В процессе образования отверстия сверло одновременно совершает вращательное и поступательное движения, при этом режущие кромки сверла срезают тонкие слои материала, образуя стружку. Чем быстрее вращается сверло и чем большее расстояние за один оборот оно преодолевает в направлении оси обрабатываемого отверстия, тем быстрее происходит резание.

Скорость резания зависит от частоты вращения сверла и его диаметра, перемещение сверла вдоль оси заготовки за один оборот влияет на толщину снимаемого елс я материала (стружки). Сверло по сравнению с другими режущими инструментами работа, т в достаточно тяжелых условиях, так как при сверлении затруднен отвод стружки и подвод смазывающе-охлаждающей жидкости.

Основными элементами резания при сверлении являются скорость и глубина резания, подача, толщина и ширина стружки (рис. 3.77).

Скорость резания V — путь, пройденный точкой на режущей кромке сверла, наиболее удаленной от оси его вращения. Определяют скорость резания по формуле V = ndnl1000 (где V- скорость резания, м/мин; d — диаметр сверла, мм; п — частота вращения шпинделя, об/мин; п — постоянное число, равное 3,14; число 1 ООО введено в формулу для перевода диаметра сверла в метры). Величина скорости резания зависит от материала заготовки, материала инструмента и формы его заточки, подачи, глубины резания и наличия охлаждения при обработке отверстия.

Подача 3 измеряется в миллиметрах на один оборот сверла (мм/об). Величина подачи при сверлении выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к шероховатости обработанной поверхности и точности обработки, обрабатываемого материала и материала сверля.

Глубина резания t измеряется в миллиметрах и представляет собой расстояние от обрабатываемой поверхности до оси сверла, т.е. при сверлении глубина резания составляет половину диаметра сверла, а при рассверливании — половину разности между диаметром предварительно просверленного отверстия и диаметр ом сверла.

Толщина среза (стружки) измеряется в направлении, перпендикулярном режущей кромки сверла, и равна половине величины перемещения сверла относительно оси обрабатываемого отверстия за один его оборот, т.е. половине величины подачи. Поскольку слой материала за один оборот сверла снимается двумя режущими зубьями, то каждый из этих зубьев удаляет слой материала, толщина которого равна половине величины подачи сверла на один его оборот.

Ширина среза измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине. При рассверливании ширина среза равна длине режущей кромки, участвующей в резании. Измеряется ширина среза в миллиметрах.

Режимы резания устанавливаются с целью обеспечения наибольшей производительности. При этом необходимо учитывать физико-механические свойства материала обрабатываемой заготовки, свойства материала инструмента и требования к качеству обработанной поверхности, заданные чертежом или техническими условиями на изготовление.

Теоретический расчет элементов режима резания выполняют в приведенной ниже последовательности.

1. По специальным справочным таблицам выбирают величину подачи в зависимости от xapat тера обработки, требований к качеству обработанной поверхности, материала сверла и других технологических данных.

2. Рассчитывают скорость инструмента с учетом технологических возможностей, режущих свойств материала инструмента и физико-механических свойств обрабатываемой заготовки.

3. Определяют расчетную частоту вращения шпинделя в соответствии с найденной скоростью резания. Полученную величину сравнивают с паспортными данными станка и принимают равной ближайшему наименьшему значению этой частоты.

4. Определяют действительную скорость резания, с которой будет производиться обработка.

На практике для определения режимов резания используют готовые данные технологических карт и таблиц справочников.

Режимы резания при зенкеровании и развертывании, а также критерии их выбора практически не отличаются от выбора этих параметров при сверлении.

Припуски на обработку отверстий

Припуск — это слой материала, подлежащий снятию при обработке. Величина этого Слоя зависит от требований, предъявляемых к обработанной поверхности и вида обработки.

При сверлении припуск на обработку составляет половину диаметра сверла. При рассверливании припуск определяется в зависимости от требований к обработанной поверхности и от необходимости в ее дальнейшей обработке (зенкеровании, развертывании). Припуск на зенкерование, в зависимости от того, является оно предварительным (перед развертыванием) или окончательным, составляет от 0,5 до 1,2 мм. Величина припуска зависит также от диаметра обрабатываемого отверстия. Припуск на развертывание зависит от диаметра обрабатываемого отверстия и от требований, предъявляемых к качеству обработанной поверхности и составляет от 0,05 до 0,3 мм. Типичные дефекты при обработке отверстий, причины их появления и способы предупреждения приведены в табл. 3.2.

Работа по сверлению отверстий в металле, в зависимости от вида отверстий и свойств металла, может выполняться разным инструментом и с использованием различных приёмов. О способах сверления, инструментарии, а также о технике безопасности при выполнении этих работ мы хотим вам рассказать.

Сверление отверстий в металле может понадобиться при ремонте инженерных систем, бытовой техники, автомобиля, создании конструкций из листовой и профильной стали, конструировании поделок из алюминия и меди, при изготовлении плат для радиоаппаратуры и во многих других случаях. Важно понимать, какой инструмент нужен для каждого вида работ, чтобы отверстия получились нужного диаметра и в строго намеченном месте, и какие меры безопасности помогут избежать травм.

Инструменты, приспособления, сверла

Основными инструментами для сверления являются ручные и электрические дрели, а также, при возможности, сверлильные станки. Рабочий орган этих механизмов — сверло — может иметь различную форму.

Различают сверла:

• спиральные (наиболее распространённые);
• винтовые;
• коронки;
• конусные;
• перовые и т. д.

