Как сверлят отверстия на производстве

Обработка металлических деталей относится к перечню весьма сложных операций. Высверливание может потребоваться при работе на производстве, в доме, гараже, на даче. Для этих целей используется сверлильное оборудование, сверла и дополнительные принадлежности.

Металлоизделия имеют повышенную прочность, а также твердость, что обуславливает строгое соблюдение технологии и использование надежного и качественного оборудования. Сверление отверстий в металле требуется для создания разнообразных разборных, а также неразборных соединений. Для этой слесарной процедуры необходим станок или же дрель, молоток со слесарным кернером для точной наметки отверстий и сверла.

Как просверлить отверстие в металле – технология

Обработка металлоизделий выполняется на производстве, при ремонте автомашины, дома или же при изготовлении разнообразных конструкций. Использование технологии сверлений отверстий в металлах предусматривает применение станков или же ручных дрелей. При этом первый вариант требует существенных финансовых затрат, так как стационарное оборудование стоит недешево.

Технологический процесс высверливания заключается в постепенном снятии тонкого металлического слоя при вращательно-поступательном движении бурава. Получение качественной обработки невозможно без надежной осевой фиксации патрона и прямолинейной подачи. Для этих целей применяются специальные зажимы механического типа – кондукторы. Эти дополнительные приспособления требуются, когда необходимо просверлить отверстие в металлоизделии, толщина которого больше диаметра используемого инструмента.

Перед началом сверления намечают центр получаемого отверстия кернером. Чтобы получить высокую точность, необходимо подобрать бурав на 0,1-0,3 мм меньше необходимого размера обрабатываемого места. Небольшая вибрация оборудования разобьет высверливаемый диаметр до требуемого значения. Для уменьшения трения используют охлаждающую жидкость либо особую смазку. Это может быть машинное масло либо обычная вода.

При затуплении кромок сверла их необходимо подправить, иначе можно испортить сам инструмент и заготовку. При работе с полыми предметами (коробками, трубами) внутрь помещается специальная деревянная распорка. Если требуется нарезать резьбу, выбираются сверла с учетом разбивки участка высверливания. Сначала используют буравчик меньшего диаметра, после чего сверлят основным.

Как сверлить металл дрелью

Главной проблемой при работе с дрелью является ее ручное удержание. При этом необходимо строго соблюдать направление, обеспечивать необходимое прижимное усилие и контролировать скорость сверления.

Поставив необходимые метки на изделии, центра будущих мест сверления требуется накернить, что не даст буравчику сместиться. Заготовку можно закрепить в зажимах или же расположить на специальной подставке. При использовании ручного инструмента для отверстий в металлах требуется следить за строгим перпендикулярным расположением бурава.

Нельзя оказывать на инструмент чрезмерное давление во время работы. По мере прохода усилие уменьшается, что снижает образование заусенцев на выходе и предотвращает поломку сверла. При закусывании бурава он высвобождается путем обратного вращения.

Если необходима большая глубина сверления (более пяти диаметров сверла) следует особое внимание уделять охлаждению режущего предмета и постоянному удалению металлической стружки. Предварительно используется сверло короткого типа для получения требуемой центровки и направления подачи. Удаление стружки выполняют с помощью переворачивания детали, охлаждающей жидкостью, а также крючками либо магнитами.

Требования к сверлам

Чтобы качественно просверлить отверстие в металле требуется правильно подобрать сверла, учитывая диаметры, а также свойства материала. Для этого используется быстрорежущая инструментальная сталь. При высверливании легированных и углеродистых стальных предметов закаленного типа, чугуна, нержавейки и прочих труднообрабатываемых материалов применяют сверла твердосплавного вида.

Перед тем как просверлить отверстие в твердом металле необходимо его предварительно рассверлить инструментом меньшего размера. Некоторые режущие изделия имеют в составе кобальтовые добавки, которые увеличивают его износостойкость, а также долговечность. В маркировку данного инструмента добавляют литеру «К».

Мощность и обороты при работе

От мощности оборудования, выполняющего сверление металла, зависят его возможности. Ручные дрели, имеющие мощность порядка 500-700 Вт предназначены для высверливания участков максимум до 10-13 мм в диаметре.

Скорость вращения режущего инструмента при работе по обычному металлу используется малая и средняя (500-1000 об/мин). Использование высоких оборотов чревато быстрым нагревом сверла, что вызывает его отжиг с разупрочнением. Высверливание глубоких отверстий в металле следует выполнять с умеренным нажимом и невысоких скоростях.

