Под сверлом подразумевают режущий инструмент для производства отверстий. Сверление происходит за счет вращательного движения инструмента при осевой подаче. В зависимости от назначения и конструкционных особенностей различают несколько видов изделия.
Описание цилиндрического сверла
Этот инструмент относится к типу спиральных или винтовых. Представляет собой цилиндрический стержень, на рабочей части которого находятся две винтовые спиральные бороздки. Они образуют собой режущий элемент, а также служат для отвода получаемой при сверлении стружки. Состоит сверло из рабочей части и хвостовика.
В рабочей части выделяют:
- режущую – образуется при пересечении передней поверхности винтовых канавок с задними. Так получают две главные режущие кромки и поперечную, образованную задними поверхностями;
- направляющую часть, которая формируется пересечением передних поверхностей с ленточкой – полоской вдоль винтовой бороздки. Ленточка обеспечивает направление сверла, а также снижает боковое трение при сверлении. В направляющей части есть две вспомогательные режущие кромки.
Хвостовик – часть сверла, служащая для закрепления его в шпиндельной бабке или на ручном инструменте. В нем выделяют:
- поводок – служит для передачи крутящего момента, сегодня используется редко;
- шейка – углубление над рабочей частью, служит для выхода круга при шлифовании.
Изготавливается инструмент из быстрорежущих сталей P9, P18 и 9XC. Для сверления в разных материалах сталь легируется. Например, кобальт вводится в качестве присадки для увеличения теплостойкости инструмента. Другой метод придать изделию дополнительные качества – напыление, например, нитрида титана.
Технические характеристики
К важнейшим техническим характеристикам инструмента относятся углы заточки всех кромок – 2 главных, 2 вспомогательных и поперечной. Их величина определяет сферу применения инструмента.
- Угол при вершине – это угол между двумя главными кромками. Чем он меньше, тем длиннее режущая кромка, что обеспечивает хороший теплоотвод. С другой стороны, тот же параметр уменьшает прочность сверла. Для оргстекла угол при вершине должен быть в районе от 60 до 90 градусов, причем 90 – для листа с толщиной более 20 мм. Для стали, например, угол при вершине рекомендуется не менее 116 градусов.
Оргстекло – материал мягкий и деформируется при высокой температуре, а при сверлении именно это и происходит. Малый угол заточки лучше отводит тепло. Однако увлекаться этим параметров не стоит, так как слишком хорошо заточенное сверло «втягивается» в массу материала.
- Угол наклона канавки – угол между касательной к ленточке и осью сверла. Чем он больше, тем лучше отводится стружка. Но тем менее прочным будет инструмент, так как объем канавки при этом возрастает. Величину угла определяет обрабатываемый материал – для оргстекла этот показатель может быть максимальным, и диаметр инструмента – чем он меньше, тем меньше угол.
- Передний угол – оценивается в плоскости, перпендикулярной режущей кромке. Его величина изменяется: максимум у наружной поверхности и минимум у поперечной кромки.
- Задний угол – оценивается в плоскости, параллельной оси инструмента. Максимум его приходится на край поперечной кромки, минимум – у наружной поверхности. В сверла для оргстекла этот параметр должен быть максимальным: в этом случае задняя поверхность не режет, а скоблит материал, что позволяет получить более ровные стенки отверстия.
- Угол наклона поперечной кромки – определяется как угол между проекциями главной режущей и поперечной кромок. Обычно это 50–55 градусов.
Винтовые сверла изготавливаются с диаметром от 0,1 до 80 мм. Длина рабочей части может достигать 275 мм. При этом максимальный диаметр инструмента с цилиндрическим хвостовиком достигает 30 мм, а с коническим – от 6 до 60 мм.
Сфера применения
Сверла используются для получения сквозных и несквозных отверстий, а также для рассверливания – увеличения или калибровки уже сформированных отверстий.
На фото изображен процесс сверления оргстекла цилиндрическим сверлом
Применение того или иного инструмента определяется материалом изготовления, способом получения – цельное, сварное, с твердотельными пластинками, комбинацией углов заточки, а также диаметром и глубиной сверления.
Общая классификация по сфере применения разделяет сверла на следующие группы.
- Сверла по металлу – порой их называют универсальными. Так как сверло предназначено для работы с металлами и сплавами, которые часто отличаются исключительной прочностью или твердостью, то сверлить они могут любой материал. Для оргстекла, например, используются стандартные сверла из быстрорежущей стали, но с другой заточкой.
