Виды сверл по металлу: характеристики, особенности, применение.

Виды сверл

Идеальный результат сверления зависит не только от профессионализма и опыта мастера, но и от верного подбора сверла. Нужный инструмент значительно облегчит работу. Виды сверл для металлических поверхностей различаются по типу конфигурации и материалу, из которого они изготовлены.

1. Спиральные сверла – стандартные изделия цилиндрической формы. Они достигают 80 мм в диаметре. Изготавливаются из качественной стали. Их конструкция такова, что рабочие поверхности заточены под углом 118 градусов. Они нужны практически для всех основных сверлильных работ с металлом. Это универсальный, прочный инструмент.

2. Конические (или ступенчатые) сверла – изготавливаются в виде конусов со ступенчатой поверхностью (спиралью). Ими легко можно пробуравить двухмиллиметровое отверстие. Также их используют для корректировки небольших дефектных отверстий, которые образовались в результате плохой работы другого инструмента.

3. Корончатые сверла представляют собой зубчатые полые коронки. Их также называют кольцевыми фрезами. Они нужны мастеру для работы с тонким металлом, чтобы оформить аккуратные отверстия до 30 мм. Данным инструментом можно сверлить на большую глубину, благодаря тому, что стружка проходит в полость коронки.

4. Перовые (плоские) сверла состоят из сменных рабочих пластин. Они предназначены для высверливания идеальных глубоких отверстий в металле любой прочности. Особенность этого вида в том, что плоское сверло практически не делает перекосов во время сверления. Кроме того, они самые дешёвые, поэтому привлекают к себе внимание мастеров.

В зависимости от материала производства, сверла делятся на кобальтовые и твердосплавные. Первые выполнены из кобальта. Вторые – из высокопрочных сплавов. — Кобальтовые сверла используют при высоких температурах, так как они не теряют своих качеств. С инструментами из быстрорежущей стали, легированной кобальтом, можно работать с очень прочными материалами и металлическими изделиями высокой вязкости. У кобальтовых свёрл средняя цена, но их качество и работоспособность вполне её оправдывают. — Твердосплавные свёрла обладают высокой твёрдостью режущей кромки. Сама оснастка обычно выполнена из простой стали для слесарных инструментов. А пластины – из карбидного сплава. Такие модели нужны для сверления изделий из особо прочных материалов большой толщины. Особенность твердосплавного сверла в том, что оно умеет самозатачиваться в процессе работы.

Цвет сверла, на что влияет и что означает

Если маркировка стерлась, или нет возможности её прочитать, можно попробовать определить тип сверла по его цвету. По цвету сверла можно определить качество изготовления сверла и материал из которого оно изготовлено.

• Черный цвет сверла по металлу — означает что при производстве сверла, а именно по окончанию сверло было обработано перегретым паром, за счет этого сверло становится надежнее. Однако, черный сверла зачастую можно найти плохо качества, поэтому не покупайте сверла не известных фирм производителей.
• Серый цвет сверла— Это обычное сверло, которое не проходило дополнительную обработку. Такое сверло будет менее надежно, и при активной работе, будет быстрее требовать заточки.
• Темно—золотой или золотой цвет сверла—При производстве сверла был применен отпуск, который снимает внутреннее напряжение материала. За счёт этого увеличивается прочность сверла.
• Ярко—золотой цвет сверла по металлу— Такие сверла являются самыми дорогими, так как при их изготовлении применяются сплав титана, а именно нитрид титана, что дает максимальную надежность сверлу. За счёт титана снижается трение при сверлении, что дает сверлу долговечность. Такие сверла имеют большую цену, если же вы покупаете сверло не на один раз, стоит потратиться и купить надежное сверло.

