Как работает сверло для квадратных отверстий?

Ступенчатые сверла по металлу (елочки) используются в том случае, когда необходимо обработать листовой материал, толщина которого не превышает показателя 4 мм. Использование таких изделий требует от мастера определенных навыков. Для приобретения и правильной эксплуатации необходимого инструмента рекомендуется обратить внимание на некоторые нюансы.

Подробный обзор

Практическое руководство по процессу формовки отверстий трением Centerdrill

Термосверление — сверла сухого трения, технология формовки отверстий и этапы процесса

ZECHA Tungsten Carbide Tools Manufacturing GmbH

С 1964 года компания ZECHA Tungsten Carbide Tools Manufacturing GmbH производит стандартные и специального назначения твердосплавные инструменты. Кроме разработки и производства пуансонов для формовки отверстий трением компания также производит режущий инструмент, инструмент для тиснения и формовки. Сталкиваясь с различными технологическими задачами, мы разрабатываем и производим специальный инструмент для их решения. Сейчас около 70 % нашей продукции применяется в качестве индивидуально разработанных инструментов в различных сферах производства. В настоящее время в компании работает около 75 сотрудников, площадь рабочих мощностей около 2600 м². Как пользоваться Руководством Формовка отверстий трением Centerdrill – это процесс, в результате которого получаются упрочненные втулки или небольшие отверстия в тонкостенном металле без применения резки. При этом используется трение и давление подачи для разогрева и формовки металла. Это Руководство содержит подробную информацию и технические данные по процессу формовки трением и разработано для того, чтобы помочь вам правильно использовать эту технологию для ваших нужд. Если у вас есть какие-либо вопросы, наши специалисты будут рады вам помочь.

Формовка отверстий трением Centerdrill – процесс

Благодаря процессу формовки трением могут быть произведены втулки и небольшие отверстия в тонкостенном металле (например, в стальном листе, в цветных металлах, в нержавеющих сталях) толщиной до 12 мм без использования резки. Высота получаемой втулки может превышать толщину материала в 4 раза при диаметрах от 1.8 до 32 мм. Процесс формовки основывается на разогреве материала под действием трения, возникающего в результате действия комбинации осевой силы подачи и относительно высокой скоростью вращения пуансона. Разогретый металл становится пластичным, что позволяет получать отверстия.

Эта операция используется для получения:

Резьбовых втулок Подшипниковых втулок Втулок под пайку Сквозных отверстий Сквозных отверстий с уплотненной кромкой для круглых профилей

Так как материал сжимается в процессе формовки, рéзьбы, формируемые после, имеют повышенную прочность и могут выдерживать больший момент затягивания. Благодаря Centerdrill дополнительные процессы, такие как упрочняющая сварка, использование заклепок или приваривание винтовой гайки к отверстию, теперь в прошлом. Специальная геометрия Centerdrill и использование твердого сплава обеспечивают высокую стойкость инструмента – до нескольких тысяч операций.

Характеристики буров

Инструмент может различаться конструкцией и размером, цветом и углом заточки.

Основным показателем любого бура является его прочность. Она должна быть выше, чем у обрабатываемой поверхности. Важной составляющей является хвостовик, который подбирается под патрон используемого оборудования.

Материал

Компоненты производятся из различных видов сплавов. Используется быстрорежущая сталь P9, P18 и P9K15. Для элементов с шириной больше 8 мм применяется специальная сварка. Твёрдый исходник, как правило, обрабатывается приспособлениями на основе кобальта. Победитовые насадки из твёрдых сплавов подходят для работы с кирпичом, бетоном и камнем.

В составе может встречаться молибден, хром и ванадий.

Покрытие

Для повышения срока использования на детали наносят специальные покрытия:

  • Оксидную плёнку — защищает от перегрева при интенсивном трении и ржавчины.
  • Алмазное напыление — обладает максимальной прочностью, используется для комплектующих, обрабатывающих твёрдые покрытия.
  • Титановую оболочку — объединяет три группы покрытий (TiN, TiCN, TiAIN).

Окраска

Цвет бура также важен

Цвет определяет тип покрытия и технологию создания:

Серый — натуральный оттенок стального корпуса. Такие детали не подвергались обработке, а значит имеют низкую цену и короткий срок службы.

