Сверление отверстий инструменты применяемые при сверлении. Примеры оборудования для алмазного сверления бетона. Классификация свёрл по материалу изготовления
29. Сверление. Сущность процесса, назначение и область применения, применяемое оборудование (станок), инструмент, приспособления, точность размеров и шероховатость обрабатываемой поверхности.
Сверление - основной способ получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале заготовки. В качествеинструмента используетсясверло . Обработка производится насверлильных и токарных станках . На сверлильных станках сверло совершает вращательное движение и продольное вдоль оси отверстия, а заготовка закреплена на столе станка. На токарных станках обрабатываемая деталь закрепляется в патрон и совершает вращательное движение, сверло крепится в заднюю бабку станка и совершает поступательное движение вдоль оси отверстия.
Рис.2. Схемы: а, б - сверления, в – рассверливания, г-зенкерования, д- развертывания
Диаметр просверливаемого отверстия можно увеличить сверлом большего размера. Такие операции называют рассверливанием . При сверлении обеспечивается сравнительно невысокая точность и качество поверхности.
Для получения отверстий более высокой точности и меньшей шероховатости поверхности выполняются зенкерование и развертывание. Зенкерованием обрабатывают предварительно полученные отверстия многолезвийным инструментомзенкером , который имеет более жесткую рабочую часть. Число зубьев не менее трех.
Развертыванием можно исправить неточности формы отверстия.Развертки - многолезвийный инструмент, срезающий очень тонкие слои с обрабатываемой поверхности.
Назначение сверления: Сверление необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:
Изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание или растачивание.
Изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др.
Отделение (отрезка) заготовок из листов материала.
Ослабление разрушаемых конструкций.
Закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.
Операции сверления производятся на следующих станках:
Вертикально-сверлильные станки.
Горизонтально-сверлильные станки.
Вертикально-расточные станки.
Горизонтально-расточные станки.
Вертикально-фрезерные станки.
Горизонтально-фрезерные станки.
Универсально-фрезерные станки.
Токарные станки (сверло неподвижно а обрабатываемая заготовка вращается).
Токарно-затыловочные станки (сверление вспомогательная операция, сверло неподвижно).
Для облегчения процессов резания материалов применяют следующее:
Охлаждение (вода, эмульсии, олеиновая кислота, углекислый газ, графит).
Ультразвук (ультразвуковые вибрации сверла увеличивают производительность и дробление стружки).
Подогрев (ослабляет твёрдость труднообрабатываемых материалов).
Удар (при ударно-поворотном сверлении (бурении) камня, бетона).
30. Протягивание. Сущность процесса, назначение и область применения, применяемое оборудование (станок), инструмент, приспособления, точность размеров и шероховатость обрабатываемой поверхности.
Протягивание - высокопроизводительный метод обработки деталей разнообразных форм, обеспечивающимвысокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности. Из-за высокой стоимостиинструмента - протяжки , протягивание применяют в крупносерийном производстве. В протяжке каждый режущий зуб больше последующего на определенную величину. Процесс резания при протягивании производится на протяжныхвертикального и горизонтального исполнений станках при поступательном движении инструмента относительно неподвижной заготовки за один проход.
Отверстия различной геометрической формы протягивают на горизонтально-протяжных станках для внутреннего протягивания. Размеры отверстий от 5 до 250 мм.
Рис. 6. Схемы протягирания: 1-обрабатываемая деталь,2 – протяжка; а…д- внутреннее протягивание; з…ж- наружнее протягивание
Цилиндрические отверстия протягивают после сверления, растачивания или зенкерования. Шпоночные и шлицевые пазы протягивают протяжками, форма которых в поперечном сечении соответствует профилю протягиваемого отверстия.
Наружные поверхности различной геометрической формы протягивают на вертикально-протяжных станках для наружного протягивания.
Протягивание применяется в крупносерийном и массовом производстве металлоизделий, и редко в мелкосерийном и единичном. Протяжки различных конструкций - наружные, внутренние, и дорны, являются одними из наиболее дорогих инструментов для выполнения металлообработки. Подчас каждая протяжка при своем изготовлении требует наивысшей точности и правильного расчета. Это обусловлено тем, что инструмент при протягивании работает в наиболее тяжёлых и суровых условиях огромных нагрузок (растяжение, сжатие, изгиб, абразивное и адгезионное выкрашивание лезвий протяжки). Протягиванию предшествуют подготовительные операции металлообработки, такие как сверление, зенкерование, развертывание, вырубка (т. е. для проведения протягивания требуется достаточно точно обработанная поверхность заготовки).
Дорнование (дорнирование) – вид обработки заготовок без снятия стружки. Сущность дорнования сводится к перемещению в отверстии заготовки с натягом жёсткого инструмента – дорна. Размеры поперечного сечения инструмента больше размеров поперечного сечения отверстия заготовки на величину натяга.
Станки для протягивания:
Горизонтально-протяжные станки: Все виды внутреннего и наружного протягивания заготовок.
Пресса: Обработка отверстий дорнами (прошивка, формообразование, калибровка).
Виды протягивания:
Внутреннее протягивание. Наружное протягивание. Дорнование. Накаливание.
