Как правильно сверлить металл: различные конструкции сверл, особенности, методика

Способ сверления выбирают с учетом типа необходимого отверстия и параметров заготовки. В зависимости от особенностей задачи выбирают смазку и дополнительные приспособления. Сама технология сверления сложностью не отличается, но требует определенных навыков.
Немаловажно то, в каких условиях происходит сверление. Если в быту скорость и точность — не главное, то на производстве эти факторы выходят на первое место.
 
Как подобрать сверла для сверления металла
 
Сверло — металлический стержень, выполненный из сплава, который тверже обрабатываемого материала. Марки сверл из быстрорежущей стали — P6M5, P18, P9, HSS. Сверла для работы с закаленными, твердосплавными деталями специально создают из твердых сплавов и маркируют — ВК и Т5К10.

Конструкция сверла

Любое сверло состоит из трех частей:

• кромки, проникающие в отверстие и снимающие тонкий слой материала;
• спиральная нарезка, извлекающая стружку из отверстия;
• хвостовик, закрепляющий сверло в инструменте.

Кромки — скосы, сходящиеся на вершине, образующие перемычку. Угол схождения скосов бывает различным, он зависит от материала заготовки и режима ее обработки.

У сверла 2 кромки, заточенные под углом от 20 до 35°. По ним определяют остроту инструмента. Угол кромки именуют задним. В соответствии с этим параметром осуществляется касание сверла поверхности заготовки. Во время работы за ним остается свободное место, что дает возможность снимать и отбрасывать стружку. Угол может быть разным, иногда до 90°. Его увеличивают, если нужно обработать хрупкие элементы из бронзы, латуни или чугуна.

Спиральная нарезка — канавки, способствующие отводу стружки. Каждая имеет собственную кромку. Плоскости располагаются всегда параллельно оси вращения сверла. Эту кромку называют «ленточка». Она выполняет зачистку стенок выполняемого отверстия с центровкой сверла.
 
Как разметить металл перед сверлением
 
Чтобы работа была выполнена с максимальной точностью, выполняют разметку. На поверхности изделия кернером отмечают место сверления. Кроме кернера, для этого применяют маркер, но работать им не так удобно, так как приходится постоянно следить за сверлом в выбранной точке. С помощью кернера делают маленькое углубление, достаточно лишь ударить по нему молотком. Отверстие нужно, чтобы острие не отскакивало от нужной точки.

При этом работа идет поэтапно — предварительное сверление, контроль отверстия, завершающее сверление. При отклонении сверла от центра делают насечки узким зубилом. Они направят сверло в нужное место.

Если необходимо выполнить несколько отверстий, применяют шаблон. Он нужен для изготовления ряда деталей одного типа с несколькими отверстиями. Так сверлят одновременно несколько металлических листов, соединенных струбциной. Вместо шаблона иногда применяют схему или чертеж. Такой метод практикуют при изготовлении деталей для радиоаппаратуры.

Чтобы сделать несколько отверстий, расположенных под углом, применяют кондуктор. Это приспособление, на котором расположены шаблоны для отверстий.

Виды кондукторов:

• поворотный;
• закрепляемый;
• накладной;
• скользящий;
• универсальный.

Кондукторы незаменимы, когда необходимо точно выдержать строгую перпендикулярность каналов и расстояния между отверстиями. Если сверлят глубокие отверстия или работают с тонкостенными трубками, могут задействоваться направляющие, которые фиксируют положение инструмента относительно поверхности обрабатываемого материала.
 
Методы сверления металла в быту
 
Чтобы сделать отверстие в металле, сначала нужно как следует закрепить заготовку. Если она имеет большую массу, достаточно положить ее на ровную поверхность. Под собственным весом она не будет «елозить». Мелкие и нетяжелые детали зажимают в тиски.

