Металл бывает разный. Например, медь намного пластичнее стали, а чугун хоть и прочен, но отличается хрупкостью. Поэтому сверление металла в каждом случае требует индивидуального подхода. Рассмотрим, как правильно проделать отверстия в стальных деталях, в том числе и большого диаметра. А также, как дрелью расширить уже сделанный проход.
Высверливание отверстия в металле Источник kovkingorod.ru
Необходимые для работы инструменты
В промышленных масштабах для сверления металлических деталей применяют специальные станки. В быту используют дрель, как ручную, так и электрическую. Причем первая безвозвратно уходит в прошлое, поскольку подобный инструмент уже и неудобен, и непродуктивен.
Многие домашние мастерские оборудуются компактными станками для сверления. Отличаются они от промышленных образцов не только размерами, но и производительностью. А самым практичным вариантом для дома выступает специальное приспособление, в котором закрепляется электрическая дрель.
Раньше такую стойку можно было увидеть только у народных умельцев. Теперь она продается в любом строительном магазине. Удобство приспособления в том, что оно имеет тиски. Деталь закрепляется неподвижно, а режущий инструмент, зажатый в патроне дрели, подается к ней строго вертикально.
Делают отверстия в металле с помощью специальных буров. И чаще всего их называют сверлами. Они имеют режущую часть, хвостовик и рабочую поверхность, которая отводит стружку из отверстия. Режущий инструмент отличается друг от друга прежде всего диаметром, длиной и формой.
Сверла по металлу Источник skladom.ru
Виды сверл для металла:
- Спиральные, как правило, имеют цилиндрическую форму. Их диаметр может доходить до 80 мм, а режущая кромка затачивается под углом 118 градусов.
- Конические выполняют в виде конуса со ступенчатой поверхностью. Кроме высверливания отверстий, они хороши в исправлении уже проделанных проходов с дефектами.
- Коронки часто называют кольцевыми фрезами. Полое зубчатое сверло способно сделать аккуратное отверстие в самом тонком металле. Полость в коронке также помогает при глубоких сверлениях, пропуская через себя стружку.
- Перовые имеют сменные рабочие пластины. С помощью них можно получить идеальное отверстие, проникнув на большую глубину. Причем в металлах любой прочности.
Хорошие сверла делают либо из кобальта, либо высокопрочных сплавов. Обычно для основы подбирают инструментальную сталь, а режущую кромку или легируют кобальтом, или закрепляют на ней пластины из карбидного сплава. Кобальтовые сверла не боятся высоких температур и могут сверлить металл с самой большой вязкостью. Твердосплавный инструмент способен самозатачиваться при работе.
Сверло с кобальтовым напылением Источник zakaz64.ru
Режим сверления
Чтобы правильно сверлить металл, необходимо подобрать нужную скорость вращения сверла. Также важную роль играет усилие, прилагаемое к буру. Оно направляется по его оси и обеспечивает заглубление режущего инструмента при каждом его обороте. Правильно подобранный режим легко определяется по стружке. Если усилия и скорость не превышены, то она длинная и красивая.
Существуют простые правила грамотного подбора режима сверления. Чем тверже металл, который нужно обработать, тем меньшее число оборотов должно быть у дрели. Этот принцип также работает при подборе диаметра сверла. Чем толще бур, тем меньше скорость резания.
Зависимость скорости вращения бура от его диаметра:
- 5 мм – от 1200 до 1500 об/мин;
- 10 мм – 700 об/мин;
- 15 мм – не больше 400 об/мин.
Также нужно следить за прилагаемыми усилиями к сверлу. Чем глубже погружение в металл, тем меньше необходимо нажимать на инструмент. В идеале давление на сверло должно плавно уменьшаться в процессе сверления.
Регулировка оборотов на дрели Источник ytimg.com
Каталог компаний, что специализируются на реконструкции и перестройке домов
Чтобы просверлить отверстие в металле, прежде всего необходимо надежно закрепить заготовку. Если деталь обладает хорошей массой, бывает достаточно просто расположить ее на ровной поверхности. Собственный вес не позволит ей «елозить» из стороны в сторону.
Детали небольших габаритов и маленькой массы необходимо зажимать в тиски. Если предварительно накернить будущий центр отверстия по нанесенной разметке, то эта выемка позволит уверенно стартовать при работе. Установленное в нее сверло уже не сместиться в сторону.
Сквозное отверстие
Из уст некоторых мастеров можно услышать слово «проход». Потому что сверло в своем движении полностью пронизывает заготовку. По сути, это самая легкая операция. Но особое внимание нужно уделить завершающему этапу.
На выходе из заготовки сверло способно не только повредить поверхность верстака, но и само сломаться от удара. Чтобы избежать подобного, нужно проделать следующее. Либо расположить деталь над сквозным отверстием в верстаке, либо подложить под нее деревянную прокладку.
Сквозное отверстие в металлической заготовке Источник onarzedziach.pl
Также резкий выход из детали создает на ее обратной стороне гарт (заусенец). Чтобы этого не произошло, необходимо снизить обороты дрели на завершающем этапе до самых минимальных. Подобный прием поможет, если нужно сделать сквозное отверстие в металле, когда деталь невозможно демонтировать и зажать в тиски. То есть, сверление происходит на месте ее пребывания.
