Технологии сверления металлов

Необходимые инструменты

Профессиональные свёрла для металла

(например, Bosch, Makita, Metabo или Hawera) изготавливаются исключительно из быстрорежущей стали HSS. Некоторые покрываются защитным слоем, который повышает их износоустойчивость при сверлении.

Ручной инструмент — дрель и свёрла следует выбирать тщательно. Если в этой области нет опыта, необходимо получить консультацию у работника магазина. Не всегда покупка дорогого бура высокого класса даёт гарантию его долгой службы.

Соблюдение технологии получения отверстий

в металле и правильно подобранное сверло значительно увеличивает срок его службы и предохраняет от преждевременного износа. Основные правила эксплуатации режущего инструмента:

• Подбор подходящего типа буравчика для сверления металла определённой твёрдости. Многие производители разработали целые программы, по которым можно подобрать подходящий инструмент.
• Выбор режимов резания, установка правильной скорости вращения.
• Правильно подобранная подача, применение соответствующей силы нажима на режущий инструмент.
• Применение охлаждения. Рекомендуется эмульсия на базе масла.
• Правильное крепление материала (например, в тисках).
• Крепление дрели к стойке, точно и перпендикулярно.
• Применение расширенного набора прокладок при сверлении сквозных отверстий.

Технологический процесс

Сверление — это процесс удаления с помощью бура небольших частей обрабатываемого материала, стружки. Во время бурения повышается температура заготовки. Режущее усилие приводят к повреждению, сила трения вызывает изменение геометрии режущей кромки, плюс высокая температура, в итоге инструмент постепенно тупится.

Большинство свёрл изготавливают из быстрорежущей стали

с различным содержанием кобальта

Очень важно, чтобы оно было правильно заточено: режущие кромки были равной длины, перемычка между ними находилась по оси режущего инструмента

Бур-сверло с коррекцией фаски имеют меньшую перемычку, за счёт этого удлиняются режущие кромки. Такими свёрлами можно сверлить отверстие без предварительной разметки керном.

Выбор свёрл зависит от типа выполняемой работы

. Оптимальными являются свёрла NWKa HSS Baildon для сверления:

• конструкционной стали;
• чугуна;
• латуни;
• бронзы;
• алюминия;
• пластмассы;
• дерева.

Выбор инструмента для глубокого отверстия

В первую очередь инструмент для глубокого резания должен соответствовать агрегату, на котором вы собираетесь производить операции резания. Хвостовик должен соответствовать патрону станка или автомата. Причем сверла для глубокого сверления должны обязательно устанавливаться на специально предназначенные для этих операций агрегаты.

Если при обработке нужно жестко исключить отклонение оси при сохранении высокой точности, лучше использовать цельное твердосплавное ружейное сверло.

Если обрабатываемый материал при обработке распускается на длинную стружку, следует применять инструмент со стружечными канавками с высокой чистотой поверхности. При работе с алюминиевыми сплавами используйте инструмент с одним лезвием и заточкой режущей кромки под 180 градусов.

В остальном следует выбирать инструмент в зависимости от длины и диаметра необходимого отверстия.

Поговорим о «перьях» по дереву

Очень часто домашние мастера используют перовые сверла для сверления дерева, как обычного, так и клееного. В чем их преимущества и недостатки — читайте в этой статье.

Перовое сверло(далее пёрка) используют при сверлении в дереве отверстий большого диаметра, самое важное тут в том, что качество среза не должно волновать мастера, края отверстия получаются немножко неровные и «волосатые». Однако, если вам нужно провести водопроводную трубу из подполья в дом через половую доску — то лучшего сверла не найти, имеется в виду цена-качество

Конечно, отверстия большого диаметра вы также можете просверлить с помощью сверла Форстнера, однако заметим, что фоснер не сможет просверлить глубоко. Длина «пера» примерно 18 см, тогда как сверло Форстнера очень короткое, сантиметров 10 и все-таки оно больше подходит для сверления чистовых отверстий большого диаметра(до 60 мм).

