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.

Трещотка (рис. 155) применяется для сверления отверстий диаметром до 19-30 мм в труднодоступных местах.
Трещотка состоит из шпинделя 1, который охватывается вилкой рукоятки 2. На шпинделе закреплено храповое колесо 3 с зубьями, направленными в одну сторону. На одном конце шпинделя имеется отверстие для закрепления сверла, а на другой навинчивается высокая граненая гайка 4, с конусным свободно вращающимся упором 5. В вилке рукоятки шарнирно укреплена собачка 6, которая под действием пружины 7 заскакивает в промежутки между зубьями храпового колеса. При повороте рукоятки по часовой стрелке собачка через храповое колесо вращает шпиндель, а вместе с ним и закрепленное сверло. Высокая гайка при этом свинчивается со шпинделя и, упираясь в неподвижную опору или скобу, создает необходимое давление подачи на сверло, которое, вдавливаясь в изделие, просверливает в нем отверстие. При повороте рукоятки в обратном направлении собачка скользит по зубьям храповика и шпиндель остается неподвижным.

Работа трещоткой производится следующим образом. Рукояткой вращают шпиндель по часовой стрелке на 1/4 оборота, а затем отводят назад. Рукоятку трещотки делают достаточно длинной (300-400 мм) для того, чтобы облегчить усилие при рабочем движении.
Темп работы трещоткой - 6-8 оборотов сверла в минуту. Величина подачи на один оборот сверла составляет около 0,1 мм.
Несмотря на медленный темп работы, трещотки имеют широкое применение, так как дают возможность сверлить отверстия больших диаметров и в таких местах, где нельзя применить другие приспособления для сверления.
Коловорот - простейший прибор для сверления отверстий. Применяют его для сверления мелких отверстий в дереве, фибре и мягких металлах, для завинчивания и отвинчивания шурупов и винтов, притирки клапанов и т. п.
Коловорот (рис. 156) состоит из изогнутого стального стержня, на верхнем конце которого имеется свободно вращающаяся упорная шляпка, а на нижнем конце укреплен патрон. На колене посажена свободно вращающаяся вокруг своей оси деревянная ручка.

Работа коловоротом производится следующим образом: на шляпку нажимают левой рукой или грудью и этим создают усилие подачи сверла, а правой рукой вращают ручку коловорота.
Винтовая дрель (рис. 157) применяется для сверления отверстий диаметром не более 3 мм; она состоит из шпинделя, имеющего на стержне четырехзаходную резьбу, по которой свободно перемещается гайка. На верхний конец шпинделя надевается рукоятка, в которой конец шпинделя вращается свободно, а на нижнем конце крепится головка или патрон, в которых зажимается сверло. Если левой рукой произвести давление на рукоятку, а правой перемещать гайку на нарезке вниз и вверх, шпиндель и сверло будут вращаться то в одну, то в другую сторону и производить сверление изделия. Сверла при этом применяются перовые двусторонние.
Если у такой же дрели под гайкой установить спиральную пружину, а в нижней части шпинделя закрепить маховичок, то вращение шпинделя при перемещении гайки вниз и вверх будет происходить только в одну сторону.
Это осуществляется следующим образом: гайку двигают быстро вниз, затем выпускают из руки; тогда она под действием сжатой пружины, вращаясь, поднимается вверх по нарезке шпинделя, а маховичок в это время под действием силы инерции продолжает вращать шпиндель в том же направлении; затем гайку снова быстро опускают вниз и тем самым ускоряют вращение шпинделя и сверла. Благодаря такому приспособлению в винтовой дрели можно применять односторонние перовые или спиральные сверла, которыми сверлить гораздо легче.
Ручная дрель с зубчатой передачей (рис. 158) применяется для сверления отверстий диаметром до 8 мм,

Дрель состоит из корпуса 1, поднагрудной тарелки 2, рукоятки 3, шпинделя 4, самоцентрирующего трехкулачкового патрона 5 и ручки 6 для удержания дрели при сверлении.
Шпиндель приводится во вращательное движение парой конических шестерен 7 и 8 при помощи рукоятки 3. Шпиндель имеет две скорости, изменение которых производится кулачковой муфточкой 9.
Прием сверления ручной дрелью состоит в следующем: сверло зажимают в патроне, левой рукой удерживая дрель за ручку 6, устанавливают сверло в намеченное для сверления место. Затем нажимают грудью на тарелку 2 и правой рукой вращают рукоятку 3. При вращении ручки движение передается через конические шестерни сверлу.
В процессе сверления необходимо следить за тем, чтобы сверло точно направлялось по оси отверстия, а ось сверла совпадала с осью дрели.
Дрель с зубчатой передачей делает до 300 об/мин.

Пневматическая дрель (рис. 159) устроена так, что вращение сверла осуществляется с помощью сжатого (до 5 атм) воздуха и может применяться только в тех мастерских, которые располагают компрессорной установкой для получения сжатого воздуха. Ручные пневматические дрели выпускаются различными по размеру, весу и мощности и предназначаются для сверления отверстий диаметром до 50 мм, завертывания винтов, болтов, гаек и выполнения других работ. В зависимости от количества воздуха, подаваемого в корпус дрели, число оборотов сверла регулируется в пределах 50-2500 в минуту.
Сжатый воздух по резиновому шлангу, присоединенному к ниппелю 1, поступает в корпус дрели и благодаря своему действию на золотники и поршни приводит сверло во вращательное движение.
Подача воздуха регулируется поворотом ручки 2 вокруг своей оси.
Усилие на сверло производится или повертыванием маховичка 3, который свободно вращающимся центром упирается в неподвижную опору (скобу), или - в небольших дрелях - нажатием грудью по принципу дрели с зубчатой передачей.
При работе пневматической дрелью, особенно когда нажатие на дрель производится руками или грудью (без помощи скобы), следует внимательно следить за вращением шпинделя и в случае замедления его движения немедленно выключить дрель.
Электрическая дрель (рис. 160) - наиболее распространенный в слесарных мастерских прибор для сверления отверстий, постепенно вытесняет существующие дрели и трещотки.

