Расчет силы резания при сверлении, рассверливании и зенкеровании

Работа по сверлению отверстий в металле, в зависимости от вида отверстий и свойств металла, может выполняться разным инструментом и с использованием различных приёмов. О способах сверления, инструментарии, а также о технике безопасности при выполнении этих работ мы хотим вам рассказать. Сверление

Какое сверло выбрать для сверления металла

сверла по металлу

Один из первых вопросов, который задают неопытные мастер-каким сверлом сверлить металл ? На самом деле, ответить грамотно не так и легко. Для обработки металла нужно использовать специальные сверла из быстрорежущей инструментальной стали. В них режущая часть изготовлена с добавлением нитрид-титана.

При выборе сверл для сверления металлов, основные и ходовые являются сверла из быстрорежущей инструментальной стали, в магазине их можно найти по отметке HSS.

При работе с чугуном, нержавейкой и прочими металлами которые тяжело поддаются обработке следует использовать сверла твердосплавного состава. Недостатком их является очень высокая цена, что делает работу дорогой.

Если же выбирать сверла с одним из лучших режущих свойств, это будет инструмент с добавлением кобальта, имеющий маркировку-P6M5K5. Это лучшее соотношение цена и качество.

Можно ли сверлить металл сверлом по бетону ?

сверло по бетону

Бывает необходимость сделать срочно отверстие в металле, и под рукой только сверло по бетону. На таком сверле наконечник выполнен из победита, который даёт возможность сверлить бетон, кирпич с боем. Воспользоваться таким сверлом для высверливания отверстия в металле не получится. Вы можете слизать победитовый наконечник сверла, особенно если попытаетесь воспользоваться сверлом большого диаметра или для высверливания толстого металла. Подытожив, победитовым сверлом просверлить металл не получится.

Однако, если победит заточить под правильным углом, сверлить металл возможно.

Сверла по металлу

Характерной чертой сверл по металлу является их острый конец, который требуется для того, чтобы сверло легко проходило через металл. Диаметр сверл по металлу одинаков по всей длине; на конце сверло затачивается под углом 118°. Такие сверла также называются сверлами из быстрорежущей стали (High Speed Steel; HSS). Сверла HSS из кобальтового сплава предназначены для сверления твердых металлов, таких как нержавеющая сталь; они затачиваются под несколько более тупым углом в 135° для облегчения центровки при начале сверления. Такие сверла изготавливаются из быстрорежущей стали с добавкой 5% кобальта; при сверлении их необходимо охлаждать при помощи специального масла.

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.

02_Sverlilnyy-stanok-ECO.50_T-na-magnitnom-osnovanii.jpg

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

Инструменты, приспособления, сверла

Основными инструментами для сверления являются ручные и электрические дрели, а также, при возможности, сверлильные станки. Рабочий орган этих механизмов — сверло — может иметь различную форму.

Различают сверла:

  • спиральные (наиболее распространённые);
  • винтовые;
  • коронки;
  • конусные;
  • перовые и т. д.

Производство свёрл различной конструкции нормируется многочисленными ГОСТами. Свёрла до Ø 2 мм не имеют маркировку, до Ø 3 мм — на хвостовике указано сечение и марка стали, большие диаметры могут содержать дополнительную информацию.

Для получения отверстия определённого диаметра нужно взять сверло на несколько десятых миллиметра меньше. Чем лучше заточено сверло, тем меньше разница между этими диаметрами.

Набор свёрл по металлу

Свёрла отличаются не только диаметром, но и длиной — производятся короткие, удлинённые и длинные. Важной информацией является и предельная твёрдость обрабатываемого металла. Хвостовик свёрл может быть цилиндрическим и коническим, что следует иметь в виду при подборе сверлильного патрона или переходной втулки.

Различные типы свёрл для обработки металлоизделий1. Сверло с цилиндрическим хвостовиком. 2. Сверло с коническим хвостовиком. 3. Сверло с мечиком для резьбы. 4. Центровое сверло. 5. Сверло с двумя диаметрами. 6. Центровочное сверло. 7. Коническое сверло. 8. Коническое многоступенчатое сверло

Для некоторых работ и материалов требуется выполнение специальной заточки. Чем твёрже обрабатываемый металл, тем острее должна быть заточена кромка. Для тонколистового металла обычное спиральное сверло может не подойти, понадобится инструмент со специальной заточкой. Подробные рекомендации для различного типа свёрл и обрабатываемых металлов (толщина, твёрдость, тип отверстия) достаточно обширны, и в этой статье мы их рассматривать не будем.