Глухое отверстие
Чтобы сверло не прошло насквозь через деталь, а остановилось на нужной глубине, используют два способа. На буре закрепляют специальный упор, располагая его на заданном расстоянии от режущей кромки. Приспособление обычно имеет вид втулки.
Либо дрель в районе патрона имеет подвижный штырь. Его зажимают винтом так, чтобы его конец создавал упор в обрабатываемую деталь. Не позволяя сверлу проникнуть в глубь больше, чем на отмеренное расстояние.
Дрель с упором Источник icover.ru
Если для сверления глухого отверстия в металле используется станок, то обычно он имеет линейку. Зная нужную глубину, оператор в нужный момент останавливает механизм. Существуют станки, у которых подобная операция полностью автоматизирована. А самым серьезным неудобством при подобной работе является то, что периодически необходимо удалять стружку из отверстия.
Сложные отверстия
Чтобы выполнить половинчатое отверстие, расположенное на краю заготовки, потребуется прокладка. Причем она должна быть из такого же материала, что и обрабатываемая деталь. Заготовку и прокладку соединяют гранями и зажимают в тисках. Расположив центр сверла в нужном месте точно между ними, проделывают сквозное отверстие.
Для того, чтобы просверлить в цилиндрической детали отверстие по касательной, нужно сначала выполнить фрезеровку площадки. А уже затем проводить сверление. Такую подготовку нужно выполнять во всех случаях, когда нужно сделать отверстие под углом.
Коронка по металлу «Зубр» Источник maxmaster.ru
Чтобы получить проход с уступами, легче всего сначала просверлить деталь насквозь самым маленьким сверлом. Затем на заданную глубину отверстие расширяют бурами других диаметров. От меньшего к большему. В полую деталь перед сверлением забивают деревянную пробку.
Отверстие большого диаметра
Рассмотрим, как просверлить большое отверстие в металле. Для начала нужно подобрать правильное сверло. Для прохода диаметром максимум до 40 мм хорошо подойдет конусный бур со ступенчатой поверхностью. Для отверстия диаметром до 100 мм потребуется либо полая биметаллическая коронка, либо кольцевая фреза с твердосплавными зубьями и центровочным сверлом.
Для такой операции понадобится мощный инструмент, способный работать на самых низких оборотах. А чем толще обрабатываемый металл, тем сложнее его будет просверлить дрелью. Эксперты рекомендуют при толщине заготовки превышающей 12 мм сразу искать возможность выполнить работу на станке.
Видео покажет, как просверлить отверстие большого диаметра в металле:
Глубокое отверстие
Теоретически таким считается отверстие, длина которого превышает его диаметр в 5 раз. Но на практике глубоким называют проход, из которого периодически требуется удалять стружку. А для сохранения целостности сверла приходится охлаждать и смазывать поверхность.
В качестве смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) используются:
- индустриальные масла;
- синтетические эмульсии;
- технический вазелин;
- хозяйственное мыло;
- касторовое масло пополам с керосином;
- скипидар, разведенный спиртом.
Выполняя работу спиральным сверлом, необходимо периодически подавать в его каналы СОЖ. Придется часто вытаскивать сверло из отверстия для его очистки от стружки. Причем лучше не останавливать вращение, иначе бур может заклинить.
Операция проводится поэтапно. Сначала применяется спиральное сверло небольшого диаметра. Затем проводятся заглубления бурами большей толщины.
Сверление металла с применением СОЖ Источник alicdn.com
Безопасность и советы
Прежде, чем просверлить отверстие в металле, необходимо обеспечить меры безопасности. В первую очередь нужно обратить внимание на рабочую одежду. Она не должна содержать элементов, которые могут попасть под вращающиеся части инструмента.
При работе стружка способна разлетаться в разные стороны. Необходимо обезопасить от нее глаза, надев защитные очки. Перед самим сверлением проверяют, насколько надежно деталь закреплена в тисках или как плотно она прилегает к поверхности верстака.
Сверло, приближаясь к поверхности металла, уже должно вращаться. Это позволяет избежать преждевременного затупления. Также нельзя останавливать дрель при удалении бура из отверстия. Нужно просто сбросить обороты. Иначе инструмент либо заклинит, либо он сломается.
Когда режущая кромка с большим трудом углубляется в металл несмотря на прилагаемые усилия, это говорит о том, что твердость обрабатываемой поверхности значительно больше, чем у инструмента. Необходимо взять сверло с наконечником из карбидного сплава. А дрель выставить на самые малые обороты.
Наглядно о том, как правильно сверлить металл дрелью, показано в этом видео:
Коротко о главном
При сверлении металла необходимо уметь грамотно подобрать рабочий инструмент. Потребуется мощная дрель, способная выполнять операции на низких оборотах. Также нужно запастись либо кобальтовыми сверлами, либо бурами с насадками из карбидных сплавов.
Для выполнения отверстий большого диаметра нужно иметь конусный ступенчатый бур или коронку с твердосплавными зубьями. А если обрабатываемый металл очень толстый, то лучше дрель заменить стационарным станком.
