Как сделать конусное отверстие в металле

Коническое сверло по металлу – все его достоинства

Коническое сверло по металлу, которое также нередко называют конусным, было придумано в 1970-х годах, став практически незаменимым инструментом для осуществления различных работ при монтаже санитарной техники, электрической проводки, ремонте транспортных средств.

1 Сверло коническое по металлу – разновидности инструмента

Такие сверла представляют собой специальный режущий инструмент, с помощью которого можно делать отверстия круглой формы относительно больших сечений в алюминиевых листах, стальных конструкциях толщиной не более 6 миллиметров, в изделиях из цветных металлов. Несомненно, их можно использовать для аналогичных целей и при обработке других материалов – ламината, дерева, пластика, гипсокартона, фанеры и так далее. Название данного инструмента обусловлено тем, что внешне он похож на ступенчатый либо гладкий конус.

Конструктивно приспособления с коническим хвостовиком мало чем отличаются от стандартных видов сверл. Они имеют:

• направляющую и режущую часть;
• поводок;
• хвостовик;
• шейку.

А вот чисто внешне, как было сказано, конусные сверла имеют существенное отличие от других – форма их хвостовика выполнена в виде конуса. Эта часть инструмента может быть изготовлена в различных вариантах:

• конус Морзе;
• инструментальный;
• метрический;
• удлиненный.

Самым распространенным считается инструментальный тип конуса хвостовика. Он является оптимальным для монтажа на станковое оборудование, в котором инструмент меняется автоматически, а также для агрегатов с числовым программным управлением.

Под метрическими конусами понимают изделия с соотношением хвостовика к рабочей зоне 1 к 20 и углом свыше 1 градуса. Они похожи на конус Морзе, который известен с 1860-х годов. Он популярен в зарубежных странах, у нас же чаще применяются метрические хвостовики. Удлиненный сверлильный инструмент изготавливается по ГОСТ 2092–77, согласно коему сверла могут иметь диаметр в пределах 6–30 мм и иметь повышенную либо нормальную точность.

2 Основные причины востребованности сверл конусного типа

Если вы попытаетесь сделать отверстие в тонком стальном листе при помощи стандартного сверла спирального типа, имеющего сечение от 9 мм и более, у вас стопроцентно возникнут определенные трудности. Прежде всего, нельзя будет выполнить точное его центрирование на первых этапах процедуры. Вызвано это тем, что наконечник большого по сечению сверлильного инструмента представляет собой 2–3-миллиметровый отрезок. Это – по сути, ребро, которое формируется не точками, а двумя гранями.

Попытайтесь отцентрировать такое ребро, и вы поймете, о чем идет речь. Решить данную проблему можно исключительно предварительным высверливанием небольшого по диаметру отверстия. Лишь после этого можно будет приступать к сверлению при помощи стандартного спирального инструмента. Кроме того, получаемое при применении спирального сверла отверстие в металлических листах характеризуется треугольным видом, а не круглым. С такой проблемой справиться совсем непросто.

Домашним мастерам остается один выход – поработать (и весьма напряженно) напильником, чтобы придать круглую форму отверстию. Указанных неприятностей и трудностей позволяет избежать конусный инструмент для сверления. Он и круглую форму отверстия обеспечит, и даст возможность идеально произвести начальное центрирование сверла, и, кроме всего прочего, не оставит заусениц на краях обработанных отверстий.

3 Коническое ступенчатое сверло – его особенности

Отдельно хочется рассказать о ступенчатой разновидности конусного инструмента. С его помощью без смены сверл выполняются разные по диаметру отверстия в листовой стали менее 4 миллиметров. У таких режущих приспособлений диаметры высверленного отверстия являются фиксированными, что отличает их от конусных.

Недостатками ступенчатых сверл принято считать:

• потребность применять электрический инструмент с малыми (до 1000 об/мин) оборотами вращения и достаточно высоким моментом кручения;
• их повышенную чувствительность к перекосам, которые могут возникать в процессе сверления.

Достоинства же инструмента идентичны стандартным коническим изделиям (круглая форма отверстия, беспроблемное центрирование). Кроме того, ступенчатые сверла дают возможность выполнять фаску тем же самым приспособлением, которое применялось для сверления.