Обычное сверление

Эта техника знакома большинству:
1. Размечают.
2. Будущие отверстия помечают кернером и молотком.
3. Деталь закрепляют тисками или с помощью струбцины.
4. В патрон дрели вставляют сверло необходимого диаметра и зажимают.
5. Центрируют инструмент.
6. Сверлят сквозное или глухое отверстие.

Рассверливание

Рассверливание металла — методика, с помощью которой увеличивают диаметр отверстия, сделанного ранее. Если работа происходит в домашних условиях, то выполняется она поэтапно, то есть, диаметр используемых инструментов увеличивается постепенно. Это происходит оттого, что не хватает мощности бытовой дрели, чтобы в толстых заготовках просверлить отверстия большого диаметра.

Уменьшение диаметра в глубоких отделах отверстий

Технология подразумевает вначале сверление отверстия большого диаметра, после чего идут в ход инструменты меньшего диаметра.
 
Методы сверления металла в промышленности
 
Сверление металла в промышленности отличается более высокой сложностью. Для работы используют двуручные массивные дрели, а также стационарные или портативные станки для сверления металла.

Техника глубокого сверления

Сверление отверстия длиной в 25 раз больше диаметра называют глубоким. При этом необходимо принудительное удаление стружки и использование СОЖ — смазочно-охлаждающих жидкостей. Это делается для исключения деформации и поломки, а также для охлаждения инструмента.

Для этого используются различные СОЖ, которые выбирают в зависимости от материала заготовки. Рассмотрим наиболее востребованные средства:

• для жаропрочных и нержавеющих сплавов — смесь олеиновой кислоты (20%), сульфофрезола (80%). Сульфофрезол легко заменить керосином (30%) и осерненным маслом (50%);
• для никеля — эмульсия;
• для алюминия и его сплавов — смешанные масла, эмульсия, керосин. Эти материалы разрешается сверлить без охлаждения;
• для меди — эмульсия, смешанные масла. Разрешено не охлаждать;
• для цинка — эмульсия;
• для латуни — эмульсия 3-5%. Разрешено глубокое сверление без охлаждения;
• для бронзы — смешанные масла. Возможно сверление без охлаждения;
• для ковкого чугуна — эмульсия 3-5%;
• для чугунного литья — эмульсия 3-5%, керосин. Можно сверлить без охлаждения;
• для легированной стали — смешанные масла;
• для конструкционной стали — смесь керосина и осерненного масла;
• для инструментальной стали — смешанные масла;
• для углеродистой стали — эмульсия, осерненное масло.

При глубоком сверлении нужны спиральные и корончатые сверла по металлу. Смазочно-охлаждающие жидкости добавляют вручную или используют системы автоматической подачи.

Работы по глубокому сверлению выполняются без спешки. Процесс периодически останавливают, вынимают сверло, удаляют стружку. Если используют спиральные инструменты, работу выполняют поэтапно, расширяя отверстие постепенно до заданного диаметра.

Технология выполнения отверстий в листах тонкого металла

С таким металлом работают обычно конусными сверлами. Диаметр увеличивают постепенно. Так легче избежать деформации заготовок. Лучше всего использовать ступенчатые конусные сверла. Ступени с отметками существенно упрощают выполнение отверстий разных или одинаковых диаметров на тонком листе металла.

Технология сверления толстых металлических листов

Для работы с таким материалом используют или корончатые сверла (для больших диаметров), или конусные (для диаметров до 30 мм). Для работы с такими сверлами применяют мощные дрели или специальные сверлильные станки. Основной момент, который неукоснительно соблюдают — оборудование должно поддерживать работу на малых оборотах.

При сверлении коронками отверстия получаются гладкими и точными. Высокой эффективностью и малыми энергозатратами отличается сверление корончатыми сверлами толстых металлических листов.
 
Нюансы сверления сквозных отверстий в заготовках из металла
 
Некоторые мастера называют сквозное отверстие словом «проход». Сверло при этом пронизывает заготовку насквозь. Такая работа считается несложной. Особое внимание при выполнении задачи следует уделить завершающему этапу. На выходе из заготовки сверло может не только само сломаться, но и повредить верстак.
Во время сверления немаловажным остается и защита поверхности обрабатываемого материала от повреждения сверлом в момент его выхода с обратной стороны детали. Резкий выход из заготовки может создать заусенец (гарт).

