Чем просверлить отверстие в металле 25 мм. Как сверлить металл

Сверловка – одна из наиболее часто выполняемых домашним мастером операций. И любой мастер сталкивался с проблемами при сверловке, особенно, если работа тонкая. А тонкая работа чаще всего и встречается: ушло сверло на полмиллиметра – дверца мебели перекошена или простой крючок для полотенца в ванной встал наискось, и пересверлить нельзя: плитка только что положена. Изящество и «дубовость» несовместимы, поэтому нужно знать, как правильно сверлить дрелью.

Безопасность

По электробезопасности имеющийся в широкой продаже электроинструмент относится к II классу: двойная рабочая изоляция, допустимо пользование без дополнительного заземления, т.е. такую дрель можно через переходник включать в обычную, не евро, розетку. На «железных базарах» можно встретить инструмент I класса («промышленный»), с клеммой заземления на металлическом корпусе. В быту его применять опасно, да и патрон его чаще всего под сверло с коническим хвостовиком (конусом Морзе), непригодным для ударно-вращательного сверления. Поэтому не берите такую дрель, даже если она мощная и недорогая.

I класс обозначается на шильдике дрели, а если обозначения нет, корпус частично или полностью пластиковый, и шнур с евровилкой – это инструмент II класса. III класс – электроинструмент на рабочее напряжение до 42 В (низковольтный) можно узнать по обозначению класса на шильдике и по специальной вилке с плоскими накрест расположенными контактами. Для дома он пригоден, но неудобен: нужен мощный понижающий трансформатор.

По защите от попадания посторонних предметов и влаги электроинструменты и оборудование маркируются буквами IP (Ingress Protection) с двумя цифрами после них: первая – от посторонних предметов, вторая – от влаги. Если защита по какой-либо позиции нулевая, вместо соответствующей цифры ставится буква Х. Так, дрель IP32 – может использоваться вне помещения в хорошую погоду; IPХ2 – только внутри, IP34 – снаружи в туман и моросящий дождь, а IP68 можно работать во время самума в Сахаре и под водой.

Важно: первая цифра 2 означает, что устройство защищено от проникновения пальцев; к примеру, бытовая розетка имеет степень защиты IP22. Но это ни в коем случае не значит, что, если патрон дрели с такой же степенью защиты схватить рукой во время работы, то он сам по себе остановится. Стандарт IP не гарантирует защиту от дурака.

Патрон

Обычный трехкулачковый патрон точен и хорош при вращательном сверлении. При ударно-вращательном сверло в нем быстро разбалтывается, а сам патрон теряет точность и может вовсе выйти из строя: лопается резьбовая обойма кулачкового механизма. Для работ по твердым хрупким материалам трехкулачковый патрон пригоден при эпизодическом использовании либо с алмазным рабочим органом в режиме только вращения.

В быстрозажимном патроне (его можно узнать по рифленой пластиковой обойме) сверло зажимается цангой. Такой патрон лучше держит сверло при ударно-вращательном сверлении, но менее точен и для тонких работ мало пригоден. Мощные дрели снабжаются двухгильзовым цанговым патроном – зажим и ослабление производятся разными кольцами.

Патрон SDS (Steck-Dreh-Sitzt, нем. «вставил-повернул-сидит» или Special Direct System, специальная прямая система, англ.) изобрели в фирме Bosh. Для строительных работ SDS подходит идеально: система фигурных пазов, см. рис., абсолютно надежно фиксирует рабочий орган по принципу китайской головоломки; замена же сверла производится всего двумя легкими движениями.

К сожалению, для слесарки и столярки SDS не годится: точность центровки сверла недостаточна. Переходник с трехкулачкового патрона на SDS смысла не имеет: он будет разбалтываться от вибрации, как и обычное сверло. Поэтому дрель SDS несовместима с обычной по посадке рабочего органа.

Примечание: посадка SDS бывает трех типов: SDS+, SDS Top и SDS Max. SDS Top применяется редко, как промежуточный и в общем-то неудачный вариант; SDS+ предназначен для одноручного инструмента весом до 5 кг; SDS Max – для тяжелого двуручного.

Мощность и обороты

Покупая ударно-вращательную дрель для общих работ, не нужно экономить на мощности. Запас мощности нужен для создания необходимого крутящего момента на малых оборотах. Внешняя характеристика коллекторного электродвигателя с последовательным возбуждением, применяемого в дрелях, близка к идеальной, но маломощный мотор на малых оборотах перегревается от большого тока. Также желательно приобрести, если нет в комплекте, переднюю накидную рукоятку.

Важны и максимальные обороты дрели. Алмазный инструмент буквально на глазах «съедается» при частоте вращения менее 1600-1700 об/мин; его нормальная рабочая частота вращения – от 2500 об/мин. Твердосплавному инструменту необходимо не менее 1500 об/мин. Если вы встретите дрель на 600-1200 об/мин – это специнструмент, для работ общего назначения непригодный.

Для точных работ по металлу лучше всего подходит простая, только с вращением, дрель небольшой мощности – 120-200 Вт. К ней очень полезна будет станина, превращающая дрель в настольный сверлильный станок. А если вы раскошелитесь еще и на поворотный стол к станине, то зубоврачебным бором можно будет фрезеровать мелкие детали.

Сеть или аккумулятор?

Аккумуляторная дрель домашнему мастеру нужна в двух случаях:

• Если работы на стороне – ваш более-менее регулярный приработок.
• Если у вас есть неэлектрифицированная дача или гараж.

В любом случае дорогая профессиональная дрель с литиевым аккумулятором и временем его заряда в 10-20 мин вряд ли себя окупит. Это вариант для профессионалов, работающих изо дня в день полную смену. А вам подойдет обычный щелочной аккумулятор, заряжаемый 4-8 часов. В крайнем случае, на отверстие-другое его можно «поднакачать» за полчаса.

Итог раздела

Все вышеописанное можно свести к следующим рекомендациям:

• Регулярные строительные работы, включая металлоконструкции – нужен перфоратор и ударная дрель на 350 Вт и выше.
• Периодические домашние работы – ударно-вращательная дрель от 250 Вт.
• Для точной сверловки – дополнительно точная дрель для вращательного сверления на 120-150 Вт; желательно – со станиной.