Плюсы этого расходника:

Низкая цена (если сравнивать с другими сверлами по дереву)

Множество диаметров (подберете для ваших работ)

Универсальность (народ сверлит ими даже листовой металл/жесть)

Есть возможность удлинить сверло еще на 300 мм

Пёрка по дереву имеет центр, с помощью которого идет первоначальное заглубление в дерево и 2 режущих зубца по краям, которые обчерчивают круг и врезаются по окружности. Сверлить им очень легко, особенно если диаметр требуется до 30 мм. Свыше 30 мм сверлится уже похуже. Для работы вам понадобиться обычная дрель, можно даже с небольшой мощностью 500 Ватт. Также можно сверлить и шуриком и перфачом.

На видео ниже — мастер работает разными видами перок, всех уделало советское с толстым хвостовиком. Но такие уже не найти в продаже ))

Размерный ряд перовок начинается с 10 мм и заканчивается довольно большим диаметром 60 мм. Если вам необходимо просверлить отверстие свыше 60 мм, то тогда вам на помощь придут кольцевые пилы, так называемые коронки. Конечно, их стоимость будет повыше, все потому, что они идут, как правило, в наборах.

Еще на заметку: Шарошки по металлу — какие и для чего лучше

Как увеличить глубину сверления «пером»?

Ответ просто — в продаже вы можете найти специальные удлинители, которые стоят в районе 100 рублей, но подходят для большинства размеров. Выглядят они вот так:

Вставили пёрку, зажали шестигранным ключиком на 3 мм и можно работать. Длина такого удлинителя — 300 мм. Конечно, для сверления глубоких отверстий большого диаметра лучше использовать винтовые сверла, поскольку перка с удлинителем — та еще конструкция, хлипкая что и говорить.

Ну и заметим, что также в выпиливании большого диаметра в дереве нам помогут специальные пилки для лобзика, предназначенные для изогнутого пиления. Вы просто сначала просверлите доску обычным сверлом по дереву или металлу(диаметр сантиметров 5-6), потом вставите пилку для лобзика и начнете пилить по кругу. Конечно, трудновато будет выпилить лобзиком идеально круглое отверстие диаметром меньше 80 мм, но что делать, если нет выбора.

В общем и целом, «перо» — отличный вариант в категории цена-качество, когда необходимо сделать «дырку» диаметром 14-50 мм, неглубокое(до 150 мм). В таких случаях не стоит искать что-то особенное, покупайте перо, оно отработает на отлично, кроме того, вы не потратите много денег, поскольку цена на такие сверла невелика(если сравнивать с теми же винтовыми или с Форстнером).

Продаются перьевые сверла как по раздельности, так и в наборах, которые включают самые востребованные диаметры. В арсенале домашнего мастера обязательно должен быть и такой инструмент, желательно как минимум 4-5 диаметров.

Типы оборудования

Сверление начинается с подготовки инструментов для работы. Делать дырки можно с помощью шуруповёрта, дрели или специального сверлильного станка.

Чтобы сделать дырку, необходимо подобрать соответствующее оборудование. Для металлических заготовок нужно выбирать специализированную оснастку, которая подходит именно для этого материала. Связано это с тем, что оборудование для дерева, бетона или керамической плитки имеют разную заточку и форму. Оснастка для металлических изделий маркируется буквами HSS.

Рабочая часть инструмента покрывается нитрид-титановым покрытием, которое увеличивает их прочность и износоустойчивость. Для твердых сталей используется другая оснастка, которая обозначается P18. Прочность инструмента увеличивается при добавлении в его состав кобальта. Пример маркировки — Р6М5К5.

Чтобы сверлить легированную сталь, используются сверла, у которых наконечник изготовлен из твердого сплава. С их помощью можно сверлить любые металлические заготовки, однако из-за высокой цены это не рентабельно.

Когда отверстие сделано, можно подобрать сверло под резьбу. Его диаметр будет зависеть от используемой ранее оснастки. Чтобы делать дырки разного диаметра в металлических листах малой толщины, можно использовать конусные сверла.

