Инструкция по сверлению отверстий в металле

Сверление металла – одна из разновидностей механической обработки. Такая слесарная операция позволяет создавать отверстия разных диаметров и глубин. В статье расскажем, как и чем возможно просверлить металл, а также выясним особенности технологии.

Сфера применения

Сверление необходимо при ремонте, восстановлении, сборке инженерных систем, корпусов или деталей бытовой и медицинской техники, автомобилей и электроники, радиоаппаратуры, различных станков, используемых в промышленности. Часто создание монтажных отверстий требуется в быту: в гараже, в квартире, на даче, в доме. 

В ходе металлообработки формируются отверстия, в которые для соединения отдельных конструктивных частей помещаются крепежи: болты, шпильки, анкеры, винты, дюбели, шурупы, штанги, заклёпки и другие метизы.

Сверление металла: необходимые инструменты

Сверление отверстий в металле требует использования специального оборудования. На заводах, в металлообрабатывающих компаниях, на фабриках применяют сверлильные станки. В их конструкции предусмотрены опорная неподвижная станина, соединяющая рабочую часть с основанием стоечная колонна, а также сверлильная головка. В последней располагаются шпиндель (шпиндельная бабка) с патроном для фиксации подходящей оснастки. В действие шпиндель приводится электродвигателем, передающим крутящий момент через ременной привод. Также в станке есть блок управления с кнопкой включения, рычагами подачи, регуляторами параметров работы.

Станки делятся на виды:

• Вертикально-сверлильные. Шпиндель тут движется вертикально. Такие станки бывают напольными или более компактными настольными.
• Горизонтально-сверлильные. В них шпиндельная бабка перемещается по горизонтали, вдоль станины. Такой вариант подходит для заготовок большой длины.
• Радиально-сверлильные. Шпиндельная бабка тут имеет вертикальный ход. Но возможно вращение направляющей. Она перемещается относительно основания на 360 градусов.
• Координатно-расточные. На них можно создавать резьбу, зенкеровать, фрезеровать металлы, обрабатывать торцевые части, делать коническую или цилиндрическую перфорацию.
• Алмазно-расточные. Их оснастка алмазная, что обеспечивает эффективное сверление твёрдых материалов, высокую точность, а также максимальную гладкость без шлифовки.
• Одношпиндельные. В них единственный шпиндель. Станки данного типа обычно полуавтоматические. Оператор устанавливает настройки, а рабочий процесс проходит без вмешательства мастера.
• Многошпиндельные. В них несколько шпиндельных бабок, поэтому можно делать несколько отверстий одновременно или последовательно, без вращения обрабатываемых заготовок.

Для небольших дырок, создаваемых в домашних условиях, подойдёт электрическая дрель. Такие ручные инструменты также применяются на производствах, если нужно сверлить маленькие отверстия в труднодоступных местах, под разными углами, в уже собранных и установленных конструкциях, которые из-за габаритов невозможно размещать в станках.

В некоторых случаях можно применять перфоратор, который нужно оснастить переходным патроном для установки сверла. Для точной разметки нужен кернер. Первичная наметка точки старта осуществляется молотком.

Иногда необходимы уголки, кондукторы, тиски, упоры, прихваты. Перечисленные приспособления обеспечивают фиксацию обрабатываемых изделий, их стабильное положение без рисков случайных смещений. Их применения требует техника безопасности. Также благодаря им можно работать точнее, аккуратнее. Для финишной обработки применяют станки с развертками, зенкерами, резцовыми блоками или резцами, фрезами, метчиками.

Виды сверл

Используемые свёрла различаются по размерам (длине, диаметру), а также по форме. Они бывают:

• Спиральными. Самый популярный вид с особой заточкой и канавками, направленными по спирали под определёнными углами.
• Корончатыми. Их конфигурация – коронка, подходящая для формирования отверстий больших диаметров.
• Винтовыми. Их конструкция – это шнек с режущей острой гранью.
• Перьевыми. Форма – плоская, похожая на птичье перо. Такой вид хорошо подходит для древесины разных пород.
• Конусными. Ступенчатое либо гладкое сверло имеет шестигранный или цилиндрический хвостовик (основание) и конусовидный заострённый наконечник.
• Пушечными. Это цилиндр с сечением, непостоянным, переменным по длине режущего инструмента.
• Центровочное. Рабочая зона двухсторонняя. Хвостовик обычно крупный для надёжного зажима в патрон. Рабочая часть тонкая. Также в конструкции предусмотрены режущие конусообразные кромки. Назначение – раззенковка для использования инструментов больших диаметров.

Для свёрл действуют ГОСТ. Такие стандарты регламентируют обязательные маркировки. Для диаметров меньше 2 миллиметров обозначений нет. Свёрла до 3 мм на хвостовиках помечаются маркой стали и размером сечения. Для больших диаметров могут указываться дополнительные сведения.

Технология сверления металла

В основе технологии – последовательное, послойное удаление металла режущим рабочим инструментом в окружности требуемого диаметра. Движение сверла, зенкера или другой детали при этом осуществляется поступательно и вращательно.

Но не всё так просто. Для получения отверстий нужных размеров и точных форм обязательно корректное поддержание двух технологических параметров. Это:

• скорость, с которой вращается рабочий инструмент;
• скорость, с которой режущая часть движется вертикально или горизонтально.

Полное соответствие отверстий заданным параметрам достигается при грамотной подготовке и соблюдении последовательности, важных правил технологии сверления. Во-первых, важно корректно подобрать режущий инструмент, учтя свойства металла, его толщину, необходимую конфигурацию дыры. Во-вторых, для высокой точности иногда осуществляется предварительное черновое просверливание с последующей чистовой обработкой с точными настройками автоматизированных станков.

Сверление бывает ручным, выполняемым дрелью, а также полуавтоматическим и автоматическим. В последних двух случаях используется настраиваемое оборудование. Полуавтоматическое требует введения значений глубины и диаметра отверстия оператором станка. Мастер может размещать рабочие инструменты, направлять их, контролировать процесс. Полностью автоматизированные аппараты практически все операции проводят самостоятельно, без вмешательств оператора.

Для получения нужной степени гладкости стенок и кромок отверстий, резьбы, увеличенного диаметра проводят финишную обработку зенкерованием, развёртыванием, метчиками.

Режимы

Важно не только грамотно подобрать и правильно зафиксировать в станке или дрели сверло, но и стабильно соблюдать режим технологического процесса. Он включает такие важные параметры:

• Тип режущего инструмента, его диаметр, длина. От них зависят характеристики создаваемого отверстия.
• Скорость сверления металла. Это количество оборотов, совершаемых вращающимся сверлом в течение одной минуты. Точная скорость определятся с учётом материала и диаметра режущего инструмента. Есть нормативы, которые указываются в таблицах и используются сотрудниками на обрабатывающих предприятиях. В автоматизированных современных станках параметры устанавливаются автоматически.
• Усилие подачи. Нажим, с которым вглубь металла перемещается сверло.
• Необходимая глубина просверливания. Она зависит от толщины металла и от того, какая перфорация осуществляется: сквозная или глухая.
• Угол контакта изделия и сверлящей детали. От него зависит направление реза.
• Температура, до которой нагреваются сверло и металлоизделие. Если она высокая, обязательно принудительное охлаждение.

От точности соблюдения режима зависят конечное качество отверстия, а также сроки службы, сохранность рабочих инструментов.

Виды отверстий

Отверстия бывают таких видов:

• Сквозные. Проходят через всю толщу металла.
• Глухие. Не проходят насквозь.
• Неполные, они же половинчатые, располагающиеся на краях.
• Больших диаметров. Их значения могут составлять 40-100 мм.
• Глубокие. Формируются при значительной толщине материалов.
• Под внутреннюю резьбу. Имеют канавки для возможности ввинчивания деталей (например, крепежа).
• Сложных форм. Могут проходить под углами, с изменением диаметра, с уступами.