Производство свёрл различной конструкции нормируется многочисленными ГОСТами. Свёрла до Ø 2 мм не имеют маркировку, до Ø 3 мм — на хвостовике указано сечение и марка стали, большие диаметры могут содержать дополнительную информацию. Для получения отверстия определённого диаметра нужно взять сверло на несколько десятых миллиметра меньше. Чем лучше заточено сверло, тем меньше разница между этими диаметрами.

Свёрла отличаются не только диаметром, но и длиной — производятся короткие, удлинённые и длинные. Важной информацией является и предельная твёрдость обрабатываемого металла. Хвостовик свёрл может быть цилиндрическим и коническим, что следует иметь в виду при подборе сверлильного патрона или переходной втулки.

1. Сверло с цилиндрическим хвостовиком. 2. Сверло с коническим хвостовиком. 3. Сверло с мечиком для резьбы. 4. Центровое сверло. 5. Сверло с двумя диаметрами. 6. Центровочное сверло. 7. Коническое сверло. 8. Коническое многоступенчатое сверло

Для некоторых работ и материалов требуется выполнение специальной заточки. Чем твёрже обрабатываемый металл, тем острее должна быть заточена кромка. Для тонколистового металла обычное спиральное сверло может не подойти, понадобится инструмент со специальной заточкой. Подробные рекомендации для различного типа свёрл и обрабатываемых металлов (толщина, твёрдость, тип отверстия) достаточно обширны, и в этой статье мы их рассматривать не будем.

Различные типы заточки сверла. 1. Для жёсткой стали. 2. Для нержавеющей стали. 3. Для меди и медных сплавов. 4. Для алюминия и алюминиевых сплавов. 5. Для чугуна. 6. Бакелит

1. Стандартная заточка. 2. Свободная заточка. 3. Разбавленная заточка. 4. Тяжёлая заточка. 5. Раздельная заточка

Для закрепления деталей перед сверлением используют тиски, упоры, кондукторы, уголки, прихваты с болтами и другие приспособления. Это не только требование безопасности, так на самом деле удобнее, и отверстия получаются более качественные.

Для снятия фасок и обработки поверхности канала пользуются зенковкой цилиндрической или конической формы, а для наметки точки под сверление и чтобы сверло «не соскочило» — молоток и кернер.

Совет! Лучшими свёрлами до сих пор считаются выпущенные в СССР — точное следование ГОСТ по геометрии и составу металла. Хороши и немецкие Ruko с титановым напылением, а также свёрла от Bosch — проверенное качество. Хорошие отзывы о продукции Haisser — мощные, как правило, большого диаметра. Достойно показали себя свёрла «Зубр», особенно серии «Кобальт».

Режимы сверления

Очень важно правильно закрепить и направить сверло, а также выбрать режим резания.

При выполнении отверстий в металле сверлением важными факторами являются количество оборотов сверла и усилие на подачу, прилагаемое к сверлу, направленное по его оси, обеспечивающее заглубление сверла при одном обороте (мм/об). При работе с различными металлами и свёрлами рекомендуются различные режимы резания, причём чем твёрже обрабатываемый металл и чем больше диаметр сверла, тем меньше рекомендуемая скорость резания. Показатель правильного режима — красивая, длинная стружка.

Воспользуйтесь таблицами, чтобы правильно выбрать режим и не затупить сверло преждевременно.

Подача S 0 , мм/об	Диаметр сверла D, мм
	2,5	4	6	8	10	12	146	20	25	32
	Скорость резания v, м/мин
При сверлении стали
0,06	17	22	26	30	33	42	—	—	—	—
0,10	—	17	20	23	26	28	32	38	40	44
0,15	—	—	18	20	22	24	27	30	33	35
0,20	—	—	15	17	18	20	23	25	27	30
0,30	—	—	—	14	16	17	19	21	23	25
0,40	—	—	—	—	—	14	16	18	19	21
0,60	—	—	—	—	—	—	—	14	15	11
При сверлении чугуна
0,06	18	22	25	27	29	30	32	33	34	35
0,10	—	18	20	22	23	24	26	27	28	30
0,15	—	15	17	18	19	20	22	23	25	26
0,20	—	—	15	16	17	18	19	20	21	22
0,30	—	—	13	14	15	16	17	18	19	19
0,40	—	—	—	—	14	14	15	16	16	17
0,60	—	—	—	—	—	—	13	14	15	15
0,80	—	—	—	—	—	—	—	—	—	13
При сверлении алюминиевых сплавов
0,06	75	—	—	—	—	—	—	—	—	—
0,10	53	70	81	92	100	—	—	—	—	—
0,15	39	53	62	69	75	81	90	—	—	—
0,20	—	43	50	56	62	67	74	82	-	-
0,30	—	—	42	48	52	56	62	68	75	—
0,40	—	—	—	40	45	48	53	59	64	69
0,60	—	—	—	—	37	39	44	48	52	56
0,80	—	—	—	—	—	—	38	42	46	54
1,00	—	—	—	—	—	—	—	—	—	42

Таблица 2. Поправочные коэффициенты

Таблица 3. Обороты и подача при различном диаметре сверла и сверлении углеродистой стали

Виды отверстий в металле и способы их сверления

Виды отверстий:

• глухие;
• сквозные;
• половинчатые (неполные);
• глубокие;
• большого диаметра;
• под внутреннюю резьбу.

Отверстия под резьбу требуют определения диаметров с допусками, установленными в ГОСТ 16093-2004. Для распространённых метизов расчёт приведен в таблице 5.

