Сверло - Drill bit
Сверла представляют собой режущие инструменты, используемые для удаления материала с целью создания отверстий, почти всегда круглого сечения. Сверла бывают разных размеров и форм и могут создавать различные отверстия в самых разных материалах. Для создания отверстий сверла обычно прикрепляются к дрель, что позволяет им прорезать заготовку, как правило, вращением. Сверло захватит верхний конец насадки, называемой хвостовик в чак.
Сверла бывают стандартных размеров, описанных в размеры сверл статья. Комплексный таблица размеров сверл и метчиков списки метрика и имперский сверла соответствующего размера вместе с необходимыми размерами метчиков. Существуют также специальные сверла, которые могут создавать отверстия некруглого поперечного сечения.[1]
Хотя срок дрель может относиться либо к сверлильному станку, либо к сверлу при использовании в буровом станке, в этой статье для ясности: сверло или же кусочек везде используется для обозначения долота для использования в сверлильном станке, и дрель всегда относится к сверлильному станку.
Характеристики
Геометрия бурового долота имеет несколько характеристик:
- В спираль (или скорость закручивания) в сверле контролирует скорость чип удаление. Сверло с быстрой спиралью (с высокой скоростью закручивания или «компактная канавка») используется в приложениях с высокой скоростью подачи при низких оборотах шпинделя, где требуется удаление большого количества стружки. Сверла с малой спиралью (низкая скорость закручивания или «удлиненная канавка») используются в режущих операциях, где традиционно используются высокие скорости резания и где материал имеет тенденцию к желчь на сверло или иным образом забить отверстие, например алюминий или же медь.
- В угол при вершине, или угол, образованный на вершине сверла, определяется материалом, в котором будет работать долото. Более твердые материалы требуют большего угла при вершине, а более мягкие материалы требуют более острого угла. Правильный угол при вершине для твердости материала влияет на отклонение, вибрацию, форму отверстия и скорость износа.
- В угол губ определяет степень поддержки режущей кромки. Больший угол кромки приведет к тому, что долото будет резать более агрессивно при той же величине давления в наконечнике, что и долото с меньшим углом кромки. Оба условия могут вызвать заклинивание, износ и, в конечном итоге, катастрофический отказ инструмента. Правильный зазор кромки определяется углом при вершине. Очень острый угол вершины дает большую площадь поверхности полотна, доступную для работы в любой момент, что требует агрессивного угла кромки, где плоская коронка чрезвычайно чувствительна к небольшим изменениям угла кромки из-за небольшой площади поверхности, поддерживающей режущие кромки.
- В функциональная длина долота определяет, насколько глубоко можно просверлить отверстие, а также определяет жесткость долота и точность полученного отверстия. Хотя более длинные долота могут просверливать более глубокие отверстия, они более гибкие, что означает, что отверстия, которые они просверливают, могут иметь неточное расположение или отклоняться от предполагаемой оси. Спиральные сверла доступны в стандартной длине, называемой длиной втулки или длиной винта (короткие), что является чрезвычайно распространенным Джоббер-длина (средний) и конусообразный или длинный ряд (длинный).
Большинство бытовых сверл имеют прямой хвостовик. Для бурения в тяжелых условиях в промышленности сверла с конический иногда используются хвостовики. Другие используемые типы хвостовиков включают шестигранник и различные запатентованные системы быстрого отсоединения.
Отношение диаметра к длине сверла обычно составляет от 1: 1 до 1:10. Возможны гораздо более высокие соотношения (например, спиральные долота "летательный аппарат", масло под давлением ружейные сверла и т. д.), но чем выше коэффициент, тем сложнее техническая задача создания хорошей работы.
Оптимальная геометрия для использования зависит от свойств просверливаемого материала. В следующей таблице перечислены геометрии, рекомендованные для некоторых часто просверливаемых материалов.
| Материал заготовки | Угол при вершине | Угол наклона спирали | Угол рельефа губ |
|---|---|---|---|
| Алюминий | От 90 до 135 | 32–48 | С 12 до 26 |
| Латунь | От 90 до 118 | От 0 до 20 | С 12 до 26 |
| Чугун | От 90 до 118 | 24–32 | От 7 до 20 |
| Мягкая сталь | 118 по 135 | 24–32 | С 7 до 24 |
| Нержавеющая сталь | 118 по 135 | 24–32 | С 7 до 24 |
| Пластмассы | От 60 до 90 | От 0 до 20 | С 12 до 26 |
Материалы
В зависимости от требуемого применения для сверл или на них используется множество различных материалов. Многие твердые материалы, такие как карбиды, гораздо более хрупкие, чем сталь, и гораздо более подвержены разрушению, особенно если сверло не удерживается под постоянным углом к заготовке; например, когда в руке.
Стали
- Мягкий с низким содержанием углерода стали биты недорогие, но плохо держат лезвие и требуют частой заточки. Их используют только для сверления дерева; даже работая с лиственных пород скорее, чем хвойные породы могут заметно сократить срок их службы.