Особенности маркировки

Маркировка на сверлах зависит от их технических свойств и страны производства. Российский ГОСТ предполагает наличие маркировки на всех сверлах, чей диаметр от двух сантиметров и выше. В ней обычно содержится основная информация об изделии: о марке стали и диаметре сверла. Маркировка располагается на хвостовике режущего инструмента. На инструменте отечественного производства можно увидеть маркировку вот такого типа: «Р6М5К». Это формула, в которой каждый символ – подробная информация о сверле. Данная маркировка, к примеру, означает, что изделие изготовлено из быстрорежущей стали (Р), содержание вольфрама в нём составляет шесть процентов (6), молибдена – пять процентов (М5) и пять процентов кобальта (К5). На свёрлах иностранного производства стоит маркировка НSS и дополнительные обозначения, которые так же, как и у отечественных производителей, указывают на характеристики изделия. Например, «HSS-4241» означает, что данная модель пригодна для работы с алюминием.

Маркировка и цвет сверл по металлу

Наверное, каждый из нас задумывался над тем, из чего изготавливают сверла, что означает маркировка, выбитая на инструменте? Как с помощью металла происходит сверление себе подобного? Все потому, что изделие производится из качественной и высокопрочной стали, а не из сырца, который проникает внутрь рынка от производителей нечистых на руку.

Классификация по цвету

По цвету можно определить характеристики инструмента: прочность, долговечность, назначение. Различают сверла трёх цветов: серый, чёрный и золотистый. Серые свёрла относятся к самым простым, дешёвым и недолговечным. У них отсутствует защитное покрытие, поэтому при работе быстро теряются рабочие характеристики. Они не подойдут для работы при высокой температуре или для сильной механической нагрузки. Но в качестве одноразового использования для несложной работы используются часто.

Сверла чёрного цвета при изготовлении обрабатывают паром высокой температуры. Благодаря этой обработке материал закаляется и становится прочным. Они изнашиваются меньше и служат дольше, чем серые.

Золотистые сверла могут быть более светлыми и насыщенными. Светло-жёлтые очень прочные. Их изготавливают из быстрорежущей стали, используя технологию термической обработки. Ярко-золотые режущие инструменты обладают ещё более высокой прочностью, чем светлые. У них имеется нитридно-титановое покрытие. Во время сверления отверстия золотое сверло почти не испытывает силы трения, что значительно продлевает срок службы.

Технология изготовления сверл

Конструктивно спиральное сверло состоит из двух основных компонентов: рабочей части и хвостовика. Первую изготавливают из быстрорежущей стали или твердых сплавов, а второй — из углеродистой инструментальной стали. Производство спиральных сверл по металлу включает в себя следующие укрупненные этапы:

1. Подготовка компонентов. Цилиндрические заготовки для обеих частей нарезают на прутковых автоматах, а затем очищают от заусенцев, поверхностных окислов и загрязнений.
2. Сварка. Две части из разного металла сваривают контактной стыковой сваркой. После этого со сварных швов удаляют излишки металла, а заготовки правят для придания им точной цилиндрической формы.
3. Обточка. Заготовки центруют и обтачивают до точного размера. На этом же этапе подрезают торцы, точат конус хвостовика, обтачивают конец конуса под лапку (у инструмента с цилиндрическим хвостовиком последние две операции отсутствуют).
4. Фрезеровка. Фрезеруют лапку (для конических хвостовиков), спиральные канавки и задние поверхности. После этого заготовка подвергается термической обработке с последующей очисткой на пескоструйной установке.
5. Шлифовка. Шлифуют и полируют канавки спиралей. После этого шлифовке подвергают хвостовик и рабочую часть (с доводкой обратного конуса).
6. Заточка сверла.

Корпуса сборного сверлильного инструмента, в котором режущая часть выполнена из твердосплавных пластин с напайным или механическим креплением, являются достаточно сложными изделиями, т. к. при их изготовлении необходима сложная фрезерная и токарная обработка. Поэтому их обычно изготавливают на станках с ЧПУ или обрабатывающих центрах.

Классификация по размерам

В настоящее время выпускают сверла для работы с металлом разных размеров для работы с изделиями любой толщины. Современное производство классифицирует режущий инструмент трёх рабочих размеров:

сверла короткой серии — их минимальная длина – 20 мм, максимальная – 130 мм; диаметр колеблется от 0,3 до 20 мм.

