Способ, которым можно просверлить металл, определяют четыре условия: материал заготовки, диаметр, глубина и допуск на размер. Ниже они разобраны для ручного инструмента, стационарного шпинделя, кольцевой фрезы и бесконтактных методов. Сверление стен и дерева здесь не рассматривается. Речь идет о сверлении отверстий в металлических заготовках и листовых деталях цеха.
Четыре условия, по которым выбирают способ
Первое условие: проводит ли материал ток. От этого зависит, доступны ли плазма и электроэрозия. Для диэлектриков они закрыты, для черных и цветных металлов открыты.
Второе условие касается диаметра. Мелкое отверстие и большое отверстие делают разным инструментом, потому что объем снимаемого металла растет вместе с размером. Третье условие связано с глубиной, точнее с ее отношением к диаметру. Короткое сквозное отверстие в пластине и глубокий канал в валу требуют разного оборудования.
Вертикально-сверлильные станки
Весь раздел →
E-1516BVL/400 сверлильный станок настольный
VR-6DF/230 сверлильный станок
E-1516B/400 сверлильный станок настольный
Допуск определяет, чем закончить работу. Под саморез допустимы увод оси и неровная кромка. Под штифт или подшипник нужны жесткая ось, правильная заточка и последующая доводка.
Ручная дрель и шуруповерт: где хватает такого инструмента
Ось отверстия в руках зависит от глазомера оператора. Перпендикулярность и положение центра определяет опыт, поэтому инструмент уходит в сторону на старте, особенно по гладкой поверхности. Керн под центр снижает увод, но полностью его не убирает. После кернения его вводят на низких оборотах, и вход получается ровным.
Для крепежа в тонком листе, профиле или уголке дрели достаточно. Хвостовик инструмента должен сидеть в патроне без биения. Шуруповерт с патроном под сверло подходит для того же круга задач, если хватает момента на выбранном размере. Посадочные отверстия без доводки разверткой таким инструментом получить нельзя: повторяемости и точности нет.
Промежуточный вариант дает стойка, в которую зажимают дрель вместо шпинделя. Она фиксирует ось и подачу, но жесткость остается невысокой, поэтому размер сверла приходится ограничивать.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Скорость вращения спирального сверла по металлу
Неподвижная ось позволяет подобрать обороты и подачу под материал. Скорость вращения шпинделя в оборотах в минуту считают по формуле n = 1000·v/(π·d), где v обозначает скорость резания, а d диаметр сверла в миллиметрах. Скорость резания берут из таблицы производителя для пары материалов. При постоянной скорости резания вдвое более крупный инструмент требует оборотов вдвое ниже, и привычный для мелкого сверла режим перегревает кромку крупного.
Тип машины выбирают по заготовке. Настольные сверлильные станки рассчитаны на мелкие детали. Вертикально-сверлильные модели с колонной принимают заготовки крупнее. Радиально-сверлильные модели перемещают шпиндель по рукаву над неподвижной тяжелой деталью. Для серии отверстий по координатам стоит взять сверлильные станки с ЧПУ.
Сверлильные станки для глубокого сверления
Весь раздел →
Станок глубокого сверления с ЧПУ ZK21160, SGSM, Китай
Станок глубокого сверления с ЧПУ ZK21200, SGSM, Китай
Станок глубокого сверления GS30*1
Если глубина многократно превышает диаметр, спиральный инструмент забивается стружкой и уходит в сторону. Здесь работают сверлильные станки для глубокого сверления: они подают смазочно-охлаждающую жидкость к режущей кромке и выводят стружку.
Большой диаметр: кольцевая фреза и коронка по металлу
Спиральный инструмент превращает в стружку весь удаляемый объем. Для крупных размеров нужны высокий крутящий момент и усилие подачи. Распространенный прием: сначала сделать отверстие небольшого диаметра, затем рассверлить его. Шпиндель при этом остается сильно нагруженным.