Дрель – один из самых часто используемых инструментов у каждого мастера. Но даже если человек и не занимается изготовлением мебели или строительством, наличие дрели в домашнем хозяйстве никогда не будет лишним. Потому что дрелью можно не только сверлить отверстия в металле, дереве, пластике или кирпиче, спектр применений этого инструмента намного шире:
Ударные дрели способны сверлить отверстия в бетонных стенах;
С помощью специальных сверл можно сверлить отверстия в стекле и кафельной плитке;
С использованием насадки-миксера дрель можно использовать для подготовки цементного раствора и замешивания сухих строительных смесей;
Со специальными насадками дрель можно использовать для чистки деталей от старой краски или очистки металла от ржавчины;
Существуют даже насадки, превращающие дрель в лобзик, пилу или фрезер;
А еще дрель можно использовать на кухне вместо миксера.
Перечислять области, в которых используется дрель, можно долго: она используется везде. Но у каждого мастера свои условия работы и свои требования к инструменту. Не существует универсальной дрели, которая будет хороша на любом рабочем месте. И перед покупкой следует разобраться в характеристиках и опциях современных дрелей, чтобы получить эффективный инструмент за разумные деньги.
Характеристики дрелей.
Мощность – самая важная характеристика дрели, во многом определяющая возможности инструмента, поэтому мощность часто приведена уже в названии модели. К сожалению, среди недорогих дрелей нередки случаи завышения мощности, поэтому, чтобы не разочароваться в покупке, выбирайте дрели известных производителей. Либо сразу вычитайте в уме процентов 10 от заявленной мощности.
Дрели с мощностью ниже 600 Вт пригодны для сверления гипсокартона, газобетона и дерева. Дерево такими дрелями можно сверлить только спиральными сверлами на небольшую глубину; использовать с такой дрелью перовые сверла или сверла Форстнера не рекомендуется. Можно сверлить отверстия небольшого диаметра в тонком железе (до 3мм). Вязкие металлы (медь, алюминий) маломощными дрелями сверлить не стоит – клинить будет даже сверла малого диаметра. С кирпичом и, тем более, бетоном у таких дрелей тоже могут возникнуть проблемы, даже если у инструмента есть ударный режим.
Дрели мощностью 600-900 Вт можно считать оптимальными для использования в быту и домашнем хозяйстве. С такими дрелями можно использовать весь спектр сверл и насадок за исключением только спиралей Левиса диаметром более 20 мм и насадок-миксеров.
Дрели мощностью от 1 кВт скорее подойдут профессионалам. Да, таким инструментом можно просверлить сквозное отверстие большого диаметра в толстом деревянном брусе или замешать литров 50 шпаклевки. Но для бытовых задач тяжелая крупногабаритная дрель может оказаться неудобна.
Максимальный диаметр сверления . Для удобства выбора многие производители приводят максимальные диаметры сверления дерева, металла и бетона. Увы, пользоваться этими значениями стоит с осторожностью, поскольку о толщине материала ничего не сказано. Не обольщайтесь, увидев в характеристиках дрели мощностью 400 Вт максимальный диаметр сверления металла в 10 мм – скорее всего, под металлом производитель имел в виду фольгу.
Под максимальным диаметром патрона имеется в виду максимальный диаметр сверла, которое можно зажать в патроне. Максимальный диаметр, как правило, соответствует возможностям инструмента. Маломощные дрели укомплектованы маленьким патроном для сверл диаметром до 10 мм, в патронах мощных дрелей можно зажимать специальные насадки и сверла большого диаметра
Тип патрона . Патрон предназначен для крепления сверл и насадок. Применяется несколько видов патронов:
Ключевой патрон до сих пор остается наиболее распространенным. Он недорог и обеспечивает надежную фиксацию сверла. Но он не слишком удобен, а для его зажатия и ослабления необходим специальный ключ (который легко может потеряться).
Быстрозажимной патрон зажимается просто усилием рук и обеспечивает хорошую фиксацию. Работать с ним легко и удобно, но он дороже ключевого. И когда требуется передать на сверло большой крутящий момент, степени фиксации такого зажима может уже не хватить. Но для бытовой дрели этот вид патрона оптимален.
Быстрозажимной патрон может быть двухмуфтовым или одномуфтовым. Одномуфтовый патрон для замены сверла требует фиксации шпинделя. На разных моделях фиксация шпинделя реализуется по-разному: на некоторых он автоматически блокируется при остановке двигателя, на других для блокировки следует нажать соответствующую кнопку или сдвинуть фиксирующее кольцо. Двухмуфтовый патрон следует зажимать двумя руками.
МК2, МК3 (МТ3) подразумевает посадочное место под сверло или насадку с конусом Морзе. Такое соединение обеспечивает надежную фиксацию и высокую точность центрирования тяжелых насадок и сверл. Для использования обычных сверл потребуется переходник.
G 1/2” и 1 1/4” UNC – специализированный патрон для подсоединения алмазных коронок по бетону, применяется в дрелях для алмазного бурения.
Weldon 19 мм – специальный патрон для надежной фиксации тяжелых насадок, фрез и сверл большого диаметра. Для использования стандартных сверл необходим переходник.
7/16 Hex – патрон под шестигранный хвостовик размером 7/16", используется в дрелях фирмы Milwaukee и некоторых других производителей. Для использования стандартных сверл необходим переходник.