Можно ли сверлить сверлом по бетону?

Часто возникают ситуации, когда на строительной площадке сложно найти инструмент для сверления металлических изделий, но есть оснастка для работы с бетоном. Делать отверстия большого диаметра или в толстых металлических листах сверлами по бетону нельзя. В противном случае можно сломать оснастку или повредить обрабатываемую поверхность.

Как сверлить ступенчатым сверлом?

В продаже можно встретить ступенчатые конструкции для создания отверстия в металле различных диаметров. На одной оси закрепляется несколько свёрл разного диаметра. Они предназначены для создания дырок разного размера в тонколистовом металле. При работе нельзя торопиться и сильно давить на рукоять дрели.

Можно ли сверлить победитовым сверлом?

Любой мастер отделочных работ скажет, что сверление металла оснасткой из победита недопустимо. Победитовые сверла предназначены для твердых и, одновременно с этим, хрупких материалов. К ним относится натуральный камень, кирпич, бетон. При попадании в металл, сверло будет биться о поверхность и повреждать её, однако дырки не будет.

Победитовые сверла

Чем сверлить отверстия большого диаметра?

Сверление больших отверстий в металле требует использования соответствующей оснастки. Провести работу можно несколькими способами:

1. Коронка для металлических поверхностей. Представляет собой окружность требуемого диаметра с заточенными краями. По центру располагается сверло, которое пробивает металл. Далее на малых оборотах электродвигателя коронка делает отверстие выбранного диаметра. Во время проведения работ нужно использовать принудительное охлаждение острых краёв коронки и обрабатываемой поверхности.
2. Многоэтапная операция. Подразумевает под собой использование нескольких свёрл по металлу разного диаметра. Начинается работа с оснастки самого малого диаметра и увеличивается по мере сверления.
3. Конусообразная оснастка (ступенчатая). Предназначена для работы с тонколистовым металлом.

Строители рекомендуют использовать коронки. Однако при работе с ними требуется не повышать оборотов и следить за тем, чтобы все зубья, идущие по окружности, были целыми.

Как не затупить инструмент?

Инструмент тупится, поскольку перегреваются во время работы. Чтобы сохранить заточку, сверление следует проводить на низких оборотах. Не нужно зажимать кнопку включения инструмента до конца. При сверлении толстых заготовок нужно использовать охлаждающие жидкости или пасты.

Как сверлить дрелью?

Сверление металла дрелью предполагает соблюдение некоторых рекомендаций:

1. Для изготовления отверстия понадобится электродрель, керн, молоток, машинное масло и защитные очки.
2. Изначально сделать разметку.
3. Надеть защитные очки.
4. При малом давлении на дрель нужно выбрать положение малых оборотов и начать работу.
5. Нельзя забывать поливать обрабатываемое место с оснасткой охлаждающей жидкостью.

При соблюдении технологии и использовании качественных инструментов можно делать отверстия разного диаметра и глубины. Чтобы сверлить ровные отверстия или точно выбирать глубину, можно использовать устройство, которое называется «ограничитель глубины». Оно закрепляется на электродрель и настраивается под нужную глубину.

Сверление металла дрелью

Рассверливание отверстий

Отверстия диаметром более 25 мм обычно сверлят за два перехода: вначале сверлом меньшего диаметра, а затем — большего диаметра.

Диаметр первого сверла примерно равен длине поперечной режущей кромки второго сверла. Это позволяет значительно уменьшить силу резания при обработке сверлом большего диаметра.

При рассверливании рекомендуется подбирать размеры сверл в зависимости от наименьшего диаметра отверстия. Рассверливать можно только отверстия, предварительно полученные сверлением. Отверстия, полученные литьем, штамповкой, рассверливать не рекомендуется, так как в этих случаях сверло сильно уводит вследствие несовпадения центра отверстия с осью сверла.

