается и это влияет на жесткость инструмента.

    рис. 11 – сверление пушечным сверлом

    Точность отверстия при сверлении пушечными сверлами достигает 9 класса и чистота обработанной поверхности 0,1-3,2 Ra мкм.

    Сверление пушечными сверлами рекомендуется применять:

    • Обработка отверстий небольшого диаметра
    • При возникновении сложности образовании стружки
    • Обрабатывающие центры с высокой подачей СОЖ
    • Токарные станки с ЧПУ с высокой подачей СОЖ

     

    Другие виды сверл согласно российскому стандарту

    рис. 12 - Сверла спиральные из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ:

    4010-77 – короткая серия

    10902-77 – средняя серия

    886-77 – длинная серия

    12122-77 – длинная серия с коротким хвостовиком

    8034-76 – малоразмерная серия

    рис. 13 - Сверла спиральные из быстрорежущей стали с конусом МОРЗЕ по ГОСТ:

    10903-77 – нормальная серия

    2092-77 – удлиненная серия

    12121-77 – длинная серия

    Сверла спиральные из быстрорежущей стали для труднообрабатываемых материалов по ГОСТ:

    20697-75 – с коническим хвостовиком средняя серия

    20696-75 – с коническим хвостовиком короткая серия

    20695-75 – с цилиндрическим хвостовиком средняя серия

     

    Сверла спиральные из быстрорежущей стали для обработки легких сплавов по ГОСТ:

    19543-74 – с цилиндрическим хвостовиком средняя серия

    19544-74 – с цилиндрическим хвостовиком длинная серия

    19545-74 – с цилиндрическим хвостовиком левые сверла

    19546-74 – с коническим хвостовиком

    19547-74 – с коническим хвостовиком удлиненные

    рис. 14 - Сверла шнековые по ТУ:

    2-035-948-84 – с цилиндрическим хвостовиком

    2-035-426-75 – с коническим хвостовиком

    рис. 15 - Сверла спиральные конические с конусностью 1:50 по ГОСТ:

    18201-72 – с цилиндрическим хвостовиком

    18202-72 – с коническим хвостовиком

    рис. 16 - Сверла сборные перовые:

    ГОСТ 25524-82 – с цилиндрическим хвостовиком

    ТУ 2-035-741-81 – с коническим хвостовиком

    рис. 17 - Сверла центровочные комбинированные по ГОСТ 14952-75

    рис. 18 - Сверла кольцевые со вставными ножами из быстрорежущей стали по ТУ 2-035-524-76

     

    Сверла твердосплавные по ГОСТ:

    22735-77 – спиральные с цилиндрическим хвостовиком

    17273-71 – спиральные укороченные

    17274-71 – спиральные короткие

    17275-71 – спиральные средняя серия

    20694-75 – спиральные для труднообрабатываемых материалов короткая серия с цил. хв.

    22736-77 – спиральные для труднообрабатываемых материалов с коническим хвостовиком

    рис. 19 - Спиральные для сверления отверстий в печатных платах по ГОСТ:

    22093-76 – короткая серия

    22094-76 – длинная серия

     

    Спиральные для обработки термореактивных пластмасс по ГОСТ:

    21418-75 – с цилиндрическим хвостовиком

    21419-75 – с коническим хвостовиком

    21420-75 – перовые с цилиндрическим хвостовиком

    Основные разновидности сверл для ремонта и строительства