Прочитать позже
Отправим материал на почту
Технология сверления больших и маленьких отверстий
Сверление отверстия в металле – распространенная технологическая процедура, которую можно выполнять с помощью различного оборудования. Методы выполнения работ различаются в зависимости от заданной глубины, диаметра, типа поверхности, а также необходимой точности.
Методы сверления в зависимости от типа отверстия
Грамотная подготовка и правильный подбор оборудования поможет просверлить отверстия в металле высокого качества. Кроме того, на эффективность операции влияет надежность сверл и используемого оборудования.
Рассмотрим основные виды отверстий и методы их обработки:
- Сквозные. Данный тип характеризуется полным проходом через обрабатываемую заготовку. В процессе выполнения работ необходимо внимательно следить за подачей сверла: при выходе из отверстия сопротивление материала уменьшается. Если ничего не менять, инструмент резко опустится, что может привести к его заклиниванию или поломке. Чтобы этого не произошло, используют специальные методы защиты столешницы или верстака. Это может быть многослойная подкладка из дерева и металла или обычный брусок со сквозным отверстием. При использовании станков на финальной стадии процесса токари рекомендуют переходить на ручную подачу. Для обработки тонкостенных конструкций используют перьевые сверла, поскольку классический спиральный инструмент может повредить кромки детали.
- Глухие. Сложность получения подобных отверстий заключается в необходимости контроля глубины. Современные станки оснащены системой контролируемой подачи. Это позволяет получать отверстие заданной глубины без использования вспомогательных инструментов. Альтернативным способом является использование втулочного или регулируемого упора. Можно воспользоваться линейкой или специальным глубиномером. Последний вариант не пользуется популярностью, поскольку он требует вывода сверла и удаления стружки для измерения глубины, что влияет на производительность работ.
- Сложной формы. Если возникает необходимость в сверлении отверстия, расположенного у края детали, мастеру следует подготовить вторую заготовку с аналогичными размерами. Две детали соединяют между собой, зажимают в тисках и приступают к работе.
Вторая заготовка должна быть выполнена из того же материала. В противном случае инструмент будет смещаться относительно оси сверления в сторону более мягкого металла.
К сложной обработке относят сверловку цилиндрических поверхностей. При выполнении подобных работ обязательно используют древесную или пробковую прокладку.
- С уступами. Сверловка выполняется с помощью двух техник: рассверливанием или уменьшением диаметра. В первом случае используют несколько сверл, от меньшего к большему. Во втором случае проход выполняют с помощью инструмента, обладающего наибольшим диаметром. Затем используют сверла меньшего размера с постепенным углублением в заготовку.
- Большого диаметра. Эта процедура считается очень трудоемкой. При обработке заготовок, толщина которых не превышает 8–10 мм, используют конусно-ступенчатые сверла. Данный инструмент позволяет выполнить проход диаметром 40–50 мм. На металлообрабатывающих предприятиях используют специальные биметаллические коронки. С их помощью можно получить отверстие диаметром до 100 мм. Кольцевое сверление выполняют на низких оборотах. Данную процедуру считают менее трудоемкой.
Особенности выполнения глубоких отверстий будут рассмотрены ниже.
Приспособления для облегчения процесса
Смазочно-охлаждающую жидкость используют во многих видах обработки металла резанием. Чаще всего ее используют при глубоком сверлении для снижения сил трения и стабилизации температуры рабочего инструмента. Качественная жидкость не вызывает коррозию поверхности, безопасна для человека, не обладает неприятным запахом и прекрасно отводит тепло.
В качестве смазки для сверления металла в домашних условиях используют:
- Технический вазелин – для мягких материалов.
- Мыльный раствор – для алюминия.
- Скипидар со спиртом – для силумина.
- Смесь масел – для инструментальных и легированных сталей.
Некоторые мастера предпочитают использовать универсальный состав, который включает в себя хозяйственное мыло (200 г) и моторное масло (20 г). Компоненты смешивают и кипятят до получения однородной эмульсии.
Использование смазочно-охлаждающих жидкостей промышленного производства позволяет повысить скорость сверления различных сортов металла. Например, при обработке нержавейки производительность увеличивается на 30 %. Для чугуна этот параметр увеличивается до 40 %.
Как правильно просверлить отверстие
Правильно подобранный инструмент и соблюдение технологии позволяют качественно просверлить заготовку даже из толстого металла. Если глубина прохода превышает диаметр сверла в 5 и более раз, рекомендуют смазывать движущиеся элементы для отвода тепла из зоны обработки.
Для получения качественного отверстия мастер должен знать особенности эксплуатации сверлильного инструмента, а также тонкости подготовки поверхности перед работой.
Как вставить или извлечь сверло из инструмента
В первую очередь мастер должен узнать, как вставлять сверло в шуруповерт, электродрель, перфоратор или другой ручной инструмент.
Современные приспособления для сверления оснащены кулачковыми патронами. Они состоят из следующих элементов:
- металлического корпуса;
- зубчатого кольца, которое вращается вокруг внешней части патрона;
- кулачков, расположенных внутри узла;
- зажимного ключа.