Сверла

Сверла для дрели более всего используются следующих видов:

• Спиральные – бывают из инструментальной стали, с напылением из твердого сплава, со вставкой из твердого сплава и цельные твердосплавные. Используются для всех видов работ по любым материалам.
• Перьевыми сверлами можно сверлить дерево, МДФ и пластик. Позволяют сверлить отверстия большого диаметра. Выполняются либо цельными, либо в виде набора из хвостовика с пазом и нескольких вставок разного диаметра. Такой набор дешевле комплекта цельных перьев, но менее точен.
• Корончатые (коронки) применяются для выемки лунок в твердых хрупких материалах – камне, бетоне и сверления широких отверстий в ДСП и ДВП. Бывают с центрирующим спиральным сверлом и без него. Вторые дешевле, но пригодны только для камня и требуют прочных рабочих навыков.
• Циркульным сверлом (центробором, балеринкой) производят сверление отверстий большого диаметра в тонких прочных, но хрупких материалах с декоративной лицевой поверхностью, как, например, кафель или полированный декоративный камень. Диаметр сверления циркульного сверла можно плавно менять. Ударно-вращательное сверление циркульным сверлом недопустимо.
• Алмазные сверла – тонкостенные трубки из специального сплава с алмазным напылением. Ими можно сверлить стекло, полированный декоративный камень, керамическую глазурованную плитку. Дороги, требуют бережного обращения и точного соблюдения технологии сверления.

Заточка сверл

Заточка сверла

Самостоятельная заточка сверл допустима для сверл спиральных и перьевых. Первые подтачивают алмазным надфилем – они делаются из инструментальной стали. Дешевые наборы могут изготавливаться из обычной углеродистой стали; их перья можно править обычным надфилем.

Спиральные сверла затачиваются наждачным кругом (твердосплавные – алмазным) при помощи приспособления – клина с углом, равным 180 градусов минус половина угла заточки. Так, при угле заточки в 120 градусов угол клина нужен в 30 градусов. В гипотенузе (косой стороне) клина делают продольную ложбину или глухое отверстие, в котором сверло при заточке плавно проворачивают. Наилучшая заточка получается при помощи мелкого («бархатного») ручного наждачного круга, см. рис. ниже.

Для разных материалов нужны разные углы заточки сверла. Металл чаще всего сверлят сверлами с углом заточки 116 градусов, бетон и камень – 90 градусов, дерево – 60-90 градусов. Точные углы и способы заточки сверл разного типа для разных материалов можно найти в справочных руководствах по обработке материалов.

О твердых сплавах

Твердые сплавы для сверл изготовляются на основе соединений бора, вольфрама или циркония. Самые дешевые – на основе бора, но уже бетон такое сверло возьмет с большим трудом и быстро износится. Такие сверла маркируются «по камню». Сверлить ими декоративные материалы нельзя – края отверстия обколются. Вольфрамовые и циркониевые соединения различаются прежде всего стойкостью: циркониевые работают дольше. Стоят, соответсвенно, дороже.

Что и как сверлить

При любом сверлении места отверстий необходимо наметить. По металлу это делается кернером, а по стеклу, керамике и камню – либо специальным алмазным кернером, либо половинкой победитового ролика от старого стеклореза, зажатой в самодельную обойму. Накернивать (точнее, процарапывать с вращением) метки отверстий в хрупких твердых материалах нужно вручную. Теперь же перейдем непосредственно к технологии сверления.

Сталь, латунь, бронза, дюраль массивные

Сверление металла обычной вязкости производится на средних оборотах дрели, 400-1000 об/мин в зависимости от диаметра отверстия: 400 оборотов – при максимальном для обычной дрели диаметре сверла в 13 мм; 1000 – при диаметре 3 мм. Для меньших диаметров обороты опять снижаются до тех же 400 об/мин для 1 мм.

Обороты имеются в виду максимальные, на холостом ходу. В процессе сверления регулятор сам их уменьшит соответственно подаче инструмента, т.е. соответственно тому, насколько сильно вы на него налегаете. Подбор подачи при ручном сверлении на весу требует определенного навыка: при слишком малой подаче пойдет крошка, отверстие получится с неровными стенками. И от той же крошки сверло перегреется и быстро затупится.

При чрезмерной подаче пойдет так называемая сливная стружка – толстая, завивающаяся спиралью. Результат – тот же самый. Чтобы навык подачи выработался быстрее, нужно даже небольшие отверстия сверлить с двух рук, с накидной рукояткой. Стружка должна идти тонкая и хрупкая. Для сталей 42 и 44 (обычные конструкционные стали) допустима стружка с синеватым цветом побежалости.

Особого внимания требует бронза и некоторые сорта дюраля: они сливной стружки вообще не дают, а дюраль при нагреве выше 160 градусов резко теряет прочность. За бронзой допустимо следить по побежалости: ее появление нежелательно. Дюраль же необходимо охлаждать жидким машинным маслом: если закипело, нужно давить полегче.

Выставить обороты на холостом ходу можно по щелчкам регулятора. Если дрель на 2800 об/мин, а регулятор дает 14 щелчков от края до края, то 1 щелчок – 200 об/мин. Регулировочная характеристика регулятора не всегда линейна, поэтому нужно внимательно следить за процессом сверления и давать потом необходимую поправку: знать, на каких щелчках именно вот этого инструмента нужно сверлить данный материал.

Примечание: при сверлении стали и латуни смазка не нужна, она только помешает образовываться правильной стружке.

Листовой металл

Для тех же материалов, но листовых, чтобы сверление не привело к прогибу листа, можно рекомендовать два способа:

• При сверлении со станины дать обороты побольше, до 1500-2000, и быстро «проткнуть» лист, который при этом должен лежать на деревянной подушке. Чтобы лист не провернулся и не травмировал вас, его необходимо закрепить вбитыми у его краев в подушку гвоздями, или прижать к столу струбциной; лучше – двумя.
• При сверлении на весу, как только почувствуется повышенное сопротивление подаче (это значит, что сверло вот-вот выйдет) нужно досверлить отверстие с другой стороны, промяв внутрь «пупырышек» кернером.

