Сверло

Сверло́ — осевой режущий инструмент, предназначенный для образования (сверления) отверстий в различных материалах^[1]. Свёрла могут также применяться для рассверливания^{[комм. 1]} — то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания — получения несквозных углублений.

Спиральные свёрла по металлу с коническими хвостовиками Морзе № 1, 2, 3 и 4.

Классификация

Некоторые виды свёрл: A — по металлу; B — по дереву; C — по бетону; D — перовое сверло по дереву; E — универсальное сверло по металлу или бетону; F — по листовому металлу; G — универсальное сверло по металлу, дереву или пластику.
Хвостовики: 1, 2 — цилиндрический; 3 — SDS-plus; 4 — шестигранник; 5 — четырёхгранник; 6 — трёхгранник; 7 — для шуруповёртов.

Центровочное сверло

Ступенчатое сверло

Пустотелые свёрла

По обрабатываемому материалу

• Универсальные.
• По металлу.
• По дереву.
  • Перовое — сверло плоской формы для отверстий больших диаметров.
  • Сверло Форстнера — сверло для несквозных отверстий в древесине и ЛДСП для установки мебельной фурнитуры (петель и др.).
• По бетону — имеет наконечник из твёрдого сплава, предназначенный для бурения твёрдых материалов (кирпич, бетон) с ударно-вращательным сверлением. Свёрла, предназначенные для обычной дрели, имеют цилиндрический хвостовик. Хвостовик бура для перфораторов имеет различную конфигурацию: цилиндрический хвостовик, SDS-plus, SDS-top, SDS-max и т. д.
• Для стекла и керамики.

По конструкции

• Спиральные (винтовые) — самые распространённые свёрла; с диаметром сверла от 0,1 до 80 мм и длиной рабочей части от 1,5 до 50 диаметров
  • Конструкции Жирова — на режущей части имеются три конуса с углами при вершине: 2φ=116…118°; 2φ₀=70°; 2φ₀^'=55°. Тем самым длина режущей кромки увеличивается, и условия отвода тепла улучшаются. В перемычке прорезается паз шириной и глубиной 0,15D. Перемычка подтачивается под углом 25° к оси сверла на участке 1/3 длины режущей кромки. В результате образуется положительный угол γ≈5°.
• Для глубокого сверления (L≥8D) — удлинённые винтовые свёрла с двумя винтовыми каналами для внутреннего подвода охлаждающей жидкости. Винтовые каналы проходят через тело сверла или через трубки, впаянные в канавки, профрезерованные на спинке сверла.
  • Конструкции Юдовина и Масарновского — отличаются большим углом наклона и формой винтовой канавки (ω=50…65°). Нет необходимости частого вывода сверла из отверстия для удаления стружки, за счет чего повышается производительность.
• Одностороннего резания — применяются для выполнения точных отверстий за счёт наличия направляющей (опорной) поверхности (режущие кромки расположены по одну сторону от оси сверла).
  • Пушечные — представляют собой стержень, у которого передний конец срезан наполовину и образует канал для отвода стружки. Для направления сверла предварительно должно быть просверлено отверстие на глубину 0,5…0,8D.
  • Ружейные — применяются для сверления отверстий большой глубины. Изготовляются из трубки, обжимая которую, получают прямую канавку для отвода стружки с углом 110…120° и полость для подвода охлаждающей жидкости.
• Пустотелые (также кольцевые, корончатые, пробочные) — свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала.
• Центровочные — применяют для сверления центровых отверстий в деталях.
• Ступенчатые — для сверления одним сверлом отверстий разного диаметра в листовых материалах.
• Конические — для сверления конических отверстий

По конструкции хвостовой части

• с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 10902—77, DIN 338)
• с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903—77 (конус Морзе), DIN 345)
• с трёх-, четырёх- и шестигранным хвостовиком
• SDS, SDS+ и др.

По способу изготовления

• Цельные — спиральные свёрла из быстрорежущей стали марок Р9, Р18, Р9К15, Р6М5, Р6М5К5, либо из твёрдого сплава ВК8.
• Сварные — спиральные свёрла диаметром более 20 мм часто изготовляют сварными (хвостовую часть из углеродистой, а рабочую часть из быстрорежущей стали).
• Оснащённые твердосплавными пластинами — бывают с прямыми, косыми и винтовыми канавками (в том числе с ω=60° для глубокого сверления).
• Со сменными твердосплавными пластинами — также называются корпусными (оправку, к которой крепятся пластины, называют корпусом). В основном используются для сверления отверстий от 12 мм и более. Отверстия получаются 12—13 квалитета, с предварительной настройкой сверла 11 квалитета
• Со сменными твердосплавными головками — альтернатива корпусным сверлам, где требуется более точные отверстия: 9—10 квалитета.