Способы сверления металла

Способы сверления бывают разными. Они определяются с учётом конфигурации, глубины создаваемых отверстий. Рассмотрим несколько вариантов:

1. При сквозных отверстиях важно предотвратить грубый выход сверла с обратной стороны заготовки, что чревато появлением гарта и повреждением рабочих деталей. Технология предполагает применение перфорированного верстака, понижение скоростей на конечных этапах просверливания или подкладывание под изделие защитной прокладки из дерева (или его комбинации с металлом в центральной части) либо металлической болванки с дырой для свободного углубления и хода режущей части.
2. При глухих отверстиях их глубина отмеряется зафиксированной на станке линейкой, патроном с регулировкой упора, втулочным упором или сочетанием таких методов. Также используют автоматизированные станки с задаваемой глубиной хода и остановкой процесса при достижении нужной зоны. По мере заглубления сверла может потребоваться периодически извлекать образующуюся стружку.
3. Для половинчатых, сложных отверстий используют разные методы. Для уступов выполняют рассверливание с последовательным увеличением сверловых диаметров. Для неполных отверстий заготовки соединяются по кромкам или с прокладками. После зажима в тисках по стыку формируется обычное отверстие, которое в итоге для каждого изделия получается половинчатым.
4. Для больших диаметров проводят кольцевое сверление ступенчато-конусными свёрлами, стандартными конусными или коронками, например, из биметаллов, с центровочным элементом и зубцами из твёрдых сплавов.

Сверление по разметке, шаблону и кондуктору

Для единичных, немногочисленных дыр можно предварительно сделать разметку. Центр будущего отверстия помещается кернером: он ставится в нужную точку и незначительно углубляется ударом молотка. Некоторые намечают участки фломастером, но кернер позволяет предупредить смещения острия на начальном этапе. Работы имеют определённую последовательность: предварительное просверливание, контроль отверстия, завершающие действия.

Для серийного производства стандартизированных перфорированных заготовок используют шаблоны. Они подходят для стопок тонких листов, закреплённых струбциной. Шаблоны иногда заменяют схемами или чертежами.

При повышенных требованиях к перпендикулярному пространственному положению каналов и расстояниям между ними применят кондуктор. Если сверлятся трубки с тонкими стенками или толстый металл, то дополнительно используют направляющие, обеспечивающие стабильное размещение сверла по отношению к заготовке.

Как правильно сверлить металл

Как сверлить металл правильно? Нужно подобрать оптимальные параметры операции. Самый важный – это скорость, с которой вращается сверло. Обычно её значение находится в диапазоне от 800-900 оборотов в минуту до 2400-2500. Но возможны и другие варианты. Скорость вычисляется индивидуально, для её определения нужно учитывать свойства металла, особенности заточки.

Также мастер должен грамотно соотносить количество оборотов и усилие подачи. Как правило, рабочий инструмент заглубляется в материал без значительного нажатия, причём даже при малых скоростях. Поэтому слишком интенсивная подача не нужна. В станке она контролируется, а при использовании дрели её нужно чувствовать.

Важным показателем технологической корректности процесса и качественной заточки является равномерность выхода стружки из двух спиральных углублений (канавок). Характеристики стружки зависят от свойств металла. У сталей это длинные цельные спирали или хлопья (у нержавеющих марок), у алюминия – завитки малой длины, у хрупких сплавов и металлов типа чугуна – маленькие иголки.

Важно! Если стружка выглядит странно, а сверло не заглубляется и издаёт визг или писк, то процесс следует остановить, чтобы скорректировать заточку.

Перед стартом работ нужно сделать точную разметку – обозначить все отверстия. Их центры размечаются кернером. Сначала формируется лунка не более 2-3 мм глубиной. В неё капают немного машинного масла для охлаждения. В этих же целях можно использовать олеиновую кислоту, мыльный раствор (по одному куску хозяйственного мыла на каждый литр чистой воды) или керосин.

При ручном сверлении сначала нужно сделать достаточный нажим для врезания сверла. Когда инструмент углубится, усилие нужно ослабить, контролируя вращение с постоянной скоростью.

Если создаётся сквозное отверстие, тонкое дно изделия может прорваться и выдать большие заусенцы. Они часто попадают в спиральные канавки и провоцируют затягивание сверла. Чтобы не допустить этого, нужно при выходе из материала повысить обороты, но при этом уменьшить давление.

Особенности сверления толстого металла

Если металл имеет значительную толщину, то отверстие должно быть глубоким. Его длина может быть больше диаметра в пять и более раз. Просверливание толстых материалов имеет две особенности. Первая – принудительное удаление стружки. Второй момент – применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

СОЖ уменьшают температуры изделий и рабочих частей, которые могут сильно нагреваться из-за возникающего при вращении и углублении трения. Медь можно просверливать без охлаждающих жидкостей, так как она теплопроводная и минимально сохраняет тепловую энергию. Таким же свойством обладает и чугун.

А вот другие металлы следует сверлить с СОЖ. На производствах их функции выполняют специальные эмульсолы, углеводороды, индустриальные масла, синтетические эмульсии. В быту, используя дрель, можно применять другие смеси. Для дюралюминия подходит комбинация касторового масла и керосина, для не очень твёрдых сталей – касторка или вазелин (технический), для силумина – разведённый спиртом скипидар, для Д16Т и других подобных алюминиевых сплавов – раствор хозяйственного мыла.

Отверстия большой глубины создают кольцевым способом и сплошным. При первой методике центральный стержень, формирующийся при вращательных движениях коронки, убирается частями. Его надо предварительно ослаблять вспомогательными малыми отверстиями.

Сплошной способ реализуют спиральным сверлом. При этом металлическая заготовка должна быть очень надёжно закреплена. Также обязательна подача СОЖ в каналы оборудования. Периодически сверло без прекращения его работы достаётся. Это нужно, чтобы из полости убирать крошку металла.

Сверление толстых материалов многоэтапное. Для начального надсверливания берут короткое сверло. Затем дырка заглубляется рабочим инструментом требуемых длины и диаметра. Часто используют кондукторные направляющие втулки для стабильного, постоянного направления сверла без его смещений. Для глубоких отверстий лучше применять специализированные профессиональные станки с автоматической подачей СОЖ и высокоточной отцентровкой.

Техника безопасности

Меры безопасности:

• Надёжность фиксации рабочих элементов. Она проверяется перед началом работ.
• Правильное крепление заготовки. Она не должна смещаться и тем более свободно двигаться.
• Использование защиты глаз, рук, кожи. Сверлить следует в очках, исключающих попадание стружки в органы зрения, а также в специальном костюме.
• Правильная одежда. Она не должна быть слишком свободной или имеющей элементы, которые могут попадать в зону вращения.
• Убранные волосы. Если пренебречь этим правилом, возможно накручивание прядей на вращающиеся детали станка и серьёзные травмы.
• Контроль температурного режима. Следует внедрять охлаждение (смазочно-охлаждающие жидкости) и останавливать процесс при рисках перегрева.
• Своевременное удаление стружки. Она может попадать в лицо и на другие участки тела, а также провоцировать заедание сверла в металле.

Полезные советы

Напоследок советы экспертов:

1. До старта работ сверло уже должно крутиться с нужным количеством оборотов. Так оно не будет преждевременно затупляться.
2. Извлекать режущий инструмент следует без его остановки. Нужно сбавить скорость и постепенно поднимать рабочую часть. В противном случае вероятно заклинивание станка или его поломка.
3. Если сверло не проникает в толщу металла, значит, материал слишком твёрдый. Нужно заменить инструмент другим, оснащённым наконечником из сплава с максимальной твёрдостью. А скорости вращения и подачи следует выбирать низкие.
4. Если сверло очень маленькое, из-за чего не фиксируется в патроне, его основание можно перемотать проволокой из латуни, чтобы увеличить диаметр хвостовика и сделать его достаточным для захвата.
5. Если изделие полированное, то его поверхность от царапин защитит фетровая шайба, надетая на сверло.