Но радикальный способ получить в тонком листе металла широкое отверстие обычным сверлом – сначала просверлить отверстие диаметром, равным толщине листа, затем в один-три приема расширить его до диаметра требуемого отверстия минус двойная толщина металла, и досверлить вчистую. Каждое последующее отверстие должно быть шире предыдущего на двойную толщину металла. Максимально допустимый диаметр – 5-6 толщин металла. Т.е., в 2 мм листе можно просверлить отверстие диаметром 13 мм, и оно будет круглым, а не похожим на треугольник с сильно сглаженными углами.

Алюминий – металл мягкий, очень вязкий и легкоплавкий: его температура плавления всего 660 градусов. Из-за этого при сверлении может случиться его расплавление на режущей кромке, расплывание отверстия, вспучивание его краев и закусывание сверла. Поэтому обороты при сверлении алюминия нужно давать раза в полтора меньше, чем для прочих металлов, охлаждать сверло жидким машинным маслом, эмульсией или водой, а подавать инструмент понемногу, без налегания.

Сверло для алюминия должно быть острым, с фабричной заточкой либо заточенное на специальном станке. Сверла, перезаточенные вручную, для алюминия не годятся.

Нержавеющая сталь

Нержавейка сверлится так же, как и конструкционная сталь, но цельным твердосплавным сверлом, заточенным на металл. Такие сверла очень хрупки, поэтому подавать инструмент нужно легко и без малейшего перекоса. Лучше всего сверлить маломощной точной дрелью в станине.

Дерево, МДФ и пластик

Деловую древесину сверлят заточенным под дерево спиральным сверлом или перьевым. Плотные породы (дуб, бук, орех) можно сверлить коронкой с центрирующим сверлом. Обороты дрели – 400-600 для спирального сверла и 200-500 для перьев и коронки.

Сверление пластиковых окон, МДФ, пластиковой плитки и полированного дерева производят либо специальным сверлом по дереву (с фасонной заточкой и центрирующим резьбовым конусом), либо цельными перьевыми сверлами. В последнем случае заранее сверлится центровочное отверстие в 3-5 мм; его можно сверлить обычным сверлом. Обороты – те же, что и для деловой древесины; подача – легкая, без нажима.

Бетон и железобетон

Сверление бетона производится специальными сверлами по бетону со сверхтвердой напайкой или вкладышем, ударно-вращательным способом на средних или 2/3 от максимальных оборотах дрели. Наилучший вариант – сверло SDS. Если сверлится железобетон, то попадание сверла на арматуру чаще всего приводит к его порче: твердый наконечник обкалывается. Поэтому перед сверлением железобетона крайне желательно определить места залегания арматуры арматуроискателем; этот прибор работает по принципу металлоискателя.

Сверление отверстий в стенах для подрозетников производят коронкой по камню (для кирпичных стен) или бетону, с теми же мерами предосторожности в случае железобетона. Если лунка сверлится коронкой без центрирующего сверла, то ее плотно, без перекоса прикладывают к стене, прижимают, и резко, быстрым нажатием, включают дрель.

Для сквозного бурения стен существует специальный инструмент и технология, но это предмет особого описания.

Керамика и камень

Как сверлить плитку – это, без преувеличения, целая наука. Материал декоративный, обколы краев отверстия недопустимы. Сверлят уже уложенную плитку, так что растрескивание тоже недопустимо. По гладкой поверхности сверло может легко соскользнуть, что опять же недопустимо. Сверление – только вращением.

Сверление керамической плитки производится следующим образом:

• Вручную алмазным или твердосплавным кернером накернивается лунка диаметром большим толщины перемычки центрирующего сверла; его диаметр – 2,5-3 мм. При сверлении отверстия большого диаметра диаметр центрирующего сверла должен быть равен диаметру центрирующего стержня циркульного сверла.
• Сверлом по бетону высверливается центрирующее отверстие. При сверлении отверстий под дюбели до 6 мм можно сразу сверлить вчистую.
• Чистовым сверлом по бетону отверстие высверливается окончательно.

Керамогранит сверлится так же, как и керамическая плитка. Обороты дрели – максимальные, кроме сверления циркульным сверлом; подача – легкая, минимальная. Желательно обеспечить непрерывное охлаждение рабочей зоны водой. Охлаждать плитку маслом нельзя – при нагреве оно может испортить декоративную поверхность.

Сверление керамики циркульным сверлом требует особой осторожности и твердых рук: перекос недопустим, а сверло не сбалансировано. Даже опытным работникам сверлить цетробором нужно с двух рук, накинув на дрель переднюю рукоятку. Обороты – повыше, но не более 900, т.к. при больших несбалансированное сверло разобьет отверстие и обколет его края.

Видео: как сверлить плитку

Твердый камень и стекло

Стекло, гранит и другой брекчированный (зернистый) твердый камень с включениями кварца нужно сверлить алмазным сверлом. Это работа для аса и виртуоза сверловки. Маломощную точную дрель ставят на максимальные обороты, примеряются, выровняв на глаз по горизонтали и вертикали, включают сразу «на полную» и медленно, плавно вводят сверло в материал. Нажим и перекос недопустимы.

Если обрабатываемый кусок можно уложить на стол, то со станины стекло и камень можно просверлить древнеегипетским способом: медной трубкой с кварцевым (не морским ракушечным) песком:

• Вокруг места сверления из пластилина или замазки делают валик высотой в 1-1,5 см.
• В образовавшуюся лунку насыпают мелкий кварцевый песок и смачивают его до жидкой кашицы.
• В патрон дрели заправляют ровную тонкостенную медную трубку.
• Дрель ставят на МИНИМАЛЬНЫЕ обороты.
• Сверлят серией коротких легких клевков при самом слабом нажиме. Песок въедается в медь, а острия его зернышек, обладающие наибольшей прочностью, грызут материал.

Примечание: точного диаметра не получится, но получится матовое пятнышко вокруг отверстия.

Видео: примеры сверления стекла в домашних условиях

Отверстия в трубах

Если кусок трубы можно уложить в центра или зажать в тиски, то лучше сверлить точной дрелью со станины. Если же приходится сверлить на весу, то после накернивания метку нужно развернуть до диаметра, превышающего толщину перемычки сверла. По металлу это можно сделать твердосплавным сверлом, вращая его пальцами с легким нажимом; по ПВХ – кончиком перочинного ножа.

