Свёрла по металлу: виды, материалы, характеристики¶
Свёрла по металлу — это режущий инструмент цилиндрической формы с винтовыми каналами (спиралями) для отвода стружки, предназначённый для сверления отверстий в металлах и сплавах. Качество сверла определяется материалом изготовления, геометрией заточки, точностью изготовления и соответствием типа обрабатываемому материалу. По конструкции и назначению они делятся на спиральные (поворотные), плоские (перьевые), центровочные, зенкеры и специальные типы.
¶Материалы изготовления
¶Быстрорежущая сталь (HSS)
Наиболее распространённый материал для универсальных свёрл. Сплавы HSS содержат вольфрам, молибден, кобальт и ванадий. Основные марки:
- HSS — базовый сплав, рабочая температура до 250 °C. Подходит для сверления алюминия, чугуна, низкоуглеродистых сталей на малых оборотах.
- HSS-Co (HSS-E) — с добавлением 5–8 % кобальта, термостойкость до 600 °C. Рекомендуется для нержавеющих и легированных сталей.
- HSS-R — экономичный вариант с пониженным содержанием вольфрама, для мягких металлов.
- HSS-G — свёрла с гальваническим покрытием, увеличивающим стойкость.
¶Твёрдый сплав (HM, carbide)
Пластины из карбида вольфрама с кобальтовой связкой. Такие свёрла работают на высоких скоростях, выдерживают нагрев до 900 °C и служат в 3–10 раз дольше HSS. Недостаток — хрупкость: при ударной нагрузке или вибрации твёрдосплавная пластина может сколоться. Применяются в промышленном производстве на станках с жёсткой стойкой.
¶Покрытия
- TiN (нитрид титана) — золотистое покрытие, снижает трение, увеличивает стойкость в 1,5–3 раза.
- TiAlN (нитрид титан-алюминий) — для высокоскоростного резания, выдерживает до 900 °C.
- Чёрное оксидирование — защита от коррозии, снижение отражения.
- DLC (алмазоподобное углеродное покрытие) — для алюминия и цветных металлов, предотвращает налипание.
¶Виды свёрл по металлу
| Тип | Особенности | Применение |
|---|---|---|
| Спиральное (поворотное) | Универсальный винтовой канал, диаметры 0,1–80 мм | Отверстия в листовом и массивном металле |
| Плоское (перьевое) | Заточка в виде лопатки, без спирали | Тонкий лист, жестяные работы, большие диаметры |
| Центровочное (цековка) | Короткое, жёсткое, коническое остриё | Разметка центров перед сверлением |
| Ступенчатое | Конусная форма со ступенями разного диаметра | Листовой металл, подбор диаметра без смены инструмента |
| Зенкер | Расширение готового отверстия | Калибровка, снятие фаски |
| Коронка биметаллическая | Кольцевая пила из полосы HSS, приваренной к корпусу | Крупные отверстия в тонком листе |
¶Геометрия заточки
Угол при вершине стандартного сверла по металлу — 118°, для нержавеющей стали и твёрдых сплавов — 135–140° с поперечной заточкой (чипбрейкер), разрушающей стружку. Угол спирали — 25–30° для чёрных металлов, 35–40° для алюминия и меди (чтобы стружка не налипала). Стандартная длина рабочей части — 5 диаметров (L = 5D), удлинённые — 8D и 12D.
¶Критерии выбора качественного сверла
- Материал и марка сплава — для нержавейки требуется HSS-Co или TiAlN-покрытие; для чугуна подойдёт базовый HSS.
- Точность изготовления — биение кончика не должно превышать 0,05 мм на диаметр 10 мм; проверяется визуально или индикатором.
- Качество заточки — режущие кромки должны быть симметричны, без задиров и повреждений.
- Производитель — на рынке выделяют Bosch, Makita, Metabo, Ruko, Güde, а также российские «Инструмент» (Вятские Поляны) и «Сверло» (Каменск-Уральский). Российские HSS-свёрла по соотношению цены и стойкости конкурируют с европейскими аналогами среднего сегмента.
- Соответствие диаметру — сверло должно быть на 0,2–0,5 мм меньше диаметра резьбы под метчик.
¶Режимы сверления
Для HSS-сверла по стали рекомендуемая скорость резания — 20–30 м/мин, для нержавеющей стали — 10–15 м/мин, для алюминия — 60–90 м/мин. Скорость оборотов рассчитывается по формуле n = 1000·V/(π·D), где V — скорость резания, D — диаметр сверла. Обязательна СОЖ (охлаждающая жидкость): масло для стали, керосин для нержавейки, спирт или мыльный раствор для алюминия.
¶Хранение и заточка
Свёрла хранят в футлярах или на подвесных стендах, исключая контакт режущих кромок. Заточка на наждачном круге с алмазным или эльборовым абразивом, с сохранением угла 118° и симметрии кромок. Для восстановления геометрии промышленность выпускает заточные станки (Drill Doctor, «Заточка-С»).
Источники:
- ГОСТ 10902-77 «Свёрла спиральные. Технические условия»
- Каталоги производителей Bosch, Makita, Metabo
- Справочник «Технология механической обработки», под ред. С. А. Рябова
- Материалы журнала «Станки и инструмент»