удлиненные – выпускают длиной от 19 до 205 мм и диаметром от 0,3 до 20 мм.

сверла длинной серии — достигают длины 254 мм, минимальный диаметр – 1 мм (максимальный – 20 мм). Длинной моделью удобно работать с изделиями, имеющими большую толщину и прочность. Короткие режущие инструменты используют для сверления аккуратных одинаковых отверстий в тонком изделии (например, металлическая пластина).

Типы хвостовиков

Хвостовая часть сверла имеет разную конфигурацию — цилиндрические, конические и шестигранные. Чаще всего в практике используют цилиндрические модели. У них есть небольшая особенность: диаметры сверла и хвостовика могут не совпадать. Специалисты утверждают, что если оснастить инструмент для сверления цилиндрическим хвостовиком чуть большего диаметра, этот маневр сделает фиксацию более крепкой. Есть и минус – повышение рекомендуемой мощности инструмента. Но дрель не повредиться, если такое сверло в процессе работы заклинит. Конические хвостовики подходят для свёрл в промышленных дрелях. Такими – обрабатывают заготовки на заводских станках. Инструмент с шестигранным хвостовиком служит хорошей фиксацией в специальных зажимах и кулачковых патронах.

Каким производителям можно доверять

Качество и срок службы сверл обработки металла зависит от производителя. Мастера, которые пользуются свёрлами каждый день, утверждают, что хороший инструмент можно найти как у отечественных компаний, так и у зарубежных. Сверла российского производства устойчивы к износу, прочны и долговечны, но, к сожалению, на рынке их с каждым годом всё меньше. Сейчас спросом пользуются изделия и «Зубр». Под этими торговыми марками выпускаются не дорогие, но надёжные инструменты высокого качества. Также хорошо зарекомендовали себя сверла и «АТАКА». Среди импортных профессионалы предпочитают режущие инструменты по металлу , «Bosch», «Haisser» и «Makita». Характеристики у них примерно одинаковые: могут выдерживать экстремальные нагрузки, работать «на износ», при этом изнашивание происходит медленно. Хорошее соотношение цены и качества. Есть еще две и «Dewalt». Их изделия отличаются от прочих высокой скоростью сверления. Цена инструмента зависит от страны производства, длины, диаметра, прочности и от того, для чего он предназначен.

По какому принципу стоит выбирать сверло

Выбирая сверло, ориентируйтесь на следующие показатели:

Вес — качественное сверло не должно быть лёгким; специалисты рекомендуют покупать режущие инструменты весом от 14 граммов. Если в магазине нет весов, ориентируйтесь на свои ощущения.

Прочность — чтобы сверлу поддалось изделия из металла, оно должно быть прочным; проверить прочность можно с помощью стеклянной бутылки. Нацарапайте что-то на стекле рабочей поверхностью инструмента – на бутылке должны остаться внушительные царапины и стеклянная крошка вокруг них.

Качество изготовления — мастера советуют брать свёрла, сделанные методом фрезеровки с последующим шлифованием.

Угол заточки — для металла лучше выбирать сверла, заточенные под углом 130-135 градусов.

Марка стали — приобретайте инструменты, которые подойдут к вашему оборудованию (дрели, сверлильному станку и т.д.).

Из какой стали делают сверла по металлу и какая лучше

Чтобы выбрать качественные сверла, способные прослужить длительное время и сохраняющие заточку несмотря на неоднократное применение, важно знать из каких видов стали производят подобный инструмент и в чем его отличия. Лучшие сверла по металлу изготавливают из быстрорежущей стали HSS (общая аббревиатура) с добавлением ряда примесей. От их вида и количества зависит цена инструмента и вышеописанные свойства.

Быстрорежущая сталь отличается высокой твердостью, способностью сопротивляться разрушениям и переносимостью температуры, возникающей из-за скорости сверления. Материал легируется специальными примесями, что указывается в маркировке.

Например:

• Р — сообщает, что в сплаве присутствует вольфрам.
• Ф — это показатель наличия ванадия.
• М — свидетельствует о добавлении молибдена.

