Как выбрать сверла (основные типы, дефекты и причины поломок)

Как известно, сверла бывают разными: перовыми и спиральными. И каждые из них имеют свои достоинства и недостатки. Так что если вы хотите избежать неудач в слесарном деле, мы рекомендуем внимательно изучить эту статью.

Перовые сверла

Перовые или плоские сверла отличаются простотой конструкции, они дешевы в изготовлении и мало чувствительны к перекашиванию в работе. Перовые сверла бывают двусторонние и односторонние. Отличие заключается лишь в их форме заточки режущих кромок.

Перовые сверла имеют плоскую режущую часть с двумя режущими кромками, расположенными симметрично относительно оси сверла и образующими угол резания в 45°, 50°, 75°, 90°.

Диаметр сверла измеряется по ширине лопатки. Толщина пера у режущих ребер зависит от диаметра сверла и составляет:

• у сверл диаметром 5...10 мм от 1,5 до 2 мм
• диаметром 10...20 мм от 2 до 4 мм
• диаметром свыше 20 мм – от 6 до 8 мм.

Режущие ребра при своем пересечении образуют прямую линию, которая называется поперечной кромкой, или перемычкой.

Главный недостаток перовых сверл заключается в отсутствии автоматического отвода стружки при сверлении, что портит режущие кромки и вынуждает часто вынимать сверло из просверливаемого отверстия. Кроме того, перовые сверла в процессе работы теряют направление и уменьшаются в размерах диаметра при переточке.

Спиральные сверла

Спиральные сверла, пожалуй, пользуются наибольшем спросом у потребителя. Они представляют собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов. Наклон канавок к оси сверла составляет от 10 до 45°

Рабочий конец сверла имеет конусообразную форму. На образующих этого конуса лежат две, симметрично расположенные относительно оси сверла режущие кромки.

Спиральные сверла изготовляют с цилиндрическим, коническим и шестигранным. хвостовиками. Сверла с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром до 12 мм, с коническим – от 6 до 60 мм.

Все спиральные сверла стандартизованы. Поэтому при покупке необходимо выбирать только такие размеры отверстий, для которых имеется соответствующий диаметр сверла.

Угол α при вершине сверла (угол между режущими кромками) должен выбираться в зависимости от обрабатываемого материала и составлять:

• для сверления мягких металлов 80...90°
• для сверления стали и чугуна средней твердости 116...118°
• для сверления очень твердых металлов 130...140°

Подобные сверла отличаются долгим сроком службы и хорошей надежностью. Ну а если говорить о недостатках - обозначим лишь сравнительно высокие ценовые характеристики.

Заточка сверл

Специалисты утверждают, что чистота просверленных отверстий и высокая производительность при сверлении может быть достигнута лишь при условии работы с остро и правильно заточенным сверлом.

В процессе сверления режущая часть сверла изнашивается и потому требует систематического восстановления своих геометрических размеров. Восстановление это осуществляется путем заточки.

Заточка сверл производится на специальных заточных станках или вручную на абразивных кругах.

Ручная заточка сверла

При ручной заточке сверло держат левой рукой за рабочую часть, возможно ближе к режущей части, а правой рукой за хвостовик. Режущую кромку сверла прижимают к боковой поверхности заточного круга и плавным движением правой руки поворачивают сверло, добиваясь, чтобы режущие кромки приняли правильный наклон к оси и требуемую форму. Сильно нажимать на сверло не следует, так как это удлиняет процесс заточки.

В процессе заточки сверло нагревается. Поэтому, чтобы избежать потери твердости заточку необходимо производить с охлаждением. Режущие кромки правильно заточенного сверла должны быть прямыми. Угол наклона их к поперечной кромке должен быть равным для сверла диаметром до 15 мм – 50°, свыше 15 мм – 55°, а длина поперечной кромки – в 10...20 раз меньше диаметра сверла.

Дефекты заточки

При ручной заточке сверла возможны следующие дефекты:

1. Длина режущих кромок может получиться неодинаковой: середина поперечной кромки не совпадает с осью сверла.

   При этом длинная режущая кромка будет больше нагружена, чем короткая кромка, и скорее затупится. Внешне это часто выражается в виде выкрашивания ее около угла длинной кромки.

   Кроме того, под влиянием большой нагрузки со стороны кромки длинной кромки сверло будет отжиматься в сторону от оси вращения и отверстие получится большего диаметра, чем диаметр сверла. Чем глубже отверстие, тем меньше будет его точность.

2. Режущие кромки заточены под различными углами к оси сверла.

   При этом середина поперечной кромки совпадает с осью сверла. Так как наклон одной режущей кромки больше, чем второй, то последняя работать не будет. Снимать стружку в этом случае будет только одна кромка. Под влиянием односторонней нагрузки режущей кромки сверло будет уводить в сторону и тем самым увеличивать диаметр отверстия.