- Биты из высокая углеродистая сталь более долговечны, чем долота из низкоуглеродистой стали, благодаря свойствам закалка и отпуск материал. Если они перегреваются (например, из-за нагрева во время сверления), они теряют свою характер, в результате получается мягкая режущая кромка. Эти биты можно использовать на дереве или металле.
- Быстрорежущей стали (HSS) - это форма инструментальная сталь; Сверла из быстрорежущей стали твердые и более устойчивы к нагреванию, чем высокоуглеродистая сталь. Они могут использоваться для сверления металла, твердой древесины и большинства других материалов с большей скоростью резания, чем долота из углеродистой стали, и в значительной степени заменили углеродистую сталь.
- Кобальт стали сплавы представляют собой разновидности быстрорежущей стали, которые содержат больше кобальта. Они сохраняют твердость при гораздо более высоких температурах и используются для сверления нержавеющая сталь и другие твердые материалы. Основным недостатком кобальтовых сталей является то, что они более хрупкие, чем стандартные быстрорежущие стали.
Другие
- Карбид вольфрама и другие карбиды чрезвычайно твердые и могут просверливать практически все материалы, при этом удерживая кромку дольше, чем другие сверла. Материал дорогой и намного более хрупкий, чем сталь; следовательно, они в основном используются для крепления наконечников сверл, мелких деталей из твердого материала или припаянный на наконечник сверла из менее твердого металла. Однако в мастерских становится обычным использование твердосплавных коронок. В очень маленьких размерах трудно установить твердосплавные наконечники; в некоторых отраслях, в первую очередь печатная плата При производстве, требующем множества отверстий диаметром менее 1 мм, используются твердосплавные коронки.
- Поликристаллический алмаз (PCD) является одним из самых твердых инструментальных материалов и поэтому чрезвычайно устойчив к износу. Он состоит из слоя алмазных частиц, обычно толщиной около 0,5 мм (0,020 дюйма), скрепленных как спеченный массу к опоре из карбида вольфрама. Биты изготавливаются из этого материала либо путем припайки небольших сегментов к наконечнику инструмента для формирования режущих кромок, либо путем спекания PCD в жилку в «наконечнике» из карбида вольфрама. Впоследствии перо можно припаять к твердосплавному валу; затем его можно отшлифовать до сложной геометрии, которая в противном случае могла бы вызвать нарушение пайки в меньших «сегментах». Долота с поликристаллическим алмазом обычно используются в автомобильной, аэрокосмической и других отраслях промышленности для сверления абразивных алюминиевых сплавов, пластиков, армированных углеродным волокном, и других абразивных материалов, а также в приложениях, где простои оборудования для замены или заточки изношенных коронок чрезвычайно дороги. PCD не используется для обработки черных металлов из-за чрезмерного износа в результате реакции между углеродом в PCD и железом в металле.
Покрытия
- Черный оксид недорогое покрытие черного цвета. Черное оксидное покрытие обеспечивает термостойкость и смазывающую способность, а также коррозионную стойкость. Покрытие увеличивает срок службы долот из быстрорежущей стали.
- Нитрид титана (TiN) - очень твердый керамический материал, который можно использовать для покрытия сверла из быстрорежущей стали (обычно поворотного сверла), увеличивая срок службы резания в три или более раз. Даже после заточки передний край покрытия по-прежнему обеспечивает улучшенную резку и срок службы.
- Нитрид титана алюминия (TiAlN) - аналогичное покрытие, которое может продлить срок службы инструмента в пять и более раз.
- Нитрид углерода титана (TiCN) - еще одно покрытие, которое также превосходит TiN.
- Алмазный порошок используется как абразив, чаще всего для резки плитки, камня и других очень твердых материалов. За счет трения выделяется большое количество тепла, и долота с алмазным покрытием часто приходится охлаждать водой, чтобы предотвратить повреждение долота или заготовки.
- Нитрид циркония использовался в качестве покрытия сверл для некоторых инструментов под Ремесленник имя бренда.
- Нитрид кремния Al-Chrome (AlCrSi / Ti) N представляет собой многослойное покрытие, состоящее из чередующихся нанослоев, разработанное с использованием химическое осаждение из паровой фазы техника, применяется при бурении полимер, армированный углеродным волокном (CFRP) и стек CFRP-Ti. (AlCrSi / Ti) N - это сверхтвердое керамическое покрытие, которое работает лучше, чем другие сверла с покрытием и без него.[3][4]
- Покрытие БАМ Бор -Алюминий-Магний BAlMgB14 - это сверхтвердое керамическое покрытие, которое также используется при сверлении композитов.[3][5]
Универсальные биты
Сверла общего назначения можно использовать по дереву, металлу, пластику и большинству других материалов.