Иногда производители указывают тип стали как особое преимущество их продукции. О чем может рассказать такая маркировка? Давайте рассмотрим популярные варианты.

Сверла из стали HSS-E

В эту быстрорежущую сталь добавляется 5-8% кобальта. Такое технологическое решение позволяет сверлить ими нержавеющие стали с пределом прочности до 1200 Н/мм2. Предназначены для особо вяжущих при нагреве и сложных материалов. Вместо буквы Е могут иметь обозначение Со.

Сверло из стали HSS-E

Сверла из стали стали HSS-TiAIN

Имеют трехслойное напыление (титан-алюминий-нитрид). Это повышает их термостойкость до температуры 900 градусов и разрешает применять на стали с прочностью 1100 Н/мм2. Отличаются повышенным сроком службы, превосходящим другие виды в 5 раз.

Сверла из стали стали HSS-TiN

Маркировка указывает на напыление наружного слоя нитридом титана. Это прибавляет прочности и повышает термостойкость до 600 градусов. Подходят для проделывания отверстий в чугуне, алюминии, углеродистой и легированной стали с пределом прочности 1100 Н/мм2.

Сверло из стали HSS-TiN.

Сверла из стали стали HSS-G

Подходит для чугуна и разных видов стали с пределом прочности 900 Н/мм2. Режущая часть в них вышлифована при помощи кубического нитрида бора. Это дает устойчивость к радиальному биению и стойкость к истиранию. Сверла из такой стали являются самыми распространенными.

Сверло из стали HSS-G.

Сверла из стали стали HSS-R

Это быстрорежущая сталь с наименьшей стойкостью. Может указываться и просто без буквы R, что будет означать обычную термическую обработку (закалку) и роликовую прокатку. Подойдет для создания отверстий в мягких сталях и чугуне.

Сверло из стали HSS-R.

Твердосплавные сверла

Этот вид материала касается только наконечника сверла. Он рассчитан на очень высокие нагрузки от температуры и устойчив к истиранию. Такая HHS применяется для сверл, предназначенных для работы со сплавами титана, жаропрочными сталями и нержавейкой.

Для длительного срока службы и работы с особо твердыми металлами лучше выбирать сверла HSS-E и HSS-TiAIN. Чтобы сверлить отверстия в обычной углеродистой стали и не переплачивать достаточно HHS-R или чуть лучшей HSS-G.

Правила заточки

Угол заточки сверла – это то, насколько остро обточена рабочая поверхность и кромки. По технологии выполнения обтачивание может быть одноплоскостным и коническим. По одноплоскостной технологии затачивают небольшие свёрла до 3 мм в диаметре. Для заточки такого режущего инструмента нужен специальный наждачный круг. Сверло под углом 30 градусов подносят к кругу так, чтобы его режущая часть соприкасалась с наждачной поверхностью круга. Более сложной считается коническая заточка. Этот способ применяют для свёрл диаметром более 3 мм. Инструмент нужно держать обеими руками одновременно за хвостовик и спиралевидную часть и проворачивать в процессе обтачивания, придавая форму конуса. Сверла затачивают под определённым углом. Угол заточки зависит от цели использования. К примеру, для работы с изделиями из бронзы или высокопрочной стали угол заточки должен быть не меньше 120 градусов, оптимальный вариант – 130-140. А для сверления мягких металлов достаточно будет оснастки с углом заточки 100.

Конструкция и геометрия сверла

Любое сверло вне зависимости от его назначения и конструктивных особенностей состоит из двух основных компонентов: хвостовика и рабочей части. Первый служит для передачи инструменту вращения от привода или фиксации его в неподвижном состоянии (на токарных станках). Рабочая часть состоит из ряда элементов, непосредственно обеспечивающих процесс сверления. Геометрия сверла зависит от особенностей сверления, для которого оно предназначено, а также материала обрабатываемой заготовки (различные металлы, древесина, пластики, композиты, керамика).

В качестве примера взят один из самых распространенных в промышленности видов такого инструмента: спиральное сверло для работ по металлу с коническим хвостовиком (см. чертеж ниже). Все изображенные на рисунке углы сверла соответствуют работам по металлу общего назначения. Слева показан вид сбоку, а справа — со стороны рабочего торца (увеличено).