Сверление требует опыта, определённых знаний и навыков. Доверять такую металлообработку следует профессионалам, которые добьются максимального приближения конечных результатов к заданным параметрам, высокой точности геометрии и размеров отверстий.

Обратитесь в компанию Profbau. Это предприятие полного цикла, специалисты которого хорошо знают все нюансы технологических процессов, используют современные методы и автоматизированное оборудование. Мы недорого, качественно и оперативно просверлим отверстия любой сложности, в любом металле, в заготовке любой толщины и формы. Для сотрудничества напишите нам на e-mail, оставьте заявку с сайта или позвоните.

Сверление металла – весьма распространенная слесарная операция, ведь для создания различных видов конструкций требуются отверстия, разновидностей которых очень много (заклепочные, винтовые, болтовые, шпилечные).

Что касается инструмента, то для выполнения работ вполне достаточно обычной дрели, сверла с соответствующим диаметром, а также кернера с молотком для наметки отверстия. Сегодня подробнее расскажем о технологических особенностях самого процесса и дадим полезные советы.

Сверла для сверления металла

Сверление отверстий считается сложной операцией, но нередко она становится неотъемлемой частью обработки металла. Это объясняется тем, что металлические детали имеют высокую прочность и работать с ними без специального оборудования и технологий нельзя.

Сверление металла используется в различных сферах, в том числе в быту, когда нужно сделать отверстия на даче, дома, в гараже или при ремонте машины. Чтобы выполнить подобную процедуру своими руками, необходима электрическая дрель либо перфоратор с переходным патроном для сверла, кернер или метчик, позволяющий выполнить разметку.

Для сверления отверстий в небольших деталях рекомендуется прибегнуть к помощи сверлильного станка, позволяющего быть уверенным в направлении сверла и скорости обработки металла.

Также нужно понимать, что, не имея достаточного опыта, сложно выбрать подходящее сверло для сверления металла. Здесь необходимы специальные инструменты из быстрорежущей инструментальной стали, где при изготовлении режущей части к основному металлу добавляют нитрид титана.

Чаще всего используют сверла из быстрорежущей инструментальной стали с маркировкой HSS – именно по ней можно найти необходимую разновидность в магазине.

Сверление металлов, тяжело поддающихся обработке, таких как чугун, нержавейка и другие, требует применения сверла из твердосплавного состава. Правда, последнее обычно имеет очень высокую цену, что сказывается на стоимости всей процедуры.

Инструмент с добавлением кобальта с маркировкой P6M5K5 зарекомендовал себя как один из лучших по режущим свойствам. Кроме того, это оптимальный вариант с точки зрения соотношения цены и качества.

Виды отверстий в металле и способы их сверления

Существуют такие разновидности отверстий:

• глухие;
• сквозные;
• половинчатые, которые также называют неполными;
• глубокие;
• большого диаметра;
• предназначенные под внутреннюю резьбу.

При формировании последнего типа отверстий их диаметр определяют с допусками, установленными в ГОСТ 16093–2004.

Остановимся более подробно на видах отверстий, образуемых при помощи сверления металла:

Сквозные отверстия

Они проходят через всю толщину заготовки, поэтому важно защитить поверхность верстака или столешницы от выхода сверла за пределы изделия. В противном случае может пострадать инструмент, а на заготовке появятся дефекты, которые специалисты называют гартом.

Избежать подобной ситуации при сверлении металла позволяет ряд хитростей:

• выбор верстака с предусмотренным отверстием;
• использование прокладки из дерева или своеобразного сэндвича, в который входит дерево, металл и еще один слой дерева – такая защита располагается под обрабатываемой деталью;
• размещение под заготовкой бруска из металла с отверстием, через которое сверло может без проблем пройти;
• снижение скорости подачи инструмента на завершающем этапе.

Последний подход используется, когда необходимо сформировать отверстия прямо на месте – с его помощью снижается шанс испортить расположенные рядом поверхности.

Отверстия в тонколистовом металле вырезаются перовыми сверлами, поскольку при выборе спирального инструмента повреждаются края заготовки.

Глухие отверстия

Данный тип предполагает, что отверстия не являются сквозными. Чтобы отмерить глубину при сверлении металла, используют следующие методы:

• ограничение длины сверла при помощи втулочного упора;
• ограничение длины сверла патроном, имеющим регулируемый упор;
• использование линейки, которая предварительно зафиксирована на станке;
• сочетание нескольких способов.

Автоматика на некоторых станках отключает инструмент, как только тот доходит до определенной глубины. Нужно понимать, что во время работы иногда приходится неоднократно приостанавливать сверление, чтобы убрать частицы металла.

Отверстия сложной формы

Если отверстия идут по краю заготовки и являются половинчатыми, мастер соединяет кромки двух деталей или детали и прокладки. После чего зажимает заготовки в тисках и высверливает обычное отверстие.

Важно, чтобы материал прокладки не отличался от материала основного изделия. В противном случае инструмент будет съезжать в сторону части с более низким уровнем сопротивления.

В уголках, то есть профильном металлопрокате, сквозные отверстия делают после того, как заготовка зажата в тисках. Также необходимо использовать прокладку из дерева.

Самым сложным специалисты считают сверление металла цилиндрической заготовки по касательной. В первую очередь необходимо подготовить площадку, перпендикулярную отверстию, при помощи фрезеровки, зенковки. Далее можно переходить к созданию отверстия.

По такому же принципу обрабатывают поверхности, находящиеся под углом: создают площадку, вставляют прокладку из дерева между плоскостями, чтобы сформировать треугольник и уже после этого делают отверстие через угол.

Перед сверлением полых заготовок в них вставляют деревянную пробку.

Отверстия с уступами можно создать несколькими способами:

• Рассверливание – сверлом малого диаметра делают отверстие на всю глубину заготовки. Потом его рассверливают сверлами диаметрами от меньшего к большему, получая таким образом правильно центрованное отверстие.
• Уменьшение диаметра. Начинают с высверливания отверстия максимального диаметра, после чего меняют инструмент, постепенно сокращая диаметр и углубляя отверстие. Этот метод предполагает более простое отслеживание глубины отдельных ступеней.
• Отверстия большого диаметра – кольцевое высверливание.

Сверление отверстий значительного диаметра в металле толщиной до 5-6 мм предполагает большие физические и финансовые вложения. Диаметры в пределах 30–40 мм получают при помощи конусного или ступенчато-конусного сверла, причем второе более предпочтительно.

Если необходимо отверстие до 100 мм, выбирают полые биметаллические коронки или коронки с твердосплавными зубьями с центровочным сверлом. Лучшей репутацией пользуются инструменты «Bosch», особенно если запланирована обработка стали или иного твердого металла.

Подобное кольцевое высверливание требует меньших затрат электроэнергии, однако может быть достаточно дорогим. Дело в том, что ключевую роль играют не только сверла, но и мощность дрели, возможность ее использования на минимальных оборотах.

Толстый металл рекомендуется обрабатывать на станке, особенно если требуется сделать много отверстий при толщине заготовки свыше 12 мм.

Для сверления тонких листов металла используют узкозубые коронки или фрезу, чтобы сформировать отверстия большого диаметра. Причем фрезу фиксируют на «болгарке», однако при таком подходе не получается обеспечить ровные кромки.

Глубокие отверстия, СОЖ

Глубокими считают отверстия, у которых длина в пять раз превышает диаметр. Однако на практике под таким названием скрываются отверстия, при создании которых периодически приходится принудительно убирать стружку и использовать смазочно-охлаждающие жидкости.

Последние позволяют снизить температуру инструмента и обрабатываемой детали, так как трение приводит к их существенному нагреву. При сверлении такого металла, как медь, можно отказаться от подобных жидкостей, ведь он имеет высокую теплопроводность и без проблем отводит тепло.

