КЛАССИФИКАЦИЯ СВЕРЛ

Отверстия с круглым поперечным сечением обычно получают в материале сверлением, но, несмотря на простоту формы отверстия, сами сверла могут сильно отличаться друг от друга. Их поставляют на отечественный рынок такие фирмы, как немецкие Bosch, Botek и Guhring. швейцарская Sphinx, шведские Banco и Seco, японские Makita и Garant, американские Kennametal и SGS, чешская Pramet, южнокорейская Taegutec, китайские Stayer и «Зубр», отечественная «ИНТЕРСКОЛ» и др. Хорошие сверла производят в Германии, Швеции, Швейцарии, Южной Корее, на ряде отечественных предприятий. Изделия из Китая, как обычно, дешевле, но их качество ниже.

Сверла классифицируют по конструкции, назначению и форме. По конструкции различают более десятка видов сверл: среди которых в быту чаще всего используют четыре – спиральные, Форстнера, перьевые (перовые), корончатые. Конструкция первых трех сверл монолитная, и они «перерабатывают» в стружку весь удаляемый материал при образовании отверстия. Чаще всего применяют спиральное сверло, поскольку оно позволяет точно выполнять отверстие и быстро отводить стружку, а также имеет большой запас на переточку. Но дно сделанного им глухого отверстия (отверстия не на всю глубину) будет иметь коническую форму. Для образования идеально плоского дна у такого отверстия служит сверло Форстнера.

Диаметр созданного им отверстия может быть до 50 мм, а длина – до 150 мм, хотя существуют дополнительные удлинители. Перьевые (перовые) сверла, имеющие плоскую режущую головку, используют преимущественно для сверления древесины. Они способны быстро выполнять отверстия малого и среднего диаметра. Могут иметь достаточно длинный хвостовик. Однако стружка, образующаяся при сверлении ими, направленно не удаляется из отверстия. Корончатое сверло в поперечном сечении представляет собой кольцо с полой центральной частью (поэтому его также называют кольцевым): именно кольцо превращает материал в стружку. На торцовой части оснастки имеются зубья и центровочное сверло. Корончатые сверла пригодны для сверления отверстий большого диаметра и для работы с многослойными материалами, при этом можно использовать их в сочетании с обычными дрелями, поскольку сила их резания относительно невелика. Их хвостовик может быть шестигранным для более жесткого крепления в патроне. На стойкость такого сверла значительно влияют вибрация и перегрев, поэтому их следует свести к минимуму. По назначению различают сверла для мягких материалов (древесина, пластик, ДСП, OSB, фибролит, гипсокартон и пр.) и для труднообрабатываемых материалов (металл, бетон, камень, керамическая плитка и пр.). Чем тверже обрабатываемый материал, тем более твердый материал должен применяться для изготовления режущей части сверла, причем твердость оснастки должна быть выше твердости обрабатываемого материала.

Обычные сверла чаще всего изготавливают из углеродистой (хромованадиевой – CV) стали, поэтому их режущая часть долго не затупляется при сверлении мягких материалов. Для сверления металлов используют сверла из быстрорежущей стали (HSS), которая содержит больше хрома и кобальта. Сверло для твердых, но хрупких материалов (например, бетона) изготавливают из стали или алюминия, а в его режущую часть вставляют пластинку из карбида вольфрама, которая скорее скоблит, чем режет. Режущую кромку такой пластинки затачивают алмазным инструментом. Удары по сверлу при использовании ударной дрели или перфоратора с соответствующим патроном (в режиме сверления с ударом) повышают производительность работ за счет превращения удаляемого материала в мелкие осколки. Но для таких операций подходит сверло с пластинкой из стали ВК8.

По форме сверла бывают цилиндрическими (гладкими или ступенчатыми) и коническими. Цилиндрическое гладкое сверло служит для сверления отверстий одного диаметра вдоль оси, а цилиндрическим ступенчатым можно сверлить короткие сквозные отверстия нескольких диаметров, тем самым используя одно, а не несколько сверл. Коническим сверлом выполняют длинные отверстия переменного диаметра либо короткие сквозные отверстия близких по значению диаметров в листовом материале. Пользователю нужно лишь наметить положение центра и диаметр отверстия на поверхности материала.

КОНСТРУКЦИЯ СПИРАЛЬНОГО СВЕРЛА

Рассмотрим конструкцию самого распространенного – спирального сверла. Оно представляет собой металлический стержень цилиндрической формы, состоящий из следующих элементов:

• рабочей части, снабженной двумя спиральными винтовыми канавками, которые образуют режущие элементы и предназначены для отвода стружки, а также для подачи смазки в зону сверления;
• хвостовика, предназначенного для закрепления сверла в патроне дрели; он может быть цилиндрическим или коническим с постепенным снижением диаметра;
• шейки, которая обеспечивает выход абразивного круга в процессе шлифования рабочей части сверла при его изготовлении.

Рабочая часть сверла состоит из следующих элементов:

• калибровочной (направляющей) части в виде узкой полоски, продолжающей поверхность канавки на окружности сечения сверла, ее еще называют ленточкой;
• режущей части, содержащей две главные и две вспомогательные режущие кромки вдоль оси сверла, расположенные по спирали, и одну поперечную (конусообразную) на конце сверла.