Добавим, что хвостовики ступенчатых сверл могут иметь либо шестиугольное, либо круглое сечение. Круглые признаются более практичными за счет большей надежности и простоты их крепления в патроне шуруповерта или электродрели. Это исключает вероятность проворачивания инструмента в процессе сверления, что имеет огромное значение тогда, когда необходимо получить большое по сечению отверстие.

4 Сверло с коническим хвостовиком – ГОСТ, советы по выбору и работе

В соответствии с ГОСТ 10903–77 такие сверла изготавливают из легированной и углеродистой высокопрочной стали. Допускается (а потребителем даже приветствуется) специальная термообработка их поверхности с целью повышения их антикоррозионных возможностей и уровня надежности при использовании. Диаметры выпускаемых по государственному стандарту конусных приспособлений равняются 5–80 мм, длина конуса – 58–85 мм, сечение хвостовика – 6–12 мм.

Специалисты советуют при выборе конусного инструмента обращать внимание на его маркировку. Самыми качественными являются приспособления с надписью HSS, которая говорит нам, что они сделаны из легированной быстрорежущей стали (она признается идеальным вариантом для обработки металлических изделий). Впрочем, китайские производители нынче ставят такую маркировку на всю свою продукцию, используя при этом совсем другие марки стали.

Если вы сомневаетесь в инструменте, обращайте внимание на его стоимость. Качественная продукция никак не может стоить менее 6–8 американских долларов в иностранных веб-магазинах. В рознице ее стоимость, естественно, выше. Конический инструмент рекомендован для применения в сверлильных станках. Но его можно вставлять и в обычную дрель. В таком случае следует позаботиться о том, чтобы заготовка плотно закреплялась. Только тогда вы не столкнетесь с явлением заклинивания сверла либо его перекоса.

Смазывать приспособление в процессе его использования желательно специальными составами. При отсутствии таковых – жидким мылом или машинным маслом. Применение смазки повышает срок эксплуатации инструмента для сверления отверстий. Увеличенным временем службы, кстати, могут похвастаться сверла, на поверхность которых наносят нитрид титана или бора, либо кобальт.

Конусные сверла несложно подобрать для осуществления каких-либо определенных вариантов работ, так как они в наши дни выпускаются различных видов:

• для сверления материалов, считающихся трудными в обработке;
• для получения качественных отверстий в деталях, изготовленных из легких сплавов;
• с твердосплавными специальными пластинками, улучшающими режущие свойства инструмента.

Выбирайте сверла конусного типа с умом, и операция сверления принесет вам максимум удовольствия своим безупречным качеством и легкостью!

Способы получения конических поверхностей

Точение конической поверхности, образующая которой имеет длину, превышающую 15 мм, зачастую сопровождается появлением вибраций. Это приводит к появлению волнистости на обрабатываемой поверхности. Вибрации усиливаются с увеличением длины и уменьшением диаметра детали.

Поверхность обрабатываемого изделия может стать волнистой при большом вылете резца или при неудовлетворительной его фиксации. Правда, вибрация возникает не во всех случаях (к примеру, обрабатывается жесткая деталь с образующей небольшой длины и большим углом уклона). В таких ситуациях велика вероятность смещения инструмента из-за действующих на него сил резания при отсутствии должного закрепления или чрезмерно большом вылете. В обоих случаях угол наклона будет отличен от требуемого.

По причине небольшой длины режущей кромки резец довольно сложно устанавливать на станке. Отсутствие прямолинейности лезвия инструмента ведет к отклонениям отверстия от нужной формы. Следует отметить, что устанавливать резец нужно на уровне центров станка.

Мехобработка отверстий в виде конусов установленным инструментом осуществима, если:

• длина образующей конуса составляет максимум 15 мм;
• обрабатываемая деталь отличается высокой жесткостью;
• обтачиваемый конус находится поблизости от зафиксированной части изделия;
• конус имеет большой угол наклона;
• к обрабатываемому изделию не предъявляются повышенные требования относительно точности, прямолинейности и качества механообработки отверстия.

Чтобы проверить уклон конуса, выполненного при помощи резца, можно использовать специальный шаблон.