Кольцо вращается вокруг оси приспособления. В процессе движения кулачки сближаются, зажимая хвостовую часть сверлильного инструмента. Так вставляют сверло в дрель.
Такая конструкция отличается высокой надежностью благодаря простоте исполнения. Кроме того, она позволяет использовать сверла любого диаметра. Чтобы вытащить сверло из дрели, необходимо повернуть кольцо в обратную сторону.
Кулачки разойдутся, что позволит достать инструмент.
Профессиональные дрели оснащают быстро- или самозажимными патронами. Их конструкция схожа с аналогичными узлами перфоратора. Вместо зубчатого кольца используется подвижная гильза, вращаемая вручную. Некоторые модели имеют ограничитель сжатия кулачков.
Разметка будущего отверстия
Разметка отверстия – важный этап сверления. Для этого используют кернер. Им отмечают место соприкосновения сверла с поверхностью заготовки. Также можно использовать обычный маркер, однако в процессе сверления нужно будет следить, чтобы инструмент находился в заданной точке. Ударом молотка по кернеру создают небольшое углубление, которое отлично подходит для острия сверла.
Для повышения точности работ используют технологию предварительного сверления. При смещении от центра с помощью зубила делают насечки, которые направляют сверло в нужную сторону.
Шаблон удобно использовать при обработке нескольких заготовок. Например, для одновременного сверления нескольких листов, соединенных струбциной.
Для получения точного отверстия, расположенного под определенным углом, используют специальные кондукторы. Они представляют собой планку небольшого размера с шаблонами для отверстий. Кондукторы применяются во многих отраслях промышленности. Сейчас существует множество видов, среди которых:
- накладные;
- поворотные;
- универсальные;
- скользящие;
- закрепляемые.
Выбор режима и скорости
Скорость сверления и подачи инструмента зависит от используемых сверл и их диаметра. С увеличением размера уменьшается число оборотов. Кроме того, следует обращать внимание на прочность материала.
Например, для сверления латуни толщиной 8 мм оптимальная скорость вращения составляет 2500 об/мин. Для нержавеющей стали с теми же габаритами этот показатель находится на уровне 8000 об/мин.
Это связано с тем, что нержавейка является более прочным материалом.
Красивая и длинная стружка говорит о том, что параметры сверления выбраны правильно.
Можно ли использовать победитовое сверло
Победит представляет собой твердый сплав на основе карбида вольфрама и кобальта. Его твердость сопоставима с алмазом.
Победитовая напайка на сверлах используется для дробления прочных материалов: камня, кирпича или бетона. Учитывая тот факт, что сверление отверстий в металле основано на принципе резания, лучше использовать классические приспособления из инструментальной стали.
Использование победитового сверла для обработки металлических изделий приведет к быстрому износу напайки.
Как не затупить сверла
Нарушения режима эксплуатации сверл ведет к потере режущих качеств. Это связано с чрезмерным нагревом его поверхности, что вызвано силой трения.
При сверлении отверстий не следует превышать рекомендованное число оборотов. Большинство моделей ручных инструментов не оснащено механизмом регулировки вращения шпинделя, поэтому выход один – не давить на кнопку включения изо всех сил. Скорость вращения сверла можно оценить визуально: если спиральные каналы не сливаются в одно целое, скорость вращения не превышает 1000 об/мин.
При сверлении отверстий в толстостенных заготовках необходимо использовать охлаждающие жидкости.
Как и чем сверлить глубокие отверстия
Сверление глубоких отверстий в металле отличается высокой сложностью.
В качестве рабочего оборудования специалисты рекомендуют использовать станки, в которых сверло является неподвижным элементом, а заготовку приводят во вращение.
В процессе выполнения работ необходимо использовать СОЖ. Смазка для сверления обеспечит отвод тепла и позволит осуществлять обработку с большей производительностью.
Необходимо следить за своевременным удалением побочных продуктов сверления. Они способны закупорить каналы и привести к поломке сверла. Небольшую заготовку можно просто перевернуть – стружка под действием силы тяжести выпадет из отверстия. Для массивных деталей существуют специальные приспособления с магнитными наконечниками.
Для домашних работ лучше приобрести направляющие для дрели. Это удобный опорный механизм, который неподвижно фиксирует инструмент, что позволяет сверлить отверстия с высокой точностью.
При отсутствии направляющей необходимо внимательно следить за перпендикулярностью расположения сверла. Малейшее отклонение способно сломать инструмент или повредить обрабатываемую деталь.
Особенности сверления отверстий большого диаметра
Просверлить отверстие большого диаметра – достаточно сложная задача даже для опытного токаря. Как было сказано выше, в качестве рабочего инструмента используется конусно-ступенчатое сверло или корончатая насадка.
Альтернативный способ сверления большого отверстия в металле заключается в использовании нескольких сверл с переходом от меньшего к большему.
Специалисты рекомендуют использовать коронки. Несмотря на высокую себестоимость процедуры, она позволяет получить более точные отверстия.
Способы высверливания точечной сварки
Данная процедура особо востребована на станциях технического обслуживания транспорта, где выполняют кузовной ремонт автомобилей.