Правила и приемы работы при рассверливании отверстий аналогичны правилам и приемам при сверлении.

Как сверлить дрелью?

Сверление металла дрелью предполагает соблюдение некоторых рекомендаций:

1. Для изготовления отверстия понадобится электродрель, керн, молоток, машинное масло и защитные очки.
2. Изначально сделать разметку.
3. Надеть защитные очки.
4. При малом давлении на дрель нужно выбрать положение малых оборотов и начать работу.
5. Нельзя забывать поливать обрабатываемое место с оснасткой охлаждающей жидкостью.

При соблюдении технологии и использовании качественных инструментов можно делать отверстия разного диаметра и глубины. Чтобы сверлить ровные отверстия или точно выбирать глубину, можно использовать устройство, которое называется «ограничитель глубины». Оно закрепляется на электродрель и настраивается под нужную глубину.

Сверление металла дрелью

Конструктивные особенности и разновидности

Существуют разные виды свёрл по металлу, которые отличаются друг от друга функциональными возможностями и конструктивными особенностями.

Стержень сверла для работ по металлу специальным образом разрабатывают для того, чтобы решить определённые технологические задачи и учесть все характеристики материала.

Многие специалисты советуют правильно понимать конструктивные особенности такого инструмента

Очень важно, чтобы при помощи этих инструментов, предназначенных для работ по металлу, можно было выполнить сверление различных материалов:

• керамика;
• кирпич;
• различные виды полимерных материалов;
• бетон.

Свёрла для обработки металла имеют следующие элементы:

• Хвостовик, который предназначен для фиксирования инструмента в патроне.
• Режущая часть, которая выполняет основную функцию по сверлению металла.
• Рабочая поверхность, которая отвечает за удаление все металлической стружки из зоны обработки.

Разновидности:

1. Спиральные.
2. Конусные.
3. Плоские.
4. Корончатые.

Спиральные и конусные сверла

Спиральное сверло наиболее распространённое. Используется для получения правильных отверстий. Конструкция у него выглядит как цилиндрический стержень, сбоку которого имеются спиральные набивки.

Одна или несколько штук, которые охватывают всю часть инструмента. Именно эти элементы, которые выглядят как винтовые канавки, обеспечивает правильный вывод стружки из отверстия.

Диаметры самых распространённых спиральных инструментов могут доходить до восьмидесяти миллиметров. Они активно используются на производствах и в домашних условиях.

Очень маленькую область применения имеют левосторонние спиральные инструменты, но без них нельзя обойтись в случаях, когда из отверстия нужно высверлить болт со сломанной головкой или крепёж, который нельзя выкрутить другим способом. Отличить такое сверло от правостороннего очень просто. Необходимо посмотреть на спиральную канавку, в какую сторону она закручена.

Свёрла повышенной точности обычно выбирают домашние мастера, которым нужен отличный результат обработки. Этот инструмент можно узнать по маркировке A1. Такие свёрла позволяют делать отверстия с очень точным диаметром, выдержанным до долей миллиметра.

Конусные — это категория, которая относится к инструменту со ступенчатой и гладкой рабочей поверхностью. Используются они при выполнении отверстий в металлических изделиях с маленькой толщиной.

Они также обеспечивают лёгкую центровку отверстия на начальном этапе сверления. Но главное достоинство применения таких свёрл заключается в том, что с их помощью можно получить отверстия разных диаметров.

Плоские

• они имеют плоскую рабочую форму, также их можно назвать перьевыми;
• они нечувствительны к перекосу, нельзя повредить в процессе обработки;
• простота конструктивного исполнения;
• недорогие.

Но есть и недостатки:

• Нельзя сверлить отверстия большого размера.
• Отсутствует автоматический отвод стружки (геометрическое строение этого свёрла не предполагает этой функции).

Виды свёрл со специальной режущей кромкой

Корончатые.Это тип сверлильного инструмента выполнен в виде металлического стаканчика и на торцевой части его имеются режущие зубья, которые используют для создания в металле отверстия большого диаметра. Зубья в них изготовлены из твёрдого сплава или они имеют алмазное напыление.