Таблица 5. Соотношение метрической и дюймовой резьбы, а также подбор размера отверстия для засверливания

Метрическая резьба				Дюймовая резьба				Трубная резьба
Диаметр резьбы	Шаг резьбы, мм	Диаметр отверстия под резьбу		Диаметр резьбы	Шаг резьбы, мм	Диаметр отверстия под резьбу		Диаметр резьбы	Диаметр отверстия под резьбу
		мин.	макс.			мин.	макс.
М1	0,25	0,75	0,8	3/16	1,058	3,6	3,7	1/8	8,8
М1,4	0,3	1,1	1,15	1/4	1,270	5,0	5,1	1/4	11,7
М1,7	0,35	1,3	1,4	5/16	1,411	6,4	6,5	3/8	15,2
М2	0,4	1,5	1,6	3/8	1,588	7,7	7,9	1/2	18,6
М2,6	0,4	2,1	2,2	7/16	1,814	9,1	9,25	3/4	24,3
М3	0,5	2,4	2,5	1/2	2,117	10,25	10,5	1	30,5
М3,5	0,6	2,8	2,9	9/16	2,117	11,75	12,0	—	—
М4	0,7	3,2	3,4	5/8	2,309	13,25	13,5	11/4	39,2
М5	0,8	4,1	4,2	3/4	2,540	16,25	16,5	13/8	41,6
М6	1,0	4,8	5,0	7/8	2,822	19,00	19,25	11/2	45,1
М8	1,25	6,5	6,7	1	3,175	21,75	22,0	—	—
М10	1,5	8,2	8,4	11/8	3,629	24,5	24,75	—	—
М12	1,75	9,9	10,0	11/4	3,629	27,5	27,75	—	—
М14	2,0	11,5	11,75	13/8	4,233	30,5	30,5	—	—
М16	2,0	13,5	13,75	—	—	—	—	—	—
М18	2,5	15,0	15,25	11/2	4,333	33,0	33,5	—	—
М20	2,5	17,0	17,25	15/8	6,080	35,0	35,5	—	—
М22	2,6	19,0	19,25	13/4	5,080	33,5	39,0	—	—
М24	3,0	20,5	20,75	17/8	5,644	41,0	41,5	—	—

Сквозные отверстия

Сквозные отверстия пронизывают заготовку полностью, образуя в ней проход. Особенностью процесса является защита поверхности верстака или столешницы от выхода сверла за пределы заготовки, что может повредить и само сверло, а также снабдить заготовку «заусенцем» — гартом. Чтобы этого избежать, применяют следующие способы:

• используют верстак с отверстием;
• подкладывают под деталь прокладку из дерева или «сэндвич» — дерево+металл+дерево;
• подкладывают под деталь металлический брусок с отверстием для свободного прохода сверла;
• снижают скорость подачи на последнем этапе.

Последний способ обязателен при высверливании отверстий «по месту», чтобы не повредить близко расположенные поверхности или детали.

Отверстия в тонколистовом металле вырезаются перовыми свёрлами, потому как спиральное сверло повредит края заготовки.

Глухие отверстия

Такие отверстия выполняются на определённую глубину и не пронизывают заготовку насквозь. Отмерить глубину можно двумя способами:

• ограничивая длину сверла втулочным упором;
• ограничивая длину сверла патроном с регулируемым упором;
• пользуясь линейкой, закреплённой на станке;
• комбинацией способов.

Некоторые станки снабжены системой автоматической подачи на заданную глубину, после чего механизм останавливается. В процессе сверления может потребоваться несколько раз остановить работу, чтобы удалить стружку.

Отверстия сложной формы

Отверстия, расположенные на краю заготовки (половинчатые) можно выполнять, соединив гранями и зажав тисками две заготовки или заготовку и прокладку и высверлив полное отверстие. Прокладка должна быть выполнена из такого же материала, что и обрабатываемая заготовка, иначе сверло будет «уходить» в сторону наименьшего сопротивления.

Сквозное отверстие в уголке (профильный металлопрокат) выполняют, зафиксировав заготовку в тисках и используя деревянную прокладку.

Сложнее выполнить сверление цилиндрической заготовки по касательной. Процесс разделяется на две операции: подготовка перпендикулярной отверстию площадки (фрезеровка, зенковка) и собственно сверление. Высверливание отверстий в поверхностях, расположенных под углом, также начинают с подготовки площадки, после чего вставляют деревянную прокладку между плоскостями, образуя треугольник, и сверлят отверстие сквозь угол.

Полые детали просверливают, заполнив полость пробкой из древесины.

Отверстия с уступами получают с использованием двух техник:

1. Рассверливание. Отверстие высверливается на всю глубину сверлом наименьшего диаметра, после чего на заданную глубину рассверливают свёрлами диаметрами от меньшего к большему. Достоинство метода — хорошо отцентрованное отверстие.
2. Уменьшение диаметра. На заданную глубину высверливается отверстие максимального диаметра, затем свёрла меняются с последовательным уменьшением диаметра и углублением отверстия. При этом методе легче контролировать глубину каждой ступени.

1. Рассверливание отверстия. 2. Уменьшение диаметра

Отверстия большого диаметра, кольцевое высверливание

Получение отверстий большого диаметра в массивных заготовках, толщиной до 5-6 мм, дело трудоёмкое и затратное. Относительно небольшие диаметры — до 30 мм (максимум 40 мм) можно получить, используя конусные, а лучше ступенчато-конусные свёрла. Для отверстий большего диаметра (до 100 мм) понадобятся полые биметаллические коронки или коронки с твердосплавными зубьями с центровочным сверлом. Причём мастера традиционно в этом случае рекомендуют Bosch, в особенности на твёрдом металле, например, стали.