Чугун тоже достаточно легко обрабатывается без дополнительных средств, если речь не идет о его высокопрочных разновидностях.

На производствах для смазки и охлаждения используют индустриальные масла, синтетические эмульсии, эмульсолы, а также ряд углеводородов. В быту подойдут:

• для мягких сталей: технический вазелин или касторовое масло;
• для алюминиевых сплавов типа Д16Т – хозяйственное мыло;
• для дюралюминия – смесь керосина с касторовым маслом;
• для силумина – скипидар, который предварительно был разведен спиртом.

Есть мастера, которые выбирают свиное сало для снижения трения. Однако можно своими руками приготовить универсальную охлаждающую жидкость для сверления металла. В ведре воды растворите 200 г мыла, добавьте пять ложек любого машинного масла, даже отработанного, после чего прокипятите раствор.

В результате должна образоваться однородная мыльная эмульсия.

Глубокие отверстия делают методом сплошного и кольцевого сверления. При втором подходе центральный стержень, который появляется по ходу вращения коронки, выламывают частями, а не сразу весь. Для этого его предварительно ослабляют дополнительными отверстиями небольшого диаметра.

Сплошное сверление металла осуществляется спиральным сверлом в надежно закрепленной заготовке, причем в каналы инструмента подается смазочно-охлаждающая жидкость. Время от времени сверло извлекают, не останавливая его вращение, чтобы удалить из образующейся полости частицы металла.

Работа идет в несколько этапов. На первом используют короткое сверло, чтобы надсверлить отверстие. Далее его заглубляют инструментом подходящего диаметра и длины. Чтобы сформировать отверстие большой глубины, рекомендуется прибегнуть к помощи направляющих кондукторных втулок.

Если вам часто приходится делать глубокие отверстия, стоит купить специальный станок. Такое оборудование обеспечивает точную отцентровку и автоматическую подачу технических жидкостей к сверлу.

Не рекомендуется вести сверление сразу с двух сторон, так как в домашних условиях эта процедура не может быть выполнена качественно.

Сверление металла по разметке, шаблону и кондуктору

Отверстия сверлят по выполненной разметке либо отказываются от нее в пользу шаблона/кондуктора.

Разметка выполняется кернером. Место входа сверла в металл отмечают при помощи удара молотка о кернер. Конечно, точку можно поставить обычным фломастером, однако благодаря кернеру острие не будет смещаться в начале сверления.

Работу проводят в такой последовательности: осуществляют предварительное сверление, проверяют отверстие, завершают сверление. Если не получилось сохранить намеченный центр, берут узкое зубило, чтобы сделать насечки или канавки – они будут направлять острие в нужную сторону.

Чтобы найти центр цилиндрической заготовки, необходим квадратный кусочек жести, предварительно загнутый под прямым углом. Высота его плеча должна быть равна радиусу детали.

Далее уголок прикладывают с разных сторон заготовки и проводят карандашом вдоль края, отмечая таким образом область вокруг центра. Либо центр для дальнейшего сверления металла можно найти при помощи пересечения перпендикуляров от двух хорд.

Шаблон позволяет изготавливать однотипные детали, на которых предусмотрен сразу ряд отверстий. Например, он значительно упрощает обработку пачки заготовок из тонкого металла, скрепленных между собой струбциной.

При помощи данного подхода удается получить несколько заготовок за раз. Шаблон можно заменить чертежом либо схемой, если речь идет о производстве радиодеталей.

Кондуктор применяют, если ключевыми требованиями к изделию является точное соблюдение расстояний между отверстиями и перпендикулярность канала.

Формирование глубоких отверстий, использование тонкостенных трубок предполагает применение не только кондуктора, но и направляющих. Последние призваны зафиксировать положение дрели относительно детали.

Безопасность и полезные советы по сверлению металла

• При сверлении металла важно соблюдать требования безопасности. В одежде мастера не должно быть элементов, которые могут попасть под вращающиеся части инструмента.

• Важно защитить глаза при помощи защитных очков от попадания стружки металла, которая может разлетаться в разные стороны. Также необходимо убедиться, что деталь крепко зафиксирована в тисках либо плотно прилегает к поверхности верстака, и только потом приступать к работе.
• Прежде чем коснуться поверхности металла, сверло должно начать вращаться – таким образом инструмент защищают от преждевременного затупления. Дрель не останавливают во время удаления бура из отверстия, а сбрасывают обороты. Отказ от соблюдения этого правила приведет к поломке инструмента или его может заклинить.
• Если сверло плохо углубляется в металл, значит, материал имеет гораздо большую твердость, чем данный инструмент. Нужно заменить сверло на аналогичное, но с наконечником из карбидного сплава, а дрель выставить на минимальные обороты.

Успешное сверление металла невозможно без правильно выбранного инструмента. Мастеру необходима мощная дрель, которая будет работать на низких оборотах, кобальтовые сверла или буры с насадками. Последние изготавливаются из карбидных сплавов.

Чтобы иметь возможность формировать отверстия большого диаметра, требуется конусный ступенчатый бур либо коронка с твердосплавными зубьями. Для работы с толстым металлом стоит отказаться от дрели в пользу обработки на стационарном станке.

Содержание

Технологии сверления металлов

1. Инструменты и оборудование для сверления металлов

2. Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в быту

   1. Обычное сверление

   2. Рассверливание

   3. Уменьшение диаметров глубоких частей отверстий

3. Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в промышленности

   1. Технология глубокого сверления металла

   2. Технология сверления толстых листов металла

   3. Технология сверления тонких листов металла

   4. Особенности сверления сквозных отверстий в металлических заготовках

   5. Особенности сверления глухих отверстий в металлических заготовках

   6. Технологии сверления сложных отверстий в металлических заготовках

4. Основные таблицы для сверления металлов, необходимые для выбора режимов резания и иных нужд

   1. Таблица №1: выбор режимов резания при сверлении металлов

   2. Таблица №2: поправочные коэффициенты

   3. Таблица №3: сверление углеродистой стали (выбор количества оборотов и скорости подачи в зависимости от диаметра сверла)

   4. Таблица №4: выбор скорости сверления сложной аустенитной стали

   5. Таблица №5: выбор диаметров просверливаемых отверстий, предназначенных для нарезания метрических и дюймовых резьб

5. Техника безопасности при сверлении металлов

6. Полезные советы

Фотография №1: сверление металла

Инструменты и оборудование для сверления металлов

Для сверления металлов применяют следующие основные инструменты и оборудование.

1. Бытовые и промышленные дрели.

2. Держатели для них, жестко фиксирующие инструменты и обеспечивающие возможность плавной и точной их подачи.

3. Портативные сверлильные станки.

4. Стационарные станки для сверления металла (вертикального и горизонтального типов, глубокого сверления и пр.).

5. Различные сверла по металлу.

Фотография №2: портативный сверлильный станок ECO.50-T на магнитном основании

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в быту

В быту для сверления отверстий металле применяют три технологии. Заготовки и листы зажимают при помощи струбцин и тисков. Чаще всего в домашних условиях используют обычные бытовые дрели и цилиндрические спиральные сверла.

Обычное сверление

Эта технология сверления металла знакома каждому.

1. Происходит разметка.

2. Отверстие намечают при помощи молотка и кернера.

3. Заготовку зажимают в тисках или при помощи струбцины.

4. Сверло нужного диаметра вставляют в патрон дрели и зажимают.

5. Инструмент центрируют.

6. Высверливают сквозное или глухое отверстие.

Фотография №3: сверление металла в домашних условиях

Рассверливание

Рассверливание металла — это технология, направленная на увеличение диаметра ранее проделанного отверстия. Для этого берут сверла больших диаметров.

В домашних условиях отверстия обычно приходится рассверливать поэтапно, постепенно увеличивая диаметр используемых инструментов. Это связано с тем, что мощности бытовой дрели во многих случаях недостаточно для просверливания отверстий больших диаметров в толстых заготовках. Кроме этого поэтапный подход уменьшает осевое давление на сверла. Это значительно уменьшает вероятность поломок.

