Из каких частей состоит сверло

СВЕРЛО, что мы знаем о нем? Классификация сверл

Сверло — это режущий инструмент, с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала. Свёрла могут также применяться для рассверливания, то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания, то есть получения несквозных углублений.

Элементы спирального сверла

– Режущая часть имеет две главные режущие кромки, образованные пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями, а также поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением задних поверхностей.

– Направляющая часть имеет две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей с поверхностью ленточки (узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки и обеспечивающая направление сверла при резании, а также уменьшение трения боковой поверхности о стенки отверстия).

– Хвостовик — для закрепления сверла на станке или в ручном инструменте.

– Поводок для передачи крутящего момента сверлу или лапка для выбивания сверла из конусного гнезда.

– Шейка, обеспечивающая выход круга при шлифовании рабочей части сверла.

Углы сверла

Угол при вершине сверла (угол между режущими кромками) выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и составляет:

– для сверления мягких металлов | 80. 90°;

– для сверления стали и чугуна средней твердости | 116. 118°;

– для сверления очень твердых металлов, кирпича, бетона, камня | 130. 140°.

Классификация сверл

По конструкции рабочей части бывают:

– Спиральные (винтовые) — это самые распространённые свёрла, с диаметром сверла от 0,1 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм. Они широко применяются для сверления различных материалов.

– Плоские (перовые) — используются при сверлении отверстий больших диаметров и глубин. Режущая часть имеет вид пластины (лопатки), которая крепится в державке или борштанге или выполняется заодно с хвостовиком.

– Для глубокого сверления (L ? 5D) — удлинённые винтовые свёрла с двумя винтовыми каналами для внутреннего подвода охлаждающей жидкости. Винтовые каналы проходят через тело сверла или через трубки, впаянные в канавки, профрезерованные на спинке сверла.

– Одностороннего резания — применяются для выполнения точных отверстий за счёт наличия направляющей (опорной) поверхности (режущие кромки расположены по одну сторону от оси сверла).

– Кольцевые — пустотелые свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала.

– Центровочные — применяют для сверления центровых отверстий в деталях

По конструкции хвостовой части бывают:

По способу изготовления бывают:

– Цельные — спиральные свёрла из быстрорежущей стали марок Р9, Р18, Р9К15 диаметром до 8 мм, либо из твёрдого сплава диаметром до 6 мм.

– Сварные — спиральные свёрла диаметром более 8 мм изготовляют сварными (хвостовую часть из углеродистой, а рабочую часть из быстрорежущей стали).

– Оснащённые твёрдосплавными пластинками — бывают с прямыми, косыми и винтовыми канавками (в том числе с ?=60° для глубокого сверления). Более эффективны при обработке хрупких материалов.

По форме обрабатываемых отверстий бывают:

По обрабатываемому материалу бывают:

– Для обработки металлов и сплавов.

– Для обработки бетона, кирпича, камня — имеет наконечник из твёрдого сплава, предназначенный для бурения твёрдых материалов (кирпич, бетон) с ударно-вращательным сверлением. Свёрла, предназначенные для обычной дрели, имеют цилиндрический хвостовик. Хвостовик бура для перфораторов имеет различную конфигурацию: цилиндрический хвостовик, SDS-plus, SDS-top, SDS-max и т. д.

– Для обработки стекла, керамики.

– Для обработки дерева.

– Чёрная оксидная плёнка это недорогое покрытие. Такая пленка обеспечивает термостойкость и защиту от коррозии. Сверла с таким покрытием служат дольше, чем обычные сверла.

– Нитрид титана (TiN) это очень твердый керамический материал, использование которого в качестве покрытия для спиральных сверл увеличивает срок службы сверла в три и более раза. Сверло с таким покрытием не подлежит заточке, поскольку новая кромка уже не будет содержать покрытие, и не будет иметь соответствующих преимуществ.

– Титано-алюминиевый нитрид (TiAlN). Это покрытие также широко используется. Считается лучшим, чем (TiN) и увеличивает срок службы инструмента в пять и более раз.

– Титановый карбонитрид (TiCN) это еще одно покрытие которое считается лучшим, чем (TiN).

– Сверла с алмазным покрытием используются для сверления керамической плитки, камня и других очень твердых материалов. При таком сверлении выделяется большое количество тепла и сверла с алмазным покрытием нужно часто охлаждать водой, чтобы избежать поломки сверла, либо порчи объекта обработки.