Чёрный – стальной корпус, на который воздействовал перегретый пар. Подобная продукция более износостойкая.

Жёлтый — компонент, прошедший стадию отпуска (снижения внутреннего давления). Такая заготовка обладает высоким показателем твёрдости.

Золотистый — оттенок нитрида титана. Заготовки с такой окраской отличаются повышенной прочностью и низким уровнем трения.

Преимущества

Ступенчатым сверлом можно сверлить и пластик, и медь, и алюминий и другие материалы.

При просверливании отверстий автоматически снимается фаска

Преимущества:

  • по качеству превосходят обычные сверла;
  • могут иметь титановое покрытие, которое продляет срок службы, повышает прочность режущей кромки;
  • универсальны – заменяют целый набор сверл;
  • позволяют высверливать отверстия идеально круглой формы, которые не требуют дополнительной обработки;
  • можно высверлить отверстие достаточно большого диаметра;
  • высокая производительность.
Читайте также:  Обойдемся без бензина: рейтинг лучших электрических цепных пил 2020

Недостатки:

  • дорогие;
  • не любят слишком высоких оборотов;
  • металл толщиной более 5 мм сверлить долго и можно испортить сверло, поэтому такие сверла оптимальны для сверления листовых заготовок;
  • при сверлении отверстий диаметром до 15 мм может наблюдаться незначительное снижение точности.

Чтобы сверло прослужило дольше, нужно смазывать его каждый раз машинным маслом. Если оно затупится, то заточить его самостоятельно не у всех получится из-за сложной технологии заточки.

Для какой работы можно использовать сверла-елочки

Функциональные детали такого типа используются для организации отверстий в металлических листах. Подобные сверла относятся к категории специализированных инструментов, поэтому стоимость их довольно высока. Зачастую именно этот факт останавливает покупателей при покупке. Однако приобретение подобного изделия может быть оправданным, например, в том случае, когда требуется точность при выполнении работы.

Главным образом ступенчатые сверла используют для создания отверстий в металле

Каждый уровень ступенчатого инструмента имеет уникальный диаметр, который увеличивается по мере приближения к основанию. Удобство конструкции такого типа неоспоримо, так как очень просто подобрать нужный диаметр во время сверления.

Такие изделия применяются для выполнения отверстий в металле. Сверла-елочки по металлу отличаются высоким качеством сверления. Причем это заметно даже в том случае, когда производится обработка очень тонкого листового материала. Другие сверла не позволяют выполнить ровное отверстие в металлическом листе толщиной до 1 мм.

Стоит сказать, что инструменты ступенчатого типа используются не только для обработки металла. Их можно применять и для высверливания отверстий в следующих материалах:

  • пластмассе;
  • гипсокартоне;
  • дереве.

Сверла-елочки могут выполнять абсолютно ровные отверстия

Если необходимо выполнить отверстие в трубе, также рекомендуется использовать ступенчатое сверло по металлу. Отзывы о таком инструменте можно изучить в интернете. Следует сказать, что ступенчатые сверла часто применяются для шлифования краев отверстий, выполненных другими инструментами. Металлическую стружку можно удалить и вручную, однако это гораздо сложнее.

Сверло для квадратных отверстий

Проблем с образованием круглых отверстий в металле, как правило, не возникает. Сегодня в продаже можно встретить просто огромное количество сверл, некоторые могут применяться для образования квадрата или прямоугольника. Для решения подобной задачи также используются специальные приспособления.

Сверло для квадратных отверстий

Cверло или фреза

Часто квадратные отверстия получают при применении фрез. Подобный инструмент получил крайне широкое распространение, однако в некоторых случаях квадратные отверстия в металле проще получить при использовании сверл. Примером назовем следующие моменты:

  1. Работа проводится редко, поэтому нужно снизить затраты на приобретении специального инструмента. Фрезы обходятся намного дороже.
  2. Небольшая площадь обработки. Геометрическая форма распространенных фрез определяет ограничения по их минимальному размеру.
  3. Нужно получить сквозное отверстие в металле с большой толщиной.

Кроме этого, фрезы устанавливаются в станках, которые обходятся дорого, но и для сверления обычное оборудование не подойдет. Это связано с тем, что сверло должно передвигаться по определенной траектории.