Дрели, предназначенные для сверления коронками и сверлами большого диаметра имеют высокий крутящий момент, поэтому снабжаются силовыми ручками с большим плечом. Но иногда (при сверлении отверстий большого диаметра в бетоне или металле) удержать дрель руками бывает просто невозможно. В этом случае используются дрели особого типа. При использовании алмазных коронок дрель крепится на сверлильную стойку , а для сверления металла существуют дрели на магнитной стойке , представляющие собой небольшой сверлильный станок, примагничивающийся к обрабатываемому металлу.
По виду инструмента дрели подразделяются на безударные и ударные . В ударных дрелях есть режим сверления с ударом – при котором патрон, кроме вращательного движения, сообщает сверлу еще и возвратно-поступательные (ударные) импульсы. Это облегчает сверление бетона, литьевого и природного камня. Но не стоит надеяться, что ударная дрель сможет заменить перфоратор – сила удара даже самых мощных ударных дрелей значительно проигрывает силе удара большинства перфораторов.
Кроме того, особенности ударного механизма дрелей приводят к тому, что при частом использовании этой функции сила ударов падает, и через некоторое время дрель практически превращается в безударную. Особенно быстро это происходит у недорогих моделей с ударным механизмом из дешевого мягкого металла.
Некоторые дрели, впрочем, содержат механизм аналогичный тем, что применяется в перфораторах. Такие дрели легко отличить по наличию режима долбления, при котором патрон движется возвратно-поступательно без вращения.
Максимальное число оборотов холостого хода определяет, с какой максимальной скоростью может вращаться патрон дрели. Высокая скорость вращения (2500 – 4000 об/мин) необходима для сверления твердых материалов тонкими сверлами: твердых металлов, стекла, керамики. Железо лучше сверлить на средней скорости (500 – 1500 об/мин), в зависимости от диаметра сверла. Дерево сверлится на низкой скорости (500-1000 об/мин).
С одной стороны, большое максимальное число оборотов увеличивает универсальность инструмента, а с другой стороны, основная масса бытовых задач не требует высокой скорости. Кроме того, максимальную мощность дрель выдает на максимальной скорости. Таким образом, 600 ваттная дрель с максимальной скоростью вращения 4500 об/мин на скорости сверления в 2000 об/мин будет слабее 600 ваттной же дрели с максимальной скоростью вращения 2000 об/мин.
Максимальное количество ударов определяет, с какой частотой в режиме сверления с ударом патроном совершаются возвратно-поступательные движения. Вопреки распространенному мнению, частота ударов ударной дрели слабо связана с производительностью долбления, так как чем выше частота, тем меньше амплитуда движений патрона. Большое максимальное количество ударов свидетельствует о небольшом размере зубьев храповых шестерен, которые износятся быстрее, чем крупные. Исходя из этого, лучше предпочесть модель с небольшим максимальным количеством ударов – на производительность это не повлияет, зато ударный механизм прослужит дольше.
Питание дрели, как и многих других инструментов, может быть как сетевым, так и аккумуляторным. Аккумуляторные дрели обладают всеми основными функциями сетевых дрелей, а от аккумуляторных шуруповертов отличаются большей скоростью вращения патрона и – обычно – отсутствием трещотки.
Но в продаже имеется и некоторое количество аккумуляторных дрелей-шуруповертов, оснащенных трещоткой и регулятором скорости. На максимальной скорости такой инструмент способен сверлить твердые металлы, а на минимальной – использоваться для монтажа/демонтажа. К сожалению, цена подобного инструмента довольно высока.
Наличие функции реверса у дрели позволяет изменить направление вращения патрона. Это облегчает извлечение сверла из глубоких отверстий и позволяет освободить заклинившее сверло. Также дрель с реверсом можно использовать для вывинчивания саморезов и винтов.
Ограничитель глубины сверления может оказаться полезен, когда отверстие нужно просверлить не сквозное, а на заданную глубину. Удобно, когда ограничитель еще и имеет разметку, по которой можно задать глубину отверстия.
Блокировка кнопки включения позволит не опасаться случайного включения дрели. Наличие этой опции практически необходимо бытовой дрели, если в доме есть дети.
Предохранительная муфта предотвращает рывок инструмента при заклинивании сверла или насадки. Опция важна для мощных профессиональных дрелей с большим крутящим моментом, которые в случае клина просто невозможно удержать в руках.
Варианты выбора.
Если вам нужен легкий недорогой инструмент для сверления небольших отверстий в дереве, гипсокартоне и других мягких материалах, можно выбирать дрель в нижнем ценовом диапазоне. Если не давать ей больших нагрузок, она может прослужить достаточно долго.
Если вам нужна универсальная домашняя дрель, способная как высверлить пазы для дверных замков в полотне двери, так и просверлить отверстие под дюбели для шкафа, то выбирайте среди инструмента с мощностью от 600 Вт и функцией ударного сверления.
Если вам важна независимость от сетевого электричества, выбирайте из аккумуляторных дрелей. Правда, они стоят дороже, чем сетевые с такими же характеристиками.
Если вам нужна дрель для работы со спиралями Левиса большого диаметра, выбирайте среди мощных дрелей с предохранительной муфтой.
Для проделывания аккуратных отверстий большого диаметра в бетонных стенах вам понадобится дрель для алмазного бурения.