Кобальтовые. Это инструмент, созданный на основе стали (быстрорежущий), легированный кобальтом. Кобальт придаёт ему высочайшую прочность, а также стойкость к деформации при механическом и термическом воздействии.

Благодаря этой характеристике инструмент кобальтового типа с успехом используют для сверления отверстий из высокопрочных сплавов и вязких металлов. Высокая стоимость этого изделия полностью оправдана своими характеристиками.

Твердосплавные. У него на режущей части фиксируется вся твердосплавная пластина. Основной стержень инструмента изготовлен из инструментальной стали.

Для изготовления таких пластин используется карбидный сплав, он очень твёрдый и износостойкий. При изготовлении таких пластин их затачивают. Он не подлежат вторичной заточке, применяются при сверлении металла большой толщины.

Технология сверления

Процесс предполагает последовательное удаление слоя металла в окружности заданного диаметра с помощью режущего инструмента. Сверление металла объединяет два вида движения – вращательное и поступательное. Чтобы получить необходимые размеры отверстия в металлических заготовках необходимо точно выдерживать следующие параметры технологического процесса:

• скорость вращения режущего инструмента;
• скорость горизонтального или вертикального перемещения (в зависимости от взаимного расположения заготовки и сверла).

Отверстие в металле получается с заданными параметрами только при правильно выполненной подготовительной и основной операции, а также выборе необходимого оборудования и режущего инструмента. Часто для получения требуемой точности выполняют предварительное сверление. Оно называется черновое. Производится операция с пониженным классом точности. Далее осуществляется операция чистовой обработки с применением высокоточных станков и инструмента для металлических заготовок.

Во всех случаях для получения необходимого отверстия применяют различные виды свёрл. На сверлильных станках патрон с зафиксированным сверлом вращается и подводится к поверхности заготовки. На металлорежущих станках сверло закрепляется в задней бабке станка, а заготовка вращается. Второй способ позволяет получить более высокую точность отверстия и стенок полученного отверстия.

В зависимости от задач для обоих методов применяют следующие виды свёрл:

• спиральные (наиболее распространённый вид этого инструмента);
• с напаенными пластинками на режущую кромку;
• центровочные;
• пушечные;
• перьевые (применяются для сверления отверстий в заготовках из любых пород древесины).

Спиральные свёрла своей поперечной кромкой оказывают давление на поверхность металла. На этот процесс приходится более 65% усилия при вращательном и поступательном движении. В этот момент происходит значительное повышение температуры, как поверхности заготовки, так и передней кромки сверла. Поэтому необходимо правильно соблюдать тепловой режим в процессе сверления.

Для ускорения процесса резания в спиральных свёрлах применяют так называемую двойную заточку. Она позволяет более эффективно работать по наиболее твердым маркам металла, в том числе по чугуну. Такая заточка приводит к увеличению ширины стружки, снижается величина главного угла, повышается стойкость и долговечность сверла.

Технология создания центровочных отверстий предполагает применение специальных центровочных свёрл. Они изготавливаются из инструментальной стали и имеют двустороннюю комбинированную конструкцию.

Нанесение на режущую кромку сверла пластин, обладающих повышенной прочностью, позволяет использовать их для сверления изделий из чугуна, металла повышенной твёрдости, плотных строительных конструкций (из бетона, камня, керамического гранита и так далее).

Перовые свёрла отличаются конструкцией режущей кромки. Она выполнена в форме пластин. Обычно они применяются для изготовления отверстий в древесных заготовках. Иногда специальные перовые свёрла применяются для изготовления отверстий в твёрдых поковках и некоторых видах литья.

Развертывание

В ходе процесса инструмент, называющийся развертка, снимает микроскопическую стружку со стенок отверстия. Развертывание делают или вручную или на станках (чаще всего это стационарные станки).

У развертывания также есть свои правила:

1. Нужно точно придерживаться величины припуска, согласно специальных таблиц.