Изображение №1: принцип сверления отверстий больших диаметров в толстом металле в домашних условиях

Уменьшение диаметров глубоких частей отверстий

При этой технологии сверления вначале просверливают неглубокое отверстие большого диаметра, а затем используют инструменты меньшего размера. Технология выглядит так.

Изображение №2: технология уменьшения диаметров отверстий в металле

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в промышленности

В промышленности применяют более сложные виды сверления металла. Используют массивные двуручные дрели и специальные станки для сверления металла (портативные и стационарные).

Расскажем об особенностях различных технологий сверления металла на производстве.

Технология глубокого сверления металла

Глубоким называется сверление в металле отверстия, длина которого в 25 и более раз превышает диаметр. Эта операция требует принудительного периодического удаления стружки и применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Они нужны для охлаждения инструмента и заготовки для исключения поломки и деформации.

Процесс глубокого сверления металлов предполагает использование разных СОЖ. Их выбирают в зависимости от материалов заготовок. Перечислим наиболее эффективные смазочно-охлаждающие жидкости.

Фотография №4: глубокое сверление с применением смазочно-охлаждающей жидкости

Для глубокого сверления чаще всего применяют спиральные и корончатые сверла по металлу. СОЖ добавляют вручную или при помощи систем автоматической подачи, которыми оснащены специализированные станки.

Технология глубокого сверления металла не предполагает спешки. Периодически процесс останавливают, извлекают сверло и принудительно удаляют стружку. При использовании спиральных инструментов, глубокое сверление проводят поэтапно, постепенно расширяя отверстие до нужного диаметра.

Технология сверления толстых листов металла

Для сверления толстых листов металла обычно используют либо конусные (для отверстий диаметром до 30 мм), либо корончатые сверла (для отверстий больших диаметров). Ими оснащают сверлильные станки или мощные дрели. Главное требование — оборудование должно поддерживать режим работы на самых низких оборотах.

Фотография №5: корончатые сверла по металлу

Технология сверления толстых листов металла корончатыми сверлами отличается высокой эффективностью. Энергозатраты минимальны. Отверстия после сверления коронками получаются гладкие и точные.

Технология сверления тонких листов металла

Для сверления тонких листов металла обычно применяют конусные сверла. При такой технологии диаметр увеличивается постепенно. Листы не деформируются.

Фотография №6: сверление тонких листов металла стандартными конусными сверлами

При наличии конусных сверл ступенчатого типа берут именно их. Ступени с отметками упрощают сверление большого количества отверстий определенного или разных диаметров в одном листе металла.

Фотография №7: сверление тонкого листа металла конусным ступенчатым сверлом

Особенности сверления сквозных отверстий в металлических заготовках

Главная особенность сверления сквозных отверстий в металлических заготовках — необходимость защиты поверхности верстака, столешницы или станка от выхода сверла далеко за границы заготовки. Чтобы избежать повреждения инструментов, мебели и оборудования, мастера применяют следующий способы.

1. Используют верстаки с отверстиями.

2. Подкладывают под заготовку деревянный брусок или металлическую деталь с имеющимся отверстием для свободного прохода сверла.

3. Снижают скорость резания при завершении сверления.

Фотография №8: использование деревянной подкладки при сверлении металла

Особенности сверления глухих отверстий в металлических заготовках

Глухие отверстия просверливают на определенную глубину. Для ее установки есть следующие методы.

1. Использование линеек, имеющихся на станках.

2. Установка на сверла втулочных упоров.

3. Ограничение длины сверл при помощи патронов с регулируемыми упорами.

Фотография №9: сверло с установленным втулочным упором

Современные станки оснащены автоматизированными системами подачи. При ее наличии технология сверления глухих отверстий в металле значительно упрощается. Нужно всего лишь задать параметры резания.

Обратите внимание! При проделывании длинных глухих отверстий в толстых заготовках необходимо несколько раз прерывать процесс сверления металла для принудительного удаления стружки.

Технологии сверления сложных отверстий в металлических заготовках

Половинчатые отверстия на краях заготовок сверлят так.

1. Зажимают в тисках две заготовки или заготовку с подкладкой, плотно прижатые друг к другу.

2. Центрируют сверло в нужном месте на стыке деталей.

3. Просверливают полное отверстие.

Сверление цилиндрических заготовок по касательным — более сложный процесс. Он проходит в два этапа.

1. Подготавливается перпендикулярная отверстию площадка с применением фрезерования или зенковки.

2. Высверливается отверстие.

Технология сверления отверстий в металле под углом выглядит так.

1. Подготавливается площадка.

2. Между плоскостями под нужным углом надежно закрепляется подкладка.

3. Отверстие высверливается.

В полые заготовки перед сверлением помещают подкладки из древесины. Отверстия с уступами проделывают при помощи описанных в начале статьи технологий рассверливания и уменьшения диаметра отверстий.

Основные таблицы для сверления металлов, необходимые для правильного выбора режимов резания и иных нужд

Для сверления металлов мастера чаще всего пользуются следующими основными таблицами.

Таблица №1: выбор режимов резания при сверлении металлов

Таблица №2: поправочные коэффициенты

Таблица №3: сверление углеродистой стали (выбор количества оборотов и скорости подачи в зависимости от диаметра сверла)

Таблица №4: выбор скорости сверления сложной аустенитной стали

Таблица №5: выбор диаметров просверливаемых отверстий, предназначенных для нарезания метрических и дюймовых резьб

Техника безопасности при сверлении металлов

При сверлении металлов соблюдайте следующие правила техники безопасности.

1. Работайте в перчатках и защитных очках.

2. Спецовка не должна иметь элементов, которые могут попасть во вращающиеся механизмы.

3. Перед сверлением в обязательном порядке проверяйте надежность крепления инструментов и заготовок.

Полезные советы

И наконец, дадим несколько полезных советов.

1. В качестве измерителя при сверлении глубоких отверстий в металле в домашних условиях можно использовать кусочек пенопласта. Проткните его сверлом и разместите в нужном месте.

2. Если заготовка имеет полированную поверхность, используйте фетровую шайбу. В этом случае деталь не поцарапается даже при контакте с патроном.

3. Если инструмент малого диаметра плохо закрепляется в патроне, намотайте на хвостовик проволоку. Диаметр увеличится.

4. При приближении к заготовкам сверла уже должны вращаться. В противном случае инструменты быстро изнашиваются.

5. Вынимайте сверла из проделанных отверстий не прекращая процесса сверления металла. Просто уменьшите количество оборотов.

Главное — выбирайте сверла, твердость которых превышает аналогичный параметр заготовок.

Сверление отверстий

Изготовление многих металлических деталей предусматривает создание в их теле различных отверстий – глухих либо сквозных. Для этого применяется специальная механическая обработка, получившая название «сверление». При ее выполнении в качестве режущего инструмента используется сверло, посредством которого можно делать отверстия различной глубины, а также диаметра. В условиях промышленного производства регламентирует проведение операции сверления технологическая карта. Соответствующий ей чертеж должен отображать рабочие параметры отверстия, предельные допустимые отклонения и особенности конструкции (например, наличие фаски на обеих либо только на одной кромке, диаметр изменяемый либо имеющий постоянное значение по всей длине отверстия и т.д.).

Процедура сверления

Сверление является технологической операцией последовательного постепенного удаления слоев базового материала (в нашем случае это металл) посредством режущего инструмента в окружности требуемого диаметра. 

Выполняется эта процедура объединением движений двух видов – поступательного, а также вращательного. Получение заданных размеров отверстий в заготовках требует точного соблюдения таких рабочих параметров:

• 
  скорость передвижения в вертикальном либо горизонтальном направлении, которое определяется взаиморасположением в пространстве обрабатываемой детали и сверла;

• 
  скорость вращательного движения режущего инструмента.