Для сверления отверстий большого диаметра в металле можно использовать дрели на магнитной стойке
Сверление древесины - пожалуй, одна из самых распространенных операций в столярных и плотницких работах. Сверление отверстий необходимо как для соединений деталей, так и для выборки лишней древесины и для организации доступа других инструментов, например, полотна маятниковой пилы или стамески. Сверлением выбирают в древесине круглые отверстия для нагелей, круглых шипов, болтов, шурупов, а также удаляют (высверливают) сучки древесины с последующей их заделкой деревянными пробками. Гораздо быстрее выдалбливать различные гнезда, предварительно просверлив отверстия.
Сверло - рабочий орган любого сверлильного станка, будь то ручная дрель или стационарная машина.
В зависимости от характера и условий выполняемых работ используют, сверла разных видов. Режущие элементы сверл должны обеспечивать свободный процесс резания, получаемая стружка должна легко удаляться из отверстия. Конструкция сверл должна быть такой, чтобы при заточке не изменялись режущие параметры.
В каждом сверле различают стержень, хвостовик и рабочую часть.
Стержень может иметь разную длину; от длины стержня зависит возможная глубина сверления. У многих сверл стержень имеет специальную форму и специальную обработку и приспособлен: а) для направления сверла; б) для зачистки боковых сторон высверливаемого отверстия; в) для выбрасывания стружки.
Хвостовиком называется верхняя, обычно утолщенная часть стержня квадратной или шестигранной пирамидальной формы, которой сверло вставляется в патрон приспособления для сверления (коловорот, дрель).
Рабочая (режущая) часть сверла состоит из резцов. По конструкции режущей части можно разделить сверла на три основные группы: ложечные, центровые и спиральные.
Ложечное сверло (его также называют перкой) представляет собой стержень, в нижней (рабочей) части которого сделан продольный желобок, оканчивающийся заостренным жалом. При помощи жала сверло внедряется вглубь древесины и, кроме того, центрируется. Одна кромка желобка заточена на всю длину и является режущей, вторая кромка служит направляющей. Такое сверло работает при вращении в одну сторону. Столяры часто затачивают и вторую кромку -- сверло тогда работает при вращении в любую сторону.
Ложечное сверло работает при нажиме на него сверху. Оно не приспособлено для выбрасывания стружек, и для очистки от стружек приходится вынимать сверло из отверстия. От этого снижается производительность резания. Ложечное сверло применяют для высверливания отверстий под нагели, винты, шурупы.
Улитообразное сверло представляет собой разновидность ложечных сверл. У него режущая кромка идет по конической винтовой линии; внизу сверло оканчивается центрирующим концом в виде штопора. Улитообразным сверлом легче работать, чем ложечным, так как его нижний кенец как бы ввинчивает сверло в древесину, а винтообразная канавка способствует выбрасыванию стружки.
Недостатки этого сверла - частая поломка тонкого конца, сложная заточка, работа при вращении в одну сторону. Назначение улитообразного сверла такое же, как и всякого ложечного сверла.
Шиловое сверло. Имеет форму трехгранного шила с хвостовиком, работает в обе стороны. Служит для высверливания гнезд под шурупы.
Центровое сверло. Рабочая часть этого сверла имеет вид лопатки с шилообразным острием -- центром, боковым дугообразным резцом, называемым дорожником, и несколько наклоненным плоским ножом, расположенным по радиусу. Назначение шилообразного острия -- центрировать сверло, дорожника -- обрезать древесину по окружности высверливаемого гнезда, плоского ножа -- снимать обрезанную по окружности древесину в виде винтовой ленты.
Центровое сверло работает только в одну сторону при нажиме на него сверху. Используют его главным образом для высверливания отверстий под круглые шипы.
Винтовое сверло. У него стержень на 2/3 длины сделан витым.
Спиральное сверло. Стержень на 2/3 длины охватывается винтообразной спиралью.
Спирально-ленточное, или штопорное, сверло. Стержень на 2/3 длины представляет собой стальную ленту, скрученную штопором.
Сверла последних трех видов имеют в рабочей части конический винтообразный заглубитель, два дорожника и два плоских ножа. Стружка легко выбрасывается. Работают эти сверла поперек волокон при незначительном нажиме на них и даже без нажима. Служат для высверливания различных отверстий диаметром от 6 до 40 мм.
Пробочное сверло применяется для высверливания сучков под заделку пробками, работает при нажиме на него сверху. Рабочая часть сверла представляет собой стальную цилиндрическую коробочку с диаметральной перегородкой -- резцом.
Зенковочное сверло (зенковка). Рабочая часть этого сверла имеет вид конуса с продольными канавками на боковой поверхности; служит зенковочное сверло для конического рассверливания верхней части отверстий под головки шурупов.
Для сверления отверстий в различных породах древесины поперек волокон применяют сверла спиральные дереворежущие с центром и подрезателем (рис. 1, а) диаметром 4...32мм, длиной 80...200мм.
Рис. 1. Сверла
а-спиральное дереворежущее с центром и подрезателем, б - спиральное с конической заточкой, в - цилиндрическая пилка с выталкивателем и цилиндрическим хвостовиком, г - то же, с коническим хвостовиком, д - диаметр сверла, А - диаметр хвостовика, l - длина рабочей части, L - длина сверла.
Для сверления отверстий в древесине вдоль волокон применяют сверла спиральные с конической заточкой (рис. 1, б) длинной и короткой серий. Сверла короткой серии имеют диаметр 2...12мм, длину 45...145мм, длинной серии - диаметр 5...2 мм, длину 130...210мм.