Элементы спирального сверла

Спиральное сверло представляет собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя (реже четырьмя) винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов — ленточек.

• Рабочая часть
  • Режущая часть имеет две или три главные режущие кромки, образованные пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями, а также поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением задних поверхностей.
  • Направляющая часть имеет две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей с поверхностью ленточки (узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки и обеспечивающая направление сверла при резании, а также уменьшение трения боковой поверхности о стенки отверстия).
• Хвостовик — для закрепления сверла на станке или в ручном инструменте.
  • Поводок для передачи крутящего момента сверлу или лапка для выбивания сверла из конусного гнезда.
• Шейка, обеспечивающая выход круга при шлифовании рабочей части сверла.

Углы сверла

Угол при вершине 2φ=118° и угол наклона винтовой канавки ω=27°.

• Угол при вершине 2φ — угол между главными режущими кромками сверла. С уменьшением 2φ увеличивается длина режущей кромки сверла, что приводит к улучшению условий теплоотвода, и, таким образом, к повышению стойкости сверла. Но при малом 2φ снижается прочность сверла, поэтому его значение зависит от обрабатываемого материала. Для мягких металлов 2φ=80…90°. Для сталей и чугунов 2φ=116…118°. Для очень твёрдых металлов 2φ=130…140°.
• Угол наклона винтовой канавки ω — угол между осью сверла и касательной к винтовой линии ленточки. Чем больше наклон канавок, тем лучше отводится стружка, но меньше жёсткость сверла и прочность режущих кромок, так как на длине рабочей части сверла увеличивается объём канавки. Значение угла наклона зависит от обрабатываемого материала и диаметра сверла (чем меньше диаметр, тем меньше ω).
• Передний угол γ определяется в плоскости, перпендикулярной режущей кромке, причём его значение меняется. Наибольшее значение он имеет у наружной поверхности сверла, наименьшее — у поперечной кромки.
• Задний угол α определяется в плоскости, параллельной оси сверла. Его значения так же, как и переднего угла, изменяются. Только наибольшее значение он имеет у поперечной кромки, а наименьшее — у наружной поверхности сверла.
• Угол наклона поперечной кромки ψ расположен между проекциями главной и поперечной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла. У стандартных свёрл ψ=50…55°.

Переменные значения углов γ и α создают неодинаковые условия резания в различных точках режущей кромки.

Углы сверла в процессе резания

Спиральное сверло диаметром 80 мм c коническим хвостовиком Морзе № 6.

Углы сверла в процессе резания отличаются от углов в статике, так же, как и у резцов. Плоскость резания в кинематике получается повёрнутой относительно плоскости резания в статике на угол μ, и действительные углы в процессе резания будут следующими:

γ_кин=γ+μ

α_кин=α-μ

Сверло 14 мм с переходными втулками от второго до шестого номера в шпинделе расточного станка.

Переходный конус сверла

Переходный конус сверла имеет номер внутреннего конуса хвостовика, а также свой наружный номер конуса Морзе.

В зависимости от назначения и применения сверло с коническим хвостовиком Морзе имеет т. н. универсальные переходные втулки, которые, в свою очередь, обеспечивают удобное соединение и удобную работу на любом сверлильном, фрезерном, токарном и расточном оборудовании. Переходники со вставленным сверлом отделяют с помощью клина, ударами молотка. Для этого существует специальный технологический паз.

Точность отверстий при сверлении

Твердосплавными сверлами получают отверстия 9—10 квалитета, специальными твердосплавными сверлами с 4-мя ленточками и на цветных металлах возможно получать отверстия 7—8 квалитета, быстрорежущими 12—13 квалитета.

См. также

• Фреза
• Сверление
• Дрель
• Буравчик
• Сверлильный станок
• Фрезерный станок
• Токарный станок
• Твёрдые сплавы
• Быстрорежущая сталь
• Победит