Устройство и принцип работы

Сверло для квадратных отверстий Уаттса создано на основе формы треугольника Рело. Среди особенностей можно отметить:

Сверло для квадратных отверстий
  1. Рабочая часть сверла образуются при формировании области пересечения трех равных кругов особой формы.
  2. Если расположить у треугольников рабочей части сверла несколько параллельных опорных прямых, то расстояние между ними будет одинаковым.
  3. Во время работы ось сверла должна перемещаться по определенной траектории, за счет чего и получается квадрат или прямоугольник.

Стоит учитывать, что получаемый прямоугольник или квадрат имеет немного закругленные углы. Устройства для сверления квадратных отверстий Уаттса не должно ограничивать передвижение патрона со сверлом, иначе получить рассматриваемую форму не получится. Принципы действия и конструкция рекомендуемого оборудования позволяют создать его своими руками при использовании подручных материалов.

Альтернативные способы получения квадратных отверстий

Получение радиусных дуг приводит к существенному снижению качества получаемого изделия. Именно поэтому часто рассматривается возможность использования других методов получения квадратного отверстия:

  1. Лазерные установки сегодня получили широкое распространение. Они могут применяться для обработки по заданной траектории, при фокусировании луча происходит нагрев металла, за счет чего образуется требуемая поверхность.
  2. Метод штамповки применяется на протяжении длительного периода. Он предусматривает использование специального оборудования, которое способно оказывать высокое давление на листовые и другие заготовки. Недостаток метода заключается в высокой стоимости оборудования, а также в возможности получения только неглубоких выемок.
  3. При применении газовой сварки также можно образовать прямоугольную форму. Однако подобная технология характеризуется невысокой практичностью в применении, получаемые изделия низкокачественные.
Сверло для квадратных отверстий

В продаже встречаются специальные комплекты пробойников, которые также могут применяться в рассматриваемом случае. Комплект представлен сочетанием следующих элементов:

  1. Втулка для направления пробойника.
  2. Специальный держатель.
  3. Кольцевой ограничитель хода.
  4. Матрица.

Для того чтобы оказать высокую нагрузку на рабочий инструмент применяется гидравлический домкрат. Подобная технология характеризуется тем, что получаемая фигура имеет чистые и ровные грани, то есть дополнительная механическая обработка для повышения качества поверхностей не требуется.

Какие сверла по металлу самые лучшие. Как выбрать, обзор производителей

Сверление металлов это технологический процесс, направленный на получение отверстий различного диаметра в металлических листах и заготовках с использованием специального вращающегося инструмента, которое называют сверлом.

Читайте также:  Как правильно выбираются фрезы по металлу для ручного фрезера

Какие существуют виды свёрл

Для изготовления сверл применяют твердые не разрушающиеся под механическим воздействием материалы, чаще всего это быстрорежущие легированные сплавы. В зависимости от вида и толщины материала, диаметра отверстия и технологических требований к способу обработки, сверла по металлу могут быть:

  • спиральными;
  • конусными;
  • кольцевыми;
  • центровочными;
  • перовыми.

Основные показатели для выбора

При выборе инструмента для сверления металлов необходимо учитывать:

  • состав сплава, из которого их изготовили;
  • способ дополнительной обработки и наличие поверхностного покрытия;
  • торговую марку производителя;
  • диаметр и конструктивную форму;
  • конструкцию и углы заточки режущих кромок.

Важно! Режущая часть традиционных спиральных сверл имеет передний и задний угол наклона плоскости режущей части. Геометрические параметры заднего угла заточки определяют величину силы трения при работе и скорость износа инструмента. Увеличение этого показателя позволяет обрабатывать более прочные металлы, но приводит к уменьшению теплоотвода и более быстрому износу.

О чем может сказать цвет

Важным внешним параметром при выборе сверла может служить цвет поверхности, который говорит о составе сплава, способе обработки и поверхностном укрепляющем покрытии. Качественный инструмент изготавливается из быстрорежущих сплавов с добавлением титана, молибдена или вольфрама. Международное обозначение таких металлов HSS (High Speed Steel).