Сверла для высверливания точечной сварки – самый эффективный и аккуратный способ разъединения элементов. Работы выполняются на малых оборотах. В противном случае сверло быстро перегреется, что снизит остроту режущих кромок.
Диаметр инструмента не превышает 9 мм. От классической конструкции сверла отличаются специальными выступами, которые заточены под конус. Это позволяет выдержать угол 90º в процессе сверления детали. Таким образом, отсутствует необходимость в выполнении центровки.
Некоторые мастера предпочитают использовать режущие коронки. Они объясняют свой выбор тем, что острие сверла хуже прорезает закаленную часть точечной сварки.
Примечательно, что независимо от типа режущего инструмента его изготавливают из одного сорта стали – быстрорежущей Р 18. Для производства бюджетных моделей применяют сплав 45Х.
Сверление отверстий в металле – достаточно сложная процедура, которая не терпит нарушений технологических требований. Режим выполнения работ зависит от диаметра и типа отверстия. Как вы считаете, можно качественно выполнить работу с помощью ручного инструмента без вспомогательных приспособлений? Напишите Ваше мнение в блоке комментариев.
Сверление глубоких отверстий
Глубокие отверстия — это углубления в детали более 10 см. Их высверливают в:
- роторах;
- валах турбин;
- осях и втулках экскаваторов;
- гильзах цилиндров;
- плунжеров прессов;
- осях и бандажах прокатных станков;
- трубах буровых установок;
- кокилях для центробежной отливки труб и т.д.
Уровень сложности сверления отверстий пропорционален увеличению их глубины. Ее определяют по соотношению L/Dо, где L — длина, Do — диаметр отверстия.
При помощи стандартных инструментов и обычных способов становится возможным сверление неглубоких отверстий — до L/Dо = 5. В случае превышения этого показателя речь идет о создании глубокого отверстия.
Для реализации этой задачи используется специализированное оборудование и способы сверления глубоких отверстий:
- заготовка вращается при продольной подаче сверла;
- заготовка фиксируется, сверло вращается;
- заготовка со сверлом движутся синхронно.
Независимо от выбранного способа сверления важно организовать подачу смазочных жидкостей для охлаждения детали и сверла.
Также это позволяет уменьшить силу трения, обеспечить естественный отвод излишков тепла, в результате чего отмечается эффективное устранение стружки.
Чтобы глубокое сверление происходило максимально качественно, следует правильно определиться со скоростью резанья и вращения сверлильной части.
Разновидности сверления глубоких отверстий
Сверление отверстий классифицируется по нескольким параметрам. С учетом схемы высверливаемой стружки этот процесс подразделяют на:
- сплошное — остатки материала выводятся из отверстия в виде стержня;
- кольцевое — выводится металлическая стружка.
Можно создавать различные глубокие отверстия несколькими способами резания:
- сверление с применением одноштанговой системы (STS) — популярный, высокоэффективный метод обработки в рамках высокопроизводительного, серийного производства, его особенность заключается в необходимости применения маслоприемника с несколькими подающими шлангами, при этом важно успевать обрабатывать вращающуюся заготовку;
- работа с эжекторной системой — метод глубокого сверления, для которого характерны средние параметры выпущенных заготовок (d — 20-60 мм, L — около 1200 мм), для сверления подходят многофункциональные станки (токарные, сверлильные), работающие в комплексе со стационарной, мобильной насосной станцией;
- использование системы сверления ружейными или трубчато-лопаточными сверлами — смазочно-охлаждающий материал подается по внутренним каналам, способ подходит для создания глубоких отверстий небольшого диаметра (на большинстве малых предприятий). Однорезцовыми сверлами легко оснащают большинство универсальных станков, такой способ сверления отверстий освобождает от обязательной зенкеровки и развертывания.
Кроме перечисленных разновидностей, также выделяют сверление глубоких отверстий в зависимости от уровня автоматизации процесса — один или несколько параметров режима могут изменяться автоматически (к примеру, регулировка скорости вращения или подача смазочного материала во время сверления).
Особенности сверления глубоких отверстий
Глубокое сверление окажется эффективным, если следовать основным принципам:
- Правильно подбирать диаметр направляющего сверла — сначала создается направляющее отверстие глубиной около 2-3 диаметров направляющего сверла. Полученное отверстие используют в качестве направляющей втулки, которая будет удерживать инструмент в ровном положении. Если не воспользоваться направляющим отверстием, в процессе сверления отверстий будет возникать сильная вибрация и возникнет поломка.
- Отключать шпиндель при введении сверла в отверстие — ошибочным является стремление вставить вращающийся инструмент в направляющее отверстие. В таком случае сверло будет бить по краям углубления, что значительно сократит срок его службы. Сверло вводят сразу после отключения шпинделя, и, не достигнув около 0,5 мм до дна отверстия, снова продолжают сверление.
- Обращать внимание на геометрию инструмента во время сверления — чтобы центральная точка длинного сверла изначально контактировала с материалом, угол при вершине направляющих сверл может быть 140 градусов, а длинных — 136. При этом сразу удается достичь позиционирования длинного инструмента, после чего начнут контактировать его режущие кромки.