Как получить коническое отверстие в сплошном металле?

Чаще всего для получения конуса в изделии без предварительно подготовленного отверстия его вначале нужно просверлить. Причем диаметр сверла, выбираемого для этой цели, должен быть меньше минимального диаметра конуса хотя бы на пару миллиметров. В случае большого уклона конуса отверстие придется рассверлить уступами.

Предварительная механообработка больших конусов на оборудовании производится следующим образом: вначале берется сверло наибольшего диаметра, которым выполняется неглубокое отверстие, далее следует перейти к сверлу с меньшим диаметром и выполнить им следующий уступ и так далее, пока не дойдет до наименьшего диаметра.

При растачивании отверстия выбирать рекомендуется резец, задний угол которого должен учитывать минимальный диаметр отверстия. Часто бывает, что вначале обработки выбранный инструмент прекрасно справляется со своими функциями, но в конце работ выбранный угол резца может оказаться недостаточно большим. Это приводит к трению между поверхностью отверстия и инструментом, что недопустимо.

Специфика развертывания конусов

Отверстия конической формы, отличающиеся нормализованными размерами необходимо обрабатывать развертками. Набор этих инструментов представлен на рисунке 1. В него входят три предмета конкретного типа и геометрических параметров, соответствующих обрабатываемому отверстию.

Рисунок 1. Развертки конической формы: а – для обдирочных работ; б – для измельчения снимаемой стружки; в – для чистовых работ

У каждой развертки, изображенной на рисунке 1, присутствует коническая режущая часть, размеры которой выбираются по отверстию, и хвостовик в форме цилиндра. Конструкционное исполнение конической части предусматривает наличие специальных канавок, образующих зубья.

Обдирочная развертка (рисунок 1,а) располагает небольшим количеством зубьев. Все они располагаются ступенчато по винтовой линии. Инструмент, представленный на рисунке 1, б имеет гораздо больше зубьев, которые так же, как и в первом варианте, размещены ступенчато. Характерной особенностью чистовой развертки (рисунок 1, в) являются прямые зубья.

Перед использованием разверток необходимо позаботиться о сверлении отверстия. Для этого выбирается сверло, диаметр которого где-то на полмиллиметра меньше диаметра обдирочной развертки. После сверления отверстия можно приступать к его развертыванию, в результате которого обрабатываемая поверхность становится не только конической, но и ступенчатой. Обработка вторым инструментом из набора способствует уменьшению ступеней и увеличению их количества. При использовании третьей развертки имеющиеся ступени сглаживаются.

Комплект, используемый для обработки отверстий с небольшим уклоном конуса, может состоять всего лишь из пары инструментов. Пологие конусы допускается обрабатывать чистовой разверткой.

Проверять параметры полученных отверстий проще всего калибр-пробкой, изображенной на рисунке 2.

Рисунок 2. Проверочная калибр-пробка: а — внешний вид; б — схема применения инструмента; А и В — риски, обозначающие предельные допуски угла конуса

Используя представленный выше калибр, на его боковой поверхности можно делать специальные отметки при помощи мела/карандаша. При вводе данного приспособления в отверстие его нужно несколько раз провернуть. Полностью стертые отметки будут свидетельствовать о том, что угол конуса отверстия выполнен верно. В случае, когда отметки стираются лишь у меньшего диаметра калибр-пробки, угол конуса выполнен больше, чем нужно. Соответственно, о слишком маленьком угле конуса можно судить по линиям, стертым только у большого диаметра контрольного инструмента.

На рисунке 2, б представлена проверка правильно обработанного конуса, поскольку риска В перекрывается деталью, а риска А — нет. Если бы торец изделия не перекрыл риску В, то отверстие можно обработать еще раз. Если же торец изделия перекрывает риску А, то деталь считается браком. Вместо рисок на инструменте могут предусматриваться специальные уступы, соответствующие проходному/непроходному размеру.

Конусные сверла по металлу – универсальный инструмент для работы

Работа со сталью, алюминием, другими сплавами связанна с рядом трудностей, обусловленных их прочностными характеристиками. Чтобы сделать отверстие заданного диаметра с ровными кромками, точно в отмеченном месте применяются конусные свёрла по металлу. Они не деформируются, практически не стираются. Можно использовать как насадку на дрель или стационарного станка.