2. Если развертывание делается вручную, его нужно проводить в 2 этапа: сначала черновое, а потом чистовое.

3. Во время развертывания отверстия в заготовке из стали поверхность, которая обрабатывается, нужно подвергать смазке эмульсией (подходит также минеральное масло). Если заготовка из чугуна, смазки не требуется.

4. Если развертывание делается вручную, его нужно делать исключительно по ходу часовой стрелки. Иначе стенки могут быть повреждены стружкой. Кстати, отверстие нужно время от времени очищать от нее.

5. Сверление и развертывание отверстий нужно производить в ходе одного «подхода», не вынимая детали из креплений и производя обработку детали двумя инструментами по очереди.

Общие сведения

Важно понимать, какие именно инструменты потребуются для того или иного типа работ, чтобы отверстия были требуемого диаметра и в строго отмеченном месте, а также какие меры по безопасной работе помогут избегать травм

Сверла, инструменты и приспособления

Главными инструментами для просверливания будут электрические и ручные дрели, а еще возможно и сверлильные станки. Рабочим органом таких инструментов является сверло, которое бывают разных форм.

Производство сверл разных видов нормируется по множеству ГОСТов. Сверла с диаметром до 0.2 см не имеют маркировки, до 0.3 см – на хвостовике есть сечение и даже марка стали, а большие диаметры могут содержать дополнительную информацию. Для того, чтобы получать отверстия определенного диаметра, потребуется взять сверло на пару десятых миллиметров меньше, и чем лучше оно будет заточено, тем меньше получится разница.

Кстати, сверла отличаются не только по диаметру, но еще и по длине – есть короткие, длинные и удлиненные

Важной информацией будет и предельная твердость материала,  который вы планируете обрабатывать. Хвостовик сверл бывает цилиндрическим и коническим, и это обязательно следует иметь в виду при выборе сверлильного патрона или даже переходной втулки

Для определенных типов работ и материал может потребоваться выполнение особой заточки. Чем тверже будет металл обработки, тем острее должна быть заточена кромка. Для тонких листов металла обычное спиральное сверло может попросту не подойти, и тут потребуется инструмент с особой заточкой. Подробные рекомендации для разных видов сверл и металлов обработки (твердость, толщина и разновидность отверстия) достаточно обширные, поэтому рассматривать их в этой статье мы не будем.

Перед креплением деталей до сверления следует использовать тиски, кондукторы, упоры, уголки, прихваты с болтами и прочие приспособления. Это не просто требования по ТБ, так действительно удобнее, и тогда получаются более качественные отверстия. Для снятия фаски и обработки поверхности канала следует применять зенковку цилиндрической или конической формы, а для наметки точки для сверления и чтобы оно не соскакивало, нужен кернер и молоток.

Полезный совет! Лучшими сверлами  даже сейчас считают те, что были выпущены при ССР – тогда было точное следование геометрии и составу металла. Еще хорошими являются немецкие «Руко» с напылением из титана, а также сверла от ВОSСН, потому что это проверенное качество. Прекрасные отзывы получили приборы от Хейсер – они мощные и обычно с большим диаметром

Прекрасно смогли себя показать сверла от фирмы «Зубр», и отдельное внимание стоит уделить серии производителя «Кобальт»

Режимы работы

Наверняка вам интересно, как расширить при необходимости отверстие в металле без сверления, но это мы рассмотрим чуть позже

А сейчас поговорим о том, насколько важно правильно закрепить и направить сверло, а еще выбрать режим резки. При создании отверстий в металле путем сверления важным фактором будет число оборотов сверла, а также усилие на подачу, которое прилагается к сверлу, направленное по оси, и обеспечивает углубление сверла при одном обороте

Во время проведения работ с разными металлами и сверлами стоит применять разные режимы резки, и при этом чем тверже обрабатываемый металл, а также чем больше диаметр сверла, тем меньше будет рекомендуемая скорость резки. Показателем правильного режима будет длинная и красивая стружка.