Сверла спиральные
Спиральные сверла сегодня производятся в наибольшем количестве. Он содержит режущую кромку на конце цилиндрического вала со спиральными канавками; флейты действуют как Архимедов винт и поднять стружка из дыры.
Спиральное сверло было изобретено Стивеном Морсом из Ист Бриджуотер, Массачусетс в 1861 г.[6][7] Первоначальный метод изготовления заключался в прорезании двух канавок на противоположных сторонах круглого стержня, а затем в скручивании стержня (давая название инструменту) для получения спиральных канавок. В настоящее время сверло обычно изготавливается путем вращения стержня при перемещении его через шлифование колесо, чтобы разрезать флейты так же, как режущие косозубые шестерни.
Диаметр спиральных сверл от 0,002 до 3,5 дюйма (от 0,051 до 88,900 мм)[8] и может достигать 25,5 дюймов (650 мм).[9]
Геометрия и заточка режущих кромок имеют решающее значение для рабочих характеристик сверла. Маленькие тупые биты часто выбрасывают, потому что их трудно правильно затачивать, и их дешево заменить. Для более крупных бит доступны специальные шлифовальные приспособления. Специальный инструмент шлифовальный станок доступен для заточки или изменения формы режущих поверхностей спиральных сверл с целью оптимизации сверла для конкретного материала.
Производители могут изготавливать специальные версии спирального сверла с различной геометрией и используемыми материалами для соответствия конкретному оборудованию и конкретным материалам, которые нужно разрезать. Для спиральных сверл доступен самый широкий выбор инструментальных материалов. Однако даже для промышленных пользователей большинство отверстий просверливается стандартным быстрорежущей стали биты.
Наиболее распространенное спиральное сверло (продается в обычных хозяйственных магазинах) имеет угол при вершине 118 градусов, что приемлемо для использования в дереве, металле, пластике и большинстве других материалов, хотя оно не работает так же хорошо, как использование оптимального угла для каждого из них. материал. В большинстве материалов он не склонен блуждать или копаться.
Более агрессивный угол, например 90 градусов, подходит для очень мягких пластиков и других материалов; он быстро изнашивается в твердых материалах. Такая насадка обычно запускается автоматически и может очень быстро резать. Меньший угол, например 150 градусов, подходит для сверления стали и других более твердых материалов. Для этого типа долота требуется стартовое отверстие, но оно не заедает и не страдает преждевременным износом, пока используется подходящая скорость подачи.
Сверла без угла при вершине используются в ситуациях, когда требуется глухое отверстие с плоским дном. Эти долота очень чувствительны к изменениям угла кромки, и даже небольшое изменение может привести к неадекватно быстрому режущему сверлу, которое подвергнется преждевременному износу.
Длинная серия сверла - это необычно длинные спиральные сверла. Однако они не лучший инструмент для обычного сверления глубоких отверстий, так как они требуют частого извлечения для очистки канавок от стружки и предотвращения поломки сверла. Вместо, ружейная дрель долота предпочтительны для глубокого сверления.
Режущие кромки спирального сверла
Сверло спиральное с Конус Морзе хвостовик
11⁄32 дюймовые (8,7313 мм) сверла - длинная серия, морзе, гладкая, морзе, джоббер
Ступенчатые сверла
А ступенчатое сверло представляет собой сверло с заточенным острием до другого диаметра. Переход между этим диаметром шлифовки и исходным диаметром либо прямой, чтобы сформировать зенковку, либо угловой, чтобы сформировать зенковку. Преимущество этого стиля заключается в том, что оба диаметра имеют одинаковые характеристики канавки, что предотвращает засорение сверла при сверлении в более мягких материалах, таких как алюминий; В отличие от этого, сверло с надвижной муфтой не имеет таких преимуществ. Большинство этих битов изготавливаются индивидуально для каждого приложения, что делает их более дорогими.[10]
Unibit
А unibit (часто называемый ступенчатое сверло ) примерно конический немного с ступенька профиль.[10] Благодаря своей конструкции одно сверло может использоваться для бурения отверстий самых разных размеров. Некоторые биты подходят к определенной точке и, таким образом, запускаются автоматически. Биты большего размера имеют тупой наконечник и используются для увеличения отверстий.
Единицы обычно используются на листовом металле.[10] и вообще строительство. Одно сверло может просверлить весь набор отверстий, необходимых на столешнице, что ускоряет установку приспособлений. Их часто используют для обработки более мягких материалов, таких как фанера, ДСП, гипсокартон, акрил и ламинат. Их можно использовать на очень тонких листах металла, но металлы имеют тенденцию вызывать преждевременный износ и затупление долота.
Агрегаты идеально подходят для использования в электромонтажных работах, где встречаются тонкие стальные, алюминиевые или пластиковые коробки и шасси. Небольшая длина устройства и возможность изменять диаметр готового отверстия являются преимуществом при работе с шасси или передней панелью. Готовое отверстие часто можно сделать довольно гладким и без заусенцев, особенно в пластике.