Способы заточки сверла по металлуРазличные типы заточки сверла. 1. Для жёсткой стали. 2. Для нержавеющей стали. 3. Для меди и медных сплавов. 4. Для алюминия и алюминиевых сплавов. 5. Для чугуна. 6. Бакелит 

Типы свёрл для сверления металла1. Стандартная заточка. 2. Свободная заточка. 3. Разбавленная заточка. 4. Тяжёлая заточка. 5. Раздельная заточка

Для закрепления деталей перед сверлением используют тиски, упоры, кондукторы, уголки, прихваты с болтами и другие приспособления. Это не только требование безопасности, так на самом деле удобнее, и отверстия получаются более качественные.

Для снятия фасок и обработки поверхности канала пользуются зенковкой цилиндрической или конической формы, а для наметки точки под сверление и чтобы сверло «не соскочило» — молоток и кернер.

Совет! Лучшими свёрлами до сих пор считаются выпущенные в СССР — точное следование ГОСТ по геометрии и составу металла. Хороши и немецкие Ruko с титановым напылением, а также свёрла от Bosch — проверенное качество. Хорошие отзывы о продукции Haisser — мощные, как правило, большого диаметра. Достойно показали себя свёрла «Зубр», особенно серии «Кобальт».

Образование стружки при сверлении

При сверлении металла образуются опилки или мелкая стружка (при сверлении мягких металлов типа латуни) или длинные стружки (при сверлении твердых металлов, таких как железо или сталь). Для каждого из этих типов металла имеются специальные сверла. Режущая кромка сверла для мягких металлов является плоской (A). Это сделано для того, чтобы такие сверла не «закусывались» в металле; их также можно использовать и для других мягких материалов, таких как пластик или нейлон. Режущая кромка сверла для твердых металлов остро заточена (B).

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.

03_Sverlenie-metalla-v-domashnikh-usloviyakh.jpg

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.

04_Printsip-rassverlivaniya-otverstiy-v-metalle.jpg

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.

05_Umenshenie-diametrov-otverstiy-v-metalle.jpg

Изображение №2: технология уменьшения диаметров отверстий в металле

Сверление отверстий большого диаметра

Если требуется просверлить в металле отверстие большого диаметра, необходимо сначала «пройти» такое отверстие с помощью сверла меньшего диаметра. Это позволит более крупному сверлу резать металл более эффективно и уменьшить вероятность перекоса. В случае необходимости, предварительное сверление можно выполнить в несколько проходов, постепенно увеличивая диаметр используемых сверл. 
При предварительном сверлении диаметр малого сверла (B) должен быть не менее диаметра перемычки более крупного сверла (A). Перемычкой сверла называется кратчайшее расстояние между двумя режущими кромками. 

При предварительном сверлении диаметр малого сверла (B) должен быть не менее диаметра перемычки более крупного сверла (A). Перемычкой сверла называется кратчайшее расстояние между двумя режущими кромками.

Скорость сверления

Частой ошибкой при сверлении металла бывает слишком высокая скорость вращения. Чем тверже металл, в котором нужно выполнять сверление, тем ниже должна быть скорость сверления. Например, при сверлении отверстия диаметром 8 мм в латуни скорость вращения дрели нужно установить на 2500 об/мин. В случае нержавеющей стали, которая является значительно более прочным металлом, правильная величина скорости вращения равняется 800 об/мин. Хорошим показателем того, что скорость установлена правильно, является образование красивой длинной стружки.

Как сверлить отверстия большого диаметра

сверление отверстий большого диаметра в металле

Когда требуется сделать отверстия большого диаметра в металле, нужно использовать инструмент подходящий для этой цели.