Такое кольцевое высверливание менее энергозатратное, но может быть более затратным финансово. Помимо свёрл важна мощность дрели и возможность работы на самых низких оборотах. Причём чем толще металл, тем сильнее захочется выполнить отверстие на станке, а при большом количестве отверстий в листе толщиной более 12 мм лучше сразу искать такую возможность.

В тонколистовой заготовке отверстие большого диаметра получают с помощью узкозубых коронок или фрезой, закреплённой на «болгарке», но края в последнем случае оставляют желать лучшего.

Глубокие отверстия, СОЖ

Иногда требуется выполнить глубокое отверстие. В теории, это такое отверстие, длина которого в пять раз больше диаметра. На практике, глубоким называют сверление, требующее принудительного периодического удаления стружки и применения СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей).

В сверлении СОЖ нужны в первую очередь для снижения температуры сверла и заготовки, которые нагреваются от трения. Поэтому при получении отверстий в меди, которая обладает высокой теплопроводностью и сама способна отводить тепло, СОЖ можно не применять. Относительно легко и без смазки сверлится чугун (кроме высокопрочных).

На производстве в качестве СОЖ применяют индустриальные масла, синтетические эмульсии, эмульсолы и некоторые углеводороды. В домашних мастерских можно использовать:

• технический вазелин, касторовое масло — для мягких сталей;
• хозяйственное мыло — для алюминиевых сплавов типа Д16Т;
• смесь керосина с касторовым маслом — для дюралюминия;
• мыльную воду — для алюминия;
• скипидар, разведённый спиртом — для силумина.

Универсальная охлаждаемая жидкость может быть приготовлена самостоятельно. Для этого нужно растворить 200 г мыла в ведре воды, добавить 5 ложек машинного масла, можно отработанного, и прокипятить раствор до получения мыльной однородной эмульсии. Некоторые мастера для снижения трения используют свиное сало.

Обрабатываемый материал	Смазочно-охлаждающая жидкость
Сталь:
углеродистая	Эмульсия. Осернённое масло
конструкционная	Осернённое масло с керосином
инструментальная	Смешанные масла
легированная	Смешанные масла
Чугун ковкий	3-5%-ная эмульсия
Чугунное литье	Без охлаждения. 3-5%-ная эмульсия. Керосин
Бронза	Без охлаждения. Смешанные масла
Цинк	Эмульсия
Латунь	Без охлаждения. 3-5%-ная эмульсия
Медь	Эмульсия. Смешанные масла
Никель	Эмульсия
Алюминий и его сплавы	Без охлаждения. Эмульсия. Смешанные масла. Керосин
Нержавеющие, жаропрочные сплавы	Смесь из 50% осернённого масла, 30% керосина, 20% олеиновой кислоты (или 80% сульфофрезола и 20% олеиновой кислоты)
Волокнит, винипласт, оргстекло и так далее	3-5%-ная эмульсия
Текстолит, гетинакс	Обдувка сжатым воздухом

Глубокие отверстия могут быть выполнены сплошным и кольцевым сверлением, причём в последнем случае центральный стержень, образованный вращением коронки, выламывают не целиком, а частями, ослабив его дополнительными отверстиями малого диаметра.

Сплошное сверление выполняется в хорошо зафиксированной заготовке спиральным сверлом, в каналы которого подается СОЖ. Периодически, не останавливая вращение сверла, нужно его извлекать и очищать полость от стружки. Работа спиральным сверлом выполняется поэтапно: сначала берут короткое и надсверливают отверстие, которое затем заглубляют сверлом соответствующего размера. При значительной глубине отверстия желательно пользоваться направляющими кондукторными втулками.

При регулярном высверливании глубоких отверстий можно рекомендовать приобретение специального станка с автоматической подачей СОЖ к сверлу и точной отцентровкой.

Сверление по разметке, шаблону и кондуктору

Сверлить отверстия можно по выполненной разметке или без неё — с применением шаблона или кондуктора.

Разметка выполняется кернером. Ударом молотка намечается место для острия сверла. Фломастером тоже можно отметить место, но отверстие нужно ещё и для того, чтобы острие не сдвигалось от намеченной точки. Работа выполняется в два этапа: предварительное сверление, контроль отверстия, окончательное сверление. Если сверло «ушло» от намеченного центра, узким зубилом делаются насечки (канавки), направляющие острие в заданное место.

Для определения центра цилиндрической заготовки пользуются квадратным кусочком жести, согнутым под 90° так, чтобы высота одного плеча составляла приблизительно один радиус. Прикладывая уголок с разных сторон заготовки, проведите карандашом вдоль края. В результате у вас образуется область вокруг центра. Найти центр можно по теореме — пересечением перпендикуляров от двух хорд.

Шаблон нужен при выполнении серии однотипных деталей с несколькими отверстиями. Им удобно пользоваться для пачки тонколистовых заготовок, соединённых струбциной . Так одновременно можно получить несколько просверленных заготовок. Вместо шаблона иногда используют чертёж или схему, например, при изготовлении деталей для радиоаппаратуры.

Кондуктором пользуются, когда очень важна точность выдерживания расстояний между отверстиями и строгая перпендикулярность канала. При сверловке глубоких отверстий или при работе с тонкостенными трубками кроме кондуктора могут применяться направляющие, фиксирующие положение дрели относительно поверхности металла.