Для выпиливания пробок и заделки сучков используют цилиндрические пилки с выталкивателем (рис. 1, в, г). Кроме того, для сверления отверстий в древесине применяются сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава, диаметром 5...16мм, длиной для укороченной серии 70...138мм, для нормальной серии - 66...178мм.
Сверла спиральные с коническим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава, выпускаются диаметром 10, 30мм, длиной 140...275мм для укороченной серии и 168...324мм для нормальной серии.
Простейший сверлильный станок - это обычная ручная дрель. Сверло зажимается в патроне, передачи регулируются вручную либо электронным регулятором скорости. Дрели, в которых имеется регулятор оборотов, можно применять как шуруповерты.
Для сверления большого количества заготовок, или выполнения точно заданных по глубине отверстий в качестве дополнения к электродрели применяют станину, в которой фиксируется дрель. Станина позволяет, как сказано выше, сверлить точно заданные по глубине отверстия, но этим ее функции не исчерпываются. Станина также позволяет сверлить отверстия под определенным углом, что порой необходимо, например, для соединений громоздких деталей.
Сверлильный станок представляет собой станину с электродвигателем, привод от которого передает вращение на патрон со сверлом. Как правило, сверлильный станок оснащается большим по сравнению с электродрелью количеством скоростей, и большими возможностями.
Механическое сверление осуществляется с помощью электросверл или специальных сверлильных станков. В плотничных и столярных работах в основном применяются электросверла.
При сверлении необходимо нажимать руками на корпус электросверла, в результате чего она опускается по направляющим стойкам, сжимая пружины. После окончания сверления нажим прекращается и корпус под действием выпрямляющих пружин поднимается вверх. Если требуется просверлить отверстие в другом месте, то электросверло переносят, устанавливают в исходное положение и весь процесс повторяют Для выполнения значительных объемов работ по высверливанию отверстии в условиях деревообрабатывающих мастерских применяются сверлильные станки. Они разделяются на вертикально-сверлильные и горизонтально -сверлильные, по числу шпинделей - на одно и многошпиндельные, а по способу подачи - на механические и ручные.
Сверлильные станки
а -- вертикально-сверлильный; б-- горизонтально-сверлильный.
У вертикально-сверлильного станка стол перемещается вверх и вниз при помощи маховичка, а сверлильная головка -- при помощи ножной педали.
Вертикально-сверлильный станок СвА с автоматической подачей является универсальным, так как позволяет сверлить любые отверстия. Этот станок имеет и другую модификацию, позволяющую использовать ручную подачу. При присоединении к рабочему столу сверлильного станка платформы (суппорта) с боковым движением и установкой концевой фрезы вместо сверла возможна выборка продольных гнезд.
Горизонтальный сверлильный станок СвГД-3 предназначен для выборки горизонтальных продольных гнезд. Он имеет станину, рабочий вал, пружину, рабочий стол и суппорт. Обрабатываемую деталь неподвижно закрепляют пружиной, надвигая на нее шпиндель со сверлом. Рабочий стол в горизонтальном направлении передвигают рукояткой, в вертикальном - маховичком. Механизм подачи у отдельных станков устроен иначе - рабочий вал со сверлом, обрабатывающий деталь, закреплен неподвижно.
Горизонтально - сверлильный станок состоит из электродвигателя, шпинделя, каретки, рычагов подачи каретки и сверла, зажима для укрепления обрабатываемой детали. Шпиндель можно передвигать по оси сверла, а каретку в поперечном направлении.
На этом станке можно просверливать не только круглые отверстия, но и прямоугольные. Для получения прямоугольных отверстий необходимо сначала высверлить ряд круглых, а затем поперечным движением каретки объединить их в общее продолговатое отверстие. При работе на станках и с электрифицированными инструментами необходимо соблюдать правила техники безопасности.
Сверление - это один из видов материала резанием. В этом методе используется специальный режущий инструмент - сверло. С его помощью можно сделать отверстие разного диаметра, а также глубины. Кроме того, имеется возможность создания многогранных отверстий с разным сечением.
Назначение операции
Сверление - это необходимая операция, если требуется получить отверстие в металлическом изделии. Чаще всего для сверления имеется несколько следующих причин:
- требуется создать отверстие под нарезание резьбы, или растачивание;
- необходимо разместить в отверстиях электрические кабели, крепежные элементы, продеть через них анкерные болты и т. д.;
- отделение заготовок;
- ослабить разрушающиеся конструкции;
- в зависимости от диаметра отверстия, его можно использовать даже для закладки взрывчатки, к примеру, при добыче природного камня.
Данный список можно продолжать еще долго, но уже можно сделать вывод, что операция сверления - это одна из наиболее простых и в то же время довольно нужных и распространенных вещей.
Расходные материалы
Естественно, что для осуществления процесса сверления необходимо иметь сверла. В зависимости от этого расходника будет меняться диаметр отверстия, а также количество его граней. Они могут быть круглого сечения, а могут быть многогранными - треугольными, квадратными, пятигранными, шестигранными и т. д.
Кроме того, сверление - это операция, при которой сверло будет нагреваться до высоких температур. По этой причине необходимо точно подбирать качество этого элемента, основываясь на требованиях материала, с которым придется работать.