Нередко, чтобы получить заданную точность, проводится этап предварительного сверления. Его принято называть «черновым». Выполняется эта операция с пониженным уровнем точности. После нее производится чистовая обработка. На данном этапе задействуются высокоточные агрегаты и приспособления/инструменты для заготовок из металла. Существуют следующие варианты сверления: с использованием

• 
  специализированных металлорежущих либо сверлильных станков;

• 
  ручного инструмента (речь идет, прежде всего, о дрели).

На металлорежущем – токарном – станке сверло фиксируется в элементе этого агрегата под названием «задняя бабка», а заготовка, зажатая кулачками патрона, вращается. В сверлильном станке вращается уже сверло, тоже зафиксированное в патроне. Слесарь плавно подводит его к намеченному на внешней поверхности заготовки месту обработки. При создании первым способом полученные отверстия характеризуются более высокой точностью и отличаются менее шероховатыми стенками.

Разновидности сверл

Сегодня существует много типов данного режущего инструмента. Рассмотрим лишь наиболее часто применяемые.

Сверла спиральные

Такие сверла получили наиболее широкое распространение. Их производство нормируют положения ГОСТа 10902-77. Этим документом установлено ниже представленное базовое исполнение сверла спирального.

Диапазоны изменения указанных на этом чертеже параметров выглядят так:

• 
  общая длина (обозначение L): от 19,0 мм до 205,0 мм;

• 
  длина спиралевидной части (параметр l): минимум 3,0 мм; максимум 140 мм;

• 
  диаметр: min 0,25 мм; max 20,0 мм;

Скорость резания сверлом спиральным увеличивается применением т.н. двойной заточки. Этот вариант также приводит к росту показателя стойкости данного инструмента: при обработке чугуна в 6 раз, а стали – в три раза, поскольку облегчается работа наиболее нагруженного фрагмента режущих кромок.  Но применять двойную заточку, когда предполагается работа с мягкими и, одновременно, вязкими сталями не рекомендуется.

Сверла с пластинами из твердых сплавов

Сверла спиральные, на режущую кромку которых напаяны твердосплавные пластины, демонстрируют высокую эффективность при обработке конструкций из полнотелого бетона, нещелевого кирпича, прочного полимера, цветных сплавов и чугуна. Но для создания отверстий в стальных изделиях применяются они редко. Обусловлено это необходимостью обеспечения высокой жесткости рабочих компонентов применяемого оборудования. Невыполнение данного требования приведет к возникновению вибрации, в результате которой твердосплавные пластинки станут выламываться и крошиться.

Производители сверл данного типа руководствуются положениями ГОСТа 5756-81. Согласно его нормам, эти изделия должны выпускаться:

• 
  с повышенной точностью (класс А). Их предназначение – создание отверстий с квалитетами с 11 по 14;

• 
  с нормальной точностью (класс В). С помощью таких сверл делаются отверстия по 16 квалитет включительно.

Корпуса этих изделий должны изготавливаться с твердостью 57НRС…63НRС.

Сверла центровочные

Внешне такой инструмент не схож с классическим вариантом сверла. Особенность его конструкции – это утолщенное цилиндрическое основание, диаметр которого превышает значение этого параметра рабочей части где-то раза в 2-3.

Сфера применения сверл центровочных соответствует их названию. Их используют при работе на металлообрабатывающем оорудовании. В частности, с помощью таких сверл размечают центры заготовок, прежде чем закрепить их в патроне токарного станка. То есть предварительное кернение здесь не проводится. Благодаря такому технологическому решению процесс выпуска металлопродукции при крупносерийном производстве значительно ускоряется.

Изготовление сверл центровочных регламентируется ГОСТом 14952-75. Этот документ устанавливает два исполнения такого инструмента.

Наиболее востребован вариант, чертеж которого представлен ниже. Отображенные на нем параметры изменяются в таких диапазонах:

• 
  общая длина (обозначение L): от 33,5 мм до 128,0 мм;

• 
  длина рабочей части (параметр l): 1,5 мм…14,2 мм;

• 
  диаметр цилиндрической части (D): min 4,0 мм; max 31,5 мм;

• 
  диаметр сверла (d): минимальный 0,8 мм; максимальный 10,0 мм;

• 
  диаметр конусообразного основания сверла: от 1,7 мм до 21,2 мм

Сверло пушечное

С помощью сверла пушечного создаются глухие и сквозные отверстия, характеризующиеся большой глубиной. Выполняются такие отверстия в шпинделях, в различных валах и в других элементах конструкций, отличающихся значительной длиной.  

Само сверло причисляется к категории однорезцового инструмента.

Попутно стоит отметить следующий момент: сверление принято считать глубоким при глубине создаваемого отверстия в 5 раз превышающего его диаметр. Начиная работу с пушечным сверлом, нужно контролировать правильность его направления по отношению к накерненному под будущее гнездо месту. С этой целью обычно применяется кондукторная втулка. При использовании пушечных сверл можно создавать отверстия с диаметром (D), изменяющимся в диапазоне 0,5 мм ≤D≤ 100 мм.

Сверла корончатые

Эти изделия по внешнему виду напоминают металлический стакан с режущими зубцами на рабочей части, в качестве которой выступает его торец. Другое название корончатого сверла – кольцевая фреза. Производство инструмента данного типа нормируют положения ГОСТа 17013-71. Этот документ устанавливает одно исполнение такого изделия. 

Численные значения указанных на чертеже параметров содержатся в таблице. Единица измерения – миллиметры.

Использование корончатых сверл позволяет очень быстро, буквально за какие-то секунды, создать в металлической детали отверстия значительного диаметра и большой глубины.

Сверла конусные

В соответствии с названием, такие изделия имеют коническую форму. При этом их диаметр может изменяться плавно либо ступенчато.

Второй вариант исполнения нашел более широкое применение. Обусловлено это возможностью получить с помощью ступенчатых сверл отверстие с прямыми стенками и с точно заданным по проекту диаметром. Поверхность гнезд, полученных посредством инструмента с плавным изменением диаметра, всегда будет с небольшим уклоном.

Определить качество данных изделий и, соответственно, сферу применения можно по их цвету.

• 
  Стальной цвет с серым отливом. Как правило, сырьем для изготовления таких сверл служит низкокачественная инструментальная сталь. Для обработки прочного, твердого и толстого металлопроката они непригодны.

• 
  Тускло золотистый оттенок. Производство конусных сверл с бледновато-желтым цветом осуществляется на основе металла с кобальтовыми легирующими добавками. Эти изделия подвергаются процедуре закалки и финишному отпуску. Сверлами коническими, имеющими такой оттенок, можно проводить обработку «нержавейки» и легированных сталей с высоким показателем прочности.

• 
  Золотистый насыщенный цвет. Инструмент, имеющий подобный цвет, характеризуется повышенным качеством. Его сфера применения – сверление отверстий в толстостенных объектах из высокопрочных сталей.

В целом, преимуществом приобретения конусного ступенчатого сверла является экономия денежных средств. Ведь тогда отпадает необходимость покупки полного комплекта сверлильного инструмента.

Правила выбора

Осуществляя выбор сверл по металлу, нужно отталкиваться, прежде всего, от тех технологических задач, которые предстоит решить с их помощью. Второй подлежащий учету важный момент – свойства подвергаемого обработке материала. Внимания заслуживают также следующие характеристики сверл:

• 
  качество материала изготовления;

• 
  соответствие конфигурации типовым размерам;

• 
  диаметр рабочего сегмента;

• 
  степень симметричности элементов конструкции;

• 
  цвет/оттенок поверхности;

• 
  репутация предприятия-производителя;

При выборе сверл нужно также принимать во внимание тип устройства, с помощью которого будут создаваться отверстия. Например, при необходимости высверливания гнезд с большим диаметром, обычно применяются низкооборотистые и, одновременно, мощные электродрели.  Соответственно, подбирать сверла необходимо именно под такое оборудование.