При работе с электроинструментом важно помнить о безопасности человека и не допускать преждевременного износа инструмента и возможного брака. В связи с этим мы собрали некоторые полезные советы:

1. Перед работой нужно проверить крепления всех элементов.
2. Одежда при работе на станке или с электродрелью не должна быть с элементами, способными попасть под действие вращающихся частей. Глаза от стружки защитите очками.
3. Сверло при приближении к поверхности металла должно уже вращаться, иначе оно быстро затупится.
4. Вынимать сверло из отверстия нужно, не выключая дрель, по возможности снижая обороты.
5. Если сверло не углубляется в металл, значит, его твёрдость ниже, чем у заготовки. Повышенную твёрдость у стали можно выявить, проведя по образцу напильником — отсутствие следов свидетельствует о повышенной твёрдости. В этом случае сверло нужно выбирать из твёрдого сплава с присадками и работать на низких оборотах с небольшой подачей.
6. Если сверло маленького диаметра плохо закрепляется в патроне, намотайте на его хвостовик несколько оборотов латунной проволоки, увеличив диаметр для захвата.
7. Если поверхность заготовки полированная, наденьте фетровую шайбу на сверло, чтобы гарантировано не нанести царапины даже при соприкосновении с патроном дрели. При закреплении заготовок из полированной или хромированной стали, используйте прокладки из ткани или кожи.
8. При изготовлении глубоких отверстий прямоугольный кусочек пенопласта, насаженный на сверло, может служить измерителем и одновременно, вращаясь, сдувать мелкую стружку.

Основными элементами режима резания при сверлении являются скорость резания, подача и глубина резания.
Скоростью резания называется окружная скорость наиболее удаленной от центра сверла точки режущей кромки, измеряемая в метрах в минуту (м/мин ).

Таблица 19

Скорости резания при сверлении (работа с охлаждением) конструкционных сталей

Подача в мм/об	Диаметр сверла в мм
	Скорость резания в м/мин
0,05 0,08 0,1 0,12 0,15 0,18 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,46 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9	46 32 26 23 - - - - - - - - - - - - -	- - 42 36 31 26 - - - - - - - - - - -	- - 49 43 36 31 28 - - - - - - - - - -	- - - - 38 35 33 30 27 - - - - - - - -	- - - - - - 38 34 31 28 26 - - - - - -	- - - - - - - 35 31 29 27 26 - - - - -	- - - - - - - 37 34 31 29 27 26 - - - -	- - - - - - - - 33 30 29 27 26 24 - - -	- - - - - - - - - - 30 28 26 24 23 - -	- - - - - - - - - - - 29 27 25 23 21 -	- - - - - - - - - - - 27 26 25 23 22 21

Скорость резания v определяется по формуле

где D - диаметр сверла;
n - число оборотов шпинделя в мин.;
π = 3,14 - постоянное число.
Число оборотов режущего инструмента определяется по формуле

При сверлении или развертывании отверстий важно правильно выбрать скорость резания, при которой инструмент будет работать нормально, т. е. наиболее эффективно.
Таким образом, скорость резания режущего инструмента и подача его на один оборот составляют режим резания.
Режим резания необходимо выбирать таким, чтобы сохранить инструмент от преждевременного износа с учетом максимальной производительности.
Режимы резания можно выбирать по табл. 19 и 20. Таблица 20

Переводная таблица скоростей резания и чисел оборотов сверл в минуту

Диа- метр сверла в мм	Скорость резания в м/мин
	Число оборотов в минуту
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 27 30 32 34 36 38 40 42 46 50	3180 1590 1061 796 637 530 455 398 353 318 265 227 199 177 159 145 132 122 113 106 99 93 88 84 80 76 71 64	4780 2390 1590 1195 955 796 682 507 530 478 398 341 298 265 239 217 199 184 171 159 149 140 133 126 119 113 106 96	6370 3190 2120 1595 1275 1061 910 796 708 637 530 455 398 353 318 290 265 245 227 213 199 187 177 168 159 152 142 127	7960 3980 2660 1990 1590 1326 1135 996 885 796 663 568 497 442 398 362 332 306 284 265 249 234 221 210 199 189 177 159	9550 4780 3180 2390 1910 1590 1365 1191 1061 955 796 682 597 531 478 432 398 368 341 318 298 280 265 252 239 227 212 191	11150 5580 3720 2790 2230 1855 1590 1392 1238 1114 929 796 696 619 558 507 465 429 398 371 348 327 310 294 279 265 248 223	12730 6880 4250 3185 2550 2120 1820 1590 1415 1273 1062 910 795 709 637 580 531 490 455 425 398 374 354 336 318 307 283 255	14330 8060 4780 3595 2865 2387 2045 1792 1593 1433 1193 1010 895 795 716 652 597 551 511 478 448 421 398 378 358 341 319 286	15920 7960 5320 3980 3180 2622 2270 1992 1770 1592 1326 1136 994 884 796 724 664 612 568 530 498 468 442 420 398 378 354 318	19100 9560 6360 4780 3820 3180 2730 2338 2122 1910 1592 1364 1194 1062 956 870 796 736 682 636 596 560 530 504 478 458 424 382	31840 15920 10640 7960 6360 5304 4340 3984 3540 3184 2652 2272 1988 1768 1592 1148 1328 1224 1136 1060 996 936 884 840 796 756 708 636

Зная диаметр сверла и материал обрабатываемой детали, находим по табл. 19 и 20 скорость резания, а по скорости резания и диаметру сверла определяем по переводной таблице (или по формуле) число оборотов сверла в минуту. Найденное число оборотов и значение подачи сопоставляют с фактическим числом оборотов шпинделя станка. На каждом станке имеется таблица оборотов шпинделя и подач, которая прикреплена к станку.
При работе сверлами из углеродистой стали величины скорости резания и подачи следует уменьшать на 30 - 40%.
Для уменьшения трения и нагрева инструмента при сверлении применяют охлаждающую жидкость. При обильном применении охлаждающей жидкости при сверлении стали можно увеличить скорость резания примерно на 30 - 35%. Кроме этого, обильное охлаждение облегчает удаление стружки из отверстия. Для нормального охлаждения необходимо к месту сверления подавать не менее 10 л охлаждающей жидкости в минуту.
При сверлении различных металлов и сплавов рекомендуется применять охлаждающие жидкости, приведенные в табл. 21.

