Свердло

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Свердла різної конструкції та призначення

Свердло́ — осьовий різальний інструмент для утворення отвору у суцільному матеріалі та (або) збільшення діаметра наявного отвору[1] з однією або двома різальними окрайками.

Будова спірального свердла[ред.ред. код]

Будова та геометрія спірального свердла

Спіральне свердло має вигляд циліндричного стрижня, робоча частина якого оснащена двома рівцями, виконаними по гвинтовій спіралі, що призначені для утворення різальних елементів та відведення стружки.

  • Робоча частина, у яку входить:
    • Ріжуча частина, що має дві головні різальні окрайки (1), утворені перетинанням передніх гвинтових поверхонь (5) рівців, якими сходить стружка, з задніми поверхнями (4), а також поперечну різальну кромку (перемичку) (3), утворену перетином задніх поверхонь.
    • Напрямна частина має дві поміжні різальні окрайки (2), утворені перетинанням передніх поверхонь (5) з поверхнею напрямної стрічки (6) (вузька смужка на циліндричній поверхні свердла, розташована вздовж гвинтового рівця і забезпечує спрямування свердла при різанні, а також зменшення тертя бічної поверхні до стінки отвору).
  • Хвостовик, що служить для закріплення та центрування свердла на верстаті або у ручному свердлильному обладнанні, буває конусної (10) або циліндричної (8) форми і містить:
  • Шийка, що забезпечує вихід шліфувального круга при шліфуванні робочої частини свердла.

Геометрія спірального свердла[ред.ред. код]

Різальна частина характеризується переднім кутом γ та заднім кутом α, кутом біля вершини свердла , кутом нахилу поперечної різальної кромки ψ та кутом нахилу гвинтової лінії свердла λ.

Передній кут[ред.ред. код]

Передній кут γ в точці К вимірюють у головній січній площині. Він утворюється дотичною, проведеною через точку К до передньої поверхні, та лінією, що проходить через цю точку перпендикулярно до площини різання. Величина переднього кута зменшується при наближенні до вісі свердла. На серцевині свердла γ = 0° при нормальній формі заточування, а при підточуванні поперечної кромки кут γ з наближенням до серцевини стає від'ємним. На поперечній окрайці свердла передній кут має великі від'ємні значення (до −60°). Тому поперечна кромка метал не ріже, а витискує його під різальні кромки. На це витрачається 50…65% осьової сили та до 15% крутного моменту. Довжина поперечної кромки визначається діаметром серцевини свердла dc. Зі зменшенням діаметра серцевини зменшується довжина поперечної окрайки, але при цьому знижується міцність свердла. Для швидкорізальних свердел dc = (0,12…0,2)D, для твердосплавних свердел dc = 0,25D. У свердел малого діаметра, призначених для обробки важкооброблюваних матеріалів, товщину серцевини збільшують до (0,32…0,35)D.

Задній кут[ред.ред. код]

Задній кут α також вимірюється у головній січній площині. Кут α утворюється дотичною до задньої поверхні, проведеною через точку К, і площиною різання. Значення заднього кута при наближенні до осі свердла збільшується. В залежності від діаметра свердла α = 8…14° на периферії і α = 20…25° біля серцевини свердла.

Кут біля вершини[ред.ред. код]

Перетин різальних кромок утворює кут біля вершини свердла (часто позначають ). Кут впливає на величину складових сили різання, довжину різальної кромки та розміри перерізу стружки. При збільшенні кута зменшується довжина різальної кромки, зростають сили різання, що діють на одиницю довжини різальної кромки, тому свердло швидше спрацьовується, але при цьому збільшується товщина стружки, яка буде легше сходити по гвинтових рівцях, вона менше деформується, що обумовлює зниження моменту опору обертанню свердла. Досліди показують, що при зменшенні кута із 140° до 90° осьова сила зменшується на 40…50%, а крутний момент опору зростає на 25…30%. Значення цього кута вибирається з врахуванням властивостей матеріалу, що обробляється. Для обробки конструкційних сталей та чавунів = 116…118°. При обробці жаротривких сталей, алюмінієвих сплавів і твердих чавунів кут повинен становити 125…150°. При обробці твердих бронз, деревини чи пластмас кут зменшується до 80…110°.

Кут нахилу поперечної кромки[ред.ред. код]

Кут нахилу поперечної кромки ψ лежить в площині, перпендикулярній до осі свердла, і утворюється проекціями різальної кромки та поперечної кромки на цю площину. Величина кута ψ знаходиться в межах 50…55°.

Кут нахилу гвинтової лінії[ред.ред. код]

Кут нахилу гвинтової лінії стрічок λ визначається між віссю свердла і дотичною до гвинтової лінії стрічки. Величина цього кута впливає на міцність і жорсткість свердла та на умови виходу стружки. Зі збільшенням кута λ збільшується передній кут γ, тому стружка легше зрізується і легше відводиться, зростає жорсткість свердла на скручування, але знижується жорсткість в осьовому напрямі. Зменшення осьової сили і моменту опору відбувається при зростанні кута λ до 25…35°. При подальшому збільшенні кута λ сили різання не зменшуються, але знижується міцність леза біля периферії. Свердла діаметром до 10 мм мають кут λ = 25…28°, а для більших діаметрів λ = 30…35°. Для обробки в'язких матеріалів (алюмінієві сплави, мідь) рекомендуються свердла з λ = 35…45°. З метою зниження тертя між стрічками і стінкою отвору, діаметр направляючої частини зменшується в напрямі до хвостовика (0,03…0,12 мм на 100 мм довжини).