– Нитрид циркония также применяется для покрытия головок некоторых сверл.

Некоторые виды сверл:

A — для обработки металла;

B — для обработки дерева;

C — для обработки бетона;

D — перовое сверло для обработки дерева;

E — многоцелевое сверло;

F — для быстрого засверливания по металлу;

G — универсальное сверло для обработки металла, дерева или пластика.

Хвостовые части:
1, 2 — цилиндрические;

Сверло

Описание конструкции сверла

Спиральное сверло известно немногим более ста лет (1863г.), как режущий инструмент имеет достаточно сложную конструкцию.

Сверла представляют собой режущий инструмент, имеющий спиральную форму и предназначенный для получения отверстий. Спиральное сверло (рисунок 1) , состоит из рабочей части 1 и хвостовика 2, который может быть цилиндрическим (с поводком или без поводка) или коническим. На хвостовике вблизи рабочей части имеется шейка 3. Режущая часть 4 сверла имеет две главные 5, две вспомогательные 6 и одну поперечную 7 режущие кромки.

Главные режущие кромки наклонены к оси сверла и образуют между собой угол в плаще 2ц. отвод стружки осуществляется по винтовым (спиральным) стружечным канавкам 8, разделенным сердцевиной 9. На каждом пере 10 сверла имеется ленточка 11, участок которой длиной z выполняет функции вспомогательных режущих кромок. Ленточка служит также для направления сверла во время работы. Передние поверхности сверла 12 – участки канавок, прилегающие к режущим кромка, а осевые передние углы равны углам наклона канавок в данной точке. Задние поверхности 13 образуются заточкой, обеспечивают требуемые значения задних углов б и спад затылка и могут быть плоскими, коническими, цилиндрическими, винтовыми.[2]

Задние поверхности перьев, пересекаясь между собой, определяют форму и размеры поперечной режущей кромки и угол ц ее наклона к режущим кромкам.

Рисунок 1. Описание конструкции сверла

Главные режущие кромки сверла должны быть прямолинейными. Это условие обеспечивается за счет придания канавкам на участке, являющемся передней гранью, определенного профиля (этот способ используют на большинстве стандартных быстрорежущих и цельнотвердосплавных сверл) либо за счет заточки сверла по передней и задней поверхностям.[4]

Таблица 1. Основные виды спиральных сверл.

НАИМЕНОВАНИЕ ВИДА СВЕРЛА

Диапазон диаметров d, мм

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия.

Сверла спиральные удлиненные с коническим хвостовиком.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, Короткая серия.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Средняя серия.

Сверла спиральные с коническим хвостовиком.

Сверла спиральные длинные с коническим хвостовиком

Сверла спиральные с коротким цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия.

Сверла спиральные малоразмерные с утолщенным цилиндрическим хвостовиком.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава.

Сверла спиральные с коническим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава.

Сверла спиральные цельные твердосплавные укороченные.

Сверла спиральные цельные твердосплавные. Короткая серия.

Сверла спиральные цельные твердосплавные, средняя серия.

Сверла спиральные цельные твердосплавные с коническим хвостовиком.

Примечание. Признак «цельные» относится к рабочей части сверла.

Сверла из быстрорежущей стали диаметром d=6. 80 мм по ГОСТ 2034-80Е и ГОСТ 10903-77 выполняют с коническим хвостовиком. Сверла с пластинами из твердого сплава ВК и сверла с внутренним подводом СОЖ по ГОСТ 6647-64 предназначены для сверления трудно обрабатываемых материалов. Такие сверла имеют в зубьях (перьях) прокатанные отверстия соединенные в хвостовике. Их закрепляют в специальных патронах обеспечивающих подвод СОЖ под давлением 12 МПа, непосредственно к режущим кромкам сверла.

Применяются перовые сверла представляющие собой заостренную пластину с весьма несовершенной формой режущей части. Эти сверла применяются для обработки отверстий малого диаметра d=0,2. 1 мм, большого диаметра d>80 мм и при ремонте. Применяют составные перовые сверла в виде пластин закрепленных в державке. Обработка отверстий в стали, чугунах, легких сплавах и дереве при глубине l>10d проводят шнековыми сверлами с углом w=50. 65°.