  • Предварительно нужно сделать отверстие меньшего диаметра. Можно использовать несколько сверл постепенно увеличивая диаметр отверстия. Таким способом сверлам будет легче проходить металл, особенно толстый.
  • Использование ступенчатого сверла. Такие сверла могут называть конусными.
  • Применение специальных коронок по металлу. Высверливание отверстий большого диаметра коронками дается очень легко за счёт сверления только наружного диаметра отверстия.  Коронка состоит из центрирующего сверла, которые вначале просверливает металл в центре и в дальнейшем направляет коронку. Сверление коронкой нужно производить на очень малых оборотах.

Один из лучших способов-использование коронок по металлу. Минусом этого метода, является не регулируемый диаметр коронки(продаются и регулируемые коронки, но такие покупать не советуем из-за их плохого качества). Под каждый диаметр отверстия нужно иметь разные коронки.

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

Подача S0, мм/об

Диаметр сверла D, мм

2,5

4

6

8

10

12

146

20

25

32

Скорость резания v, м/мин

При сверлении стали

0,06

17

22

26

30

33

42

0,1

17

20

23

26

28

32

38

40

44

0,15

18

20

22

24

27

30

33

35

0,2

15

17

18

20

23

25

27

30

0,3

14

16

17

19

21

23

25

0,4

14

16

18

19

21

0,6

14

15

11

При сверлении чугуна

0,06

18

22

25

27

29

30

32

33

34

35

0,1

18

20

22

23

24

26

27

28

30

0,15

15

17

18

19

20

22

23

25

26

0,2

15

16

17

18

19

20

21

22

0,3

13

14

15

16

17

18

19

19

0,4

14

14

15

16

16

17

0,6

13

14

15

15

0,8

13

При сверлении алюминиевых сплавов

0,06

75

0,1

53

70

81

92

100

0,15

39

53

62

69

75

81

90

0,2

43

50

56

62

67

74

82

0,3

42

48

52

56

62

68

75

0,4

40

45

48

53

59

64

69

0,6

37

39

44

48

52

56

0,8

38

42

46

54

1

42

Таблица №2: поправочные коэффициенты

Наименование и марка обрабатываемого материала

Твёрдость НВ

Поправочный коэффициент

Быстрорежущими свёрлами

Твердосплавными свёрлами

Сталь углеродистая качественная конструкционная

10, 15, 20

156

1,2

1,2

30, 35, 40

143-207

1,3

1,2

170-229

1,2

1,3

207-269

0,8

1,0

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

Диаметр сверла, мм

Число оборотов, об/мин

Подача, мм/об

до 5

2000-1300

0,10-0,20

5-10

1300-700

0,15-0,30

11-15

700-400

0,20-0,40

16-20

400-300

0,25-0,45

20-30

300-200

0,40-0,60

Таблица №4: выбор скорости сверления сложной аустенитной стали

Диаметр сверла, мм

Число оборотов, об/мин

Подача, мм/об

1,59

1500

0,025

3,18

800

0,065

6,35

400

0,125

12,70

150

0,280

20,64

180

0,255

25,40

150

0,280

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

Метрическая резьба

Дюймовая резьба

Диаметр резьбы

Шаг резьбы, мм

Диаметр отверстия под резьбу

Диаметр резьбы

Шаг резьбы, мм  

Диаметр отверстия под резьбу

мин.

макс.

мин.

макс.

М1

0,25

0,75

0,8

3/16

1,058

3,6

3,7

М1,4

0,3

1,1

1,15

1/4

1,270

5,0

5,1

М1,7

0,35

1,3

1,4

5/16

1,411

6,4

6,5

М2

0,4

1,5

1,6

3/8

1,588

7,7

7,9

М2,6

0,4

2,1

2,2

7/16

1,814

9,1

9,25

М3

0,5

2,4

2,5

1/2

2,117

10,25

10,5

М3,5

0,6

2,8

2,9

9/16

2,117

11,75

12,0

М4

0,7

3,2

3,4

5/8

2,309

13,25

13,5

М5

0,8

4,1

4,2

3/4

2,540

16,25

16,5

М6

1,0

4,8

5,0

7/8

2,822

19,00

19,25

М8

1,25

6,5

6,7

1

3,175

21,75

22,0

М10

1,5

8,2

8,4

11/8

3,629

24,5

24,75

М12

1,75

9,9

10,0

11/4

3,629

27,5

27,75

М14

2,0

11,5

11,75

13/8

4,233

30,5

30,5

М16

2,0

13,5

13,75

М18

2,5

15,0

15,25

11/2

4,333

33,0

33,5

М20

2,5

17,0

17,25

15/8

6,080

35,0

35,5

М22

2,6

19,0

19,25

13/4

5,080

33,5

39,0

М24

3,0

20,5

20,75

17/8

5,644

41,0

41,5

Сверление по разметке, шаблону и кондуктору

Сверлить отверстия можно по выполненной разметке или без неё — с применением шаблона или кондуктора.