Кольцевая фреза режет только кольцевую канавку по контуру, внутри остается цилиндрический сердечник. Другое название этого инструмента, коронка по металлу. Основное преимущество фрезы: усилие подачи и потребная мощность ниже, потому что в стружку идет только кольцо. Серийные фрезы выпускают от 12 до 200 мм и больше, ходовые глубины реза составляют 30, 55, 75 и 110 мм, другие поставляют по заказу. Фрезы бывают из быстрорежущей стали и с твердосплавными пластинами, последние подходят для более твердых материалов. Заготовку толще глубины выбранной фрезы обрабатывают фрезой с большей глубиной реза.
Слово «коронка» вводит в заблуждение. Алмазная коронка по бетону имеет другую геометрию и другой привод, менять их местами нельзя.
Кольцевые фрезы работают на магнитных сверлильных станках. Стойку с электромагнитом нужно установить на ферромагнитную заготовку, поэтому балку, трубу или лист обрабатывают на месте. Нужен ферромагнитный материал достаточной толщины. На алюминии и меди магнит не держит.
Магнитные сверлильные станки для труб
Весь раздел →
MBA-100T Сверлильный станок для труб
MBR-100T Сверлильно-резьбонарезной станок для труб
Лазер, плазма и электроэрозия без сверла
Лазер делает отверстия без контакта с материалом, поэтому режущий инструмент не изнашивается. Типичный размер лежит от 0,3 до 1 мм, наименьшие достигают около 50 мкм. Отношение глубины к диаметру превышает 10:1, чего спиральный инструмент такого размера не даст. Большее отверстие получают обходом контура лучом. На стенке остается слой переплавленного металла, для посадочных поверхностей его нужно учитывать.
Электроэрозия прошивает отверстие трубчатым электродом с водой внутри. Достижимы размеры от 0,3 до 6,1 мм. Отдельные установки для прошивки тонких отверстий проходят сталь толщиной 100 мм быстрее чем за 10 секунд, но электрод при этом изнашивается на 50–80%. Метод работает только на проводящем металле. Ниша метода: тонкие глубокие отверстия в закаленных деталях, где сверло не работает.
Плазма прожигает отверстие в проводящем листе. Стенка получается с конусом и зоной термовлияния. Для проходного отверстия под болт этого хватает, а посадочное отверстие после плазмы дорабатывают рассверливанием или разверткой.
Сравнение способов по диаметру и материалу
Для отверстий разных размеров может подойти не один способ. Таблица показывает границы применимости.
| Способ | Диаметр отверстия | Материал | Главное ограничение |
|---|---|---|---|
| Ручная дрель | небольшой и средний | любой, под который есть сверло | нет жесткой оси |
| Спиральное сверло на колонне | до предела мощности и момента шпинделя | любой, обрабатываемый резанием | усилие растет с диаметром |
| Кольцевая фреза | от 12 до 200 мм и больше | сталь, чугун и цветные сплавы; магнитная стойка держится только на ферромагнитных | ходовая глубина реза 30–110 мм, глубже по заказу |
| Лазер | от 0,3 до 1 мм, больше обходом контура | металлы и неметаллы | переплавленный слой в стенке |
| Электроэрозия | от 0,3 до 6,1 мм | только проводящий металл | износ электрода |
| Плазма | по условиям прожига листа | проводящий лист | конус и зона термовлияния |
Нюансы сверления нержавейки и тонкого листа
Нюанс нержавеющей аустенитной стали: она наклепывается. Если подача слишком низкая, инструмент скользит по поверхности, уплотняет ее и тупится. Здесь нужна подача, достаточная для резания, и жесткий шпиндель. Осторожная подача очень вредит.
Вертикально-сверлильные станки
Весь раздел →
B-1832G/400 сверлильный станок
B-1313B/230 сверлильный станок
E-1316B/400 сверлильный станок настольный
Листовой металл трудно сверлить спиральным сверлом: форма отверстия получается многогранной, на выходе остается заусенец. Под лист кладут деревянную подкладку или берут ступенчатое сверло, которое режет по ступеням.
Для плит и мебельных деталей предназначены сверлильно-присадочные модели с несколькими шпинделями, и режимы для металла к ним неприменимы.