Краткое описание

Сверло предназначено для создания круглых отверстий разного диаметра в металлической заготовке. Есть несколько названия этого инструмента: конусное, ступенчатое, конусно-ступенчатое. По своей сути это одно и то же.

По форме хвостовика оно не отличается от обычных спиральных разновидностей. Вся изюминка заключается в форме рабочей части. Она состоит из канавок, ступенчатых переходов (отсюда и второе название) и включает три конструктивных элемента:

• Вершина. Тонкий наконечник насадки, который отвечает за предварительное сверление
• Скошенный переход. Им заканчивается каждая спираль. Он предназначен для удаления заусенцев
• Режущая кромка. Основная часть каждой спирали, которая отвечает за расширение отверстия

Область применения и преимущества

Конусные сверла по металлу рассчитаны на продолжительную бесперебойную работу. Этот показатель достигается за счет высокопрочных режущих кромок. Инструмент относится к категории дорогих. Это связано с его универсальностью. Простое спиральное сверло рассчитано на одну технологическую операцию, а ступенчатое на несколько.

Насадка способна эффективно работать на высоких оборотах. Благодаря этому удаётся сформировать ровную кромку отверстия в тонкой заготовке и просверлить толстый лист.

Конусные сверла по металлу успешно используются для работы с более вязкими и мягкими материалами: гипсокартон, дерево, пластик.

Ступенчатое сверло заменяет надфиль, шлифовальную машинку. Благодаря острому, прочному наконечнику кромка отверстия получается ровная, без заусенцев. Не требуется специальный центровочный инструмент.

На рабочей части насадки ступени расположены по спирали. Такая форма увеличивает эффективность работы с тонким металлом на 50% по сравнению с универсальным сверлом. Также форма наконечника эффективно гасит возможные вибрационные нагрузки, которые появляются во время работы со сталью.

Для повышения эффективности и увеличения срока службы инструмента на его рабочую поверхность наносится абразивное напыление из алмазной крошки. Это не противоречит государственным стандартам. Защитное покрытие расширяет область применения сверла, но накладывает некоторые ограничения. Если нарушаются правила эксплуатации или превышается расчетная нагрузка, то эффект от алмазного напыления сводится к нулю.

Ступенчатый наконечник используется не только для сверления с нуля, но и для расширения и очистки кромок существующих отверстий.

Как выбрать?

Есть несколько характеристик и советов, помогающих определить качество:

1. Обозначение модели из букв и цифр. Первые три числа обозначают начальный и конечный диаметр, а также его шаг. Затем буквами обозначается марка стали, из которой изготовлена насадка. Последние цифры показывают прочность по Роквеллу;
2. Цвет металла – один из важных показателей качества:

• Сталь с серым оттенком. Однозначно говорит о низкой прочности без термической обработки
• Черный цвет. Закаленная горячим паром сталь. Прочность выше, чем в первом варианте
• Золотистый оттенок. Говорит о высоком качестве металла. С него было снято внутренне напряжение
• Ярко – золотистый оттенок. Высокопрочное сверло из стали с добавлением нитрата титана. Относится к инструменту премиум — класса с продолжительным сроком эксплуатации

1. Общая и рабочая длина. От этого параметра зависит область применения инструмента;
2. Диметр рабочей части. Их два. Первый указывает на минимальный размер отверстия, а второй на максимальный;
3. Торговая марка. От нее зависит качество и цена;
4. Сертификат качества на соответствие заявленным техническим характеристикам и ГОСТам;
5. Возможность заточки. Если сверло точится, это увеличивает срок его эксплуатации.