Электродрель, или электросверлилка, имеет небольшой электромотор, помещенный в алюминиевом корпусе 1. На конце вала электромотора закрепляется патрон 2, в котором зажимается сверло. Слесарь удерживает дрель в работе обеими руками за ручки 3, жестко соединенные с корпусом, и устанавливает ее так, чтобы центр сверла точно совпадал с намеченным кернером центром будущего отверстия; затем он грудью нажимает на специальный упор 4, расположенный в верхней части корпуса, и кнопкой, помещенной в коробке 5, включает мотор. Электродрель может работать от обычной электросети напряжением 120 или 220 вольт.
Число оборотов сверла электродрели 1000-1200 в минуту. В зависимости от конструкции и мощности мотора, электродрелью можно сверлить отверстия диаметром от 2 до 25 мм.
Электродрели применяют в тех случаях, когда изделие нельзя поместить на сверлильный станок или когда необходимо просверлить отверстие, не снимая детали с машины.

Столярные и плотничные работы Коршевер Наталья Гавриловна

Инструменты для сверления

Инструменты для сверления

Сверлильный инструмент отличается разнообразием. Он используется для изготовления отверстий для панелей, круглых шипов и болтов, им высверливают сучки (отверстия от сучков заделывают потом пробками).

По ходу работы вам обязательно понадобится дрель с набором сверл (рис. 32).

Рис. 32. Набор сверл по дереву: а – центровое с плоской головкой («перка»); б – винтовое; в – спиральное; г – пробочное; д – зенковочное.

Сверлением чаще всего производят выборку круглых отверстий и гнезд под шипы, шурупы, болты.

Сверла, которые используют столяры и плотники, отличаются от тех, что применяют для сверления металла и других материалов. У них по-другому заточены режущие кромки, и находятся они главным образом в нижней части сверла.

Центровое сверло с плоской головкой (перовое сверло, «перка») используется для сверления цилиндрических отверстий под вставные круглые шипы. Центровыми сверлами (рис. 32, а) сверлят сквозные отверстия поперек волокон. Работать с ними достаточно трудно, так как они плохо выбрасывают стружку наружу. Центровое сверло представляет собой стержень, который оканчивается внизу режущей частью, состоящей из подрезателя, лезвия и направляющего центра (острия). Сверла выпускают с градацией через 2 мм от 10 до 60 мм и длиной 120 и 250 мм.

Для сверления глубоких отверстий поперек волокон или сквозных отверстий в заготовках, имеющих большую толщину, часто применяют сверла с винтовой частью (рис. 32, б). По форме их разделяют на винтовые, шнековые и штопорные . На конце таких сверл расположен винт с мелкой резьбой. При сверлении такими сверлами отверстия получаются чистыми, так как стружка легко удаляется по винтовым канавкам.

Спиральные сверла (рис. 32, в) также дают точные и чистые отверстия.

Пробочное сверло (рис. 32, г) позволяет высверливать отверстия достаточно больших диаметров. Его рабочая часть представляет собой цилиндр с диаметральным резцом внутри и круговым подрезателем на боковой поверхности. Обычно такое сверло применяют для высверливания сучков или посадочных гнезд под четырехшарнирные петли.

Зенковочным сверлом (или конической зенковкой), рабочая часть которого выполнена в виде конуса с продольными канавками к центру, рассверливают отверстия под головки шурупов и болтов (рис. 32, д).

Все виды сверл могут применяться как для сверления ручными немеханизированными приспособлениями (коловоротами, спиральными дрелями), так и ручными механическими дрелями, а также сверлильными станками.

Электродрель предназначена для сверления отверстий в массиве древесины. Этот инструмент состоит из электромотора, который через последовательную цепь креплений соединяется со шпинделем патрона для сверла. Чаще всего для этой операции используются спиральные сверла. Кроме прямого назначения, электродрель применяют для полировки, шлифовки, размешивания красок и т. д.

В ходе работы сверло должно проникать в массив постепенно, без рывков и толчков. Если необходимо сделать сквозное отверстие, то нажим на древесину по мере продвижения сверла необходимо уменьшить.

Коловорот (рис. 33) применяют для ручного сверления отверстий сверлами различного назначения.

Рис. 33. Коловорот.

Буравом (рис. 34) сверлят глубокие отверстия, с помощью буравчика диаметром 2–10 мм (рис. 35) получают неглубокие.

Рис. 34. Бурав.

Рис. 35. Буравчик.

Для того чтобы наметить центр отверстия, его накалывают шилом. Сверло должно быть хорошо заточено, только тогда отверстие получится точным. Затем сверло необходимо прочно закрепить в патроне коловорота или дрели. При работе с дрелью или коловоротом нужно следить за тем, чтобы ось их вращения совпадала с осью отверстия.

Сквозные отверстия делают по точной разметке с двух сторон детали. При сверлении с одной стороны детали перед выходом сверла на другую сторону нажим на ручку головки коловорота (или рукоятку дрели) следует несколько ослабить, чтобы предотвратить откол, отщеп или трещину в детали. Еще один способ избежать этого – подложить под деталь доску.

Строгальные инструменты Чтобы убрать остающиеся на поверхности древесины после распиловки шероховатости, покоробленность, риски, применяют такой вид обработки, как строгание. На рисунке 33 показано, из каких элементов состоят инструменты для строгания. Рис. 33. Элементы