Затем кончик основного сверла вводят в лунку при выключенной дрели, инструмент выравнивают и примеряются, как при сверлении плитки, слегка прижимают и включают дрель, плавно наращивая обороты. Если диаметр отверстия более 1/5 диаметра трубы, то вначале сверлят центровочное отверстие 2-4 мм диаметром. В общем, при некотором навыке сверление отверстий в трубах – работа не из сложных. Нужно только соблюдать осторожность: при сверлении на весу сверло, сплеснув, может повредить стену или мебель.

Квадратные отверстия

А можно ли сверлить квадратные отверстия? Да, можно, если использовать сверло в виде так называемого треугольника Рено – простейшей фигуры, как говорят математики, постоянной ширины. Сверла Рено идут в комплекте с фиксирующей рамкой; она штангой и хомутом крепится к дрели. Уголки отверстия получатся скругленными, но незаметенная площадь отверстия составит всего 2%.

Однако дрелью сверлить квадратные отверстия можно лишь в дереве, фанере и не очень прочном пластике: для такого сверления нужна большая мощность, и возникают огромные боковые усилия на инструменте. Квадратные отверстия в металле сверлят на специальных станках, а керамику и камень так сверлить вообще нельзя: боковые усилия разнесут деталь в куски.

Итог

Кое-как проткнуть сверлом корявую дырку – дело нехитрое. Но высверлить ровное, круглое и аккуратное отверстие – работа для настоящего мастера, знающего, толкового и с умелыми руками.

Стандартные сверла по металлу хорошо подходят для работы с такими мягкими металлами, как медь или алюминий. Для более твердых металлов, таких как нержавеющая сталь, лучше использовать сверла, изготовление из хром-ванадиевого или кобальтового сплава или карбида титана. Метка HSS показывает, что сверло изготовлено из металла повышенной прочности. Стандартные сверла по металлу выпускаются в диапазоне диаметров от 1 до 13 мм.

1. Сверла по металлу

   Характерной чертой сверл по металлу является их острый конец, который требуется для того, чтобы сверло легко проходило через металл. Диаметр сверл по металлу одинаков по всей длине; на конце сверло затачивается под углом 118°. Такие сверла также называются сверлами из быстрорежущей стали (High Speed Steel; HSS). Сверла HSS из кобальтового сплава предназначены для сверления твердых металлов, таких как нержавеющая сталь; они затачиваются под несколько более тупым углом в 135° для облегчения центровки при начале сверления. Такие сверла изготавливаются из быстрорежущей стали с добавкой 5% кобальта; при сверлении их необходимо охлаждать при помощи специального масла.

2. Образование стружки при сверлении

   
   

   При сверлении металла образуются опилки или мелкая стружка (при сверлении мягких металлов типа латуни) или длинные стружки (при сверлении твердых металлов, таких как железо или сталь). Для каждого из этих типов металла имеются специальные сверла. Режущая кромка сверла для мягких металлов является плоской (A). Это сделано для того, чтобы такие сверла не «закусывались» в металле; их также можно использовать и для других мягких материалов, таких как пластик или нейлон. Режущая кромка сверла для твердых металлов остро заточена (B).

3. Сверление отверстий большого диаметра

   
   

   Если требуется просверлить в металле отверстие большого диаметра, необходимо сначала «пройти» такое отверстие с помощью сверла меньшего диаметра. Это позволит более крупному сверлу резать металл более эффективно и уменьшить вероятность перекоса. В случае необходимости, предварительное сверление можно выполнить в несколько проходов, постепенно увеличивая диаметр используемых сверл.
   При предварительном сверлении диаметр малого сверла (B) должен быть не менее диаметра перемычки более крупного сверла (A). Перемычкой сверла называется кратчайшее расстояние между двумя режущими кромками.

   При предварительном сверлении диаметр малого сверла (B) должен быть не менее диаметра перемычки более крупного сверла (A). Перемычкой сверла называется кратчайшее расстояние между двумя режущими кромками.

4. Скорость сверления

   
   

   Частой ошибкой при сверлении металла бывает слишком высокая скорость вращения. Чем тверже металл, в котором нужно выполнять сверление, тем ниже должна быть скорость сверления. Например, при сверлении отверстия диаметром 8 мм в латуни скорость вращения дрели нужно установить на 2500 об/мин. В случае нержавеющей стали, которая является значительно более прочным металлом, правильная величина скорости вращения равняется 800 об/мин. Хорошим показателем того, что скорость установлена правильно, является образование красивой длинной стружки.

5. Сверление тонких металлических листов

   
   

   Если требуется просверлить тонкий металлический лист, никогда нельзя держать его руками. Когда сверло прорезает металл и выходит на противоположной стороне, возникает опасность, что металлический лист может внезапно зажать сверло и вырваться из рук. Правильное решение состоит в том, чтобы прочно зажать металлический лист между двумя кусками дерева. Это снижает вероятность опасного срыва листа. При этом также уменьшается количество заусениц, что упрощает окончательную отделку заготовки.

6. Смазывание сверла

   
   

   При сверлении железа или стали рекомендуется прикладывать как можно меньшее усилие. Пусть работает сверло! Для смазывания и охлаждения сверла можно использоваться смазочное масло. Если толща металла пройдена почти полностью, нельзя допускать слишком быстрого выхода сверла на противоположной стороне заготовки. Это позволит свести к минимуму образование заусенцев при выходе сверла.

7. Сверление металлических труб

   
   

   Перед сверлением металлической трубы необходимо убедиться, что она прочно зажата. Для сверления лучше всего использовать сверлильную стойку и тиски. Для того чтобы предотвратить деформацию трубы – в результате давления со стороны дрели – поместите внутрь трубы кусочек дерева такой же формы и размера, что и труба. В этом случае следует руководствоваться тем же советом: пусть работает дрель; не прикладывайте слишком большого усилия.

Сверла по металлу подбирают, исходя из диаметров отверстий и свойств обрабатываемого материала. Как правило, они изготовляются из быстрорежущих сталей, таких как Р6М5К5, Р6М5, Р4М2. Твердосплавные сверла используют для работы с чугуном, углеродистыми и легированными закаленными сталями, нержавейкой, а также другими труднообрабатываемыми материалами.