Дополнительное использование юнитов - удаление заусенцев из отверстий, оставленных другими сверлами, поскольку резкое увеличение размера следующего шага позволяет режущей кромке соскабливать заусенцы с входной поверхности заготовки. Однако прямая канавка плохо справляется с выбросом стружки и может вызвать образование заусенцев на выходной стороне отверстия, в большей степени, чем спиральное спиральное сверло, вращающееся с высокой скоростью.
Устройство было изобретено Гарри С. Оуксом и запатентованный в 1973 г.[11] Он продавался только Unibit Corporation в 1980-х годах, пока не истек срок действия патента, а затем был продан другими компаниями. Unibit - торговая марка Промышленные инструменты Irwin.
Хотя утверждается, что ступенчатое сверло было изобретено Гарри С. Ноуксом, на самом деле оно было впервые произведено Bradley Engineering, Wandsworth, Лондон в 1960-х годах и названо Bradrad. Он продавался под этим названием до тех пор, пока патент не был продан компании Halls Ltd.uk, которая до сих пор производит его.
Кольцевая пила
Кольцевые пилы имеют форму короткого открытого цилиндра с зубьями на открытой кромке, которые используются для проделывания относительно больших отверстий в тонком материале. Они удаляют материал только с края отверстия, вырезая неповрежденный диск материала, в отличие от многих сверл, которые удаляют весь материал изнутри отверстия. С их помощью можно проделывать большие отверстия в дереве, листовом металле и других материалах.
Сверла по металлу
Центрирующие и центрирующие сверла
Центровочные сверла, иногда называемые буровыми долотами Slocombe, используются в металлообработка для обеспечения начального отверстия для сверла большего размера или для создания конической выемки на конце заготовки, в которой можно установить токарный центр. В любом случае имя кажется подходящим, поскольку бит либо устанавливает центр проделать отверстие или сделать коническое отверстие для токарного станка центр. Однако истинное назначение центрирующего сверла - вторая задача, в то время как первая задача лучше всего выполняется с помощью буровое долото (как подробно описано ниже). Тем не менее, из-за частого объединения терминологии и использования инструмента поставщики могут обращаться к буровым коронкам для центров обслуживания клиентов. комбинированные сверла и зенковки чтобы было однозначно понятно, какой товар заказывается. Они пронумерованы от 00 до 10 (от наименьшего к наибольшему).
Используется для изготовления отверстий под токарные центры
Центровочные сверла предназначены для создания конических отверстий для производственных процессов "между центрами" (обычно на токарном станке или цилиндрической шлифовальной машине). То есть они предоставляют место для центра (активного, мертвого или ведомого) для размещения детали вокруг оси. Заготовку, обработанную между центрами, можно безопасно удалить из одного процесса (например, токарного станка) и настроить в более позднем процессе (возможно, шлифование операции) с незначительной потерей коаксиальности элементов (обычно общее показание индикатора (TIR) менее 0,002 дюйма (0,05 мм); и TIR <0,0001 дюйма (0,003 мм) сохраняется в операциях кругового шлифования, если условия правильные).
Использование для определения центров отверстий
Традиционные спиральные сверла могут блуждать при запуске на неподготовленной поверхности. Когда немного отклоняется от курса, его трудно вернуть в центр. Центральное сверло часто является разумной отправной точкой, поскольку оно короткое и, следовательно, имеет меньшую тенденцию к отклонению при начале бурения.
Хотя вышеупомянутое является обычным использованием центрирующих сверл, это технически неправильная практика, и ее не следует рассматривать для промышленного использования. Правильный инструмент для начала просверливания традиционного отверстия (отверстия, просверленного спиральным сверлом из быстрорежущей стали (HSS)) - это буровое долото (или точечное сверло, как на них ссылаются в США). Угол прилегания коронирующего сверла должен быть таким же или большим, чем у обычного бурового долота, чтобы буровое долото запускалось без чрезмерной нагрузки на углы долота, что могло бы вызвать преждевременный выход долота из строя и потерю прочности. качество отверстия.
Большинство современных твердосплавных коронок не следует использовать в сочетании с точечным или центральным сверлом, поскольку твердосплавные коронки специально разработаны для открытия собственного отверстия. Обычно точечное сверление вызывает преждевременный выход из строя твердосплавной коронки и определенную потерю качества отверстия. Если будет сочтено необходимым фаска отверстие с точечным или центрирующим сверлом при использовании твердосплавного сверла рекомендуется делать это после просверливания отверстия.[нужна цитата ]
При сверлении ручным сверлом гибкость долота не является основным источником погрешности - это руки пользователя. Поэтому для таких операций кернер часто используется для определения центра отверстия перед сверлением пилотное отверстие.
Корончатое сверло
Период, термин корончатое сверло используется для двух совершенно разных инструментов.