Как правильно сверлить металл

Для полноценного процесса высверливания металла основным параметром является острота сверла. Скорость затупления режущих кромок напрямую зависит от твердости обрабатываемого материала, усилия подачи, скорости вращения, наличия охлаждения и прочих факторов. Технология сверления больших отверстий в металле заключается в том, что изначально просверливают небольшим сверлом, а затем используют основное.

Для точного сверления обязательно проводится кернение центров будущих обрабатываемых участком. Улучшить условия процесса можно, предварительно окунув наконечник инструмента в машинное масло. В быту используется обычная мыльная вода. Для процесса глубокого просверливания необходимо постоянно охлаждать рабочий инструмент и вовремя удалять скапливающуюся металлическую стружку.

Листовой

При работе с металлическими изделиями листового типа необходимо подкладывать под место реза деревянный брусок, который будет предотвращать появление заусенцев. В качестве замены бруска можно использовать любой материал, менее твердый, чем основной. На завершающем этапе рекомендуется снижать усилие подачи, что также снизит вероятность образования опасных заусенцев.

Отверстия в трубах

Основной проблемой сверления труб является их точное позиционирование. При этом входное высверливаемое место зачастую не совпадает с выходным. Увеличение диаметра трубы приводит к еще большей погрешности. На глаз выдержать строгую перпендикулярность практически нереально, поэтому используют специальные приобретенные либо самодельные кондукторы и направляющие.

Нержавеющая сталь

Работа с нержавейкой выполняется на минимальных оборотах, желательно кобальтовым буравом. Значение 120-150 об/мин обеспечит необходимое качество и скорость реза. При отсутствии регулятора скорости используется кратковременное включение дрели, что не даст патрону разогнаться до максимальных величин. Можно использовать ступенчатые сверла, значительно облегчающие процесс. Для диаметров более 15 мм используются специальные «коронки». Охлаждение рабочего элемента проводится жиром или же оливковым маслом.

Алюминий

Сложность работы с алюминиевыми изделиями заключается в обволакивании материалом режущих кромок. Это значительно затрудняет проникновение бурава вглубь и попутно расширяет само место обработки. Для точного высверливания требуется чаще извлекать из детали сверло для очистки и пользоваться охлаждающей жидкостью.

Безопасность

Любая работа, в том числе и по металлу должна выполняться с соблюдением всех необходимых мер безопасности. Заготовки средних, а также крупных размеров закрепляются на специальных приспособлениях или же на станочном столе. Маленькие детали удерживаются ручными тисками. Запрещается во время сверления держать обрабатываемые изделия руками.

Нельзя касаться движущихся элементов, перебрасывать ремни на станочном шкиве при его вращении. Стружка удаляется специальными крючками либо щетками. Рукава на спецодежде застегиваются либо закатываются выше локтя, волосы прячутся под головной убор, глаза закрываются предохранительными очками.

Рекомендуем также к прочтению:

Рассверливание металла — это одна из многочисленных операций, которая часто выполняется при слесарных работах. Сверление производится для различных разборных/неразборных соединений, когда требуются определенного диаметра отверстия для заклепочных, болтовых либо шпилечных креплений.

Сам по себе металл — высокопрочный материал, поэтому при работе с ним независимо от того, требуется его рассверлить или прорезать, используются режущие инструменты, которые намного прочнее его. Сверление металлических деталей может производиться как в специальных промышленных мастерских, так и в домашних условиях при проведении различных ремонтных работ, в гараже или небольшой мастерской. Для домашнего сверления обычно используется ручная электродрель.

Технология сверления

Просверливание отверстий в металлических заготовках или деталях — это определенная технология снятия тонких многочисленных слоев металла сверлом, вращающимся вокруг своей оси. При этом главным условием сверления является удержание сверла, закрепленного в патроне дрели, четко в перпендикулярном положении по отношению к просверливаемой заготовке.

Особенно это важно при сверлении толстого металла. Если во время работы сверло отклонится по отношению оси просверливаемого отверстия, оно просто сломается. Чтобы этого не произошло, дрель должна быть жестко зафиксирована. Для этого предусмотрены специальные приспособления, которые можно купить в магазине для инструментов или изготовить своими силами.

Режимы сверления

При работе со сверлом важно не только жестко его закрепить, но и выбрать оптимальный режим его вращения. При обработке металла важным фактором остается количество сделанных сверлом оборотов за определенный период времени и усилие, которое на него передается за это время для обеспечения заглубления в металл.