- Следить за правильным отведением стружки из отверстия — в противном случае инструмент выйдет из строя во время сверления. Обеспечить профилактику поломки позволяет смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ), подающаяся под высоким давлением.
- Использовать подходящий сверлильный патрон — для сверления глубоких отверстий подходят гидравлические, обжимные патроны или менее дорогостоящие цанговые изделия.
Для подачи масла используют устройства, перекачивающие вязкие вещества. При выборе мощности системы для глубокого сверления учитывают предстоящий расход жидкости и необходимую величину давления для эффективной подачи смазывающего средства.
Разновидности инструментов, используемых для глубокого сверления
Сверление чистых, точных и прямолинейных отверстий происходит с использованием специальных инструментов, которые подразделяются на несколько видов.
Пушечные
Режущая часть, стебель и хвостик таких изделий производятся из нескольких видов металла. Такие сверла оснащены полукруглым стержнем, на торце которого создается перпендикулярно оси режущая кромка. Пушечные инструменты используют, когда нужно создать отверстия в металле, тяжело поддающемся обработке.
Ружейные
Представляют собой однорезцовые режущие инструменты для создания глубоких отверстий малого/большого диаметра. За счет ружейной установки удается лучше направить режущую часть. В отличие от предыдущего типа сверл эта модель оснащена внутренним каналом для подвода СОЖ и прямой канавкой, позволяющей удобно выводить стружку с жидкостью.
Изначальное применение таких инструментов практиковалось при сверлении огнестрельного оружия. Современное промышленное производство, особенно машиностроение не может обойтись без применения ружейного сверла. Глубокое сверление с его помощью позволяет получить высокоточные отверстия с низкой шероховатостью.
Перовые
Материалом изготовления служит пруток, который путем ковки или фрезерования преобразуют в пластину. Ее затачивают, образуя пару главных и пару вспомогательных кромок. Перовые сверла отличаются простой конструкцией.
Их можно легко изготовить нужного диаметра, длины. Такие инструменты применяют для шпиндельного глубокого сверления.
Их главным недостатком считают сложное выведение стружки, а также склонность к вибрациям во время сверления, что связано с недостаточной жесткостью режущей части.
Спиральные с подводом СОЖ
Стандартные инструменты с удлиненной рабочей частью, оснащенной круглыми отверстиями. Изготовленные на базе проката с винтовыми отверстиями или заготовок, подготовленных путем радикальной ковки. Они подходят для сверления больших партий изделий, характеризуются высоким расходом твердого сплава и максимальной производительностью (в 8 раз больше в сравнении с ружейными).
Заказать сверление глубоких отверстий предлагает завод «ЧЗМК». Мы выполним любой объем работы в сжатые сроки. У нас всегда в наличии популярные марки металла для обработки.
Сверление глубоких отверстий
Сверление глубоких отверстий достаточно сложная операция, особенно если вам необходимо просверлить не одно и даже не десять отверстий, а сотни и тысячи. Сложность заключается в том, что при такой операции очень легко сломать сверлоэ
В этой статье рассматриваются различные необходимые методы, в том числе ступенчатое сверление, сверление с параболической канавкой, основные циклы G-кода и так далее.
Большинство специалистов с ЧПУ знают, что сверление «Peck Drilling» или ступенчатое сверление помогает при обработке глубоких отверстий. Некоторые используют высокопроизводительную геометрию, например, сверла с параболической кромкой.
Но оказывается, что существует целый ряд известных методов, которые помогут вам добиться успеха при сверлении глубоких отверстий. Я собрал ряд методов, которые могут вам очень помочь при сверлении глубоких отверстий.
Сверление глубоких отверстий. Совет от HAAS
Как «глубина» влияет на выбор метода
Большинство производителей инструмента рассматривают любую глубину, которая более чем в 3–4 раза превышает диаметр спирального сверла, как глубокое отверстие. Существуют различные причудливые геометрические формы, такие как сверла с параболической канавкой, которые помогут вам погрузиться глубже, но они также имеют предел.
Вот график, который поможет вам выбрать наиболее подходящую технику для сверления глубоких отверстий:
Глубина отверстий
Параболические канавки для более глубоких отверстий
При сверлении на глубину более 7 диаметров спиральные сверла с параболической канавкой полезны для удаления стружки. Вы можете пойти намного глубже с помощью сверла с параболической канавкой — 20 x диаметр против только 7 x диаметра.
Роль охлаждающей жидкости и стружкодробления
Самым большим препятствием при проделывании глубоких отверстий является стружка:
- Как их вытащить без заклинивания?
- Как предотвратить повреждение поверхности отверстия?
Выбор инструментов, метода сверления и подачи СОЖ имеет значение.
Определенные виды инструментов имеют неотъемлемые преимущества для глубоких отверстий. Спиральные сверла с параболической канавкой изменяют геометрию, чтобы оптимизировать удаление стружки из более глубоких отверстий. Пистолетные сверла и сверла BTA предназначены для обработки глубоких отверстий и особенно для удаления стружки.