Увеличение отверстий
Долото, используемое для увеличения существующего отверстия, называется корончатым сверлом. Существующее отверстие может быть результатом основной из Кастинг или штампованное (пробитое) отверстие. Название происходит от его первого использования для высверливания отверстия, оставленного литейный стержень, цилиндр, помещенный в форму для отливки, оставляющую в изделии отверстие неправильной формы. Это корончатое сверло прочное.
Эти корончатые сверла внешне похожи на развертки поскольку у них нет режущей кромки или средств для начала отверстия. У них есть 3 или 4 канавки, которые улучшают качество обработки отверстия и обеспечивают равномерную резку сверла. Корончатые сверла отличаются от расширителей количеством материала, который они предназначены для удаления. Развертка предназначена только для небольшого увеличения отверстия, которое, в зависимости от размера развертки, может составлять от 0,1 миллиметра до, возможно, миллиметра. Для увеличения диаметра отверстия вдвое можно использовать корончатое сверло.
Использование обычного спирального сверла с двумя канавками для увеличения отверстия, полученного в результате литья керна, не даст чистого результата, результат, возможно, будет некруглым, смещенным от центра и, как правило, с плохой обработкой. Сверло с двумя канавками также имеет тенденцию цепляться за любые выступы (например, вспышка ), которые могут возникнуть в продукте.
Извлечение ядра
Полое цилиндрическое сверло, которое прорезает отверстие с кольцевой поперечное сечение и оставить внутренний цилиндр материала («керн») неповрежденным, часто удаляя его, также называется корончатым сверлом или кольцевая фреза. В отличие от других сверл, цель часто состоит в том, чтобы извлечь керн, а не просто проделать отверстие. Корончатое алмазное сверло предназначено для вырезания кольцевого отверстия в заготовке. Большие долота аналогичной формы используются для геологических работ, когда в отложениях или льду пробуривается глубокая скважина, а буровое долото, которое теперь содержит неповрежденный керн из пробуренного материала диаметром несколько сантиметров, извлекается, чтобы позволить изучить слои.
Бит зенковки
Зенковка - это коническое отверстие, вырезанное в готовом объекте; фреза с зенковкой (иногда называемая просто зенковкой) используется для вырезания такого отверстия. Обычно головка болта или винта имеет форму, точно соответствующую потайному отверстию, чтобы она располагалась заподлицо с поверхностью окружающего материала или под ней. (Для сравнения, цековка образует отверстие с плоским дном, которое можно использовать с винтом с шестигранной головкой.) Зенковка также может использоваться для удаления заусенцев, оставшихся после сверления или нарезания резьбы.
Эжекторное сверло
Используется почти исключительно для глубокого сверления отверстий среднего и большого диаметра (примерно 3⁄4–4 дюйма или диаметром 19–102 мм). В наконечнике сверла с выталкивателем используется твердосплавный резец специальной конструкции. Корпус долота по существу представляет собой трубку внутри трубки. Промывочная вода проходит между двумя трубками. Удаление стружки происходит через центр сверла.
Пистолетное сверло
Пистолетные сверла представляют собой сверла с прямыми канавками, которые позволяют смазочно-охлаждающая жидкость (сжатый воздух или подходящая жидкость) для впрыска через полый корпус сверла к режущей поверхности.
Сверло со сменными пластинами
Сверла со сменными пластинами в основном используются в ЧПУ и другое высокоточное или производственное оборудование, и являются самым дорогим типом сверл, имеющих наибольшую стоимость на диаметр и длину. Нравиться индексируемые токарные инструменты и фрезы, они используют сменные твердосплавные или керамические пластины в качестве режущей поверхности, чтобы уменьшить необходимость в шлифовальном станке. Одна пластина отвечает за внешний радиус реза, а другая пластина отвечает за внутренний радиус. Инструмент сам справляется с точечной деформацией, так как это задача с низким уровнем износа. Сверло закалено и имеет покрытие для защиты от износа в большей степени, чем обычное сверло, так как хвостовик не является расходным материалом. Почти все сменные сверла имеют несколько каналов подачи СОЖ для продления срока службы инструмента при интенсивной эксплуатации. Они также легко доступны в нестандартных конфигурациях, таких как прямая канавка, быстрая спираль, многозубая канавка и различные геометрические формы режущей поверхности.
Обычно сверла со сменными пластинами используются в отверстиях, глубина которых не превышает диаметра сверла примерно в 5 раз. Они способны выдерживать довольно высокие осевые нагрузки и очень быстро резать.
Левое долото
Левые биты почти всегда представляют собой поворотные биты и преимущественно используются в репетиция машиностроение на винтовых станках или сверлильных головках. Левосторонние сверла позволяют продолжить операцию обработки там, где либо шпиндель не может быть реверсирован, либо конструкция станка делает его более эффективным для работы с левой рукой. Из-за более широкого использования более универсальных станков с ЧПУ их использование стало менее распространенным, чем когда для задач обработки требовались специализированные станки.
