Типы и виды сверл и их назначение

Экскурс в историю

Приблизительно в 35000 г. до н.э. древний человек осознал преимущество использования вращательных инструментов. Орудие было примитивным - заостренный камень с ниткой, помыкая которой делали отверстие в другом материале. Так появилась первая ручная дрель: к одному концу гладкой палки крепили камень, палке ладонями задавали вращательные движения и камень проделывал отверстие. Наиболее ранние перфорированные артефакты - кости, рога, раковины - датируются эпохой верхнего палеолита.

Наконечник с полым буром впервые был использован приблизительно в XIII веке. Он состоял из трубчатой палки, частично профилированной металлом на конце, преимущественно медью. Это позволяло сверлить дырку, отшлифовывая наружную часть. Это позволяло буру просверливать камень или дерево точного размера. Данные о первом шнеке датируются VX веком н.э., его изобретение позволило делать большие точные отверстия. Это разновидность ручного кривошипа со сверлом, состоящего из двух частей. Крепление в верхней части, чтобы держать и поворачивать, и в нижней части - бур. Они сменные, поскольку быстро изнашиваются.

Следующим значительным прогрессом в технологии бурения стал электродвигатель. Это привело к изобретению электрического сверла. Изобретателями являются Артур Джеймс Арнота и Уильям Бланч Бреин из Мельбурна, Австралия, запатентовавших электрическую дрель в 1889 году. В 1895 году первую переносную ручную дрель смастерили братья Вильгельм и Карл Феины из Штутгарта, Германия. В 1917 году первый прототип современной дрели был запатентован компанией Блэк&Деккер. Это дало старт современной эпохе сверления. За прошлое столетие было создано множество видов дрелей, как по способу применения, так и по размеру, со сверлами для различных материалов.

Особенности конструкции

Сверло – осевой режущий инструмент, создающий отверстия в цельном материале, увеличивающий диаметра уже имеющегося отверстия. Спиральное сверло имеет вид цилиндрического стержня. Оно имеет такое строение: рабочая часть, хвостовик и шейка. Рабочая часть сверла оснащена двумя резцами, выполненными по винтовой спирали. Спираль предназначена для создания режущих элементов и выведения стружки.

1. Рабочая часть сверла состоит из таких элементов:

• Режущая часть. Мостом из двух режущих окраек, образованных пересечением передних винтовых поверхностей резцов, по которым выводится стружка, с задними поверхностями, а также продольную режущую кромку, созданную пересечением задних поверхностей.

• Направляющая часть также состоит из двух вспомогательных режущих окраек. Вспомогательные окрайки созданы пересечением передних поверхностей с поверхностью направляющей ленты (узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, размещенная вдоль винтового резца и предназначена для обеспечения нужного направления сверла при резьбе, а также чтобы уменьшить трение боковой поверхности к стенке отверстия).

2. Хвостовик служит для закрепления и центрирования сверла на станке или ручном сверлильном оборудовании. Он бывает конусной или цилиндрической формы. Конфигурация хвостовика следующая: поводок для передачи крутящего момента к сверлу или лапка для выбивания сверла из конусного гнезда.

3. Шейка, которая обеспечивает выход из шлифовального круга при шлифовке рабочей части сверла.

Классификация свёрл

Ранжировать сверла можно по многим признакам: материал изготовления и сверления, особенности конструкции различных элементов, места применения и так далее. Для правильного выбора необходимого для работы сверла достаточно классификаций, описанных ниже.

В зависимости от материала рассверливания:

• Для твердых материалов (металл, бетон, кирпич, листовой метал);
• Для мягких материалам (дерево, пластик);
• Для крошащихся материалов (стекло, керамика);
• Многофункциональные (для нескольких материалов)

В зависимости от конструкции рабочей части сверла, можно выделить такие его разновидности:

• винтовые (спиральные) – наиболее применяемые универсальные сверла (диаметр 0, 1 – 80 мм, длина рабочей части до 275 мм);

• сверла Жирова – с улучшенными условиями отвода тепла за счет увеличения длины режущей кромки (на режущей части имеются три конуса с углами при вершине);

• плоские (перовые) – применяют для сверления больших и глубоких отверстий. Режущая часть имеет вид пластины (лопатки). Она может изготавливаться вместе с хвостиком или крепится в держателе.

• винтовые для глубокого сверления (10D ≥ L ≥ 5D) – удлиненные сверла с двумя винтовыми каналами, обеспечивающими внутреннее выведение охладительной жидкости. Они проходят через тело сверла или через трубки, которые запаяны в канальце, предварительно высверленном на задней спинке сверла.

• односторонней резки – используют для выполнения точных отверстий при глубоком сверлении (10D ≥ L ≥ 300D). Обеспечивается наличием направляющей (опорной) поверхности (режущие кромки размещены по одну сторону от оси сверла). Имеет следующие разновидности:
• эжекторные сверла – смазочно-охладительная жидкость под высоким давлением (100…350 МПа) подается в зону сверления через щель между внутренними и внешними трубами, а стружка отводится через внутренний канал. Щель между трубами соединена между небольшими по диаметру радиальными или наклоненными отверстиями, направленными к оси сверла.

• кольцевые – пустотелые сверла;

• центровочные – с их помощью делают центровые отверстия в деталях.
• ступенчатые – позволяют сделать одним сверлом отверстия разного диаметра в листовых материалах.

• Свёрла Форстнера — модернизированное плоское сверло с дополнительными резцами-фрезами.

• Конструкции Юдовина и Масарновского — их особенность – большой угол наклона и форма винтовой канавки. Благодаря этому стружка выводится во время рассверливание, что повышает производительность.
• пушечные (полукруглые) имеют вид стержня со срезанной на половину рабочей частью, что образовывает канал до отведения стружки. Для направления сверла делают отверстие, глубиной 0,5…0,8D.
• трубчатые (ружейные) – применяются для сверления отверстий большой глубины. Полость для отведения охладительной жидкости получают путем зажатия трубки и получения прямого канала для отвода стружки с углом 110…120°. Режущую часть изготавливают в виде твердосплавной пластины или головки (цельные твердосплавные или с приваренной к хвостику рабочей частью).

• ВТА (STS — англ. single tube system) сверла оборудованы внешней подачей смазочно-охладительной жидкости и внутренним каналом для удаления стружки. Жидкость нагнетают между трубкой сверла и стенкой рассверливаемого отверстия. Удаление стружки через трубку сверла и сверлильный шпиндель назад к впускному отверстию обеспечивается высокой скоростью подачи жидкости.

В зависимости от формы хвостовиков, различают такие виды сверл – цилиндрические, конические; трех-, четырех- и шестигранные; для буров – SDS (plus, top, max) .

По способу изготовления самого сверла можно выделить:

• цельные сверла (спиральные из быстрорежущей стали или твёрдого сплава);
• сварные (хвостовая часть из углеродистой стали, а рабочая – из быстрорежущей).

Материалы

Сверла изготавливают из:

• быстрорежущей стали ГОСТ 19265-73 (Р9, Р18, Р6М5, Р6М5К5; HSS, HSSCo - M35 или M42, HSS-E - 6542 или M2);
• легированной инструментальной стали ГОСТ 5950-73 (9ХС, ХВСГ, HSS-R – 4241, HSS-G - 4341);
• углеродистой инструментальной стали ГОСТ 1435-74 (У7, У8А, У10, У12А).

А также сверла оснащают пластинами из твердых сплавов – порошковые твердые сплавы – ГОСТ 388-74 (ВК6, ВК8, Т5К10, Т15К6).