Глубокие отверстия с осью имеющей малое отклонение от прямолинейности получают сверлами однокромочного резания с вершиной смещенной относительно оси. Сверление начинают после установки сверла в частично просверленное отверстие, либо кондукторную втулку. По отверстию в рабочей части подается СОТС, которая, устремляясь на обратном пути по канавке на сверле, удаляет стружку.[7]

Рисунок 2. Конструкции сверл (а-з), геометрически параметры режущей части (и) и формы заточки (к)

Обработку центровых отверстий проводят центровыми комбинированными сверлами по ГОСТ 14952-75 двух видов: без предохранительной фаски и с предохранительной фаской 120°. Центровые сверла из твердых сплавов имеют более технологичный дугообразный профиль режущей кромки.

Применяются также одно и двухкромочные сверла, в которых стружка удаляется по центральному отверстию. Сквозные отверстия диаметром d>80 мм получают сверлами кольцевого сверления – трансирующие сверла. Ими вырезается только кольцевая полость, а в центре остается стержень пригодный для использования в качестве заготовок.

Для того чтобы сверло резало, его твердость должна быть выше твердости обрабатываемого материала. Кроме того сверло должен обладать достаточной температуростойкостью и износостойкостью.[4]

Температуростойкость — способность инструмента сохранять свою твердость и режущие качества при высоких температурах возникающих при резании.

Износостойкость инструмента означает изменение формы и размера инструмента в процессе резания.

Сверла изготовляют из углеродистой инструментальной стали, легированной инструментальной стали, быстрорежущей стали, твердых сплавов и минерало-керамических сплавов.

Сверло, изготовленное из твердых сплавов, работает при высоких скоростях резания. Они имеют высокую температуростойкость (до 1200°) и износостойкость. Твердые сплавы получают на специальных заводах методом спекания порошков некоторых металлов и сплавов. Наиболее распространены марки твердых сплавов ВК-6, ВК-8, Т-5К10, Т-15К6 и другие (в которых В означает — вольфрам, К — кобальт, Т — титан).

В последнее время для изготовления сверил применяются минерало-керамические сплавы, обладающие высокими режущими качествами и дешевизной. Основой этих сплавов служит глинозем, спекаемый с различными добавками.

Быстрорежущая сталь Р9К5 («быстрорез») – инструментальная сталь с высоким содержанием легирующих элементов (W, Cr, Mo, V, и иногда Co), которая используется для обработки высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.

Таблица 2. Химический состав в % материала Р9К5 ГОСТ 19265 – 73

СВЕРЛО, что мы знаем о нем? Классификация сверл

Сверло — это режущий инструмент, с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала. Свёрла могут также применяться для рассверливания, то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания, то есть получения несквозных углублений.

Элементы спирального сверла

– Режущая часть имеет две главные режущие кромки, образованные пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями, а также поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением задних поверхностей.

– Направляющая часть имеет две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей с поверхностью ленточки (узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки и обеспечивающая направление сверла при резании, а также уменьшение трения боковой поверхности о стенки отверстия).

– Хвостовик — для закрепления сверла на станке или в ручном инструменте.

– Поводок для передачи крутящего момента сверлу или лапка для выбивания сверла из конусного гнезда.

– Шейка, обеспечивающая выход круга при шлифовании рабочей части сверла.

Углы сверла

Угол при вершине сверла (угол между режущими кромками) выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и составляет:

– для сверления мягких металлов | 80. 90°;

– для сверления стали и чугуна средней твердости | 116. 118°;

– для сверления очень твердых металлов, кирпича, бетона, камня | 130. 140°.

Классификация сверл

По конструкции рабочей части бывают:

– Спиральные (винтовые) — это самые распространённые свёрла, с диаметром сверла от 0,1 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм. Они широко применяются для сверления различных материалов.

– Плоские (перовые) — используются при сверлении отверстий больших диаметров и глубин. Режущая часть имеет вид пластины (лопатки), которая крепится в державке или борштанге или выполняется заодно с хвостовиком.

– Для глубокого сверления (L ? 5D) — удлинённые винтовые свёрла с двумя винтовыми каналами для внутреннего подвода охлаждающей жидкости. Винтовые каналы проходят через тело сверла или через трубки, впаянные в канавки, профрезерованные на спинке сверла.

– Одностороннего резания — применяются для выполнения точных отверстий за счёт наличия направляющей (опорной) поверхности (режущие кромки расположены по одну сторону от оси сверла).

– Кольцевые — пустотелые свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала.

– Центровочные — применяют для сверления центровых отверстий в деталях

По конструкции хвостовой части бывают:

По способу изготовления бывают:

– Цельные — спиральные свёрла из быстрорежущей стали марок Р9, Р18, Р9К15 диаметром до 8 мм, либо из твёрдого сплава диаметром до 6 мм.