Мощность электродрели должна быть рассчитана на то, чтобы просверлить отверстие требуемого диаметра. Производители электроинструмента указывают соответствующие технические характеристики на изделии. Например, для дрелей мощностью 500…700 Вт максимальный диаметр сверления по металлу составляет 10…13 мм.

Различают глухие, неполные, а также сквозные отверстия. Они могут применяться для соединения деталей между собой посредством болтов, шпилек, штифтов и заклепок. Если отверстие сверлится с целью нарезания резьбы , стоит обратить особое внимание на выбор диаметра сверла. По причине его биения в патроне происходит разбивка отверстия, которую нужно учитывать. Ориентировочные данные представлены в таблице.

Чтобы уменьшить разбивку, сверление выполняют в два этапа: сначала сверлом меньшого диаметра, а затем основным. Этот же метод последовательного рассверливания применяют, когда необходимо сделать отверстие большого диаметра.

Как правильно сверлить металл дрелью

Особенность сверления металла дрелью заключается в том, что необходимо вручную удерживать инструмент, придавать ему правильное положение, а также обеспечивать требуемую скорость резания.

После разметки обрабатываемой детали следует накернить центр будущего отверстия. Это предотвратит смещение сверла от заданной точки. Для удобства работы заготовку следует зажать в слесарных тисках или положить на подставку так, чтобы она заняла устойчивое положение. Сверло устанавливается строго перпендикулярно поверхности, которую нужно просверлить. Это важно, чтобы избежать его поломки.

При сверлении металла на дрель не нужно оказывать большого давления. Наоборот, оно должно уменьшаться по мере продвижения. Это предотвратит поломку сверла, а также уменьшит образование заусенцев на выходной кромке сквозного отверстия. Следует следить за удалением стружки. Если произошло заедание режущего инструмента, его освобождают, предав обратное вращение.

Выбор режима резания

Когда используется инструмент из быстрорежущей стали, можно ориентироваться на частоту вращения согласно данным таблицы. При работе с твердосплавными сверлами допустимые значения в 1,5…2 раза выше.

Сверление металлических изделий нужно вести с охлаждением. Если его не использовать, велика вероятность потери инструментом режущих свойств из-за перегрева. Чистота поверхности отверстия при этом будет достаточно низкой. В качестве охлаждающей жидкости для твердых сталей обычно используют эмульсию. В домашних условиях подойдет машинное масло. Чугун и цветные металлы можно сверлить без охлаждающей жидкости.

Особенности сверления глубоких отверстий

Отверстия считаются глубокими, если их размер больше пяти диаметров сверла. Особенность работы здесь заключатся в трудностях, связанных с охлаждением и удалением стружки. Длина режущей части инструмента должна быть больше глубины отверстия. В противном случае тело детали перекроет винтовые канавки, по которым удаляется стружка, а также поступает жидкость для охлаждения и смазки.

Сначала отверстие сверлится жестким коротким сверлом на небольшую глубину. Эта операция необходима для задания направления и центрирования основного инструмента. После этого делают отверстие необходимой длины. По мере продвижения нужно время от времени извлекать металлическую стружку. Для этой цели используют охлаждающую жидкость, крючки, магниты или переворачивают деталь.

Для улучшения основных характеристик металла зачастую проводится его закалка. Подобная технология предусматривает повышение твердости изделия за счет сильного нагрева металла и его быстрого охлаждения. В некоторых случаях после проведения термической обработки приходится выполнять сверление. За счет повышения подобной характеристики провести сверление каленного металла становится сложнее. Рассмотрим все особенности сверления каленой стали подробнее.

Сверлим отверстие в каленой стали

Распространение вопроса, как просверлить каленую сталь можно связать с тем, что при применении обычной технологии инструмент быстро затупляется и приходит в непригодность. Именно поэтому нужно уделить внимание особенностям сверления каленого сплава. Среди особенностей технологии отметим следующие моменты:

1. Нужно правильно подготовить каленую заготовку.
2. В некоторых случаях требуется специальный инструмент.
3. Применяется охлаждающая жидкость.

При необходимости можно изготовить сверло для закаленной стали своими руками, для чего требуется определенное оборудование и навыки. Однако, в большинстве случаев применяется покупной варианты исполнения, так как оно лучше справится с задачей при резании каленой стали.

Нюансы при сверлении

У рассматриваемой технологии есть довольно большое количество особенностей, которые нужно учитывать. Сверление каленного металла проводится с учетом нижеприведенных моментов:

1. Перед проведением работы следует уделить внимание твердости поверхности. По этому параметру проводится выбор наиболее подходящего сверла. Определить твердость можно при применении самых различных технологий.
2. Во время сверления выделяется большое количество тепла. Именно поэтому происходит быстрый износ режущей кромки. В связи с этим во многих случаях в зону резания подается жидкость для охлаждения.
3. При резании труднообрабатываемого материала время от времени приходится проводить заточку режущей кромки. Для этого применяется обычный заточной станок или специальный инструмент. В качестве абразива подходит исключительно круг с алмазным напылением.

Существуют самые различные методы резания каленной стали. Некоторые из них существенно упрощают проводимую обработку. Только при учете всех нюансов можно повысить качество полученного отверстия.

Полезные приемы при сверлении

Для работы с каленой сталью могут применяться самые различные технологии. Наиболее распространенные технологии характеризуются следующими особенностями:

1. Обработка поверхности кислотой. Эта технология характеризуется длительным применением, так как для снижения твердости поверхности требуется довольно большое количество времени. Для травления может применяться серная, хлорная или другая кислота. Процедура предусматривает создание бортика, который будет сдерживать применяемое вещество в зоне резания. После длительного воздействия металл становится более мягким, можно будет провести сверление при использовании обычного варианта исполнения.
2. Можно использовать сварочный аппарат для достижения поставленной цели. При воздействии высокой температуры металл становится более мягким, что значительно упрощает процедур.
3. Чаще всего применяется специальное сверло. В продаже встречаются варианты исполнения, которые можно применять для обработки каленой стали. При их изготовлении используется металл с повышенной устойчивостью к износу и воздействию высокой температуры. Однако, сложность изготовления и некоторые другие моменты определяют то, что стоимость специального инструмента довольно высока.