Таблица 21

Если во время работы режущая кромка сверла быстро затупляется, то это признак того, что скорость резания выбрана слишком большой и ее надо уменьшить.
При выкрашивании режущих кромок следует уменьшить величину подачи.
Для предупреждения затупления и поломки сверла на выходе из отверстия рекомендуется уменьшать подачу в момент выхода сверла.
Для получения отверстий высокого класса точности развертки в шпинделе станка крепят на специальных качающихся оправках, которые дают возможность развертке занимать требуемое положение в отверстии. Этим устраняется «разбивание» отверстия.
Для получения высокой чистоты обработки отверстия при работе развертку следует смазывать растительным маслом.
Скорость резания при развертывании отверстий в стали принимается равной от 5 до 10 м/мин , подача - от 0,3 до 1,3 мм/об .
В табл. 22 приведены величины скорости резания при развертывании отверстий в различных металлах.

Таблица 22

Средние скорости резания развертками на сверлильных станках в м/мин

При сверлении отверстия диаметром более 25 мм рекомендуется производить предварительное сверление сверлом диаметром 8 - 12 мм , а затем рассверлить отверстие до требуемого диаметра. Разделение обработки отверстия на два прохода - сверление и рассверливание способствует получению более точного по диаметру отверстия, а также уменьшает износ инструмента.
При сверлении глубокого отверстия необходимо своевременно удалять стружку из отверстия и спиральных канавок сверла. Для этого периодически выводят сверло из отверстия, чем облегчают условия сверления и улучшают чистоту обрабатываемого отверстия.
При сверлении деталей из твердых материалов применяют сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава.
Пластинки твердого сплава закрепляют пайкой на медь к державке, изготовляемой из углеродистой или легированной стали.
Скорость резания такими сверлами достигает 50 - 70 м/мин .

А. Выбор подачи

Подача при сверлении представляет собой перемещение сверла за один его оборот и измеряется в мм/об.

Величина подачи выбирается в зависимости от диаметра сверла и обрабаты­ваемого материала. Сверло большего диаметра по своей прочности допускает боль­шую подачу. Подача выбирается максимально допустимой с учетом требуемой чис­тоты и точности обработки.

Технологически допускаемая подача при сверлении спиральными сверлами из быстрорежущей стали и сверлами, оснащенными твердым сплавом, выбирается на основе опыта (см. табл. 1).

Таблица Подачи при сверлении S, мм/об.

	Сталь, а < 90 кг/мм 2			Чугун и цветные металлы
	быстро­режущая сталь	твердый сплав
			быстрорежущая сталь		твердый сплав	быстрорежущая сталь	твердый сплав

Подачи, приведенные в таблице 1, даны для сверления отверстий с глубиной сверления до трех диаметров.

При глубине сверления больше ЗД следует вводить поправочный коэффициент к = 0,75 - 0,9.

В случаях, когда диаметр отверстия превышает 30-40 мм, следует применять рассверливание, деля припуск примерно на две равные части.

При рассверливании величина подачи увеличивается примерно в полтора -два раза по сравнению с приведенными табличными данными.

Максимальные значения подач применяют при сверлении глухих отверстий При сверлении сквозных отверстий для всех перечисленных случаев следует брать среднее значение подач. Это уменьшение величины подачи при сквозном сверлении объясняется тем, что при выходе сверла из отверстия вследствие наличия упругих деформаций в шпинделе, механизме подачи станка, в сверле, а также наличии мерт­вого хода шпинделя, фактическая подача может увеличиваться, что приведет к за­еданию сверла и выкрашиванию режущих кромок.

Б. Скорость резания при сверлении

В процессе сверления имеют место стесненные условия отвода стружки в связи с ограниченным пространством между стенками отверстия и поверхностью винтовых канавок сверла.

Выбор скорости резания при сверлении зависит от следующих основных факторов: 1) обрабатываемого материала; 2) материала режущей части сверла; 3) диаметра сверла; 4) подачи; 5) стойкости сверла; 6) глубины просверливаемого отверстия; 7) формы заточки сверла; 8) охлаждения.

Скорость резания при сверлении в зависимости от основных факторов резания может быть подсчитана по формуле:

где C v - постоянный коэффициент, характеризующий обрабатываемый мате риал, материал инструмента, геометрию сверла, различные условия обработки (С 12-20);

Д - диаметр сверла, мм;

Т - период стойкости инструмента, мин.;

S - подача, мм/об.;

t - глубина резания (припуск на сторону), мм.

В. Основное (технологическое) время

Основное технологическое время при сверлении, рассверливании, зенкерова нии и развертывании определяется по формуле:

(2)

где L - расчетная длина обработки, мм; n - число оборотов инструмента, об./мин.;

S - осевая подача инструмента, мм/об.

Расчетная длина L определяется следующей суммой:

Величина врезания l1 при сверлении будет равна:а при рассверливании, зенкеровании и развертыванииВеличина выхода сверла 1 2 = 1–2мм.

Работа по сверлению отверстий в металле, в зависимости от вида отверстий и свойств металла, может выполняться разным инструментом и с использованием различных приёмов. О способах сверления, инструментарии, а также о технике безопасности при выполнении этих работ мы хотим вам рассказать.

Сверление отверстий в металле может понадобиться при ремонте инженерных систем, бытовой техники, автомобиля, создании конструкций из листовой и профильной стали, конструировании поделок из алюминия и меди, при изготовлении плат для радиоаппаратуры и во многих других случаях. Важно понимать, какой инструмент нужен для каждого вида работ, чтобы отверстия получились нужного диаметра и в строго намеченном месте, и какие меры безопасности помогут избежать травм.

Инструменты, приспособления, сверла

Основными инструментами для сверления являются ручные и электрические дрели, а также, при возможности, сверлильные станки. Рабочий орган этих механизмов - сверло - может иметь различную форму.

Различают сверла:

• спиральные (наиболее распространённые);
• винтовые;
• коронки;
• конусные;
• перовые и т. д.

Виды отверстий в металле и способы их сверления

Виды отверстий:

• глухие;
• сквозные;
• половинчатые (неполные);
• глубокие;
• большого диаметра;
• под внутреннюю резьбу.

Отверстия под резьбу требуют определения диаметров с допусками, установленными в ГОСТ 16093-2004. Для распространённых метизов расчёт приведен в таблице 5.

Таблица 5. Соотношение метрической и дюймовой резьбы, а также подбор размера отверстия для засверливания

Метрическая резьба				Дюймовая резьба				Трубная резьба
Диаметр резьбы	Шаг резьбы, мм	Диаметр отверстия под резьбу		Диаметр резьбы	Шаг резьбы, мм	Диаметр отверстия под резьбу		Диаметр резьбы	Диаметр отверстия под резьбу
		мин.	макс.			мин.	макс.
М1	0,25	0,75	0,8	3/16	1,058	3,6	3,7	1/8	8,8
М1,4	0,3	1,1	1,15	1/4	1,270	5,0	5,1	1/4	11,7
М1,7	0,35	1,3	1,4	5/16	1,411	6,4	6,5	3/8	15,2
М2	0,4	1,5	1,6	3/8	1,588	7,7	7,9	1/2	18,6
М2,6	0,4	2,1	2,2	7/16	1,814	9,1	9,25	3/4	24,3
М3	0,5	2,4	2,5	1/2	2,117	10,25	10,5	1	30,5
М3,5	0,6	2,8	2,9	9/16	2,117	11,75	12,0	-	-
М4	0,7	3,2	3,4	5/8	2,309	13,25	13,5	11/4	39,2
М5	0,8	4,1	4,2	3/4	2,540	16,25	16,5	13/8	41,6
М6	1,0	4,8	5,0	7/8	2,822	19,00	19,25	11/2	45,1
М8	1,25	6,5	6,7	1	3,175	21,75	22,0	-	-
М10	1,5	8,2	8,4	11/8	3,629	24,5	24,75	-	-
М12	1,75	9,9	10,0	11/4	3,629	27,5	27,75	-	-
М14	2,0	11,5	11,75	13/8	4,233	30,5	30,5	-	-
М16	2,0	13,5	13,75	-	-	-	-	-	-
М18	2,5	15,0	15,25	11/2	4,333	33,0	33,5	-	-
М20	2,5	17,0	17,25	15/8	6,080	35,0	35,5	-	-
М22	2,6	19,0	19,25	13/4	5,080	33,5	39,0	-	-
М24	3,0	20,5	20,75	17/8	5,644	41,0	41,5	-	-

Сквозные отверстия

Сквозные отверстия пронизывают заготовку полностью, образуя в ней проход. Особенностью процесса является защита поверхности верстака или столешницы от выхода сверла за пределы заготовки, что может повредить и само сверло, а также снабдить заготовку «заусенцем» - гартом. Чтобы этого избежать, применяют следующие способы:

• используют верстак с отверстием;
• подкладывают под деталь прокладку из дерева или «сэндвич» - дерево+металл+дерево;
• подкладывают под деталь металлический брусок с отверстием для свободного прохода сверла;
• снижают скорость подачи на последнем этапе.

Последний способ обязателен при высверливании отверстий «по месту», чтобы не повредить близко расположенные поверхности или детали.

5.3. Установить глубину резания t=D /2 (мм) при сверлении в сплошном металле

t = , мм при рассверливании ранее выполненного отверстия

5.4. Назначить подачу. При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла. При рассверливании отверстий подача, рекомендованная для сверления, может быть увеличена до 2 раз.

Sо, мм/об - при сверлении стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов

5.5. Назначаем скорость главного движения резания

V = , м/мин – при сверлении

V = , м/мин – при рассверливании

Км - коэффициент на обрабатываемый материал

5.6. Определить частоту вращения шпинделя

об/мин

D - диаметр отверстия, мм.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка. Принимаем меньшее ближайшее значение n d об/мин.

5.7. Определяем действительную скорость резания , м/мин

5.8. Определяем крутящий момент

Мкр = 10 См Kp – при рассверливании

Значения коэффициентов и показателей степени

5.9. Определяем мощность, затрачиваемую на резание

(к.п.д.)

5.10. Определяем основное время

5.11. Вывод- Мощность станка позволяет выполнить обработку при данном режиме резания. В случае, когда N рез.об > N шп - необходимо определить загрузку станка по мощности

Для кратковременного резания (длительностью до 1 мин) допускается перегрузка электродвигателя станка на 25 % его номинальной мощности. В случае большей перегрузки необходимо уменьшить скорость или взять более мощный станок.