Как сверлить

Последовательность этапов выполнения сверления указывается в технологической карте, и ее этапы следует неукоснительно соблюдать. Но в этом документе не оговорены важные особенности, знание которых позволит осуществить данную операцию качественно. Некоторые из них указаны ниже. В частности, нужно:

• подводить сверло к накерненной точке, дождавшись, когда скорость его вращения достигнет заданной величины;

• извлекать сверло из отверстия только при его вращении. Если в электродрели доступна опция по изменению скорости вращения, перед этим нужно установить минимальные обороты;

• контролировать ход процедуры резания. Например, если сверление режущей кромкой не выполняется, делается вывод, что твердость материала заготовки превышает этот показатель режущего инструмента, и сверло требует замены;

• когда работа ведется на ЧПУ-станках, необходимо контролировать корректность последовательности выполняемых операций – «умное» оборудование может сбоить;

При создании глухих отверстий целесообразно применение ограничителя сверла, позволяющего не допустить превышение глубины прохода. Выполнить эту функцию может обыкновенная резиновая втулка подходящего диаметра. 

На рисунке приняты такие обозначения:

• «1» – само сверло;

• «2» –  ограничитель глубины отверстия;

• «3» – патрон электродрели;

• «4» – заданная глубина отверстия;

Заключение

В заключение стоит отметить, что стойкость сверла (это свойство определяется продолжительностью временного интервала между двумя соседними заточками) является характеристикой производной от уровня его охлаждения. Когда оно отсутствует, сверло очень быстро затупляется из-за того, что перегревшийся металл режущих кромок отпускается. В качестве охлаждающей жидкости в ходе сверления медьсодержащего сплава – латуни, изделий из красной меди, ковкого чугуна и всех марок стали, служит масло, обогащенное минералами. Впрочем, подойдет и обыкновенная мыльная вода. Когда же сверлится алюминий, помимо вышеуказанной мыльной воды для охлаждения может использоваться также и керосин.

comments powered by

СОДЕРЖАНИЕ

• Технология сверления металлов
• Виды сверл для сверления металла
• Способы сверления металлов
• Высверливание по кондуктору и по разметке
• Высверливание сквозных и глухих отверстий
• Рассверливание отверстий
• Полезные советы по сверлению металла

Сверление металла – один из способов металлообработки, который широко используется в промышленности и на бытовом уровне. Мы все привыкли проделывать отверстия в металлических деталях с помощью сверла и дрели/шуруповерта. Однако точность и качество такого сверления оставляет желать лучшего.

На производствах, где важны скорость, неизменный результат, качество, используются специальные сверлильные станки, разные типы сверл, режимы работы оборудования. О том, как происходит сверление металла, как правильно его выполнять, вы узнаете из нашего материала.

Технология сверления металлов

Сверление металлов осуществляют с помощью специальных сверлильных станков. Отверстие в заготовке высверливают путем вращения режущего инструмента, который поступательным движением (подачей) углубляется внутрь детали.

Станки делятся на два типа: вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные. С помощью первых обрабатывают заготовки небольшого размера, при этом станок устанавливается неподвижно, а изделие передвигают по рабочей поверхности для совмещения оси сверла с осью вырезаемого отверстия.

Тяжелые и массивные детали обрабатывают с помощью радиально-сверлильных станков – заготовку надежно закрепляют на рабочем столе, отверстие в ней высверливается шпинделем станка, настроенным на нужное положение.

Сверлильные станки предназначены для следующих видов работ:

• сверление;
• развертывание;
• зенкерование;
• нарезание резьбы.

В качестве режущих инструментов в устройстве сверлильных станков могут выступать:

• сверла;
• развертки;
• зенкеры;
• метчики (с их помощью нарезается резьба).

Для сверления отверстий в изделиях из металла пользуются сверлами. Чаще всего изделия обрабатывают с помощью спиральных сверл, которые имеют шейку, хвостовик и рабочую поверхность, разделенную на две части – режущую и центрирующую. Первая оснащена режущими рабочими кромками, которые связаны перемычкой.

Читайте также: «Уровень качества сварного шва: методы контроля»

Центрирующая часть отличается парой винтовых лент, которые предназначены для направления сверла в процессе обработки изделия, и двумя спиральными канавками для подведения смазочно-охлаждающей жидкости и отвода стружки. Хвостовик может быть выполнен в форме конуса или цилиндра.

Хвостовиком конической формы сверло закрепляют с помощью переходных втулок в шпинделе, цилиндрической – в патроне. О диаметре сверла, материале, из которого выполнена его режущая кромка, а также других параметрах можно узнать по маркировке, наносимой на шейку сверла.

Виды сверл для сверления металла

Производственные предприятия, выполняющие операции по сверлению металла, оснащены сверлильными станками. В бытовых условиях с этой целью можно воспользоваться ручной или электрической дрелью. В последнее время ручной инструмент теряет свою популярность из-за недостаточного удобства и низкой производительности.

В домашних или небольших частных мастерских нередко можно встретить компактные станки для сверления металла. Кроме небольшого размера, их отличие от промышленных моделей заключается в меньшей производительности. В домашних условиях рациональнее и удобнее всего пользоваться специальным приспособлением для фиксации электрической дрели.

Прежде подобная установка применялась лишь народными ремесленниками. В настоящее время ее можно приобрести в любом магазине стройматериалов. Практичность использования данного приспособления обусловлена надежностью фиксации изделия и точно вертикальной подачей режущего инструмента дрели, закрепленного в ее патроне.

Сверление металла при проведении слесарных работ осуществляют с помощью специальных буров – их часто именуют сверлами. Они состоят из хвостовика, режущей части и рабочей поверхности, служащей для отведения стружки от места сверления. Сверла (буры) различаются по диаметру, форме и длине.

Сверла по металлу бывают следующих видов:

• Спиральные. Характеризуются цилиндрической формой и диаметром до 80 мм. Угол заточки режущей поверхности составляет 118 градусов.
• Конические. Имеют ступенчатую поверхность в форме конуса. Область применения не ограничивается созданием отверстий, с их помощью можно исправить неверно высверленные прорези.
• Коронки. Другое название – кольцевые фрезы. Сверло имеет полую зубчатую форму. Коронки предназначены для сверления тонкого металла. Полая форма позволяет отводить стружку через фрезу при создании отверстий большой глубины.
• Перовые. Позволяют выполнить глубокое сверление металлов разной прочности. Оснащены сменными рабочими пластинами.

Читайте также: «Сварка нержавейки электродом»

Для производства качественных сверл используют кобальт или сплавы высокой прочности. Основу чаще всего делают из инструментальной стали. Режущая кромка либо легирована кобальтом, либо имеет на себе пластину из сплава карбидов металлов.

Сверла из кобальта обладают стойкостью к высокотемпературному режиму, ими можно обрабатывать изделия из наиболее вязких металлов. Сверла из сплавов высокой прочности имеют способность к самозатачиванию при выполнении работ.

Способы сверления металлов

Многообразие способов сверления отверстий в изделиях из металла можно классифицировать по типу производства и поставленным задачам.

Высверливание по кондуктору и по разметке

При сверлении единичных деталей и небольших серий изделий сначала делают разметку – на металле обозначают центр отверстия и контрольные окружности. Далее изделие обрабатывает сверловщик. Ручной подачей сверла он вырезает предварительное отверстие диаметром около четверти требуемого. Затем отводится шпиндель со сверлом, убирается стружка и проводится проверка на совпадение пробной окружности с нанесенной ранее контрольной.

Если окружности четко совпали, сверловщик продолжает обрабатывать металл до получения конечного результата. Если было выявлено отклонение, он прорубает канавки с помощью узкого зубила в сторону точки, куда должно сместиться отверстие. Далее мастер продолжает сверление металла фрезой или другим режущим инструментом до получения намеченного результата.