- Довольно распространенный материал для производства приспособлений для сверления - углеродистая сталь. Элементы этой группы маркируются следующим образом: У8, У9, У10 и т. д. Основное предназначение таких расходников - это сверление отверстий в дереве, пластмассе, мягких металлах.
- Далее идут сверла, изготовленные из низколегированной стали. Они предназначаются для сверления тех же материалов, что и углеродистые, но их отличие заключается в том, что у этой марки элементов повышено значение теплостойкости до 250 градусов по Цельсию, а также увеличена скорость сверления.
Улучшенные сверла
Имеется несколько типов сверл, которые предназначены для более качественных материалов:
- Первый тип сверл изготавливается из быстрорежущей стали. Теплостойкость этих расходников намного выше - 650 градусов по Цельсию, а предназначены они для сверления любых конструкционных материалов в незакаленном состоянии.
- Следующая группа - это сверла с твердыми сплавами. Применяются для того, чтобы делать отверстия в любых конструкционных незакаленных сталях, а также в цветном металле. Особенностью является то, что используется сверление на повышенных скоростях. По этой же причине теплостойкость повышена до 950 градусов по Цельсию.
- Одни из наиболее стойких элементов - это сверла с боразоном. Применяются для работ с чугуном, сталями, стеклом, керамикой, цветными металлами.
- Последняя группа - это сверла с алмазом. Применяются для сверления наиболее твердых материалов, стекла, керамики.
Типы станков для сверления
Для проведения операции сверления могут быть использованы следующие виды сверлильных станков:
- Вертикальные и горизонтальные сверлильные устройства. Сверление отверстий для таких машин - основная операция.
- Используются вертикальные и горизонтальные типа. Сверление считается вспомогательными операциями для этих устройств.
- Вертикальные, горизонтальные и универсальные станки фрезеровочного типа. Для этих агрегатов сверление также является второстепенной операцией.
- Токарные и токарно-затыловочные станки. На первом типе устройств сверло является неподвижной частью, а вращается сама заготовка. Для второго типа устройства сверление не основная операция, а сверло является неподвижным элементом, как и в первом случае.
Это все типы сверлильных станков, на которых можно проводить все требуемые операции.
Ручные инструменты и вспомогательные операции
Для того чтобы облегчить процесс сверления, используются несколько вспомогательных операций. К ним можно отнести следующие:
- Охлаждение. При сверлении используются разнообразные смазочно-охлаждающие вещества. К ним относится, например, вода, эмульсии, олеиновая кислота. Также могут быть использованы газообразные вещества, к примеру углекислый газ.
- Ультразвук. Ультразвуковые вибрации, которые производит сверло, используются для увеличения производительности процесса, а также для усиления дробления стружки.
- Подогрев. Для того чтобы улучшить сверление металла, имеющего высокую плотность, его предварительно разогревают.
- Удар. Для работы с некоторыми поверхностями, например с бетоном, необходимо использовать ударно-поворотные движения, чтобы увеличить производительность.
Осуществлять эту процедуру можно не только на станках в автоматическом режиме, но и на ручном оборудовании. Ручное сверление предполагает использование таких инструментов, как:
- Механическая дрель. Для сверления используется механическая сила человека.
- Электрическая дрель. Может осуществлять обычное и ударно-поворотное сверление. Работает от электрической сети.
Виды процедуры и охлаждение
Имеется несколько основных видов сверления - это оборудование цилиндрических отверстий, многогранных или же овальных, а также рассверливание уже имеющихся цилиндрических отверстий для увеличения их диаметра.
Основная проблема, которая возникает в процессе сверления металла, - это сильный нагрев расходуемого элемента, то есть сверла, а также места проведения работ. Температура материала может достигать 100 градусов по Цельсию и больше. Если она дойдет до определенных значений, то возможно возникновение горения или плавки. Здесь важно отметить, что множество сталей, которые используются для производства сверл, теряют свою твердость при нагреве, из-за чего трение будет только увеличиваться, поэтому элемент, к сожалению, будет изнашиваться быстрее.
Для того чтобы бороться с этим недостатком, используют различные охлаждающие вещества. Чаще всего при вертикальном сверлении на станке имеется возможность организовать подачу охлаждающего вещества непосредственно к месту проведения работы. Если же она осуществляется с применением ручных приборов, то через определенный промежуток времени необходимо прерывать процесс и окунать сверло в жидкость.
Суть сверления
Технология сверления отверстий - это процесс образование канавок посредством снятия стружки в сплошном материале при помощи режущего инструмента. Данный элемент совершает вращательные и поступательные или же вращательно-поступательные движения одновременно, чем и образовывает отверстие.
Использование этого вида обработки материала используется для того, чтобы:
- получить неответственные отверстия с низкой степенью точности и классом шероховатости, используемые для крепежных болтов, заклепок и т. д.;
- получить отверстия под нарезание резьбы, развертывание и т. д.
Параметры обработки
Используя процедуру глубокого сверления или рассверливания можно получить отверстия, которые будут характеризоваться 10-й или 11-й степенью квалитета шероховатости поверхности. Если необходимо получить более качественное отверстие, то после завершения процесса обработки необходимо дополнительно зенкеровать и развертывать его.