Класифікація свердел[ред.ред. код]

Деякі види свердел: A — по металу; B — по дереву; C — по бетону; D — перове свердло по дереву; E — універсальне свердло по металу або бетону; F — по листовому металу; G — універсальне свердло по металу, дереву чи пластику.
Хвостовики свердел: 1, 2 — циліндричний; 3 — SDS-plus; 4 — шестигранник; 5 — чотиригранник; 6 — тригранник; 7 — для шуруповертів

За конструкцією робочої частини[ред.ред. код]

  • Спіральні (гвинтові) — найпоширеніші свердла з діаметром від 0,1 до 80 мм та довжиною робочої частини до 275 мм універсального використання.
  • Плоскі (перові) — використовуються при свердлінні отворів великих діаметрів і глибин. Різальна частина має вигляд пластини (лопатки), що кріпиться у державці чи борштанзі або виготовляється заодно з хвостовиком.
  • Спіральні для глибокого свердління (10D ≥ L ≥ 5D) — подовжені гвинтові свердла з двома гвинтовими каналами для внутрішнього підведення охолоджувальної рідини. Гвинтові канали проходять через тіло свердла або через трубки, що запаяні у рівці, попередньо профрезеровані на спинці свердла.
  • Одностороннього різання (для глибокого свердління) — застосовуються для виконання точних отворів при глибокому свердлінні (10D ≥ L ≥ 300D) за рахунок наявності направляючої (опорної) поверхні (різальні кромки розташовані по один бік від осі свердла)[2].
    • Гарматні (напівкруглі) — мають вигляд стрижня, у якого робоча частина зрізана наполовину, що утворює канал для відведення стружки. Для спрямування свердла попередньо просвердлюють отвір глибиною 0,5…0,8D.
    • Рушничні (трубчасті) — застосовуються для свердління отворів великої глибини. Виготовляються з трубки, обтискаючи яку отримують прямий рівець для відводу стружки з кутом 110…120° і порожнину для підведення охолоджувальної рідини. Різальну частину виконують у вигляді твердосплавної пластинки або голівки. Такі свердла можуть виконуватись і суцільно твердосплавними з припаюванням робочої частини до хвостовика.
    • ВТА[3] (або STS — англ. single tube system) свердла[4] оснащуються зовнішньою подачею змащувально-охолоджувальної рідини і внутрішнім каналом для видалення стружки. Рідину нагнітають між трубкою свердла та стінкою отвору, що свердлиться, причому швидкість подавання рідини настільки велика, що вона здатна забезпечити ефективне видалення стружки через трубку свердла і свердлильний шпиндель назад до впускного отвору.
    • Ежекторні свердла — свердла, у яких змащувально-охолоджувальна рідина під великим (100…350 МПа) тиском підводиться у зону різання через щілину між зовнішньою і внутрішньою трубами, а стружка відводиться через внутрішній канал. Щілина між трубами сполучена з невеликими за діаметром нахиленими або радіальними отворами, спрямованими до осі свердла, за рахунок чого і створюється ефект ежекції.
  • Кільцеві — пустотілі свердла, що перетворюють у стружку тільки вузьку кільцеву частину матеріалу.
  • Центрувальні — застосовують для свердління центрових отворів в деталях.

За конструкцією хвостовиків[ред.ред. код]

За конструкцією хвостової частини свердла бувають:

  • Циліндричні
  • Конічні
  • Чотиригранні
  • Шестигранні
  • Тригранні
  • SDS

Свердла, що призначені для звичайної дрилі, мають циліндричний хвостовик. Хвостовик бура для перфораторів має різну конфігурацію, зазвичай це хвостовик SDS-plus, SDS-top, SDS-max тощо.

Матеріали[ред.ред. код]

Свердла виготовляють з швидкорізальних, інструментальних легованих та вуглецевих сталей, а також, їх оснащують пластинками з твердих сплавів.

Галерея зображень[ред.ред. код]

Свердління[ред.ред. код]

Докладніше: Свердління

Процес свердління отвору складається з двох поєднаних рухів:

  • обертального — руху різання (обертатися може як свердло так і деталь);
  • поступального — руху подачі в осьовому напрямку.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. ДСТУ 2233-93 Інструменти різальні. Терміни та визначення.
  2. Solid drilling tools
  3. англ. Boring and Trepanning Association — Асоціація фахівців зі свердління та виготовлення кільцевих пазів
  4. BTA Deep Hole Drilling Machines

Джерела[ред.ред. код]

  • Основи формоутворення поверхонь при механічній обробці: Навчальний посібник/ Н. С. Равська, П. Р. Родін, Т. П. Ніколаєнко, П. П. Мельничук.— Ж.: ЖІТІ, 2000.— 332с. — ISBN 966-7570-07-Х
  • Металорізальні інструменти [Текст] : навч. посібник. Ч. 2 / П. Р. Родін [та ін.] ; Київський політехнічний ін-т. — К. : ІСДО, 1993. — 180 с. : іл. — ISBN 5-7763-1585-4