3. Два дефекта одновременно.

   Если после заточки сверла режущие кромки не равны по длине и наклонены к оси сверла под различными углами, то середина поперечной кромки сместится от оси сверла и при работе будет вращаться вокруг оси.

Скорость резания

Один из основных вопросов техники сверления – выбор наиболее подходящего режима резания, то есть определение такого сочетания скорости вращения и подачи сверла, которое обеспечивает максимальную производительность.

Скорость вращения сверла характеризуется числом оборотов его в минуту. Эта скорость представляет путь, проходимый наружными точками режущей кромки сверла, и измеряется в метрах в минуту.

Оптимальная скорость резания при сверлении – это такая скорость, которая обеспечивает высокую производительность при достаточно длительной работе сверла ( от 10 до 100 минут) без переточки.

Практически установлено, что при экономической скорости резания сверло должно работать без переточки:

• При диаметре сверла 5...20 мм 15 минут
• При диаметре сверла 25...35 30 минут
• При диаметре сверла свыше 40 мм – 90 минут

Допускаемая скорость резания при сверлении зависит и от качества материала сверла. Так, сверла из быстрорежущей стали допускают более высокие скорости резания, чем сверла из углеродистой стали.

Скорость зависит и от механических свойств обрабатываемого материала. Чем пластичнее материал, тем труднее отводится стружка, быстрее нагревается сверло и понижаются его режущие свойства. Поэтому хрупкие материалы можно сверлить с более высокой скоростью, чем вязкие.

Не последней в этом списке оказывается и такая характеристика, как диаметр сверла. С увеличением диаметра скорость резания можно повысить, так как массивное сверло обладает большей прочностью и лучше отводит тепло от режущих кромок.

Глубина сверления не менее важна. Чем глубже просверлено отверстие, тем труднее отвод стружки, больше трение и выше нагрев режущих кромок. Поэтому при прочих равных условиях сверление неглубоких отверстий можно производить с большей скоростью, а глубоких – с меньшей.

Интенсивность охлаждения сверла также влияет на процесс сверления. Сверло работает лучше при большей скорости резания и малой подаче. Если во время работы сверло быстро затупляется в углах режущей кромки (в начале цилиндрической части сверла), это говорит о том, что скорость резания взята слишком большой и ее надо уменьшить.

Если же сверло затупляется или выкрашивается по режущим кромкам, это указывает на то, что подача слишком велика. Затупление и поломка сверла чаще всего происходят в конце сверления сквозных отверстий (при выходе из металла).

Чтобы предупредить затупление или поломку сверла на проходе, надо в конце сверления уменьшить подачу.

Обычно для охлаждения сверла в работе применяют:

• при сверлении твердых материалов – керосин или скипидар;
• при сверлении мягких материалов – содовый раствор;
• при сверлении чугуна – керосин или струю сжатого воздуха.

Применением охлаждения при сверлении можно повысить скорость резания для стали на 20%, а для чугуна до 50% и получить более чистую поверхность отверстия.

Выбор диаметра сверла

В практике, в зависимости от назначения, встречаются различные виды сверления отверстий, например сквозные глухие, под развертку, под резьбу и т.д.

Во всех этих случаях для одного и того же номинального диаметра отверстия выбирают сверла различных диаметров.

Следует иметь в виду, что в процессе сверления сверло разрабатывает отверстие и делает его несколько большего диаметра. Средними величинами разработки отверстия сверлом (разницу между диаметром полученного отверстия и диаметром сверла) можно принимать следующие:

Диаметр сверла, мм	Разработка отверстия, мм
5	0,08
10	0,12
25	0,20
50	0,28
75	0,35

Для получения отверстий с точным диаметром следует учитывать величину разработки и соответственно подбирать сверло несколько меньшего диаметра.

Причины поломки сверла

Практикой установлены следующие основные причины поломки сверл:

1. встречая на своем пути раковину, сверло сильно отклоняется в сторону и ломается;
2. если нижняя часть отверстия в изделии ограничена не горизонтальной, а наклонной плоскостью, сверло выходит из изделия неравномерно, застревает в отверстии и ломается;
3. при сверлении глубоких отверстий, когда глубина сверления больше режущей части сверла, канавки, погружаясь в изделия, закупориваются стружкой, при этом сверло сильно нагревается, притупляется и ломается;
4. во время выхода сверла из изделия, то есть в конце сверления, если подача не уменьшилась, а осталась прежней, сверло часто ломается;
5. поломка также происходит при работе тупым сверлом.

Редактировано: 10.09.2017 20:45:14