Фирмы – производители

На современном строительном рынке представлен широкий выбор инструментов от самых бюджетных до дорогих премиальных моделей:

• Ruko – фирма выпускает несколько наименований насадок с крестовой заточкой и разными видами абразивного напыления. Сверла этой фирмы сочетают в себе приемлемую цену и высокое качество
• Bosh – проверенная времен фирма, которая много лет подтверждает качество своего инструмента. Ступенчатые свёрла не являются исключением
• Haisser – свёрла отличаются высокой ценой. Для их производства используется сталь со специфическими добавками. Это позволяет использовать сверла данного производителя в самых сложных условиях, при экстремальных нагрузках.
• «Зубр» — российский производитель выпускает инструмент в среднем ценовом диапазоне, но с высоким качеством и отличными эксплуатационными характеристиками

Правила самостоятельной заточки

Несколько простых рекомендаций позволят заточить сверло быстро и качественно:

1. В первую очередь осуществляется подготовка точильного устройства и ёмкости с жидкостью для охлаждения;
2. Заточка выполняется при максимальном прижатии сверла к точильному кругу. Если ослабить усилие, то может выйти брак;
3. Для каждого вида металла подбирается индивидуальный угол заточки: сталь – 140 градусов; сплавы из меди – 120 градусов; медь – 100 градусов;
4. Точильным станком обрабатываются все грани сверла без исключения.

Конусное сверло — это универсальный инструмент. Его рекомендуется иметь как на производственном участке, так и в домашнем наборе для мелкого ремонта.

Конусное и ступенчатое сверло по металлу. В чём разница?

Сегодня мы поговорим о свёрлах. А точнее обсудим конусное сверло и ступенчатое сверло по металлу. Эти достаточно дорогостоящие режущие инструменты способны заменить целый ряд приспособлений. С их помощью можно произвести огромное количество разнообразных операций по любому материалу, будь то дерево, металл либо пластик. Итак, давайте приступим.

Конусное сверло по металлу

Отличительной особенностью инструмента является наличие острого наконечника. По внешнему виду он напоминает конус, который может быть гладким или ступенчатым. Отсюда и название.

Такое необычное строение позволяет получить отверстия круглой формы различного диаметра в стальных конструкциях, алюминиевых листах, цветных металлах, нержавеющей стали. Диаметр отверстия зависит от начальной и конечной окружности инструмента. Следует отметить, что конусное сверло предназначено для сверления тонколистовых материалов, толщина которых не превышает 5-6 мм. Строение инструмента позволяет предотвратить появление заусенцев при сверлении, а также отшлифовать готовое отверстие.

Область применения

Делая вывод из всего вышесказанного можно сказать, что основным предназначением конусного свёрла по металлу является выполнение ровных круглых отверстий достаточно большого диаметра в тонколистовом металле. Если для аналогичной работы будет применяться обычное спиральное сверло, неизбежно появятся проблемы. К ним относится невозможность точно центрировать сверло при сверлении, получение отверстия треугольной формы, наличие заусениц.

При использовании конусного сверла работа значительно облегчается. Именно поэтому инструмент завоевал столь широкую популярность, и в настоящее время используется для ремонта автомобилей, строительства любого масштаба, работ по ландшафтному дизайну, при установке сантехнического оборудования, для сверления отверстий в металлических щитках и во многих других областях.

На что обращать внимание при выборе сверла

На первый взгляд конусные свёрла кажутся массивными и прочными. Но на самом деле – это достаточно хрупкий материал, который требует бережного отношения. Именно поэтому прежде чем выбрать сверло, следует тщательно изучить все его характеристики. Итак, на что следует обратить внимание.

1. Цвет. Эта характеристика может рассказать об изделии очень много. Например, если вы в магазине видите сверло чёрного цвета, значит, инструмент на финишном этапе подвергся обработке перегретым паром и, соответственно, имеет повышенный срок эксплуатации. Изделие яркого золотистого цвета свидетельствует о том, что его поверхность обработана слоем нитрида титана. От такого напыления изделия приобретает повышенную прочность и уменьшенное трение. А серый стальной цвет свидетельствует – вы видите перед собой сверло без покрытия, которое не имеет никакой дополнительной обработки, что соответственно, снижает срок эксплуатации;
2. Маркировка. Маркировка проставляется на наружной части изделия фабричным способом в виде чёткой гравировки. Обычно она начинается с буквы, обозначающей материал, из которого изготовлено изделие. В основном конусные свёрла изготавливают из быстрорежущей инструментальной стали, которая маркируется буквой «Р». Числовое значение на маркировке показывает состав сплава, например М3 – молибден. Также маркировка включает в себя диаметр сверла и класс точности. Обратите внимание на то, что изделия от отечественного производителя диаметром до 2 мм не маркируются.