Кроме этого, для достижения поставленной цели часто приобретается пробойник. С его помощью можно сделать небольшой отверстие, что упростит дальнейшее сверление.

Использование смазочных материалов

При сверлении каленой стали возникает серьезное трение. Именно поэтому рекомендуется приобретать и использовать различные смазочные материалы. Среди особенностей подобного метода обработки отметим следующие моменты:

1. Для начала проводится обработка зоны сверления. На поверхность, где будет находиться отверстие, наносится небольшое количество смазывающего вещества.
2. Масло добавляется на режущую кромку. Для обработки каленой стали требуется небольшое количество вещества, но его время от времени нужно добавлять, так как при вращении инструмента оно разлетается.
3. Во время работы рекомендуется делать перерывы для остывания режущей поверхности и обрабатываемой поверхности.

Специальное масло позволяет не только упростить сверление, но и увеличить срок службы применяемого инструмента.

Это связано с тем, что масло может снижать температуру режущей кромки.

Выбор сверла

Довольно большое распространение получили спиральные сверла, которые представлены вертикальным стержнем с двумя канавками. За счет определенного расположения канавок образуется режущая кромка. Среди особенностей выбора отметим следующие моменты:

1. Довольно большое распространение получило победитовое сверло. Оно может применяться для работы с различными калеными сплавами. Однако, поверхность со слишком высокой твердостью подобным инструментом не обработать.
2. Выбор проводится и по показателю диаметра. Стоит учитывать, что получить отверстие большого диаметра довольно сложно. Вариант исполнения большего диаметра обходится намного дороже по причине применения большого количества материала при его изготовлении.
3. Уделяется внимание и углу заточки, предназначению изделия и типу применяемого материала при изготовлении. К примеру, кобальтовые варианты исполнения характеризуются более высокой устойчивостью к воздействию высокой температуры.
4. Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей. Это связано с тем, что китайские варианты исполнения изготавливаются при использовании низкокачественных материалов. Однако, подобное предложение обходится намного дешевле и может использоваться для недлительной или одноразовой работы.
5. При выборе сверла можно ориентироваться по нанесенной маркировке. По ней можно определить то, какие именно материалы применялись при изготовлении. Также указывается и диаметр отверстия, которое можно получить при использовании инструмента.

В специализированном магазине можно встретить практически все необходимое для проведения работы. Однако, достаточно высокая стоимость изделия и некоторые другие моменты определяют то, что некоторые решают изготовить сверло самостоятельно из подручных материалов. Подобную работу можно провести при наличии требующихся инструментов.

Изготовление самодельного сверла

При необходимости можно провести изготовление сверла из каленой стали. Среди основных рекомендаций по проведению подобной работы отметим:

1. Подбираются стержни, которые изготавливаются из сплавов вольфрама и кобальта. В народе подобный металл называют победитом. В сравнении с обычным сверлом подобный вариант исполнения характеризуется повышенной устойчивостью к износу.
2. Для обработки заготовки нужно закрепить ее в небольших тисках. В противном случае провести работу будет довольно сложны.
3. Для затачивания подобной поверхности требуется алмазный камень. Обычный не выдержит длительную работу.
4. Торцевая поверхность затачивается таким образом, чтобы получилась поверхность, напоминающая плоскую отвертку. После этого режущие кромки затачиваются для получения острого наконечника.

Для того чтобы снизить степень обрабатываемости поверхности проводится добавление масла. За счет этого обеспечивается длительная обработка по причине уменьшения силы трения и снижения температуры.

В заключение отметим, что обработка каленой стали должна проводиться исключительно при применении специальных инструментов. Для работы требуется сверлильный аппарат, так как ручной не позволит получить требуемое отверстие.

Производится особым режущим инструментом, называемым сверлом.

Сверло при постоянном вращении и постоянном осевом движении своими режущими кромками снимает стружку с поверхности и, постепенно углубляясь в толщу металла, выбрасывает стружку наверх, образуя отверстие цилиндрической формы. Процесс образования отверстия сверлом приведен на рис. 1.

Главное движение резания. Подача сверла.

Вращательное движение сверла называется главным рабочим движением или движением резания . Поступательное движение, направленное вдоль оси сверла, называется подачей сверла .

Виды сверления отверстий.

Различают следующие виды сверления :

• — сквозное, когда отверстие просверливается насквозь;
• — глухое, когда отверстие просверливается на определенную глубину детали и имеет дно;
• — рассверливание уже имеющегося отверстия.

Точность сверления.

Рис. 1. Получение отверстия при вращении сверла с образованием стружки.

Точность сверления обеспечивается тем, что центр просверливаемого отверстия совпадает с центром, намеченным по разметке и намеченный диаметр отверстия соответствует диаметру сверла. Последнее требование достигается правильной заточкой сверла, проверяемой специальными шаблонами. Что касается совпадения центра отверстия с намеченным, то оно зависит от правильной установки и прочности закрепления изделия на станке, от качества металла, от правильной заточки сверла и от точности станка. Изделие должно быть прочно закреплено на столе станка или в тисках. Только крупные и тяжелые изделия могут не закрепляться, если их тяжесть обеспечивает им неподвижность при сверлении.

При разметке отверстий намечается центр отверстия, вокруг которого прочерчивается и накернивается контрольная окружность. Перед началом сверления центр размеченного отверстия необходимо углубить, а для диаметров свыше 25 мм и выше засверлить мелким сверлом.

Если в процессе сверления сверло начнет уклоняться в сторону , то пока оно не углубилось полностью в металл, отверстие надо выправить. Для этого на поверхности образующегося конуса надо вырубить крейцмейселем канавку на стороне, противоположной той, в которую уклонилось сверло. Затем сверло вводят в канавку и продолжают сверление. Подрубание канавки повторяют до тех пор, пока ось сверла не совпадет с осью контрольной окружности.

Если требуется сверлить несколько глухих отверстий одинаковой глубины , пользуются указателем, представляющим собой металлический стержень, укрепленный на патроне. Нижний конец стержня, доходя до верхней поверхности детали, указывает, что глубина сверления достаточна.