Для того чтобы увеличить точность работы, в некоторых случаях можно прибегнуть к тщательному регулированию положения станка, правильно заточенному расходному элементу. Также применяется способ, при котором работа осуществляется через специальный прибор, повышающий точность. Данное устройство называется кондуктором. Также имеется разделение сверл на несколько классов. Бывают спиральные с прямыми канавками, перовые, используемые для глубокого или кольцевого сверления, а также центровочные сверла.
Описание конструкции сверла
Чаще всего для работы используется обычное Специальные используются намного реже.
Спиральный элемент представляет собой двузубую режущую деталь, которая включает в себя всего две основных части - это хвостовик и рабочая часть.
Если говорить о рабочей части, то ее можно разделить на цилиндрическую и калибрующую. На первой части сверла располагаются две винтовые канавки друг напротив друга. Основное предназначение этой части - стружки, которая выделяется во время работы. Здесь важно отметить, что канавки обладают правильным профилем, который обеспечивает правильное образование режущих кромок сверла. Кроме того, создается и необходимое пространство, которое нужно для отвода стружки из отверстия.
Технология сверления
Здесь важно знать несколько определенных правил. Очень важно, чтобы форма канавок, а также угол наклона между направлением оси сверла и касательной к ленте были такими, чтобы обеспечить легкий отвод стружки, при этом не ослабив сечения зубьев. Однако же здесь стоит отметить, что эта технология, а особенно числовые значения, будет заметно меняться в зависимости от диаметра сверла. Все дело в том, что увеличение угла наклона приводит к ослаблению действия сверла. Этот недостаток проявляется тем сильнее, чем меньше диаметр элемента. По этой причине приходится подстраивать угол под сверло. Чем меньше сверло - тем меньше угол, и наоборот. Общий угол наклона канавок составляет от 18 до 45 градусов. Если речь идет о сверлении стали, то необходимо использовать сверла с углом наклона от 18 до 30 градусов. Если отверстия делаются в хрупких материалах, например, как латунь или бронза, то угол сокращается до 22-25 градусов.
Принципы проведения работы
Тут важно начать с того, что в зависимости от материала инструмента будет меняться и К примеру:
- Если сверление проводится с использованием элементов из инструментальной стали, то минимальная скорость составляет 25 м/мин, а максимальная - 35 м/мин.
- Если механическая обработка осуществляется сверлами, принадлежащими к категории быстрорежущих, то минимальная скорость - 12 м/мин, а максимальная - 18 м/мин.
- Если используются сверла их твердосплавных материалов, то значения равны 50 м/мин и 70 м/мин.
Здесь важно отметить, что технология сверления предполагает выбор скорости процедуры в зависимости от диаметра самого элемента и малой подачи (с увеличением диаметра растет и скорость).
Характерная особенность проведения работы - это использование стандартного угла при вершине для сверла, который равен 118 градусов. Если необходимо работать с сырьем, которое характеризуется высокой твердостью сплава, то угол нужно увеличить до 135 градусов.
Сохранность сверл
Одной из важных задач при проведении такого типа механической обработки стало то, что нужно сберечь режущие свойства расходника. Сохранность этих параметров напрямую зависит от того, какой способ эксплуатации был выбран и подходил ли он к данному материалу. Например, для того чтобы устранить поломку сверла на проходе, необходимо сильно уменьшать подачу в момент вывода сверла из отверстия.
Особое внимание технологии сверления нужно уделить в тех ситуациях, когда глубина отверстия превышает длину винтовой канавки расходника. В момент ввода сверла стружка все еще будет образовываться, а вот во время выхода ее уже не будет. Из-за этого сверла ломаются очень часто. Если никакого выхода из ситуации нет, то нужно периодически выводить сверло и вручную очищать его от ненужных элементов, то есть стружки.
Коронки для сверления
Для того чтобы проделать отверстие в определенном покрытии, необходимо использовать коронки. Однако и их тоже нужно выбрать правильно, основываясь на определенных параметрах. В настоящее время используется три основных вида материала для создания коронок - это алмаз, победит и карбидо-вольфрам. Особенностью алмазной коронки стало то, что она осуществляет безударное сверление. В таком случае получается более правильная геометрия отверстия.
Основными преимуществами алмазных насадок стало следующее: возможность резки железобетонных материалов, низкий уровень шума и пыли, отсутствие нарушения структуры конструкции, так как технология не использует ударное усилие.
Обработка отверстий – это целый ряд технологических операций, целью которых является доведение геометрических параметров, а также степени шероховатости внутренней поверхности предварительно выполненных отверстий до требуемых значений. Отверстия, которые обрабатываются при помощи таких технологических операций, могут быть предварительно получены в сплошном материале не только при помощи сверления, но также методом литья, продавливания и другими способами.
Конкретный способ и инструмент для обработки отверстий выбираются в соответствии с характеристиками необходимого результата. Различают три способа обработки отверстий – сверление, развертывание и зенкерование. В свою очередь эти методы подразделяются на дополнительные технологические операции, к которым относятся рассверливание, цекование и зенкование.
Чтобы понять особенности каждого из вышеперечисленных способов, стоит рассмотреть их подробнее.
Сверление
Чтобы обрабатывать отверстия, их необходимо предварительно получить, для чего можно использовать различные технологии. Наиболее распространенной из таких технологий является сверление, выполняемое с использованием режущего инструмента, который называется сверлом.