Для работы с металлами разной твердости рекомендуются и сверла, предназначенные для различных режимов работы. Режим скорости оборотов сверла напрямую зависит от толщины и твердости металла, а также диаметра самого сверла. Чем прочнее обрабатываемый материал и больше диаметр сверла, тем режим сверления должен быть медленнее. Показателем правильно выбранного режима является длинная, спиралевидная стружка.

Разметка керном, шаблон и кондуктор

Просверливать металл можно по выполненной керном разметке, использовать шаблон либо специальный кондуктор.

Керн — это остро заточенный металлический штырь, изготовленный из сверхпрочной стали. С его помощью на подготовленной для сверления металлической детали в месте, где планируется просверлить отверстие, делается небольшое углубление для сверла.

Для этого керн острым концом ставится в предполагаемую точку рассверливания, после чего по нему наносится сильный удар молотком. В оставленное керном углубление вставляется острие сверла и начинается сверление, при этом в начале работы сверло уже не сможет сместиться в сторону от размеченной точки.

Чтобы разметить центр заготовки цилиндрической формы, опытные слесари часто используют полоску жести, изогнутой под 90 градусов. При этом одно плечо должно соответствовать диаметру заготовки, оно накладывается на заготовку, после чего вдоль его края проводится линия карандашом. Операция проводится 2−3 раза, а точка пересечения линий будет указывать на центр цилиндра, где керном можно сделать углубление для сверла.

Шаблон делается для разметки однотипных заготовок, на которых намечается несколько точек для сверления. Он очень удобен, когда нужно работать с несколькими деталями из листового металла, которые укладываются в общую стопку и закрепляются между собой струбциной.

В случае когда нужна высокая точность и перпендикулярность просверливаемого канала или нужно строго выдержать расстояние между несколькими отверстиями, рекомендуется использовать кондуктор. Также кондуктор будет необходим при работе с тонкостенными трубами, когда керном будет невозможно сделать углубление для сверла.

При глубоком сверлении, чтобы жестко зафиксировать дрель в перпендикулярном положении к заготовке, применяются специальные приспособления.

Приспособления для сверления

Работа с металлом является довольно трудоемким процессом даже для опытных специалистов. Порой нужно длительное время удерживать дрель в строго одном положении к обрабатываемой детали. Чтобы облегчить труд и качественно просверлить металл, используется приспособление для сверления под прямым углом.

Такие приспособления бывают трех видов:

Кондуктор для направления сверл

Это устройство в виде коробки с установленными внутри направляющими втулками, которые изготовлены из сверхпрочной стали, не поддающейся воздействию сверла. Кондуктор можно использовать практически под все диаметры сверл до 20 мм. После установки этого приспособления над центром намеченного отверстия, сверло уже не уведет в сторону от его оси

Кондуктором удобно пользоваться для работы с трубами небольшим диаметром, когда невозможно для разметки воспользоваться керном.

Направляющий фиксатор для дрели

Этот механизм предназначен для удержания дрели в неподвижном состоянии при работе. Состоит из двух стоек, жестко закрепленных к подошве в виде большого круга. По стойкам двигается ​механизм, в который вставляется дрель и фиксируется к нему за шейку. Там же на стойках, под фиксирующим дрель механизмом находятся возвратные пружины.

По мере углубления сверла в металл, под усилием мастера, они сжимаются, но как только усилие прекращается, пружины распрямляются, и механизм, удерживающий дрель, по стойкам поднимается в исходное положение.

Стойка для удержания дрели

По сути, это упрощенный вертикальный станок для сверлильных работ, но с минимальными функциями.

Состоит из массивной плоской подошвы (платформы) и прикрепленной к ней жесткой штанги. Штанга закреплена к платформе строго под прямым углом. На ней же находится подвижная каретка с креплением для удержания дрели, и ручкой для ее управления.

Обрабатываемая деталь закрепляется на платформе при помощи струбцин или тисков. Мастер за ручку опускает каретку с дрелью вниз и удерживает ее во время всего процесса сверления.

Типы отверстий и методы их сверления

Просверленные отверстия в металле могут быть:

1. Полностью сквозными.
2. Заглушенными.
3. Глубокими.
4. С большим диаметром.

Сквозные отверстия: пронзают обрабатываемую деталь полностью насквозь. Особенность этого процесса заключается в защите поверхности верстака, на которой находиться заготовка, от повреждения при выходе сверла из детали. При этом может повредиться и сам режущий инструмент. Чтобы такого не произошло, можно использовать:

1. Верстаки с отверстиями.
2. Под обрабатываемую деталь подложить толстую деревянную прокладку.
3. Уложить деталь на два металлических или деревянных бруса.
4. На конечном этапе сверления снизить усилие на дрель и уменьшить скорость ее вращения.