Охлаждающая жидкость имеет решающее значение для удаления стружки. Наилучший подход — подача СОЖ с максимально возможным давлением на наконечник инструмента. Охлаждающая жидкость под высоким давлением прямо у наконечника создает значительную силу для выталкивания стружки вверх и из отверстия.
Охлаждающая жидкость через шпиндель подает охлаждающую жидкость под давлением через отверстия, просверленные по длине сверла. Это помогает удалять стружку из отверстия снизу и действительно облегчает сверление глубоких отверстий.
Сквозные отверстия для охлаждающей жидкости в шпинделе со спиральным сверлом
Циклы сверления Peck — это ломка и удаление стружки. Каждый шаг обычно ломает стружку. Длинные волокнистые стружки цепляются за все, и их труднее удалить. Компактная стружка может более эффективно удаляться из более глубоких отверстий. Чем глубже отверстие, тем чаще спиральное сверло должно клевать, чтобы стружка оставалась компактной.
Кроме того, важна высота выхода из отверстия. Большая высота помогает вытягивать стружку из отверстия. Но это замедляет работу по мере того, как сверло заглубляется, и, кроме того, следует проявлять осторожность, чтобы не выходить из отверстия полностью. Открытое отверстие — это попадание стружки до самого дна, откуда ее необходимо удалить во второй раз.
Циклы глубоких отверстий используют пользовательский g-код для оптимизации стратегии, по мере того, как отверстие становится все глубже и глубже.
Введение в индивидуальные циклы сверления глубоких отверстий
К сожалению, стандартные циклы сверления часто имеют ограничения, когда дело доходит до сверления очень глубоких отверстий. Часто необходимо иметь, индивидуальный цикл сверления глубоких отверстий.
Чем индивидуальный цикл отличается от обычного стандартного цикла сверления?
Во-первых, это стратегия заглубления. Важно иметь возможность начать с небольшого шага и переходить к более крупным по мере того, как отверстие становится глубже. Выполнение полного выхода раньше, чем отверстие станет глубоким, — это бесполезное движение.
В идеале вы должны опуститься, до пары диаметров или около того, а затем начать «клевать». Частота заглубления должна увеличиваться, чем глубже просверливается отверстие. Характер движения тоже должен меняться в зависимости от глубины отверстия.
Мы начинаем с небольшого короткого шага — ровно такого, чтобы сломать стружку. Но по мере того, как мы становимся все глубже, необходимы более длинные и продолжительные отводы, поскольку нам нужно не только сломать стружку, но и облегчать ее извлечение.
Наконец, мы хотим, чтобы спиральное сверло не выходило полностью из отверстия, чтобы стружка не смывалась обратно в отверстие.
Во-вторых, наши подачи и скорости. По мере того, как отверстие становится глубже, мы получаем преимущество за счет уменьшения скорости подачи и частоты вращения шпинделя. Нет необходимости делать это, пока отверстие не достигнет пороговой глубины, но когда мы находимся на этой глубине, это очень помогает.
Наконец, пока мы программируем индивидуальный цикл, мы хотим решить, использовать ли быстрые скорости или скорости подачи для клевки и отвода из отверстия. Это обратное движение, которое ничего не режет, и у нас есть потенциал для экономии времени по сравнению с постоянными циклами сверления, которые поддерживают все движения на скорости подачи.
Используя специальный g-код для реализации всех этих соображений, мы тратим как можно меньше времени на заглубление, гарантируя, что, когда дела станут тяжелыми, мы делаем достаточно, чтобы наш инструмент оставался целым. Хотя стандартные циклы различаются от контроллера к контроллеру, очень немногие из них предлагают гибкость для управления всеми этими переменными.
Формат цикла сверления G83 Peck
G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_;XY — данные положения отверстияZ — глубина Z (подача до глубины Z, начиная с плоскости R)R — положение плоскости RQ — глубина резания для каждой подачи резания (глубина каждого выступа)
F — скорость подачи резания
Сверла для глубокого сверления – пушечные, ружейные, эжекторные
Пушечное сверло представляет собой инструмент, при помощи которого выполняется сверление сквозных и глухих отверстий, отличающихся значительной глубиной. Отверстия данного типа выполняются в валах различного назначения, в шпинделях, а также в других деталях, характеризующихся значительной длиной.
С этой целью используются не только пушечные сверла, но и, в частности, однокромочные и двухкромочные сверла с внутренним отводом стружки.
Сверление с помощью последних отличается невысокой производительностью, но при этом выполняемые глубокие отверстия характеризуются высокой чистотой, точностью геометрических параметров и прямолинейностью.
Процесс глубокого сверления на токарно-фрезерном центре
Особенности сверления глубоких отверстий
Сверление называется глубоким в том случае, если глубина выполняемого отверстия превышает пять его диаметров. Данная технологическая операция отличается высокой сложностью и трудоемкостью, а главным условием ее качественного выполнения является эффективное охлаждение используемого инструмента, которое, как правило, осуществляется под давлением.
Чтобы качественно и точно выполнить глубокое сверление, очень важно обеспечить правильное направление инструмента в самом начале обработки. Для этого используют специальную кондукторную втулку или осуществляют такую процедуру по предварительно выполненному отверстию меньшего диаметра.