– Сварные — спиральные свёрла диаметром более 8 мм изготовляют сварными (хвостовую часть из углеродистой, а рабочую часть из быстрорежущей стали).

– Оснащённые твёрдосплавными пластинками — бывают с прямыми, косыми и винтовыми канавками (в том числе с ?=60° для глубокого сверления). Более эффективны при обработке хрупких материалов.

По форме обрабатываемых отверстий бывают:

По обрабатываемому материалу бывают:

– Для обработки металлов и сплавов.

– Для обработки бетона, кирпича, камня — имеет наконечник из твёрдого сплава, предназначенный для бурения твёрдых материалов (кирпич, бетон) с ударно-вращательным сверлением. Свёрла, предназначенные для обычной дрели, имеют цилиндрический хвостовик. Хвостовик бура для перфораторов имеет различную конфигурацию: цилиндрический хвостовик, SDS-plus, SDS-top, SDS-max и т. д.

– Для обработки стекла, керамики.

– Для обработки дерева.

– Чёрная оксидная плёнка это недорогое покрытие. Такая пленка обеспечивает термостойкость и защиту от коррозии. Сверла с таким покрытием служат дольше, чем обычные сверла.

– Нитрид титана (TiN) это очень твердый керамический материал, использование которого в качестве покрытия для спиральных сверл увеличивает срок службы сверла в три и более раза. Сверло с таким покрытием не подлежит заточке, поскольку новая кромка уже не будет содержать покрытие, и не будет иметь соответствующих преимуществ.

– Титано-алюминиевый нитрид (TiAlN). Это покрытие также широко используется. Считается лучшим, чем (TiN) и увеличивает срок службы инструмента в пять и более раз.

– Титановый карбонитрид (TiCN) это еще одно покрытие которое считается лучшим, чем (TiN).

– Сверла с алмазным покрытием используются для сверления керамической плитки, камня и других очень твердых материалов. При таком сверлении выделяется большое количество тепла и сверла с алмазным покрытием нужно часто охлаждать водой, чтобы избежать поломки сверла, либо порчи объекта обработки.

– Нитрид циркония также применяется для покрытия головок некоторых сверл.

Некоторые виды сверл:

A — для обработки металла;

B — для обработки дерева;

C — для обработки бетона;

D — перовое сверло для обработки дерева;

E — многоцелевое сверло;

F — для быстрого засверливания по металлу;

G — универсальное сверло для обработки металла, дерева или пластика.

Хвостовые части:
1, 2 — цилиндрические;

Сверло

Описание конструкции сверла

Спиральное сверло известно немногим более ста лет (1863г.), как режущий инструмент имеет достаточно сложную конструкцию.

Сверла представляют собой режущий инструмент, имеющий спиральную форму и предназначенный для получения отверстий. Спиральное сверло (рисунок 1) , состоит из рабочей части 1 и хвостовика 2, который может быть цилиндрическим (с поводком или без поводка) или коническим. На хвостовике вблизи рабочей части имеется шейка 3. Режущая часть 4 сверла имеет две главные 5, две вспомогательные 6 и одну поперечную 7 режущие кромки.

Главные режущие кромки наклонены к оси сверла и образуют между собой угол в плаще 2ц. отвод стружки осуществляется по винтовым (спиральным) стружечным канавкам 8, разделенным сердцевиной 9. На каждом пере 10 сверла имеется ленточка 11, участок которой длиной z выполняет функции вспомогательных режущих кромок. Ленточка служит также для направления сверла во время работы. Передние поверхности сверла 12 – участки канавок, прилегающие к режущим кромка, а осевые передние углы равны углам наклона канавок в данной точке. Задние поверхности 13 образуются заточкой, обеспечивают требуемые значения задних углов б и спад затылка и могут быть плоскими, коническими, цилиндрическими, винтовыми.[2]

Задние поверхности перьев, пересекаясь между собой, определяют форму и размеры поперечной режущей кромки и угол ц ее наклона к режущим кромкам.

Рисунок 1. Описание конструкции сверла

Главные режущие кромки сверла должны быть прямолинейными. Это условие обеспечивается за счет придания канавкам на участке, являющемся передней гранью, определенного профиля (этот способ используют на большинстве стандартных быстрорежущих и цельнотвердосплавных сверл) либо за счет заточки сверла по передней и задней поверхностям.[4]

Таблица 1. Основные виды спиральных сверл.