Однако даже если маркировка сверла содержит подобную надпись, но его поверхность серого стального цвета, покупать такое изделие не стоит. Оно не было подвержено дополнительным видам обработки и не обладает достаточной прочностью и износостойкостью. Цена в этом случае будет невысокой, но и прослужит оно непродолжительное время, с необходимостью частого выполнения заточки.

Сверла могут быть:

Какие сверла по металлу самые лучшие. Как выбрать, обзор производителей
  1. Черными, после термической обработки перегретым паром и дополнительной закалки. Стоимость черного сверла несколько выше, чем у необработанных изделий, но вполне доступна для использования в бытовых целях. Зато повышенная прочность значительно увеличивает срок службы.
  2. После нагрева готовых сверл в печи и постепенного отпуска металла для снятия внутренних напряжений поверхность приобретает легкий желтый оттенок. В результате износостойкость сверла значительно увеличивается, и его заточка требуется намного реже.
  3. Ярко золотистый цвет говорить об использовании сплава с добавлением титана, отличающегося максимальной прочностью. Это самые дорогие сверла, но их применение полностью оправдано длительным сроком эксплуатации.
  4. Серый цвет говорит о низком качестве инструмента. Применяется для разовых работ, после чего выбрасывается. Соответственно такое сверло самое дешевое на рынке.

При определении того, какое сверло будет лучшим именно для ваших условий, подходите к решению вопроса с практической точки зрения. Для постоянного выполнения сверловочных работ лучше купить дорогой, но более износостойкий инструмент. А вот для периодического применения и решения бытовых вопросов вполне подойдут черные или бледно желтые сверла. Это позволит получить необходимый результат при минимально допустимых затратах.

Маркировка сверл по металлу, что нужно учесть при выборе

Нанесенные на сверло буквенно-числовые обозначения содержат информацию о:

  • диаметре и длине инструмента;
  • марке металла, из которого оно изготовлено;
  • способе дополнительной обработки и наличии поверхностного напыления;
  • классе точности изготовления.

При этом диаметры до 3,0 мм маркировки не имеют, а вся необходимая информация приведена на упаковке.

Область применения может быть обозначена следующими символами:

  • HSS-G для сверления мягких сталей, чугуна и цветных металлов;
  • HSS-E для высоколегированных и нержавеющих сплавов;
  • HSS-TiAIN универсальный инструмент для всех видов материалов.

Наличие подобной маркировки говорит о возможности профессионального применения инструмента.

Более подробно о маркировке можно почитать здесь.

Как правильно подобрать сверло под металл и другие материалы

Материалы HSS-Co HSS-Tin HSS-G HSS-R
Сталь (H/mm2)

Классификация свёрл[ | ]

Некоторые виды свёрл: A — по металлу; B — по дереву; C — по бетону; D — перовое сверло по дереву; E — универсальное сверло по металлу или бетону; F — по листовому металлу; G — универсальное сверло по металлу, дереву или пластику. Хвостовики: 1, 2 — цилиндрический; 3 — SDS-plus; 4 — шестигранник; 5 — четырёхгранник; 6 — трёхгранник; 7 — для шуруповёртов. Центровочное сверло Ступенчатое сверло Пустотелые свёрлаПо 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 широко применяются для сверления различных Жирова — на режущей части имеются три конуса с углами при вершине: 2φ=116…118°; 2φ0=70°; 2φ0’=55°. Тем самым длина режущей кромки увеличивается, и условия отвода тепла улучшаются. В перемычке прорезается паз шириной и глубиной 0,15D. Перемычка подтачивается под углом 25° к оси сверла на участке 1/3 длины режущей кромки. В результате образуется положительный угол γ≈5°.
  • 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.
  • Свёрла Форстнера — усовершенствованная версия перового, с дополнительными резцами-фрезами.
  • 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.
      Конструкции Юдовина и Масарновского — отличаются большим углом наклона и формой винтовой канавки (ω=50…65°). Нет необходимости частого вывода сверла из отверстия для удаления стружки, за счет чего повышается производительность.
    Читайте также:  12 лучших спиннингов для джига – рейтинг (Топ-12)
  • Одностороннего резания — применяются для выполнения точных отверстий за счёт наличия направляющей (опорной) поверхности (режущие кромки расположены по одну сторону от оси сверла).
      Пушечные — представляют собой стержень, у которого передний конец срезан наполовину и образует канал для отвода стружки. Для направления сверла предварительно должно быть просверлено отверстие на глубину 0,5…0,8D.
  • Ружейные — применяются для сверления отверстий большой глубины. Изготовляются из трубки, обжимая которую, получают прямую канавку для отвода стружки с углом 110…120° и полость для подвода охлаждающей жидкости.
  • Пустотелые (также кольцевые, корончатые) — свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала.
  • Центровочные — применяют для сверления центровых отверстий в деталях.
  • Ступенчатые — для сверления одним сверлом отверстий разного диаметра в листовых материалах.
  • По конструкции хвостовой части