В силу технических сложностей глубокое сверление следует выполнять на специальном оборудовании
Сверло, используемое для глубокого сверления, нельзя вращать на полных оборотах вне самой обрабатываемой детали: это может привести к смещению режущей части с требуемой траектории.
Кроме того, при сверлении глубоких отверстий с помощью длинного сверла создаются неблагоприятные условия для отвода стружки из зоны обработки, что также может привести к уводу инструмента от заданного направления.
Типы сверл для глубокого сверления
В качестве сверл для глубокого сверления могут быть использованы:
- спиральные с цилиндрическим хвостовиком, параметры которых регламентирует ГОСТ 886-77 (по своей конструкции спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком относятся к инструментам длинной серии, при помощи которых создают отверстия с глубиной, превышающей величину, равную 15 диаметрам);
- ружейные, режущая часть которых полностью выполнена из твердого сплава;
- ружейные, на режущей части которых твердосплавные пластины фиксируются при помощи пайки;
- ружейные, оснащенные не только основными, но и промежуточными твердосплавными пластинами;
- эжекторные, которые используются для выполнения глубокого сверления на станках с горизонтальным расположением режущего инструмента;
- пушечные, на поверхности которых имеется V-образная канавка, предназначенная для удаления стружки (обработка при помощи сверл данного типа является устаревшим методом получения глубоких отверстий).
Сверла для глубокого сверления
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к сверлам длинной серии можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ 886-77 Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия. Основные размеры
Скачать
Спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком, производимые в соответствии с требованиями, которые приводит ГОСТ 886-77, отличаются удлиненной рабочей частью. В соответствии с положениями вышеуказанного стандарта от 77-го года, такой удлиненный инструмент может полностью изготавливаться из быстрорежущей стали или оснащаться режущими пластинами, выполненными из твердого сплава.
ГОСТ 886 от 77-го года также оговаривает, что охлаждение сверл данного типа может обеспечиваться за счет не только наружного, но и внутреннего подвода СОЖ. Спиральные сверла, как указывает ГОСТ 886-77, могут производиться не только с цилиндрическим хвостовиком, но и с хвостовиками конического типа.
Сам процесс глубокого сверления, осуществляемый посредством таких сверл, может выполняться как с их периодическим извлечением из выполняемого отверстия, что необходимо для удаления из него образовавшейся стружки, так и без выполнения такой процедуры.
Если сравнивать спиральные сверла с ружейными и пушечными, то при использовании первых производительность сверления повышается практически в 8 раз.
Примеры рабочих головок ружейных сверл
Пушечные и ружейные сверла относятся к инструментам однорезцового типа, при помощи которых можно создавать глубокие отверстия с диаметрами, находящимися в интервале 0,5–100 мм.
Охлаждение сверл данного типа осуществляется через отверстие, выполненное в их внутренней части, а стружка, образующаяся в процессе обработки, отводится при помощи специальной канавки, выполненной на их наружной поверхности.
Пушечные и ружейные сверла, оснащенные режущими твердосплавными пластинами, отличаются конической конфигурацией рабочей части, что обеспечивает лучшее направление инструмента в зону выполнения обработки.
Эжекторные сверла относятся к более современным средствам глубокого сверления. За счет отсутствия стружечных канавок на их наружной поверхности они отличаются высокой жесткостью.
Принцип работы эжекторным сверлом
Как правильно выбрать инструмент
Выбирая сверла для глубокого сверления, следует учитывать целый ряд факторов:
- диаметр и глубину отверстия, которое необходимо выполнить;
- характеристики обрабатываемого материала;
- тип оборудования, которое будет использоваться для выполнения обработки.
Схема расчета длины сверла при работе на универсальном станке
Следует иметь в виду, что аппарат, на который будет устанавливаться такое сверло, должен быть предназначен именно для глубокого сверления.
Перед началом сверления следует выбрать оптимальную скорость вращения и подачи режущего инструмента, а также обеспечить его эффективное охлаждение. Для обработки материалов, которые в процессе их резания образуют длинную стружку, лучше всего использовать сверло с полированными стружечными канавками.
Сверла ружейные могут быть одно- или двухстроннего резания
Этапы технологии
Сам процесс глубокого сверления отверстий выполняется в следующей последовательности.
- В первую очередь с допуском H8 выполняют пилотное отверстие.
- Инструмент, вращающийся с небольшой частотой, подводят к поверхности обрабатываемой заготовки.
- Включают требуемую частоту вращения сверла и скорость его подачи, обеспечивают подачу СОЖ в зону обработки.
- Отверстие сверлят на требуемую глубину без отвода инструмента.
- Если для глубокого сверления используется очень длинный инструмент, то первые 25 мм глубины отверстия обрабатывают на пониженных режимах резания – 75% от номинальных.
- После достижения требуемой глубины сверления отключают подачу СОЖ в зону обработки.
- Инструмент после окончания сверления ускоренно выводят из зоны обработки и останавливают его вращение.
Существует еще несколько технологий сверления глубоких отверстий, но выше приведена наиболее распространенная из них, которая используется в большинстве случаев.
Загрузка...