- По бетону – применяются также при сверлении кирпича и камня. Отличаются наконечником из твердого сплава, так как рассчитаны на работу ударно-вращательным методом. Хвостовик цилиндрический – инструмент в абсолютном большинстве случаев применяют в перфораторах и дрелях.
- По стеклу и керамике – эти материалы отличаются одновременно твердостью и хрупкостью, поэтому их сверление требует аккуратности. Используют сверла корончатые или перовые (без винтовой нарезки) с карбидным или алмазным напылением.
- По дереву – это стандартные спиральные или перовые, для работы с оргстеклом используют оба вида.
Разновидности
Для сверления органического стекла и других видов пластмасс применяются как винтовые, так и перовые сверла. Первый вариант универсален, одинаково хорошо подходит для получения отверстий любого диаметра. Второй дешевле, менее чувствителен к перекашиванию, но не отводит стружку и быстрее нагревается. При работе инструмент приходится часто останавливать и остужать сверло. Для сверления с оргстеклом применяются односторонние перовые сверла.
Сверло с хвостовиком
Хвостовик – часть инструмента, которая определяет, каким именно образом можно закрепить сверло. Цилиндрический хвостовик фиксируется в трехкулачковом патроне. Именно такой механизм предусмотрен практически на всех бытовых и полупрофессиональных аппаратах.
В патроне такого прибора размещены кулачки. Цилиндрический хвостовик вставляется в патрон между ними, регулировочное кольцо проворачивается по часовой стрелке, кулачки зажимают хвостовик.
Максимальный диаметр изделия с цилиндрическим хвостовиком – 30 мм, как раз на бытовые нужды он и рассчитан.
Сверла по ГОСТу
ГОСТ регламентирует геометрические и механические параметры изделия и возможные отклонения. Сюда относятся все винтовые сверла, правые и левые, с цилиндрическим хвостовиком.
Различают три группы по длине рабочей части.
- Короткие – с диаметром от 0,1 до 20 мм и полно длиной от 20 до 131 мм. Регламентируется ГОСТ 4010-77.
- Средние – с диаметром от 0,3 до 30 мм и с длиной от 19 до 205 мм. ГОСТ 109-02-77.
- Длинные – с диаметром от 1 до 20 мм и длиной 56–254 мм. ГОСТ 886-77.
Перовое сверло
Это изделие относится к категории сборных, состоит из державки и режущей пятигранной пластины. Из быстрорежущей стали изготавливают только пластины.
Режущая часть имеет 2 рабочие кромки, угол между которыми затачивают в соответствии с материалом. Для оргстекла это 90 градусов. Поперечная кромка между двумя главными имеет угол в 55–60 градусов.
Для отведения стружки на пластине по ширине формируют стружкодробящие канавки.
Перовые сверла для дерева, металла и пластмасса регламентирует ГОСТ 25526-82. Диаметр пластины – от 25 до 130 мм.
Сверла левые
Сверла выпускаются левые и правые – по направлению вращения спирали. В промышленности такая разработка позволяет подавать материал на станок справа, а не слева. При работе с материалом сложной конфигурации такой способ позволяет снизить затраты. Устанавливается инструмент на специальные левовращательные станки.
В быту левое сверло применяют для высверливания сломанных болтов и другого крепежа.
Преимущество
Оргстекло – материал очень легкий, но с высокой вязкостью. С одной стороны, в тех случаях когда внешний вид отверстия не имеет значении, просверлить его можно обыкновенным гвоздем, вставленным в дрель. С другой, когда требуются ровные гладкие кромки и высокая точность, нужна большая аккуратность.
В отличие от конического сверла или зенкерного спиральное, как правило, работает на высокой скорости – до 10 000 оборотов/мин. При такой скорости материал нагревается и частично деформируется. Матовые кромки, например – неизбежный результат сверления. Если не соблюдать правила обращения с инструментом – охлаждение, удаление стружки, сверло можно сломать.
Однако использование правильно заточенного инструмента гарантирует получение ровных точных отверстий и не потребует рассверливания или зенкования в дальнейшем.
Заключение
Спиральные сверла наиболее распространены благодаря своей универсальности. В большинстве случаев крепеж предусматривает цилиндрическую форму отверстий, тем более сквозных, а отвод стружки с рабочего поля значительно облегчает сверление. Стружка обеспечивает дополнительный нагрев материала, что в случае оргстекла крайне нежелательно. Спиральное сверло эту проблему решает более эффективно.
Видео описания цилиндрического сверла:
