Сверло коническое – когда нам понадобится его помощь? Спиральное сверло – универсальный инструмент для любых отверстий

Сверла различают по целому ряду признаков: материал изготовления, метод, тип режущей кромки, назначение и так далее. Сверло с коническим хвостовиком быстро и эффективно решает проблему с центрированием инструмента.

Описание сверла с коническим хвостовиком

Изделие предназначено для выполнения тех же задач, что и сверло с цилиндрическим хвостовиком, и включает те же элементы.

Рабочая часть состоит из режущей части, образованной двумя главными и поперечной кромкой, и направляющей – вспомогательные режущие кромки.
Хвостовик, по сути, представляет собой крепежный элемент сверла. Он имеет коническую форму, выполняется в виде насадки и при необходимости легко снимается и заменяется.

Такая форма сверла разрабатывалась в первую очередь для промышленного применения: конусная головка позволяет автоматическую смену инструмента в шпиндельной бабке.

Различают несколько вариантов конусного сверла:

с лапками – в шпинделе крепится за счет заклинивания лапок, это предотвращает проворачивание слишком легкого материала при сверлении;
с резьбой – закрепляется при помощи штока. Крепеж считается самым надежным и гарантирует невыпадение инструмента;
без лапок и резьбы – рассчитаны для работ с легкими металлическими или неметаллическими материалами – пластмассой, эбонитом, оргстеклом.

Выпускается ряд специальных конических сверл, в которых предусмотрены отверстия или бороздки для подачи смазочно-охлаждающих составов.

В быту конические сверла стали использоваться благодаря простоте центрирования. При отверстий достаточно большого диаметра – более 10 мм, приходится сначала высверлить отверстие меньшего размера, а на втором этапе использовать сверло нужного диаметра. Инструмент с коническим хвостовиком в таких ухищрениях не нуждается.

Технические характеристики

Материал изготовления – используется легированная и углеродистая сталь 9XC, а также P9 и P18. Последние относятся к категории быстрорежущих сталей и обозначаются, как HSS. Такой сплав сохраняет твердость при нагреве, а, так как сверление сопровождается сильным нагревом как материала, так и инструмента, то применение быстрорежущей стали вполне оправданно.
Угол заточки – величина углов главных режущих кромок и поперечной определяет область применения сверла. Для оргстекла и других видов пластмасс, необходим инструмент с величиной угла при вершине равной 60–90 градусов. Угол в 60 градусов рекомендован при работе с тонким листами, в 90 – при сверлении материала с толщиной от 20 мм.

Малый угол заточки улучшает показатели теплоотвода, а, так как акриловое стекло деформируется при нагреве, то для него эта особенность сверла весьма важна. Однако такая заточка сказывается на прочности самого инструмента, а поэтому используется только при работе с нетвердыми материалами.

Задний угол должен составлять не менее 15 градусов. При такой заточке задняя поверхность сверла скоблит материал, а не режет, что уменьшает деформацию оргстекла.
Наконечник – в обычном случае его составляют две режущие грани с углом схождения 118–135 градусов. Выпускаются сверла, в которых за гранями снята дополнительная фаска – двойная заточка. Такой вариант уменьшает трение. Еще одно усовершенствование – двухступенчатый наконечник, обеспечивающий точное центрирование – это сверло разработано для твердых материалов.

Диаметр, длину конуса и сечение хвостовика регламентирует ГОСТ 10903-77.

Применение

Конусные сверла используют при сверлении листового материала разной степени прочности и твердости, но не хрупкие. К ним относятся:

металлы и сплавы – сталь, чугун, бронза, алюминий, дюралюминий и так далее;
неметаллические материалы – , пластмассы, дерево, древесноволокнистые плиты.

При сверлении тугоплавких сплавов применяют инструмент, усиленный твердосплавными пластинками. Для обработки вязких – пластмассы, используют сверла с особой заточкой и шлифованные.

Разновидности

Конусовидный хвостовик или конус Морзе выпускается в нескольких модификациях.

Инструментальные – наиболее распространены, так как разработаны для быстрой автоматической смены при работе на станке. Параметры изделия регламентирует ГОСТ.
Укороченны е – хвостовая часть сверла уменьшена за счет утолщенной части конуса. Маркируется таким образом: B7 – укорочен до 14 мм, B10 – до 18, и до B24 – укорочен до 55 мм. Этот вариант используется, когда отверстие требуется определенного диаметра, но малой глубины.
Удлиненные – применяются для высверливания глубоких отверстий в несколько этапов.
Метрические – хвостовики, в которых соотношение к рабочей части составляет 1:20, а угол более 1 градуса.

На фото изображены разновидности сверл с коническим хвостиком

Назначение сверла определяет заточка: угол при вершине, задний угол и т.д.. Затачивание и шлифовку проводят на специальных станках или вручную.

Коническое ГОСТ

ГОСТ 10903-77 регламентирует инструмент с коническим хвостовиком – с конусом Морзе, и вариант с шейкой.

Возможный диаметр изделий – 5–10 мм.
Длины конуса – 58–85 мм.
Сечение хвостовой части – 6–12 мм.

Удлиненные

Сверла с удлиненной хвостовой частью регламентирует ГОСТ 2092-77. Используются они при производстве отверстий большой глубины.

Величина диаметра составляет диапазон от 6 до 30 мм. Длина хвостовой части – 145–275 мм.

Изделия выпускаются в двух классах точности:

А1 и А – с повышенной точностью;
B1 и B – с нормальной точностью.

Коническое ступенчатое

Конус в этом случае выглядит как пирамида, где каждая «ступень» ответственна за формирование отверстия определенного диаметра. Такое строение позволяет высверливать отверстия разного размера без смены инструмента. В его маркировке указывается сразу целый ряд величин.

Эта же особенность позволяет снимать фаску тем же сверлом, которым делалось отверстие. Скорость сверления относительно невелика – до 1000 оборотов/мин, что делает инструмент очень подходящим для работы с оргстеклом.

Центрирование благодаря конической форме беспроблемное, но чувствительность к перекосам выше, чем у инструментального варианта.

Применяют инструменты, для обработки стали, алюминия, дюралюминия и неметаллических материалов – пластмасс, оргстекла, эбонита.

Кобальтовые с коническим хвостовиком

Для улучшения прочностных свойств и отвода тепла изделия подвергают дополнительной обработке.

HSS-G – проходят дополнительную шлифовку;
HSS-Co – сталь содержит кобальт, сверла этого класса рассчитаны для работы в тяжелых температурных условиях;
HSS-R – катанные изделия;
HSS-Tin – инструмент обработан нитридом титана, покрытие уменьшает трение, а, значит, и нагрев инструмента и материала.

О том, какой обработке подвергались сверла, можно узнать по их цвету: ярко-золотой цвет свидетельствует о напылении нитрида титана, черный – использовалась термическая обработка, и так далее.

Преимущества

За один проход коническое сверло совершает несколько операций, тем самым уменьшая и срок работы, и время воздействия на оргстекло:

центрирование – конусная форма хвостовика обеспечивает точное центрирование без всяких дополнительных приспособлений;
поэтапное высверливание отверстий с разным диаметром, наконечник на инструменте не позволяет сверлу проскальзывать;
удаление заусениц , а при использовании ступенчатого сверла еще и снятие фаски.

Заключение

Конические сверла эффективны и рентабельны на своем месте. При обработке оргстекла нет никакой надобности в инструменте, усиленном пластинками, а вот сверло с покрытием из нитрида титана уменьшает трение, а, значит, и опасность деформации. Не меньшее значение имеет заточка: для работы с вязким материалом требуется хорошо заточенный шлифованный инструмент.

На видео представлен фрагмент использования сверла с коническим хвостиком:

К самым универсальным и, соответственно, популярным инструментам, используемым для выполнения отверстий в различных материалах, относятся сверла спирального типа. Регламентируют спиральные сверла ГОСТ 10902-77 и ГОСТ 10903-77. Руководствуясь положениями данных нормативных документов, а также параметрами отверстия, которое требуется создать, выбрать подходящий инструмент довольно легко.

Особенности конструкции и основные характеристики

Конструкция спиральных сверл, которые часто называют винтовыми, состоит из следующих элементов.

Рабочая часть

На рабочей части есть две канавки, расположенные по винтовой линии. Они выполняют одновременно несколько функций: формируют режущую часть, отводят создаваемую в зоне обработки стружку, обеспечивают подачу СОЖ в область сверления.

Хвостовик

При помощи этого конструктивного элемента инструмент фиксируется в патроне используемого оборудования. Хвостовик может изготавливаться со специальной лапкой, облегчающей извлечение инструмента из гнезда конусной формы, или поводком, который участвует в передаче крутящего момента от патрона.

Шейка

Этот технологический элемент отвечает за выход при его использовании для шлифовки инструмента.

Рабочую часть сверла спирального с цилиндрическим или коническим хвостовиком составляют несколько конструктивных элементов.

Калибровочная часть

Данный элемент выглядит как узкая полоска, продолжающая канавку на рабочей части. Эта направляющая часть имеет другое распространенное название – «ленточка».

Режущая часть

Эту часть составляют пять режущих кромок: 2 главных, 2 вспомогательных, которые располагаются по спирали вдоль оси сверла, и 1 поперечная, находящаяся на конце инструмента и имеющая форму конуса. Все они формируются благодаря пересечениям поверхностей канавок. Так, главные режущие кромки – это пересечение передней поверхности канавки инструмента с задней, вспомогательные – передней поверхности канавки с поверхностью калибровочной части, поперечные – пересечение задних поверхностей ленточек.

Высокая популярность спиральных сверл связана со следующими их достоинствами.

Инструменты данного типа отличаются большим запасом под переточку режущей части.
Сверла спиральные с цилиндрическим или коническим хвостовиком отличаются лучшей стабильностью своего положения в процессе сверления.
За счет особенностей своей конструкции такие инструменты обеспечивают своевременный отвод стружки из зоны обработки.

Основные параметры сверл спиральных с цилиндрическим и коническим хвостовиками, требования к которым оговаривают ГОСТ 10902 и ГОСТ 10903-77, перечислены в таблице.

Значения всех вышеуказанных параметров определяются задачами, для решения которых планируется использовать инструмент.

Спиральные сверла применяются не только для обработки металла, но и для выполнения отверстий в других материалах, таких как бетон и древесина. Существуют также инструменты универсального назначения. Сверла, используемые для обработки различных материалов, отличаются друг от друга как формой и конструкцией, так и своими геометрическими параметрами, приведенными в соответствующих ГОСТах.

В зависимости от конфигурации зажимаемой в патроне части выделяют сверла:

с цилиндрическим хвостовиком;
с коническим хвостовиком.

Для фиксации на оборудовании спиральных сверл с коническими хвостовиками, как указывает ГОСТ 10903-77, используются универсальные переходные втулки, посадочные отверстия в которых выполнены по типу «конус Морзе». Соответствующие ГОСТу инструменты данного типа можно применять для оснащения любого оборудования.

Сверла с хвостовиками цилиндрической формы

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком в соответствии с требованиями нормативного документа могут выпускаться в нескольких сериях: короткой, средней и длинной. Пользуясь соответствующим ГОСТом на сверла, можно оптимально подбирать инструмент для решения определенных технологических задач.

Цилиндрические спиральные сверла, согласно ГОСТу, изготавливают с центровочным отверстием или без него. Инструменты средней и длинной серий, в соответствии с ГОСТом, могут иметь в своей конструкции шейку, облегчающую их шлифовку. Специальных требований к размерам такого элемента нет.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к спиральным сверлам с цилиндрическим хвостовиком можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Левые и правые спиральные инструменты, относящиеся к короткой серии и имеющие диаметр от 0,5 до 40 мм, изготавливаются по ГОСТу 4010-77. Производство правых и левых цилиндрических сверл средней серии, диаметр которых находится в интервале 0,25–20 мм, регламентирует ГОСТ 10902-77. Спиральные сверла длинной серии выпускаются в диапазоне диаметров 1–31,5 мм. Нормативным документом, в котором оговариваются требования к изделиям данной серии, является ГОСТ 886-77.

Сверла с цилиндрическим хвостовиком длинной серии производят преимущественно с правым направлением спирали. ГОСТ допускает изготовление изделий данной серии и в другом конструктивном исполнении по договоренности с заказчиком. Длина спиральных инструментов с цилиндрическим хвостовиком всех серий указана в приведенной ниже таблице.

Технические требования к производству спиральных сверл всех вышеперечисленных серий оговариваются ГОСТом 2034-80. Согласно положениям этого нормативного документа, изделия данной серии, которые используются для сверления заготовок из ковкого и серого чугуна, углеродистых (конструкционных и инструментальных) и легированных сталей, а также конструкционных сталей обычной обрабатываемости и автоматных, изготавливаются из быстрорежущих стальных сплавов. Инструменты данной серии могут относиться к одному из трех классов точности:

А1 (повышенной);
В1 и В (нормальной).

ГОСТ допускает, что сверла данной серии могут быть произведены не из быстрорежущей стали, а из легированного стального сплава марки 9ХС, при этом их хвостовики могут быть сделаны из стали марки 45 или 40Х. По своей конструкции такие сверла могут быть как цельными, так и сварными. При использовании сварки в местах соединений исключается наличие непроваренных участков, пустот и кольцевых трещин.

Сверла с коническими хвостовиками

Современная промышленность выпускает различные типы сверл, хвостовик которых имеет коническую форму. Соответственно, требования, предъявляемые к таким инструментам, регламентируются разными ГОСТами. Унификация различных типов сверл позволяет оптимально подбирать их для решения определенных технологических задач. Нормативными документами, в соответствии с требованиями которых производятся спиральные инструменты с коническими хвостовиками, являются:

ГОСТ 10903-77 (для изделий нормальной длины);
ГОСТ 12121-77 (для длинной серии);
ГОСТ 2092-77 (для удлиненной серии);
ГОСТ 22736-77 (для изделий с твердосплавными пластинами).

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к спиральным сверлам с коническим хвостовиком можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

В зависимости от конфигурации зажимаемой в

Спиральные сверла нормальной длины, на которые распространяет требования ГОСТ 10903-77, могут выпускаться в диапазоне диаметров 5–80 мм. Хвостовики таких сверл в зависимости от диаметра последних имеют нормальную или усиленную конструкцию. С усиленным хвостовиком изготавливают спиральные сверла диаметром от 12 до 76 мм. Их посадочная конусная часть соответствует стандарту Морзе – от 1 до 6.

Диаметр длинных сверл, согласно ГОСТу, может находиться в интервале 5–20 мм, при этом обработка, выполняемая с их помощью, осуществляется через кондукторные втулки. Хвостовик таких сверл выполняется по стандарту Морзе от 1 до 4. Спиральная часть длинных сверл и инструментов нормальной длины имеет правое направление, но по договоренности с производителем может выпускаться и с левым направлением.

Удлиненные сверла с коническим хвостовиком производятся с диаметрами 6–30 мм. Конусный хвостовик таких сверл должен соответствовать стандарту Морзе от 1 до 3.

На металлический стержень которых напаяны твердосплавные пластины типа ВК, могут выпускаться с диаметром от 10 до 30 мм, в укороченном и нормальном вариантах.

Длина спиральных инструментов с коническим хвостовиком всех серий представлена в приведенной ниже таблице.

Материалы изготовления основной части таких сверл – быстрорежущая сталь, стальной сплав марки 9ХС либо стали других марок, в составе которых не должно быть кобальта, а количество вольфрама не должно превышать 6%.

Сверло коническое по металлу предпочтительней в большинстве случаев, потому что не затупится и не сломается, в отличие от стандартных бурильных наборов, которые больше применимы к дереву. Чем же добиваются такой стойкости?

1 Почему сверло получило название конического?

Сверла – это режущие инструменты, которые образуют отверстие за счет поступательно-вращательного воздействия на материал в точке контакта. Также их часто применяют для рассверливания или расширения готовых отверстий. Кроме этого, с их помощью можно получать несквозные углубления. В зависимости от хвостовой части сверла бывают цилиндрическими, шестигранными, трехгранными и коническими. Если посмотреть в словаре, то под конусом инструментальным понимается не что иное, как конический хвостовик, а значит, это и есть сверло конического типа. Главное его удобство – быстрая смена: в случае поломки всегда можно легко и быстро. Сам хвостовик выполнен в виде насадки, которая надевается на рабочую часть.

По своему конструктивному решению конические сверла не сильно отличаются от обычных стандартных, и состоят они из следующих элементов: режущей и направляющей частей, хвостовика, поводка и шейки. Главное отличие в форме хвостовика. В данном случае он имеет вид конуса, о чем нам как раз и говорит название этих приспособлений. В зависимости от его формы их разделяют на еще более специфические типы. Хвостовик может быть следующих видов:

конус Морзе;
метрический;
инструментальный;
удлиненный.

Следует уделить несколько минут краткой характеристике этих типов насадок, что мы и сделаем чуть ниже, а также рассмотрим и другие классификации.

2 Сверло коническое по металлу – разновидности

Инструментальный конус хвостовика наиболее распространен. Он легко и быстро снимается и прост в использовании. Чаще его используют для станков с ЧПУ или для станков, где происходит автоматическая смена инструментов. Для изготовления таких видов сверл имеются определенные нормы и стандарты. Укороченные конусы хвостовика получаются за счет уменьшения толстой части конуса. Обычно при приобретении можно увидеть маркировку данных приспособлений. Они обозначаются: В7 (укорочен до 14 мм), В10, В12 (укорочены до 18 и 22 мм), В16, В18 (укорочены до 29 и 37 мм), В22, В24 (укорочены до 45 и 55 мм). Подбирается марка конусного сверла с укорочением в зависимости от работы, то есть от глубины проделываемого отверстия. Существуют также и сверла удлиненные с коническим хвостовиком.

Конусные хвостовики, угол которых более 1 градуса и соотношение к рабочей части 1 к 20, определяются как метрические конусы. По своей конструкции они не отличаются от конусов Морзе. Они также бывают разных размеров и номеров: № 80, 100, 120, 160, 200. Наиболее часто в работе с отверстиями применяют хвостовики с конусом Морзе. Впервые их предложил Стивен Морзе (первый изобретатель сверл). Появились они в 1864 году. Изобретатель уже тогда предложил восемь основных размеров от КМ0 и до КМ7. Наши мастера отдают предпочтение метрическим конусам. Вероятно, это происходит из-за того, что именно они описаны в отечественном ГОСТе, по которому составляется большинство технических инструкций на предприятиях.

Хвостовики конусные могут быть представлены в разном исполнении: с лапками, резьбой или без лапок и резьбы. Приспособления с лапками крепятся в шпинделе путем заклинивания этих лапок, обычно в рукаве шпинделей имеется специальный пазик. Предназначение лапок – облегчать выбивание конуса из шпинделя, а также предотвращать проворачивания. Приспособления с внутренней резьбой крепятся в шпинделе при помощи штока (штревеля), который вворачивается в торец конуса. Использование конусов с резьбой – это гарантия невыпадания инструмента. Кроме того, их использование облегчит извлечение конуса, если тот в процессе работы заклинил в шпинделе.

Существуют также специальные конусы, которые снабжены системой различных отверстий либо канавок. Они нужны, чтобы своевременно подавать смазачно-охлаждающиеся жидкости.

3 Сверло с коническим хвостовиком – современное представление

Современные сверла конического типа изготовлены из прочной углеродистой либо легированной стали. Часто производители при изготовлении применяют дополнительную тепловую обработку поверхности данных инструментов. Это делает их более надежными и в то же время защищает от коррозии. Коническая форма хвостовика помогает повысить производительность и улучшить качество создаваемых отверстий. Благодаря такой форме (конической), сверло легко выходит из обрабатываемого материала.

Как правило, подобные сверла используют для получения различных отверстий на металлической поверхности. Также их можно применять и тогда, когда требуются отверстия на пластике, дюропластике или листовой стали (с этим отлично справляется сверло коническое ступенчатое). Диаметр хвостовика или конуса может колебаться от 6 до 12 мм. А длина конуса возможна от 58 до 85 мм. Подбираются сверла в зависимости от диаметра и глубины будущего отверстия.

В последнее время мастера все больше используют в работе спиральное сверло с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77). Обычно им создаются отверстия в разных деталях с использованием стационарных станков. Размер таких сверл может быть от 5 и до 80 мм. Конический хвостовик помогает значительно увеличить площадь поверхности контакта сверла с головкой. Это в свою очередь помогает не только увеличивать точность, но и повысить надежность крепления.

На сегодняшний день спиральные сверла могут быть длинными, цельными твердосплавными, специальными для обрабатывания легких сплавов, труднообрабатываемых материалов, а также могут быть дополнительно оснащены пластинками из твердого сплава. Такое разделение данных инструментов позволяет точнее подобрать их для определенных видов работ. Это поможет улучшить не только сам процесс просверливания, но позволит также сделать всю работу качественнее.

4 Как показывает себя в работе подобное сверло?

Сверла конического типа наиболее удачно подходят для просверливания отверстий в трубах, стальных листах, в цветных металлах. Ими одинаково удобно делать отверстия и в металле, и в пластике. Применение в работе конических сверл обеспечивает выполнение сразу нескольких операций за один проход. То есть, при выполнении всего одного прохода сразу выполняется зачистка заусениц, центрирование и пошаговое просверливание отверстий разных диаметров . На конических сверлах есть специальный наконечник, который позволяет избегать проскальзывания или пробуксовки даже на таких поверхностях, которые сильно выступают.

Профессионалы и мастера-любители отмечают, что работать с такими сверлами очень удобно. При их использовании не нужны различные дополнительные приспособления или дополнительное центрирование. Когда просверливается отверстие обычным , то его во время работы может увести в сторону, да и само отверстие часто получается неровным, с "рваными краями", которые потом нужно дополнительно выравнивать. Конусный хвостовик отличается тем, что во время просверливания он идет точно, и отверстие получается не только ровным, но и гладким.