Экстракторы шнеков по сути являются левые части специальной формы, используемые для удаления обычных правых винты головки которых сломаны или слишком повреждены, чтобы можно было зацепить наконечник отвертки, что делает невозможным использование отвертки. Экстрактор прижимается к поврежденной головке и вращается против часовой стрелки и будет стремиться зажать поврежденную головку, а затем повернуть винт против часовой стрелки, откручивая его. Для винтов, которые отламываются глубже в отверстии, набор съемников часто будет включать левосторонние сверла соответствующего диаметра, чтобы отверстия для захвата можно было просверлить в винтах в левом направлении, предотвращая дальнейшее затягивание сломанной детали.
Лопата металлическая
Перфорированное сверло по металлу - это сверло, состоящее из двух частей, с держателем инструмента и вставным наконечником, называемым вставкой. Вкладыши бывают разных размеров от 7⁄16 до 2,5 дюймов (от 11 до 64 мм). Держатель инструмента обычно имеет проход для охлаждающей жидкости.[12] Они способны резать на глубину, примерно в 10 раз превышающую диаметр долота. Сверло этого типа также можно использовать для изготовления ступенчатых отверстий.
Бита с прямой канавкой
У сверл с прямыми канавками нет винтовой закрутки, как у спиральных сверл. Они используются при сверлении медь или же латунь потому что они меньше склонны «закапывать» или хватать материал.
Трепан
Трепан, иногда называемый сверлом BTA (в честь Ассоциации растачивания и трепанации), представляет собой сверло, которое разрезает кольцевое пространство и оставляет центральный керн. Трепаны обычно имеют несколько твердосплавных пластин и используют воду для охлаждения режущих кромок и удаления стружки из отверстия. Трепаны часто используются для прорезания отверстий большого диаметра и глубоких отверстий. Типичный диаметр долота составляет 6–14 дюймов (150–360 мм), а глубина отверстия - от 12 дюймов (300 мм) до 71 фута (22 м).
Сверла по дереву
Сверла для губчатых и прямозубых труб
В губчатое и прямозубое сверло представляет собой разновидность спирального сверла, оптимизированного для сверления в древесине. Его еще называют брэд пойнт немного или долото.
Обычные спиральные сверла имеют тенденцию блуждать при столкновении с плоской заготовкой. В случае металлоконструкций этому препятствуют сверление пилотного отверстия корончатым сверлом.В дереве сверло с выступом и прямозубой головкой - другое решение: в центре сверла делается не прямое долото спирального сверла, а шпора с острым концом и четырьмя острыми углами для резки дерева. Острый конец шпоры просто вдавливается в мягкую древесину, чтобы сверло удерживалось на одной линии.
Металлы обычно изотропный, а обычное спиральное сверло аккуратно срезает края отверстия. Древесина, просверленная поперек волокон, имеет длинные пряди древесного волокна. Эти длинные пряди имеют тенденцию вырываться из отверстия в дереве, а не аккуратно обрезаться по краю отверстия. Губчатое и прямозубое сверло имеет внешний угол передних режущих кромок, так что оно срезает периферию отверстия до того, как внутренние части режущих кромок выровняются с основанием отверстия. Если сначала разрезать периферию, выступ максимально увеличивает вероятность того, что волокна можно будет аккуратно разрезать, вместо того, чтобы они беспорядочно вырывались из древесины.
Сверла с губчатой и прямозубой головкой также эффективны в мягком пластике. Обычные спиральные сверла в ручном сверле, где ось отверстия не поддерживается на протяжении всей операции, имеют тенденцию размазывать края отверстия из-за бокового трения, когда сверло вибрирует.
В металле сверло с губчатой и прямозубой головкой предназначено для сверления только самых тонких и мягких листовой металл в сверлильный станок. У битов очень быстрая геометрия режущего инструмента: отсутствие угла при вершине и большой (с учетом плоской режущей кромки) угол кромки заставляет кромку выполнять очень агрессивный рез с относительно небольшим давлением на вершину. Это означает, что эти биты имеют тенденцию связываться с металлом; при достаточной толщине заготовки они имеют тенденцию пробивать отверстия и оставлять геометрию поперечного сечения коронки позади.
Кромочные и прямозубые сверла обычно доступны в диаметрах от 3 до 16 мм (0,12–0,63 дюйма).
Лопаты по дереву
Лопаточные сверла используются для чернового растачивания в древесине. Они имеют тенденцию к образованию сколов при выходе из заготовки. Мастера по дереву избегают сколов, обрабатывая отверстие с противоположной стороны работы. Лопаточные биты плоские, с центрирующим острием и двумя фрезами. Фрезы часто снабжены шпорами, чтобы обеспечить более чистое отверстие. Из-за малого диаметра хвостовика по сравнению с диаметром отверстия в хвостовиках лопаточных долот часто выкованы или отшлифованы лыски для предотвращения проскальзывания в патронах сверл. Некоторые биты оснащены длинными хвостовиками и имеют небольшое отверстие, просверленное в плоской части, что позволяет использовать их как бит для вешалки. Предназначенные для работы на высоких скоростях, они используются с электрическими ручными дрелями. Лопаточные биты также иногда называют «лопастными битами».