6. Требования к оформлению расчета

6.1. Выполненное задание оформляется на стандартных листах формат А4. Первый лист титульный (см. приложение 1)

Пример выполнения задания

Вариант № 31

Задание: На вертикально-сверлильном станке 2Н 135 производят сверление отверстия диаметром D и глубиной l. Необходимо: выбрать режущий инструмент , назначить режим резания, определить основное время (см.слайд 1 приложение 3.1).

Таблица 13

Выбор режущего инструмента (см. слайд 2 приложение 3.2)

Сверло Ø18 с коническим хвостовиком из стали Р18. ГОСТ 10903-64

Геометрические элементы: форма заточки - двойная с подточкой поперечной кромки.

Углы сверла 2 φ = 118°, 2 φ1 = 70 0 .

Назначение элементов резания (см. слайд 3 приложение 3.3)

1. Определяем глубину резания

t = 18/2 = 9мм

2. Назначаем подачу

Sо = (0,33 - 0,38) мм/об

К 1 = 0,9 (глубина сверления до 5D)

Тогда Sо = (0,33 - 0,38) *0,9 = (0,3 - 0,34) мм/об

Корректируем по паспорту станка

Sо = 0,28 мм/об

3. Определяем скорость резания

Сv = 9.8 q = 0.4 y= 0.5 m = 0.2

Общий поправочный коэффициент на скорость резания

Км = Кr Kr = 0.95 n=1 Км = 0,9

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала

Поправочный коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия.

0,9 1 0,85 = 0,765

V = 0,765 = 21м/мин

4. Число оборотов шпинделя

n д = 355 об/мин (по паспорту станка)

5. Определяем действительную скорость резания

6. Определяем крутящий момент

Мкр = 10 См Kp – при сверлении

См = 0,0345 q = 2 y = 0.8

Кр = Кмр = 0,9

Мкр = 0,0345 0,9 = 3,62Н м

7. Определяем мощность, затраченную на резание

N= = 0,13 кВт

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка

(к.п.д.)

Nшп = 4,5 0,8 = 3,6 кВт

8. Определяем основное время

(см. слайд 4 приложение 3.4)

Эскиз обработки (см. слайд 5 приложение 3.5)

Задание: На вертикально-сверлильном станке 2Н135 проводят сверление отверстия диаметром D и глубиной l.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить элементы режима резания; определить основное время.

Таблица 14

№ варианта	Материал заготовки	D	l	Отверстие	Обработка
мм
	Сталь 10 σв = 35 кгс/мм 2	15Н12		Глухое	С охлаждением
	Сталь 40 σв= 45 кгс/мм 2	22Н14		Сквозное	С охлаждением
	Серый чугун 200НВ	16Н14		Сквозное	Без охлаждения
	Сталь 40 Х σв= 55 кгс/мм 2	18Н13		Сквозное	С охлаждением
	Сталь 20 Х 170 НВ	20Н14		Сквозное	С охлаждением
	Серый чугун 210 НВ	10Н14		Глухое	Без охлаждения
	Сталь 12Х3 σв= 45 кгс/мм 2	19,2Н14		Глухое	С охлаждением
	Сталь 35 Х σв=48 кгс/мм 2	24Н14		Глухое	С охлаждением
	Серый чугун 170 НВ	18,25		Сквозное	Без охлаждения
	Сталь 20 σв=38 кгс/мм 2	15Н12		Глухое	С охлаждением
	Сталь 45 σв=44 кгс/мм 2	26Н12		Глухое	С охлаждением
	Ковкий чугун 180 НВ	24Н12		Глухое	Без охлаждения
	Сталь 5 Х НМ σв=70 кгс/мм 2	18Н12		Сквозное	С охлаждением
	Сталь У7А σв=58 кгс/мм 2	20Н12		Сквозное	С охлаждением
	Сталь 65Г σв = 50 кгс/мм 2	25Н12		Сквозное	С охлаждением
	Серый чугун 210НВ	28Н12		Глухое	Без охлаждения
	Сталь 40 Х 13 σв= 65 кгс/мм 2	24Н12		Глухое	С охлаждением
	Сталь 9 х С σв= 60 кгс/мм 2	20Н12		Сквозное	С охлаждением
	Ковкий чугун 220 НВ	26Н12		Сквозное	Без охлаждения
	Сталь 40 Х С 225 НВ	8Н12		Сквозное	С охлаждением
	Сталь 30Л σв=50 кгс/мм	6Н12		Сквозное	С охлаждением
	Сталь А20 σв=30 кгс/мм 2	12Н12		Сквозное	С охлаждением
	Сталь 35 σв= 50 кгс/мм 2	14Н12		Глухое	С охлаждением
	Серый чугун 175 НВ	16Н12		Глухое	Без охлаждения
	Сталь 40 Г σв= 55 кгс/мм 2	16,8Н12		Глухое	С охлаждением
26	Сталь Х12М δв= 60 кгс/мм 2	17,2Н12		Сквозное	С охлаждением
	Сталь ХВГ σв = 55 кгс/мм	18,25Н12		Сквозное	С охлаждением
	Серый чугун 170 НВ	24Н12		Сквозное	Без охлаждения
	Латунь ЛМцЖ 52-4-1 100 НВ	ЗОН12		Сквозное	Без охлаждения
	Бронза БрАЖН 11-6-6 200 НВ	24Н12		Сквозное	Без охлаждения