Сверление отверстий, удаленных от патрона станка , производится с помощью удлинителей, которые на одном конце имеют конусное отверстие для вставки в него хвоста сверла, а на другом - конус Морзе для закрепления удлинителя в шпинделе станка.

Если требуется сверлить отверстия в нескольких одинаковых деталях , то вместо разметки каждой выгоднее произвести разметку одной детали и просверлить на ней отверстия, а затем уже по первой детали производить сверление остальных. Этот прием носит название сверления деталей по детали.

Кондуктор для сверления отверстий.

При сверлении большого количества деталей пользуются специальным приспособлением, называемым кондуктором . Кондуктор – приспособление с требуемым количеством отверстий, в которые вставлены закаленные кондукторные втулки для направления сверла. Форма и устройство кондукторов зависят от формы обрабатываемой детали. Кондуктор скрепляется с изделием, в котором необходимо просверлить отверстия, и затем производится сверление. При сверлении отверстий по кондуктору предварительная разметка не требуется. Втулки кондуктора должны соответствовать диаметру сверла. Сверление тонких деталей, например из листового металла, выполняется пачками. Листы скрепляются струбцинами, а затем производится сверление.

Сверление отверстий на наклонных плоскостях.

При сверлении деталей с наклонными плоскостями отверстий к оси сверла необходимо предварительно сделать засверловку. Для этого деталь с наклонной плоскостью первоначально устанавливают таким образом, чтобы наклонная плоскость ее была расположена в горизонтальном положении, и засверливают, а затем деталь устанавливают в нормальное для нее положение и производят сверление. Сверление отверстий в боковой части круглых деталей (валиков), когда ось валика не находится в одной плоскости с осью сверла, выполняется в такой же последовательности, т. е. валик поварачивают так, чтобы оси его и сверла находились в одной плоскости, и засверливают, а затем, повернув валик в исходное положение, производят сверление.

Вместо засверловки в том и другом случае можно сделать подрубку наклонной плоскости детали или валика с расчетом получить полную устойчивость сверла при нажатии.

Сверление глубоких отверстий в металле.

При сверлении глубоких отверстий канавки сверла, погружаясь в изделие, забиваются стружкой, вследствие чего сверло сильно нагревается, отпускается, затупляется и ломается. Для предотвращения этого сверло приходится часто вынимать из отверстия и освобождать от стружки. Но лучше делать иначе. Сверление выполняют двумя сверлами разного диаметра: вначале сверлят отверстия сверлом заданного диаметра на некоторую длину, затем продолжают сверлить до конца сверлом, диаметр которого примерно в 2 раза меньше заданного диаметра, а заканчивают операцию сверлом заданного диаметра. При сверлении большим сверлом стружка выходит из изделия в просверленное малым сверлом отверстие.

При сверлении диаметр получаемого отверстия всегда больше диаметра сверла , но при сверлении вязких металлов, как, например, стали, разработка (расширение) отверстий меньше, чем при сверлении хрупких металлов-чугуна, бронзы. Поэтому при сверлении надо учитывать разработку отверстий , которая при диаметре сверла до 10 мм увеличивает отверстие на 0,02-0,03 мм, а при диаметре сверла больше 10 мм достигает 0,05-0,1 мм. Чтобы получить более точный размер отверстия, следует сверлить за два раза: сначала сверлом меньшего диаметра, а затем сверлом нужного диаметра.

Причины поломки сверла.

Поломка сверл может произойти вследствие наличия неметаллических включений, пустот или раковин в просверливаемом изделии. При выходе сверла механическую подачу необходимо уменьшать вдвое или переходить на ручную. Переход на ручную подачу необходим при сверлении тонких листов и деталей, имеющих у выхода наклонную плоскость к оси сверла, в целях предупреждения поломки сверла вследствие одностороннего давления на него.

При работе тупым сверлом также может произойти поломка вследствие большой подачи и недостаточного врезания сверла в металл.

Классификация сверл по конструкции.

По конструкции сверла разделяются на перовые и спиральные.

Перовое сверло.

Рис. 2. Перовое сверло.

Перовое сверло (рис. 2) изготовляется из прутка инструментальной стали, один конец которого оттягивается и расплющивается, а второй конец имеет цилиндрическую или пирамидальную форму. Первое сверло применяется только в исключительных случаях при сверлении одного-двух отверстий. После каждой заточки размер сверла уменьшается, и отверстия получаются неодинаковыми.

Спиральное сверло.

Рис. 3. Спиральное сверло.

1 – рабочая часть; 2 – шейка; 3 – хвост; 4 – поводок; 5 – передний конус; 6 – канавка; 7 – перо; 8 – направляющая фаска (ленточка); 9 – режущая кромка (лезвие); 10 – поперечная кромка (лезвие); 11 – поверхность задней заточки.

Широкое применение для сверления отверстий получили спиральные сверла (рис. 3).

Спиральные сверла имеют значительные преимущества перед перовыми. Они обеспечивают высокую производительность сверления, образуют более точные отверстия, сохраняют размер своего диаметра после любого числа заточек, хорошо отводят стружку и хорошо центрируются и направляются в отверстие.

Конструкция спирального сверла.

По конструкции спиральное сверло состоит из:

• заборного конуса с углом при вершине α , равным 116- 120°. Угол при вершине для мягких металлов затачивается от 50 до 140° в зависимости от материалов, например, для пластмассы 50-60°, для латуни 100-110°, для меди 125-130°, для алюминия 140°. Заборный конус вследствие того, что при заточке режущих кромок образуется поверхность задней заточки, оканчивается поперечным ребром-перемычкой. Для отвода стружки и подвода охлаждающей жидкости-эмульсии цилиндрическая часть имеет винтовую канавку с углом наклона винтовой линии 26°;

• цилиндрического или конического хвоста сверла с конусом Морзе для закрепления сверла в шпинделе или патроне станка;

• лапки (поводок) для вращения сверла.

Заточка сверл. Правильная заточка сверла.

Заточка сверла требует определенного навыка. Поэтому в современных, хорошо оборудованных цехах заточку сверл производят в централизованном порядке на специальных станках с применением приспособлений. Это гарантирует получение правильных граней и углов резания сверла.

Шаблон для заточки сверл.