Последний способ обычно должен использоваться при высверливании на месте, чтобы рядом расположенные детали не были повреждены.

Глухие отверстия: этот вид сверления выполняется не сквозным методом, а только на установленную глубину. Ограничение глубины высверливания устанавливается следующими способами:

1. При помощи втулочного упора.
2. Регулировочным упором патрона.
3. Закрепленной на станок или дрель линейкой.
4. Другими способами комбинирования в виде различных прокладок между дрелью и деталью.

Современные станки оборудованы автоматической подачей бура на заданную глубину, после чего работа прекращается.

Сверление глубоких отверстий: для этого обычно используется токарный станок. При этом если обрабатывается деталь цилиндрической формы, вращается не сверло, а сама заготовка. Во время работы сверло должно постоянно охлаждаться, а стружка из обрабатываемого прохода удаляться принудительно.

Для этой цели на поверхности глубинного бура расположены специальные канавки. Если они отсутствуют, он должен периодически извлекаться из тела детали и очищаться от металлической стружки. А в качестве охлаждающей жидкости можно использовать обыкновенную воду. Во время глубинного сверления в бытовых условиях нужно обязательно жестко закреплять дрель, иначе после поломки сверла, часть его останется в теле заготовки, которую можно считать испорченной.

Как просверлить отверстие большого диаметра в металле

Данная процедура намного сложнее глубинного бурения. Эта процедура при небольшой толщине металла выполняется специальной коронкой, или обыкновенными бурами для металла за несколько проходок.

Коронка

Состоит из комплекта, куда входит обычное сверло, ровно пробивающее канал в заготовке и самой коронки определенного диаметра. Рабочий процесс производится малыми оборотами дрели, при этом производиться принудительное охлаждение режущих кромок бура и коронки.

Многоэтапное сверление

При большой толщине детали необходимо иметь определенный запас буров, разница которых по диаметру должна быть по отношению друг к другу в пределах 25%. Работу следует начинать самым тонким сверлом. Как только им будет пробурен сквозной канал, производится замена сверла, у которого диаметр больше предыдущего. Таким образом, поэтапно, сверла меняются до диаметра заданного размера.

Ступенчато-конусный бур

Это комплект конусообразных сверл различных диаметров, находящихся на одной общей оси. Довольно удобный инструмент для работы со стальным листовым металлом. Принцип работы практически неотличим от обычного сверления.

Ступенчато-конусный бур заглубляется в заготовку, пока не достигается нужный размер просверливаемого отверстия.

Пробивка отверстий

Технология пробивки отверстий в металлических сплавах довольно распространенная. Она используется при работе с листовым металлом. Преимущества технологии в том, что отверстия пробиваются точно в заданной точке с четким диаметром и практически без потери определенного времени. Для этого используются специализированные прессовочные станки.

Для пробивки тонкого листового металла может использоваться ручной пробойник. Этот инструмент для пробивки отверстий в металле изготавливается из заостренной с одного конца стальной трубы. Для пробойника могут использоваться трубы различного диаметра. Для пробивки отверстия, пробойник приставляется к размеченной точке, после чего по нему наносится несколько сильных ударов молотком. В итоге получается аккуратно пробитое отверстие.

Советы мастеров

Работая с любыми электроинструментами, нужно всегда соблюдать технику безопасности и оберегать инструмент от преждевременного износа. Для этого рекомендуется принять во внимание несколько простых советов:

1. Перед началом работы следует всегда проверять прочность крепления сверла в патроне дрели.
2. На одежде не должны болтаться свободно свисающие концы, которые могут намотаться на вращающиеся детали инструмента. Длинные волосы прячутся под головной убор, глаза защищаются очками.
3. Бур должен вращаться, когда подносится к обрабатываемой поверхности, тогда он преждевременно не затупится.
4. Вынимать бур из просверленного канала следует при включенной дрели, работающей на минимальных оборотах.
5. Если режущая кромка бура не углубляется в заготовку, значит, сверло мягче данного металла и его следует заменить.
6. Если сверло имеет небольшой диаметр и плохо держится в патроне дрели, на хвостовик, чтобы увеличить диаметр, следует намотать латунную проволоку.
7. Чтобы отполированную поверхность детали случайно не повредить, на сверло нужно надеть фетровую или войлочную шайбу.
8. Если отверстие сверлится не сквозное, на сверло можно надеть кусочек пенопласта, который будет одновременно играть роль измерителя глубины и сдувать с поверхности мелкую стружку.