Для работы с конусными свёрлами используют специальные сверлильные станки, которые служат для масштабного производства на крупных предприятиях. Также ими можно воспользоваться в домашних условиях, если в наличии имеется специальная двуручная дрель, которая поддерживает работу с конусными и ступенчатыми режущими инструментами. Сверло вставляется в дрель без патрона.

Ступенчатое сверло по металлу

Если вы выбираете для себя конусное сверло, обратите внимание на одну из его разновидностей – ступенчатое сверло по металлу. Каждая ступень такого режущего инструмента образуется за счёт плавного спирального перехода и имеет свой диаметр. Такая конструкция очень удобна, так как в процессе сверления достаточно легко отследить какой диаметр на данный момент имеет просверленное отверстие.

Многие из мастеров часто задумываются о том, стоит ли приобретать такой дорогостоящий инструмент. Ведь цена конусного и ступенчатого сверла колеблется от двух до пяти тысяч российских рублей и напрямую зависит от материала, класса прочности, напыления и других показателей, на которые следует обращать внимание при выборе инструмента. Уверяем вас, стоит.

Ступенчатые свёрла по металлу имеют массу преимуществ. Например:

• Они позволяют использовать всего один режущий инструмент для выполнения целого ряда задач;
• Режущие кромки ступенчатого сверла имеют высокий показатель прочности, что обеспечивает долгосрочный запас рабочего ресурса;
• Такой инструмент обладает высокой скоростью сверления. При такой скорости даже у тонкого листового металла не снижается качество кромки;
• Острый наконечник инструмента легко врезается в металл даже с очень плотной структурой. При этом отпадает необходимость в использовании центрирующего элемента, что значительно упрощает процесс сверления;
• Своеобразная конструкция ступенчатого изделия позволяет исключить из чемодана мастера угловую шлифовальную машинку и надфиль. И если возникает необходимость отшлифовать готовое отверстие, то можно смело использовать конусное сверло;
• Использование режущего инструмента такого плана как минимум на 50 процентов повышает эффективность сверления тонколистового металла. Такая эффективность достигается за счет того, что поступательные каналы ступенчатого сверла отличаются между собой размерами и имеют плавный переход;
• Преимущество ступенчатого сверла заключается ещё и в том, что его можно использовать как для ручного устройства, так и для станка;
• Особое абразивное напыление, которое может быть выполнено как из алмазной, так и из титановой крошки придаёт конусному ступенчатому сверлу особую прочность. Такое изделие, при условии правильной эксплуатации и нормированных нагрузок, не нуждается в частой заточке.

Ступенчатые и конусные свёрла – что у них общего? Это инструменты, режущие грани которых отличаются повышенной остротой и отсутствием заусениц. Обе эти конструкции практичны в использовании и обладают массой преимуществ. Их использование позволяет избежать различных трудностей и напрасной траты времени. И конусные и ступенчатые свёрла по металлу стоят достаточно дорого. Да это можно назвать минусом. Но, с другой стороны, они заменяют целый набор инструментов. И если сложить стоимость всех инструментов из набора и сравнить их со стоимостью сверла, то ощутимой разницы не почувствуется.

Чем же они отличаются? Если говорить о конструкции, то она состоит из рабочей конической части, изготавливаемой из быстрорежущей инструментальной стали и хвостовика, с помощью которого сверло устанавливается в инструмент. Простое конусное сверло имеет головку с гладкой поверхностью, а ступенчатое – головку со ступенями, оснащёнными режущими кромками. Ступенчатые свёрла, в свою очередь, подразделяются на:

• свёрла со спиральной режущей кромкой;
• с прямой режущей кромкой

Свёрла с прямой режущей кромкой имеют более простую геометрическую форму, поэтому их легче затачивать. А спиральная режущая кромка обеспечивает более мягкое и плавное сверление.

Как выбирать конусные и ступенчатые свёрла и на что обращать внимание мы вам рассказали. Выбор всегда остаётся за вами.