При массовом производстве обработку металла сверлением проводят с помощью кондукторов. Они позволяют получить более точный результат и сэкономить время на регулировку сверлильного станка. Деталь надежно закрепляется при помощи кондуктора в нужном положении, а сверло движется точно в необходимом направлении. Изделие помещается в установочную базу, а втулки кондуктора направляют режущий инструмент.

Мастеру не приходится настраивать станок и проверять точность заданных параметров – его задачей является лишь установка обрабатываемой детали, включение и выключение станка. Закончив высверливание в одной заготовке, он приступает к следующей. Это позволяет сэкономить время и добиться точных результатов. Для обработки единичных изделий не применяют кондукторы, ведь настраивать их на высверливание отверстий в небольшом количестве деталей нерационально.

Высверливание сквозных и глухих отверстий

Сквозные отверстия проходят через всю заготовку, глухие отверстия имеют определенную глубину. Для их создания применяются различные технологии. При высверливании сквозного отверстия режущий инструмент может заклинить на выходе с противоположной стороны изделия, а резкое снижение сопротивления металла способно привести к его поломке.

Если это произошло при механической подаче сверлильного станка, продолжить обработку детали следует ручным сверлением металла на минимальной скорости.

Читайте также: «Дуговая сварка в защитном газе: суть процесса»

Высверлить глухие отверстия можно одним из трех способов:

1. Используя станки с устройством, которое автоматически отключает подачу шпинделя. Для обработки детали станки настраивают на желаемую глубину отверстия.
2. Используя станки без устройства, позволяющего в автоматическом режиме отключить подачу шпинделя. В этом случае пользуются специальным патроном, упорная втулка которого настраивается на желаемую глубину отверстия относительно самого изделия с точностью до 0,5 мм.
3. Если нужно высверлить отверстие, глубина которого не требует особой точности, на сверло с помощью мела наносится примерная отметка.

Рассверливание отверстий

Сверление больших отверстий в металле с диаметром более 25 мм осуществляют в два этапа. Сперва отверстию задается меньший диаметр – в длину поперечного режущего края более крупного сверла. В этом случае на большее сверло будут оказываться меньшие нагрузки в процессе обработки изделия. Данный способ применим лишь для прорезей, созданных с помощью сверла.

Полезные советы по сверлению металла

Обработку большей части металлических изделий лучше производить на малых и средних оборотах (от 500 до 1000 об/мин). Высокие обороты при сверлении металла способствуют быстрому нагреву режущего инструмента, что приводит к его отжигу и потере прочности. Не следует оказывать слишком большое давление на сверло, подавать его нужно плавно, сохраняя низкую скорость сверления металла.

Для качественной обработки изделий необходимо использовать острый режущий инструмент – затупление чаще всего происходит буквально за несколько минут. Его исправность зависит от того, на каких оборотах осуществляется сверление, с какой силой подается сверло, охлаждается ли оно и т. д. Если обрабатываемая деталь сделана не из сплава алюминия, сверло в любом случае быстро станет непригодным.

Прежде чем приступать к сверлению металла, острием кернера или дюбеля следует наметить желаемый центр отверстия. Таким образом режущий инструмент не соскользнет при первой подаче. Если полученное углубление не позволяет удержать сверло, имеющее большой диаметр, необходимо сделать его шире, используя меньшее сверло.

Чтобы обеспечить лучшее сверление, можно капнуть машинным маслом в место, намеченное кернером, или обработать им край режущего инструмента. Так у вас легче получится выполнить работу, обеспечив сверлу охлаждение. Кроме того, применяя машинное масло, вы продлеваете работоспособность режущего инструмента – затупление наступит не так быстро, сверло не придется часто точить. Для охлаждения подходят и другие жидкости: керосин, мыльная вода, специальная эмульсия.

Часть специалистов рекомендуют использовать свиное сало для смазки и охлаждения режущего инструмента для сверления металла. Растопленный вращением сверла кусок сала смазывает и охлаждает его. Однако ни один способ не сравнится по простоте и удобству использования с мыльной водой. Ее применение позволяет избежать загрязнений. Хватит одной капли, нанесенной на сверло перед началом работ. Режущий инструмент также можно обрабатывать мыльным раствором в процессе сверления.

Читайте также: «Контактная сварка»

Большая подача при высверливании сквозных отверстий может привести к образованию заусенца (грата) на противоположной стороне изделия – боковые резцы сверла станут цепляться за него. Из-за этого сверло способно резко заблокироваться и сломаться, может отколоться резец. Кроме того, в такой ситуации режущий инструмент тупится сильнее всего. Подобная остановка негативно влияет и на саму дрель.

Если осуществлять малую подачу сверла, приближаясь к противоположной стороне изделия, можно исключить образование заусенцев. Также избежать их появления получится, если плотно прижать обрабатываемое изделие к деревянному брусу, подложенному снизу. Еще эффективнее будет использовать вместо бруса металлическую пластину аналогичной или меньшей твердости, чем сама деталь, – ее также необходимо плотно прижать к месту, где заканчивается сверление отверстия в металле.

В большинстве случаев высверливать отверстия необходимо в стальных изделиях. Однако зачастую возникает необходимость в сверлении других металлов – его следует выполнять с учетом некоторых особенностей. К примеру, алюминию свойственно обволакивать режущий инструмент, что осложняет его прохождение внутрь углубления, диаметр получаемого отверстия при этом становится больше.

При необходимости высверлить отверстие в алюминиевой детали с высокой точностью (к примеру, этого требует резьба) обязательно обрабатывать режущий инструмент охлаждающей жидкостью и как можно чаще удалять с него стружку.

Читайте также: «Сварка медных проводов: разбираемся в технологии»

Обработка серого чугуна не вызывает особых трудностей, охлаждать и смазывать сверло не нужно. Однако высверливание отверстий в чугунных изделиях имеет свои нюансы. Для серого чугуна высокой прочности необходимо использовать режущие инструменты из твердых сплавов. В структуре белого чугуна преобладает цементит, придающий ему особую твердость, поэтому для его обработки следует использовать высокопрочное сверло.

Сверление больших отверстий в металле нужно осуществлять в несколько подходов. Сперва следует использовать тонкое сверло, далее расширить углубление более крупным сверлом. К примеру, чтобы получить отверстие 12 мм, лучше поэтапно использовать сверла диаметром 5 мм, 10 мм, 12 мм.

Необходимо вовремя осуществлять заточку сверл. Желательно с этой целью использовать специальное приспособление. Важно внимательно следить за тем, чтобы край режущего инструмента был симметричным – его кромки должны быть одной длины и сходиться точно в центре. В ином случае будут получаться отверстия большего диаметра.

Типовые сверла имеют угол между режущими кромками 118 градусов. Сверла по алюминию имеют угол 130–140 градусов, по мягкой бронзе и красной меди – 125–130 градусов. Но для перечисленных металлов можно использовать и стандартные сверла.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Если отверстие не должно иметь наклона, подавать сверло следует строго перпендикулярно к поверхности изделия. В большей степени это важно при обработке полых изделий или деталей с тонкими стенами, чем тонких листов металла. Трубы зачастую обрабатываются со смещением входных и выходных отверстий, причем угол смещения напрямую зависит от диаметра трубы.

Обеспечить вертикальное сверление на глаз не так просто. Для этого можно использовать готовые или сделанные своими руками кондукторы, а также другие приспособления для сверления металла, задающие режущему инструменту вертикальное направление.

Последовательность действий и соблюдение перечисленных правил позволит избежать сложностей при сверлении любых отверстий в металле. Следование приведенным советам способствует увеличению срока эксплуатации режущих инструментов. Необходимо осуществлять подачу сверла на малых оборотах и применять охлаждающую жидкость для поддержания его в рабочем состоянии.

Сверление металла

Оцените, пожалуйста, статью

Всего оценок: 2, Средняя: 5