Лопаточные сверла обычно доступны в диаметрах от 6 до 36 мм или от до 1½ дюйма.
Лопаты
Маленькая лопата
Биты для ложек
Ложки состоят из рифленого стержня с острием, напоминающим чашу ложки, с режущей кромкой на конце. Более распространенный тип похож на долото, которое заканчивается небольшой точкой. Это полезно для начала отверстия, так как у него есть центр, который не будет блуждать или ходить. Изготовители стульев используют эти биты для сверления или рассверливания отверстий в сиденьях и подлокотниках стульев. Их дизайн древний, восходящий к римским временам. На раскопках викингов находили даже кусочки ложек. Современные насадки для ложек изготавливаются из углеродистой стали ручной ковки, тщательно термообработаны, а затем вручную отшлифованы до тонкой кромки.
Насадки для ложек - это традиционные сверлильные инструменты, используемые с скобами. Их нельзя использовать с дрелью любого типа. Их ключевое преимущество перед обычными распорками и сверлами для электродрелей состоит в том, что угол отверстия можно регулировать. Это очень важно при председательстве, потому что все ракурсы обычно оцениваются. Еще одно преимущество состоит в том, что у них нет ходового винта, поэтому их можно успешно просверлить в ножке стула, при этом ходовой винт не будет выглядывать с другой стороны.
При расширении предварительно просверленного отверстия с прямой стороной в отверстие вставляется насадка для ложки и вращается по часовой стрелке с помощью столярной скобы, пока не будет достигнута желаемая конусность. При сверлении массивной древесины сверло следует запускать в вертикальном положении; после того, как была создана «тарелка» и сверло начало «вгрызаться» в древесину, угол расточки можно изменить, немного отклонив скобу от вертикали. Отверстия можно просверлить точно, чисто и быстро в любой древесине, под любым углом падения, с полным контролем направления и возможностью его изменения по желанию.
Параллельные насадки для ложек используются в основном для сверления отверстий в гнезде резное деревянное кресло брать задние шпиндели или аналогичную работу с круглым шипом при сборке мебельных каркасов в зеленая обработка древесины работай.
Насадку для ложки можно заточить с помощью скользящего камня на внутренней стороне режущей кромки; к внешнему краю нельзя прикасаться.
Биты Форстнера
Биты Форстнера, названные в честь их изобретателя, Бенджамин Форстнер, просверливают в древесине точные отверстия с плоским дном в любой ориентации относительно текстуры древесины. Они могут разрезать край деревянного бруска и вырезать отверстия внахлест; для таких применений они обычно используются в сверлильных станках или токарных станках, а не в ручных электродрели. Из-за плоского дна отверстия они полезны для просверливания уже приклеенного шпона, чтобы добавить бейку.
Сверло имеет центральную точку, которая направляет его по всему разрезу (и случайно портит в остальном плоское дно отверстия). Цилиндрический резак по периметру срезает древесные волокна на краю отверстия, а также помогает более точно направить сверло в материал. Биты Форстнера имеют радиальные режущие кромки, позволяющие срезать материал на дне отверстия. Биты, показанные на изображениях, имеют два радиальных края; другие конструкции могут иметь больше. Биты Форстнера не имеют механизма для удаления стружки из отверстия, поэтому их необходимо периодически извлекать.
Также доступны зубчатые насадки с большим количеством режущих кромок для цилиндра. Они режут быстрее, но образуют более рваные отверстия. Они имеют преимущества перед долотами Форстнера при сверлении конец зерна.
Биты обычно доступны диаметром от 8 до 50 мм (0,3–2,0 дюйма). Доступны зубчатые коронки диаметром до 100 мм (4 дюйма).
Первоначально сверло Форстнера пользовалось большим успехом у оружейников из-за его способности просверливать отверстие с очень гладкой стороной.
Центровые биты
Центральное сверло оптимизировано для сверления в древесине с скоба для рук. Было выпущено много разных дизайнов.
В центре биты - коническая резьба. Он ввинчивается в дерево по мере того, как сверло поворачивается, и втягивает сверло в дерево. Для того, чтобы вставить коронку в заготовку, не требуется никаких усилий, только крутящий момент для ее поворота. Это идеально подходит для насадки для ручного инструмента. Радиальные режущие кромки удаляют кусок древесины толщиной, равной шагу центрального винта, за каждый оборот сверла. Чтобы вытащить сверло из отверстия, необходимо либо снять внутреннюю резьбу в деревянной заготовке, либо повернуть сверло на противоположное.