Есть стандартный ряд наиболее ходовых диаметров отверстий, но если предполагается сверлить под последующее нарезание резьбы, например, в металле, нужно очень точно выбирать подходящий диаметр сверла. Так, для резьб М4, М5, Мб, М8, М10, М12 диаметр сверл должен быть соответственно 3,3; 4,2; 5,0; 6.7; 8,4 и 10,2 мм. По направлению угла сверло может быть левым или правым: в первом случае оно должно вращаться по часовой стрелке при сверлении, а во втором – против часовой стрелки. Сверло срезает стружку только в том случае, если передний угол резания у, как и у ножа, – острый. По аналогии с тупым ножом, тупое сверло не режет стружку, а сминает обрабатываемый материал и трется об него, в результате чего выделяется много тепла. При этом и само сверло, и материал сильно нагреваются, в результате чего сверло увеличивается в диаметре и его может заклинить, а то и поломать, причем застрявший в материале обломок сверла бывает очень трудно удалить. Для предотвращения этого цилиндрические спиральные сверла имеют обратную конусность (диаметр немного уменьшается к хвостовику). С той же целью передний угол режущей части сверла нужно периодически затачивать для восстановления режущей способности. Значение еще одного угла – при вершине сверла (угол заострения) для разных материалов отличается. Чем мягче обрабатываемый материал, тем этот угол должен быть острее. Например, для пластмассы подойдет угол заточки 30-60°, для закаленной стали -130-140°, а для материалов средней твердости – 90-100°. Как уже говорилось, хвостовик у спирального сверла может быть цилиндрическим или коническим. Для дрелей используют сверла с цилиндрическим хвостовиком, а для сверления на станках – еще и с коническим, при этом оснастку крепят через специальную переходную втулку – конус Морзе.

Согласно государственным стандартам, спиральное сверло с цилиндрическим хвостовиком бывает короткой, средней и длинной серий. Такое разнообразие обеспечивает удобство подбора нужного инструмента для сверления отверстий разной длины. Так, ГОСТ 4010-77 распространяется на левые и правые сверла короткой серии диаметром 0,5-40 мм. Согласно этому стандарту, в зависимости от диаметра выпускаемого сверла, общая длина всего инструмента может быть от 20 до 200 мм, а рабочей части от 3 до 100 мм. ГОСТ 10902-77 распространяется на левые и правые сверла средней серии диаметром от 0,25 до 20 мм: их общая длина может составлять от 19 до 205 мм, а рабочей части – от 3 до 140 мм. ГОСТ 886-77 распространяется на сверла длинной серии диаметром от 1 до 31,5 мм, при этом общая длина всего инструмента может быть от 56 до 316 мм, а рабочей части – от 33 до 207 мм. Согласно ГОСТ 2034-80, данные сверла производятся из быстрорежущей стали и предназначены для сверления отверстий в чугунах и стали наиболее используемых марок. При этом они могут быть трех классов точности: повышенной – А1 и двух нормальной – В1 и В.

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ МАРКИРОВКА СВЕРЛ

Маркировка сверл российских производителей зависит от диаметра изделий: если он меньше 2 мм, маркировка не наносится, от 2 до 3 мм – проставляется диаметр и марка стали, более 3 мм – помимо диаметра и марки стали или твердого сплава пластины указывают торговую марку производителя, а иногда и класс точности сверла. Обычно она начинается с буквы Р (быстрорежущая сталь), затем идет цифра, которая указывает процентное содержание вольфрама. Последующие обозначения указывают массовые доли других элементов. Кобальт обозначается буквой К, молибден – буквой М. Чем больше таких элементов в составе, тем лучше изделие выдерживает температурные и механические нагрузки. Процентное значение углерода и хрома не маркируют, поскольку в первом случае содержание элемента всегда пропорционально содержанию ванадия, а во втором случае процент всегда один и тот же -4%. Если ванадия в составе стали больше 3%, то на сверле появится буква Ф и цифра с указанием количества.

О ЧЕМ ГОВОРИТ ЦВЕТ СВЕРЛА

Цвет может рассказать о возможностях сверла вне зависимости от его назначения – сверления мягких или труднообрабатываемых материалов. Так серый цвет присущ самым простым сверлам – такой цвет имеет сама сталь. Черный цвет говорит о дополнительном оксидировании поверхности сверла, что повышает срок его эксплуатации. Желтый оттенок свидетельствует о более серьезной термической обработке сверла, снимающей напряжения в стали после закалки, а заодно снижающей излишнюю хрупкость, оставляя при этом высокую твердость. Яркий золотистый цвет обозначает лучшие изделия, которые справятся с самыми сложными работами. Таким сверло делает слой нитрида титана, который существенно повышает износостойкость инструмента. Конечно, все дополнительные операции повышают стоимость изначального сверла серого цвета.

РАЗМЕТКА ОТВЕРСТИЙ

Перед сверлением отверстий нужно не только наметить их положение на поверхности материала, но и сделать в этих местах небольшие углубления, которые позволили бы отцентрировать сверло. Без такого углубления сверло может «скакать» по поверхности, прежде чем врежется в нее.

Осуществляют эту операцию в домашних условиях чаще всего ударом молотка по керну с твердым острием. Керн сначала наклоняют под углом к поверхности, чтобы установить в намеченную точку, после чего переводят в вертикальное положение, не отрывая острие от этой точки, и ударом молотка по керну делают на поверхности конусообразное углубление. Кернение металлической пластинки толщиной до 2 мм надо производить на твердом основании легким ударом молотка, чтобы не деформировать, а то и пробить ее. Разметку нужно производить аккуратно, исключив брак (то есть несоответствие разметки требуемым размерам). Причины брака могут быть разными: невнимательность пользователя, неточная установка заготовки при разметке, недостаточная точность измерительного инструмента. Так, металлическая линейка обеспечивает точность не выше ± 0,5 мм, штангенциркуль + 0,05 мм, координатный столик с оптическим измерителем ± 0,01 мм.