Разметка выполняется кернером. Ударом молотка намечается место для острия сверла. Фломастером тоже можно отметить место, но отверстие нужно ещё и для того, чтобы острие не сдвигалось от намеченной точки. Работа выполняется в два этапа: предварительное сверление, контроль отверстия, окончательное сверление. Если сверло «ушло» от намеченного центра, узким зубилом делаются насечки (канавки), направляющие острие в заданное место.

Кернение детали перед сверлением

Для определения центра цилиндрической заготовки пользуются квадратным кусочком жести, согнутым под 90° так, чтобы высота одного плеча составляла приблизительно один радиус. Прикладывая уголок с разных сторон заготовки, проведите карандашом вдоль края. В результате у вас образуется область вокруг центра. Найти центр можно по теореме — пересечением перпендикуляров от двух хорд.

Шаблон нужен при выполнении серии однотипных деталей с несколькими отверстиями. Им удобно пользоваться для пачки тонколистовых заготовок, соединённых струбциной. Так одновременно можно получить несколько просверленных заготовок. Вместо шаблона иногда используют чертёж или схему, например, при изготовлении деталей для радиоаппаратуры.

Сверление металла по шаблону

Кондуктором пользуются, когда очень важна точность выдерживания расстояний между отверстиями и строгая перпендикулярность канала. При сверловке глубоких отверстий или при работе с тонкостенными трубками кроме кондуктора могут применяться направляющие, фиксирующие положение дрели относительно поверхности металла.

Как не затупить сверло по металлу ?

Во время сверления, можно запросто сжечь(затупить) рабочую часть сверла. Это происходит из-за больших оборотов, из-за которых сверло нагревается и плавиться. Этого избегают за счёт низких оборотов или смазки сверла охлаждающей смазкой.

Если специальной охлаждающей смазки для сверл нет, можно использовать машинное масло, которое снизит силу трения.

Сверление тонких металлических листов

Если требуется просверлить тонкий металлический лист, никогда нельзя держать его руками. Когда сверло прорезает металл и выходит на противоположной стороне, возникает опасность, что металлический лист может внезапно зажать сверло и вырваться из рук. Правильное решение состоит в том, чтобы прочно зажать металлический лист между двумя кусками дерева. Это снижает вероятность опасного срыва листа. При этом также уменьшается количество заусениц, что упрощает окончательную отделку заготовки.

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.

Смазывание сверла

При сверлении железа или стали рекомендуется прикладывать как можно меньшее усилие. Пусть работает сверло! Для смазывания и охлаждения сверла можно использоваться смазочное масло. Если толща металла пройдена почти полностью, нельзя допускать слишком быстрого выхода сверла на противоположной стороне заготовки. Это позволит свести к минимуму образование заусенцев при выходе сверла.

Как сверлить дрелью ?

Что бы разобраться как правильно сверлить дрелью металл, нужно вывести ряд основных правил, от которых не желательно отходить:

  • Вам понадобиться дрель или шуруповерт, керн с молотком, средства защиты-очки и средство для охлаждения сверла(чаще всего машинное масло).
  • В начале работ нужно разметить центр отверстия
  • Надеть защитные средства. Стружка может легко отскочить в глаза. После чего извлечь от туда будет проблематично без специализированной врачебной помощи.
  • Накернить центр отверстия.
  • Начинать сверление на малых оборотах
  • Периодически доставать сверло из отверстия очищая от стружки и охлаждая в масле.

Соблюдая выше изложенные правила и последовательность, можно без проблем делать отверстия любого диаметра. При выполнении которых срок годности сверла будет максимальным, за счёт выдержки малых оборотов и его охлаждения в масле.

На большом количество дрелей можно установить ограничитель глубины, который позволяет настраивать глубину сверления. Он может понадобиться вам при сверлении глухих отверстий.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...