    бывают:

    • с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 10902-77, DIN 338)
    • с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77 (конус Морзе), DIN 345)
    • с трёх-, четырёх- и шестигранным хвостовиком
    • SDS, SDS+ и др.

    По способу изготовления

    бывают:

    • Цельные — спиральные свёрла из быстрорежущей стали марок Р9, Р18, Р9К15, Р6М5, Р6М5К5, либо из твёрдого сплава.
    • Сварные — спиральные свёрла диаметром более 20 мм часто изготовляют сварными (хвостовую часть из углеродистой, а рабочую часть из быстрорежущей стали).
    • Оснащённые твердосплавными пластинами — бывают с прямыми, косыми и винтовыми канавками (в том числе с ω=60° для глубокого сверления).
    • Со сменными твердосплавными пластинами — также называются корпусными (оправку, к которой крепятся пластины, называют корпусом). В основном используются для сверления отверстий от 12 мм и более.
    • Со сменными твердосплавными головками — альтернатива корпусным сверлам.

    По назначению[ | ]

    По форме обрабатываемых отверстий

    бывают:

    • Цилиндрические
    • Конические

    По обрабатываемому материалу

    бывают:

    • Универсальные
    • 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

    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.

    Параметры качества

    В зависимости от состава, существует более четырех десятков сплавов железа. Обычно конические сверла производят из прочной быстрорежущей стали, которая обозначена первой буквой маркировки.

    Параметры качества

    Маркировка. Самыми качественными из предлагаемых вариантов считаются конусные приспособления, изготовленные из стали с маркировкой HSS. Они предназначены для высокоскоростной обработки любого типа металла без деформации от перегрева. Но надо учитывать, что на рынке встречается множество китайских подделок с такой же маркировкой, поэтому предпочтительнее ориентироваться по цене.

    Параметры качества

    Размер. Выбирая товар, надо определиться с тем, какие именно отверстия придется сверлить. Чем больше их диапазон, тем стоимость выше. Например, цена на ступенчатые сверла для формирования диаметров от 4 до 20 мм почти в два раза ниже изделий такого же качества, но для отверстий от 4 до 30 мм.

    Параметры качества

    Торговая марка. Более высокие цены демонстрирует продукция известных торговых марок. Наибольшим спросом пользуются ступенчатые сверла фирмы TOP GRAFT. Хотя они заметно дороже, но отличаются более высоким качеством.  Отличной репутацией пользуются конусные сверла фирмы Bosch – их качество оправдывает цену.

    Параметры качества

    Возможность заточки. Следующим параметром выбора является возможность заточки. Изделия, которые можно затачивать, имеют больший срок эксплуатации, хотя конусные сверла, не имеющие подобной характеристики, прослужат больше времени без затачивания. Их долговечность определяет и высокую стоимость.

    Параметры качества

    Покрытие. На стоимость изделия влияет и наличие титанового покрытия. Напыление обеспечивает повышение прочности в разы, но увеличивает стоимость товара, как минимум, на треть.

    Особенности конструкции

    Режущие кромки такого орудия отличаются высокой прочностью, что обеспечивает длительную работоспособность инструмента. Коническое сверло по металлу позволяет компенсировать затраты на приобретения набора инструментов различного диаметра. К тому же, мастер экономит время на смене рабочего приспособления, и может при установке одного сверла выпускать продукцию с разным диаметром отверстий.

    Сверло имеет:

    1. вершину для предварительного сверления;
    2. скошенный переход для снятия заусенцев;
    3. режущую кромку для расширения отверстий.