При помощи сверл, устанавливаемых в специальных приспособлениях или оборудовании, в сплошном материале можно получать как сквозные, так и глухие отверстия. В зависимости от используемых приспособлений и оборудования сверление может быть:
- ручным, выполняемым посредством механических сверлильных устройств или электро- и пневмодрелей;
- станочным, осуществляемым на специализированном сверлильном оборудовании.
Использование ручных сверлильных устройств является целесообразным в тех случаях, когда отверстия, диаметр которых не превышает 12 мм, необходимо получить в заготовках из материалов небольшой и средней твердости. К таким материалам, в частности, относятся:
- конструкционные стали;
- цветные металлы и сплавы;
- сплавы из полимерных материалов.
Если в обрабатываемой детали необходимо выполнить отверстие большего диаметра, а также добиться высокой производительности данного процесса, лучше всего использовать специальные сверлильные станки, которые могут быть настольными и стационарными. Последние в свою очередь подразделяются на вертикально- и радиально-сверлильные.
Рассверливание – тип сверлильной операции – выполняется для того, чтобы увеличить диаметр отверстия, сделанного в обрабатываемой детали ранее. Рассверливание также выполняется при помощи сверл, диаметр которых соответствует требуемым характеристикам готового отверстия.
Такой способ обработки отверстий нежелательно применять для тех из них, которые были созданы методом литья или посредством пластической деформации материала. Связано это с тем, что участки их внутренней поверхности характеризуются различной твердостью, что является причиной неравномерного распределения нагрузок на ось сверла и, соответственно, приводит к его смещению. Формирование слоя окалины на внутренней поверхности отверстия, созданного с помощью литья, а также концентрация внутренних напряжений в структуре детали, изготовленной методом ковки или штамповки, может стать причиной того, что при рассверливании таких заготовок сверло не только сместится с требуемой траектории, но и сломается.
При выполнении сверления и рассверливания можно получить поверхности, шероховатость которых будет доходить до показателя Rz 80, при этом точность параметров формируемого отверстия будет соответствовать десятому квалитету.
Зенкерование
При помощи зенкерования, выполняемого с использованием специального режущего инструмента, решаются следующие задачи, связанные с обработкой отверстий, полученных методом литья, штамповки, ковки или посредством других технологических операций:
- приведение формы и геометрических параметров имеющегося отверстия в соответствие с требуемыми значениями;
- повышение точности параметров предварительно просверленного отверстия вплоть до восьмого квалитета;
- обработка цилиндрических отверстий для уменьшения степени шероховатости их внутренней поверхности, которая при использовании такой технологической операции может доходить до значения Ra 1,25.
Если такой обработке необходимо подвергнуть отверстие небольшого диаметра, то ее можно выполнить на . Зенкерование отверстий большого диаметра, а также обработка глубоких отверстий выполняются на стационарном оборудовании, устанавливаемом на специальном фундаменте.
Ручное сверлильное оборудование для зенкерования не используется, так как его технические характеристики не позволяют обеспечить требуемую точность и шероховатость поверхности обрабатываемого отверстия. Разновидностями зенкерования являются такие технологические операции, как цекование и зенкование, при выполнении которых используются различные инструменты для обработки отверстий.
- Зенкерование следует проводить в процессе той же установки детали на станке, при которой осуществлялось сверление отверстия, при этом из параметров обработки меняется только тип используемого инструмента.
- В тех случаях, когда зенкерованию подвергается необработанное отверстие в деталях корпусного типа, необходимо контролировать надежность их фиксации на рабочем столе станка.
- Выбирая величину припуска на зенкерование, надо ориентироваться на специальные таблицы.
- Режимы, на которых выполняется зенкерование, должны быть такими же, как и при осуществлении сверления.
- При зенкеровании должны соблюдаться те же правила охраны труда и техники безопасности, как и при сверлении на слесарно-сверлильном оборудовании.
Зенкование и цекование
При выполнении зенкования используется специальный инструмент – зенковка. При этом обработке подвергается только верхняя часть отверстия. Применяют такую технологическую операцию в тех случаях, когда в данной части отверстия необходимо сформировать углубление для головок крепежных элементов или просто снять с нее фаску.
При выполнении зенкования также придерживаются определенных правил.
- Выполняют такую операцию только после того, как отверстие в детали будет полностью просверлено.
- Сверление и зенкование выполняются за одну установку детали на станке.
- Для зенкования устанавливают небольшие обороты шпинделя (не больше 100 оборотов в минуту) и применяют ручную подачу инструмента.
- В тех случаях, когда зенкование осуществляется цилиндрическим инструментом, диаметр цапфы которого больше диаметра обрабатываемого отверстия, работу выполняют в следующей последовательности: сначала сверлится отверстие, диаметр которого равен диаметру цапфы, выполняется зенкование, затем основное отверстие рассверливается на заданный размер.
Целью такого вида обработки, как цекование, является зачистка поверхностей детали, которые будут соприкасаться с гайками, головками болтов, шайбами и стопорными кольцами. Выполняется данная операция также на станках и при помощи цековки, для установки которой на оборудование применяются оправки.
Развертывание
Процедуре развертывания подвергаются отверстия, которые предварительно были получены в детали при помощи сверления. Обработанный с использованием такой технологической операции элемент может иметь точность, степень которой доходит до шестого квалитета, а также невысокую шероховатость – до Ra 0,63. Развертки делятся на черновые и чистовые, также они могут быть ручными или машинными.