Сверление – это технологический процесс, предполагающий использование спиральных или других сверл. В результате применения этого режущего инструмента в заготовках или полуфабрикатах появляются отверстия заданного диаметра и требуемой глубины.

Во время сверления происходит образование стружки, которая представляет собой частицы металла, отделенные режущим инструментом.

При сверлении непосредственный процесс резания осуществляется с помощью комбинации двух движений режущего инструмента. Он перемещается по отношению к обрабатываемой детали поступательно вдоль оси вращения, на рабочей подаче.

Сверление на сегодняшний день является самым распространенным технологическим процессом, при помощи которого получают отверстия.

В общем объеме операций по механической обработке различных элементов конструкций, сверлению принадлежит довольно значительная доля. Дело в том, что в подавляющем большинстве деталей самых разнообразных машин и механизмов их конструкторами предусматривается наличие крепежных и посадочных отверстий.

Те отверстия, которые получают при помощи технологического процесса сверления, используются для того, чтобы через них соединять детали винтами, болтами, заклепками, шпильками и т.п., а также для того, чтобы производить в них нарезку резьбы.

Сверление сквозных и глухих отверстий

Если внимательно посмотреть на детали различных машин и механизмов, то выяснится, что в них наличествует по большей части два типа отверстий: сквозные и глухие. Первые, как нетрудно догадаться, проходят через всю толщу детали, а вторые заглубляются только на определенное расстояние.

Когда сверлятся сквозные отверстия, то режущий инструмент, в момент выхода перемычки сверла, сопротивление процессу резания снижается, а значит необходимо существенно уменьшить усилие подачи, иначе сверло может опуститься чрезмерно резко, «захватить» с собой значительный слой материала, заклинить и сломаться.

Риск, что произойдет именно так, особенно велик при сверлении тонких деталей, отверстий, которые располагаются друг по отношению к другу под прямым углом, а также прерывистых отверстий. Именно по этой причине сверление сквозных отверстий происходит следующим образом: если технологический процесс предусматривает высокую скорость подачи, то перед выходом сверла из отверстия она существенно уменьшается. В тех случаях, когда подача режущего инструмента осуществляется вручную, она производится плавно и осторожно.

Есть свои особенности и при сверлении глухих отверстий. Заключаются они в том, каким именно образом определяется, на какую именно глубину должно погружаться сверло. С точки зрения технологии, глухие отверстия сверлятся одним из трех основных способов:

1) В тех случаях, когда оборудование, на котором происходит сверление глухого отверстия, имеет функцию остановки подачи режущего инструмента по достижении им определенной глубины, то задействуется именно она. При этом просто выставляется то значение глубины, на которую следует произвести сверление.

2) В тех случаях, когда оборудование не располагает такого рода функционалом, то для зажима режущего инструмента чаще всего используют патроны, которые оснащены регулируемыми упорами. Именно по ним и выставляется необходимая глубина сверления.

3) В тех случаях, когда не требуется достижения высокой точности глубины сверления, а патрона с упором нет в наличии, то изготавливают специальное приспособление, которое имеет форму втулки определенной длины и устанавливается на сверле в качестве упора. Еще проще просто сделать на режущем инструменте метку (скажем, с помощью мела или карандаша), и сверло погружается в материал только до нее.

Рассверливание представляет собой технологическую операцию, производимую для увеличения диаметра ранее просверленных отверстий до определенной величины. Оно производится с помощью сверла большего диаметра.

В тех случаях, когда мощности оборудования недостаточно для сверления отверстий большого диаметра, то эта операция происходит в несколько этапов. Именно тогда чаще всего и используется рассверливание. Обычно оно производится тогда, когда диаметр итогового отверстия превышает 25 миллиметров.

Сначала засверливается отверстие сверлом, диаметр которого равен половине толщины перемычки второго сверла, которое впоследствии и используется для рассверливания. Это необходимо для того, чтобы существенно снизить осевое давление на режущий инструмент. Что касается режимов резания, то при рассверливании они в большинстве случаев бывают такими же, что и при сверлении.

Сверление представляет собой технологический процесс, для которого используется специальный режущий инструмент. С его помощью создаются другие поверхности деталей, имеющие предварительно заданные размеры, форму и качество.