Предотвратить такой сценарий можно несколькими способами:

• работать на верстаке, оснащенном отверстиями;
• подкладывать под обрабатываемую заготовку металлическое приспособление с перфорацией для прохода сверл или деревянный брусок;
• под конец сверления снижать скорость обработки.

 
Тонкости выполнения глухих отверстий в заготовках из металла
 
Отверстия заданной глубины называют глухими, то есть, не сквозными. Когда нужно остановить сверло на заданной глубине, используют несколько способов ее установки:

• использование специальной линейки, которая есть на станке. Оператор, зная необходимую глубину, останавливает механизм в нужный момент;
• применение втулочных упоров для сверл;
• ограничение глубины патронами, регулирующими упор.

Современное оборудование оснащено автоматической системой подачи. Это существенно упрощает выполнение глухих отверстий. Чтобы выполнить задачу, задают параметры работы. При обработке заготовок из толстого металла делают остановки для удаления стружки.
 
Как сделать сложные отверстия в металлических деталях
 
Половинчатые отверстия, выполняемые на краю изделия, называют сложными. Делается это таким способом:

1. Деталь или заготовку зажимают в тисках с плотно прижатой подкладкой, изготовленной из того же материала, что и деталь, которая подлежит обработке;
2. На стыке заготовок выполняют центровку сверла;
3. Делают отверстие.

Просверливать цилиндрические заготовки сложнее. Процесс состоит из двух этапов:

1. Ставят площадку с использованием фрезеровки или зенковки перпендикулярно отверстию.
2. Сверлят.

Для выполнения отверстий под углом процесс состоит из следующих этапов:

1. Делают площадку.
2. Устанавливают подкладку под заданным углом.
3. Сверлят.

Если деталь полая, под нее перед сверлением подкладывают деревянные бруски. Когда нужны отверстия с уступами, применяют вышеописанные технологии — рассверливание, сокращение диаметра отверстия.

Для выполнения в металле отверстия большого диаметра подбирают правильное сверло. При проходе диаметром до 40 мм нужен конусный бур со ступенчатой поверхностью. Если нужно отверстие диаметром до 100 мм, берут полую биметаллическую коронку или кольцевую фрезу с зубьями из твердого сплава и центровочным сверлом.
 
Итоговые рекомендации по сверлению металла
 
При работе с инструментом или со станком во время сверления важно соблюдать правила техники безопасности. При этом необходимо не допускать брака и слишком быстрого износа инструмента. Чтобы этого добиться, соблюдают некоторые моменты:

• перед тем как приступить к работе, проверяют надежность закрепления всех деталей инструмента и заготовки;
• работать следует в удобной одежде без отлетных частей, которые могут зацепиться за вращающиеся элементы станка. Необходимо использовать и защитные очки;
• только вращающееся сверло должно соприкасаться с обрабатываемой деталью. В противном случае оно быстро затупится;
• при вынимании сверла обратное вращение должно производиться при малых оборотах работы дрели;
• если сверло не углубляется в материал, значит, оно недостаточно твердое для него. Нужно взять твердосплавное сверло с присадками. Работают на небольшой скорости при низких оборотах;
• сверло малого диаметра плохо крепится в патроне. Исправит ситуацию латунная проволока, намотанная на хвостовик сверла;
• если поверхность детали полированная, ее защищают фетровой шайбой, надетой на сверло;
• изготовить глубокое отверстие можно с помощью пенопластового брусочка, насаженного на сверло. Приспособление ограничивает глубину проникновения и сдувает стружку с детали.

Рекомендации знающих людей помогают повысить качество выполняемой работы по сверлению металла разными методами, получить высокоточные отверстия в соответствии с заданными параметрами.