Качество заточки сверла, угол при вершине и угол заточки проверяют шаблоном (рис. 4). При заточке необходимо следить, чтобы режущие кромки были наклонены под одинаковым углом к оси сверла, чтобы режущие кромки были одинаковой длины, и середина перемычки находилась на оси сверла.

Рис. 4. Проверка заточки сверла шаблоном.

Охлаждающая жидкость при сверлении.

Стойкость сверла, т. е. время работы сверла от одной заточки до другой, зависит от правильного охлаждения сверла при работе. Без охлаждения режущие кромки сверла нагреваются, получают отпуск, и сверло быстро затупляется. Охлаждающей жидкостью, гак называемой эмульсией при сверлении стали, ковкого чугуна, красной меди и латуни служит мыльная вода и минеральное масло, а при сверлении алюминия - мыльная вода и керосин.

Серый и белый чугун, а также бронза сверлятся без охлаждения (всухую), так как мелкая стружка, образуя вязкую массу увеличивает трение и вызывает нагревание инструмента.

Подбор сверла.

Сверление отверстий может быть сквозное и глухое под резьбу и под развертку. Выполнение того или другого вида сверления не влияет на выбор сверла, станка и способ закрепления изделия. Разница заключается лишь в подборе диаметра сверла.

Необходимо учесть твердость обрабатываемого металла и в зависимости от нее подобрать диаметр сверла, приняв во внимание, что сверло разрабатывает отверстие, т. е. делает его шире своего диаметра.

Средняя разработка отверстий принимается следующая:

Подбор сверла под резьбу таблица.

При сверлении отверстий под резьбу также надо иметь в виду твердость металла и соответственно с нею подбирать сверла. Для правильного подбора сверла имеются специальные таблицы. Одна из этих таблиц приводится ниже (табл. 1).

Таблица 1. Подбор сверла под резьбу.

Ручное сверление.

Для сверления отверстий вручную применяются дрели и трещотки.

Коловорот ручной.

Рис. 5. Дрель с коническими шестернями.

Ручная дрель (коловорот) (рис. 5) с коническими зубчатыми шестернями состоит из шпинделя 1, патрона 2, двух шестерен 3 и 4, ручек 5 и 6 и головки 7. Шпиндель 1 вращается от горизонтально расположенной конической шестерни 3, соединенной с вертикальной кони ческой шестерней 4. Шестерня 4 приводится в движение ручкой 5. Сверло закрепляется в патроне 2. Дрель вовремя удерживается за ручку 6 и головку 7.

Трещотка.

Рис. 6. Трещотка.

Трещотка (рис. 6) имеет шпиндель 1, который приводится в движение ручкой 2. На шпинделе насажено храповое колесо 3, которое приводится в движение ручкой 2 через собачку. Собачка прижимается к храповому колесу пружинкой 4. При движении рукоятки в одну сторону собачка вращает храповое колесо, которое в свою очередь вращает шпиндель со вставленным в него сверлом. При движении ручки в обратную сторону собачка скользит по храповому колесу, но не вращает его. Подача осуществляется путем вывертывания винта 5 из гайки 6 во время движения ручки в обратную сторону.

Сверление дрелью или трещоткой проходит медленно и требует значительной затраты сил. В связи с этим широкое распространение получили электрические и пневматические дрели.

Пневматическая дрель.

Пневматическая дрель работает сжатым воздухом давлением в 5 – 6 ат. Пневматические дрели хорошо работают при сверлении малых отверстий. Воздух подводится шлангом к хвостовику рукоятки дрели. Через клапан воздух поступает в статор, воздействует на лопатки ротора и сообщает ротору вращение. Вращение от ротора через редуктор передается на шпиндель с патроном для сверла.

Электрическая дрель.

Электрические дрели по сравнению с пневматическими имеют следующие преимущества. Они имеют сравнительно малый вес и снабжены сильными приводами в виде электродвигателей, что предохраняет их от перегрузки. Для монтажных работ особенно пригодны электрические дрели с однофазным электродвигателем, который снабжен коллектором.

Виды сверлильных станков.

В котельном производстве широко применяются:

• — вертикально-сверлильные одношпиндельные и многошпиндельные станки;
• — горизонтально-сверлильные одношпиндельные и многошпиндельные;
• — специальные сверлильные станки.

Радиально-сверлильные станки.

Рис. 7. Радиально-сверлильный станок.

1 – станина; 2 – колонка; 3 – траверса; 4 – суппорт с электродвигателем; 5 – стол.

Из вертикально-сверлильных станков наибольшее распространение получили радиально-сверлильные станки (рис. 7). Они очень удобны при сверлении деталей с многочисленными отверстиями, расположенными на различных расстояниях друг от друга. Радиально-сверлильные станки изготовляются с поворотным плечом на 180 и 360°.

Вертикально-сверлильные станки (рис. 8) строятся со свободно стоящей стойкой. Радиально-сверлильные станки с поворотным плечом на 360° имеют вращающуюся колонку, с большим расстоянием между ее опорами. Поэтому поворот вращающейся колонки происходит легко и плавно. Кроме того, достигается весьма устойчивое положение плеча при сверлении. Во всех типах радиальных станков перемещение плеча вверх и вниз происходит от электродвигателя, от которого получает вращение и шпиндель станка. Вал электродвигателя располагается вертикально и непосредственно сцепляется с зубчатым перебором станка.

Рис. 8. Вертикально-сверлильный станок.

Радиально-сверлильный станок назначение.

Радиально-сверлильные станки применяются для сверления трубных решеток, котельных листов и других деталей. Для сверления отверстий по кривым поверхностям головка шпинделя имеет возможность поворачиваться по кривой.

Сверло в шпинделе сверлильного станка крепится конусной частью (хвостом). Каждому диаметру сверла соответствует определенный размер конуса Морзе. Конусы Морзе делаются пяти номеров от 1 до 5. Для сверл диаметром до 15 мм применяется конус Морзе № 1, для сверл до 23 мм - № 2, до 32 мм - № 3, до 50 мм - № 4, до 80 мм - № 5. Если нужно сверлить отверстие сверлом, имеющим конус № 1, в станке с конусом № 4, то для этого применяют переходные втулки с таким расчетом, чтобы втулка имела наружный конус № 4.