НАИМЕНОВАНИЕ ВИДА СВЕРЛА

Диапазон диаметров d, мм

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия.

Сверла спиральные удлиненные с коническим хвостовиком.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, Короткая серия.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Средняя серия.

Сверла спиральные с коническим хвостовиком.

Сверла спиральные длинные с коническим хвостовиком

Сверла спиральные с коротким цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия.

Сверла спиральные малоразмерные с утолщенным цилиндрическим хвостовиком.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава.

Сверла спиральные с коническим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава.

Сверла спиральные цельные твердосплавные укороченные.

Сверла спиральные цельные твердосплавные. Короткая серия.

Сверла спиральные цельные твердосплавные, средняя серия.

Сверла спиральные цельные твердосплавные с коническим хвостовиком.

Примечание. Признак «цельные» относится к рабочей части сверла.

Сверла из быстрорежущей стали диаметром d=6. 80 мм по ГОСТ 2034-80Е и ГОСТ 10903-77 выполняют с коническим хвостовиком. Сверла с пластинами из твердого сплава ВК и сверла с внутренним подводом СОЖ по ГОСТ 6647-64 предназначены для сверления трудно обрабатываемых материалов. Такие сверла имеют в зубьях (перьях) прокатанные отверстия соединенные в хвостовике. Их закрепляют в специальных патронах обеспечивающих подвод СОЖ под давлением 12 МПа, непосредственно к режущим кромкам сверла.

Применяются перовые сверла представляющие собой заостренную пластину с весьма несовершенной формой режущей части. Эти сверла применяются для обработки отверстий малого диаметра d=0,2. 1 мм, большого диаметра d>80 мм и при ремонте. Применяют составные перовые сверла в виде пластин закрепленных в державке. Обработка отверстий в стали, чугунах, легких сплавах и дереве при глубине l>10d проводят шнековыми сверлами с углом w=50. 65°.

Глубокие отверстия с осью имеющей малое отклонение от прямолинейности получают сверлами однокромочного резания с вершиной смещенной относительно оси. Сверление начинают после установки сверла в частично просверленное отверстие, либо кондукторную втулку. По отверстию в рабочей части подается СОТС, которая, устремляясь на обратном пути по канавке на сверле, удаляет стружку.[7]

Рисунок 2. Конструкции сверл (а-з), геометрически параметры режущей части (и) и формы заточки (к)

Обработку центровых отверстий проводят центровыми комбинированными сверлами по ГОСТ 14952-75 двух видов: без предохранительной фаски и с предохранительной фаской 120°. Центровые сверла из твердых сплавов имеют более технологичный дугообразный профиль режущей кромки.

Применяются также одно и двухкромочные сверла, в которых стружка удаляется по центральному отверстию. Сквозные отверстия диаметром d>80 мм получают сверлами кольцевого сверления – трансирующие сверла. Ими вырезается только кольцевая полость, а в центре остается стержень пригодный для использования в качестве заготовок.

Для того чтобы сверло резало, его твердость должна быть выше твердости обрабатываемого материала. Кроме того сверло должен обладать достаточной температуростойкостью и износостойкостью.[4]

Температуростойкость — способность инструмента сохранять свою твердость и режущие качества при высоких температурах возникающих при резании.

Износостойкость инструмента означает изменение формы и размера инструмента в процессе резания.

Сверла изготовляют из углеродистой инструментальной стали, легированной инструментальной стали, быстрорежущей стали, твердых сплавов и минерало-керамических сплавов.

Сверло, изготовленное из твердых сплавов, работает при высоких скоростях резания. Они имеют высокую температуростойкость (до 1200°) и износостойкость. Твердые сплавы получают на специальных заводах методом спекания порошков некоторых металлов и сплавов. Наиболее распространены марки твердых сплавов ВК-6, ВК-8, Т-5К10, Т-15К6 и другие (в которых В означает — вольфрам, К — кобальт, Т — титан).

В последнее время для изготовления сверил применяются минерало-керамические сплавы, обладающие высокими режущими качествами и дешевизной. Основой этих сплавов служит глинозем, спекаемый с различными добавками.

Быстрорежущая сталь Р9К5 («быстрорез») – инструментальная сталь с высоким содержанием легирующих элементов (W, Cr, Mo, V, и иногда Co), которая используется для обработки высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.

Таблица 2. Химический состав в % материала Р9К5 ГОСТ 19265 – 73