Здесь разобрано, из чего сделано цельное твердосплавное сверло по металлу, где оно выигрывает у быстрорежущего инструмента и что требует от оборудования. Цен, брендов и наличия в статье нет. Режимы подачи для пары «диаметр и материал» указывает изготовитель, а оборудование под такое сверление выбирают по жесткости и шкале оборотов.

Из чего сделано цельное твердосплавное сверло

Цельным называют инструмент, у которого корпус целиком спечен из твердого сплава. Основа сплава: карбид вольфрама. Связка: кобальт. Марка ВК8 по ГОСТ 3882-74 содержит 92 % карбида вольфрама и 8 % кобальта. Твердость марки 87,5 HRA, предел прочности на изгиб 1700 МПа, плотность 14,8 г/см³.

Пластинки из твердого сплава имеют твердость 86–92 HRA. Пластичная кобальтовая связка гасит хрупкость карбидной керамики, поэтому от доли кобальта зависит запас вязкости. Шкалы HRA и HRC разные, и 87,5 HRA сплава с твердостью каленой детали напрямую не сравнивают. Для каленой стали марку и геометрию называет изготовитель.

Вертикально-сверлильные станки

Весь раздел →

Ударная вязкость твердых сплавов низкая, а шлифуются они трудно. Для цеха отсюда следует простое правило: кромка боится биения, вибрации и удара при входе в заготовку. Износ у нее медленный, но скол происходит внезапно.

Геометрия режущей части зависит от обрабатываемого материала: угол при вершине и форма канавок подбираются под сталь, чугун или жаропрочный сплав. Универсальной геометрии на все случаи нет, поэтому выбор начинают с обрабатываемого материала.

Где твердосплавное сверло оправдано и где проигрывает

СитуацияЧто дает инструментРиск
Закаленная сталь и другие твердые заготовкиКромка держит форму там, где быстрорежущая изнашивается быстрееНужны жесткая система и подходящая геометрия
Чугун и абразивное литьеВысокая износостойкость кромкиУдар при входе в раковину
Заготовка из жаропрочного сплаваСтойкость кромки при нагревеПерегрев и скол при слабой подаче СОЖ
Серия одинаковых отверстий с ЧПУСтабильный диаметр на длинной партииДорогая поломка при сбое подачи
Разовое отверстие ручной дрельюПочти ничегоСкол от качания руки
Тонкий лист и прерывистый резВыигрыш по стойкости малВыкрашивание кромки

Граница применимости простая. Износостойкость сплава оплачивается жесткостью всей системы: шпиндель, патрон, крепление детали. Если в одном из звеньев есть люфт, преимущество материала снижается, и инструмент может ломаться раньше быстрорежущего. Для алюминия и других цветных металлов геометрию называет изготовитель, а цельный твердосплавный берут для длинных серий и абразивных заготовок. Главное назначение цельного твердосплавного сверла — сверление отверстий в твердых и абразивных заготовках, где быстрорежущая кромка изнашивается слишком быстро.

Вертикально-сверлильные станки

Весь раздел →

Сверление каленых деталей разобрано в статье о сверлении каленой стали, чугун отдельно описан в статье о сверлении чугуна, а кобальтовые быстрорежущие модели в статье о кобальтовых сверлах.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Какую жесткость и какие обороты требует твердосплавное сверло

Первое требование: минимальное биение. Радиальный люфт в шпинделе или патроне быстро выкрашивает кромку. Поэтому берут оборудование с исправным шпинделем и жесткой колонной. Инструмент зажимают цангой или патроном высокой точности. Заготовку фиксируют тисками или прихватами так, чтобы она не вибрировала.

Второе требование: короткий вылет. По справочным данным, отношение диаметра к длине бывает от 1:1 до 1:10. Чем длиннее инструмент, тем сильнее он гнется и уводит. Хрупкий сплав изгиб не прощает, поэтому вылет сокращают до необходимого минимума.

Вертикально-сверлильные станки

Весь раздел →

Третье требование: обороты. Окружная скорость на кромке считается по формуле v = π·D·n / 1000, где D в миллиметрах, n в оборотах в минуту, v в метрах в минуту.

Диаметр, ммv при 1500 об/мин, м/минv при 3000 об/мин, м/мин
314,128,3
628,356,5
1256,5113,1

Таблица показывает скорость, которую дает шкала. Режим резания назначает изготовитель. Из формулы видно главное: при одной частоте вращения скорость растет вместе с диаметром. Мелкому диаметру нужны высокие обороты. Отверстия около 1 мм в печатных платах сверлят при 30 000 об/мин и выше, что дает 94,2 м/мин. Для таких отверстий верхнюю ступень шкалы шпинделя проверяют по паспорту до выбора инструмента.

Охлаждение, подвод СОЖ и вывод стружки

Сплав сохраняет твердость при нагреве, но трещины на кромке вызывает перепад температуры. Прерывистая подача СОЖ создает такие перепады: кромка нагрелась на сухом проходе и получила струю жидкости. Охлаждение подают непрерывно. Сухое сверление допускают, когда его предписывает изготовитель.

Вертикально-сверлильные станки

Весь раздел →

Стружка в глубоком отверстии забивает канавки, момент растет, и хрупкий инструмент ломается. Для таких отверстий применяют каналы подвода СОЖ через тело и периодический вывод сверла из отверстия. Для длинных отверстий предназначены станки для глубокого сверления, где жидкость идет под давлением.

Износ и заточка

Затупление видно по росту усилия подачи, посторонним звукам и ухудшению поверхности отверстия. Продолжать работу с затупленной кромкой нельзя: нагрузка растет и заканчивается сколом.

Затачивают такой инструмент алмазным кругом небольшими съемами и с охлаждением. Заточное оборудование должно быть рассчитано на твердый сплав, это проверяют по паспорту. Обычный абразив для быстрорежущей стали сплаву не подходит.

Какой сверлильный станок подходит под твердосплавное сверление

Тип оборудованияДля чего подходитНа что смотреть
Вертикально-сверлильные станкиСредние и крупные диаметры, жесткая колоннаШкала оборотов и биение шпинделя
Радиально-сверлильныеКрупные тяжелые заготовкиЖесткость рукава при большом вылете
Настольные с вариаторомМалые диаметры, плавная регулировка оборотовВерхний предел оборотов и биение патрона
С ЧПУСерии отверстий, постоянная подачаЖесткость осей и подвод СОЖ
Для глубокого сверленияДлинные отверстияДавление и расход СОЖ

Твердосплавное сверло окупается там, где машина держит позицию и обороты, а деталь закреплена жестко.