1. Хвостовик. Служит для закрепления инструмента в шпинделе станка или зажимном патроне. При сверлении металла на токарных станках крепится неподвижно в конусе задней бабки.
2. Рабочая часть. Формирует цилиндрическое отверстие (или углубление). Состоит из режущей части, длина которой у таких сверл по металлу обычно составляет половину их диаметра, и направляющей с канавками для отвода стружки.
3. Конус Морзе. Для установки в шпиндели и задние бабки станков используют инструмент с коническим хвостовиком, а для зажима в кулачковые и цанговые патроны — с цилиндрическим.
4. Лапка. Эти конструктивные элементы присутствуют только на конических хвостовиках и предназначены для выбивания инструмента из шпинделя или оправки.
5. Шейка. Обеспечивает удобство подвода и отвода шлифовального инструмента при обработке спиральных канавок. Она не выполняет никаких рабочих функций, поэтому на нее обычно наносится маркировка сверла (чеканится непосредственно на металле).
6. Направляющая часть. Также называется калибрующей. Опираясь на стенки просверленного в металле отверстия, направляет инструмент вдоль его оси. Включает в себя спиральные поверхности с ленточками и канавки для отвода стружки.
7. Угол наклона спиральной поверхности. Для обработки металла он составляет 18÷30°.
8. Стружкоотводящая канавка. От ее ширины, наклона и качества поверхности зависит скорость отвода стружки.
9. Диаметр режущей части. Равен расстоянию между внешними краями режущих кромок.
10. Режущая кромка. Это острая грань между передней поверхностью (стружечной канавкой) и задней затачиваемой поверхностью.
11. Главный угол при вершине. Угол между режущими кромками, оказывает значительное влияние на процесс резания и прочность сверлильного инструмента. Для работ по металлу его стандартное значение равно 116÷118°.
12. Задняя поверхность. Для снижения трения в зоне резания задняя поверхность затачивается под углом к режущей кромке. Для сверления металла его значение около ленточки должно составлять 8÷12°.
13. Перемычка. Конструктивная часть, общая для обеих задних поверхностей.
14. Поперечная режущая кромка. Острая грань на перемычке, разделяющая задние поверхности. При правильной заточке на ее середине находится геометрический центр режущей части, который должен совпадать с осью инструмента.
15. Ленточка. Две слегка выступающие над спиральными поверхностями полоски, которые калибруют отверстие и снижают трение о его стенки.

Общая компоновка других типов сверл по металлу подобна этой, хотя в зависимости от своего назначения они могут отличаться конструкцией режущей части и стружкоотводящих канавок.

Какие приспособления используют для заточки сверл

Подточить затупившийся режущий инструмент можно на специальном промышленном станке. Он может быть профессиональным и бытовым. Первый используют для массовой заточки свёрл на предприятиях или в профессиональных фирмах. Вторым удобно пользоваться дома или в гараже. Сверло для металла можно заточить узкоспециализированным станком (только для одного вида оснастки) и универсальным, который используют для работы с другими видами буравчиков. По типу работы инструменты для заточки могут быть электрическими и механическими. Аппарат для заточки режущего инструмента можно сделать своими руками или приобрести в специальном магазине. Профессионалы предпочитают использовать станки таких и «REZER», а также приспособления отечественных , «Калибр», «Кратон».

Чем отличаются сверла для обработки металла и дерева

У режущего инструмента для металла и дерева есть несколько отличий: — в сверлах для металла нет центровой пики (острый угол или штырь, необходимый, чтобы инструмент не соскакивал во время работы). — сверла для металлических поверхностей изготавливают из прочных сплавов, чтобы ими легко можно было высверливать отверстия в металле. — инструменты для металла имеют чёрный или золотой (жёлтый) окрас. Для сверления изделий из дерева и ДСП прочности серых достаточно. — у сверла для металла угол заточки не менее 100 градусов. А для дерева хватит 90 градусов и меньше.