Кромка сверла имеет заостренную шпильку для разрезания волокон древесины, как в сверле с выступом и прямозубым сверлом. Радиальная режущая кромка строгает древесину от основания отверстия. В этой версии спираль для удаления стружки из отверстия минимальна или отсутствует. Биту необходимо периодически вынимать для очистки стружки.
Некоторые версии имеют две шпоры. Некоторые имеют две радиальные режущие кромки.
Центральные фрезы плохо режут торцевую древесину. Центральный винт имеет тенденцию вырываться или раскалывать древесину вдоль волокон, а радиальные края не могут прорезать длинные волокна древесины.
Центральные фрезы изготовлены из относительно мягкой стали, их можно затачивать напильником.
Центровочное сверло 19 мм (3/4 дюйма), изготовленное незадолго до 1950 г.
Деталь наконечника центрального бита
Сверла
Принципы резания шнекового сверла такие же, как и у центрального долота выше. Шнек имеет длинную глубокую спиральную канавку для эффективного удаления стружки.
В ручных скобах обычно используются два типа буровой коронки: Дженнингс или долото Дженнингса с самоподъемным наконечником винта, двумя шпорами и двумя радиальными режущими кромками. Это сверло имеет двойную канавку, начинающуюся от режущих кромок и выступающую на несколько дюймов вверх по хвостовику сверла для удаления отходов. Этот образец долота был разработан Расселом Дженнингсом в середине 19 века.
В Ирвин или сверло со сплошным центром аналогично, с той лишь разницей, что одна из режущих кромок имеет только поддерживающую ее «рудиментарную канавку», которая выступает только на 1⁄2 дюйм (13 мм) вверх по хвостовику перед концом. Другая канавка продолжается на всю длину хвостовика для удаления отходов. Долото Ирвина может обеспечить большее пространство для удаления отходов, большую прочность (поскольку конструкция позволяет использовать центральный хвостовик увеличенного размера внутри канавок по сравнению с долотами Дженнинга) или меньшие производственные затраты. Этот тип насадок был изобретен в 1884 году, и права на него были проданы Чарльзу Ирвину, который запатентовал и продал этот образец на рынок в следующем году.
Шнековые долота обоих типов производились несколькими компаниями в начале и середине 20 века, и сегодня они все еще доступны из избранных источников.
Диаметр шнеков для ручных скоб обычно выражается одним числом, указывающим размер в 16-х долях дюйма. Например, # 4 - это 4/16 или 1/4 дюйма (6 мм), # 6 - это 6/16 или 3/8 дюйма (9 мм), # 9 - это 9/16 дюйма (14 мм) и # 16. составляет 16/16 или 1 дюйм (25 мм). Наборы обычно состоят из битов # 4-16 или # 4-10.
Бита, показанная на рисунке, представляет собой современную конструкцию для использования в портативных электроинструментах, произведенных в Великобритании примерно в 1995 году. У него одна шпора, одна радиальная режущая кромка и одна канавка. Подобные буровые коронки изготавливаются диаметром от 6 мм (3/16 дюйма) до 30 мм (1 3/16 дюйма). Доступны шнеки длиной до 600 мм (2,0 фута), в которых возможность удаления стружки особенно важна при сверлении глубоких отверстий.
20 мм (0,79 дюйма) сверло для дерева
Деталь наконечника сверла
Буровые коронки
Буровая коронка - это очень старая конструкция. Бита того же стиля, что и в буравчик, автономный инструмент для сверления небольших отверстий в дереве вручную. Примерно с 1850 года буравчики имели различные конструкции резцов, но некоторые из них до сих пор производятся с оригинальной версией. Буровая коронка предназначена для использования в ручном бандаже для сверления дерева. Это обычная фреза для использования в скобах для отверстий диаметром менее 7 мм (0,28 дюйма).
Наконечник буровой коронки действует как конический винт, втягивая сверло в древесину и отталкивая древесные волокна, не обязательно разрезая их. Режущее действие происходит со стороны самой широкой части фрезы. Большинство сверл прорезают основание отверстия. Буравчик прорезает край отверстия.
Буровая коронка по дереву, изготовленная до 1950 года.
Деталь наконечника долота Gimlet
Биты с грузиком для петель
Сверло с шарнирным грузиком - это пример нестандартной конструкции бурового долота для конкретного применения. Многие европейские кухонные шкафы изготавливаются из ДСП или же Древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ) с ламинированной меламиновая смола шпон. Эти типы прессованная древесина доски не очень прочные, а саморезы стыковые петли имеют тенденцию вырываться. Был разработан специальный шарнир, в котором в качестве опоры используются стенки отверстия диаметром 35 мм (1,4 дюйма), просверленного в древесно-стружечной плите. Это очень распространенный и относительно успешный способ строительства.
Сверло Форстнера может просверлить монтажное отверстие для петли, но ДСП и МДФ - очень абразивные материалы, а стальные режущие кромки быстро изнашиваются. А карбид вольфрама Необходим резак, но сложную форму сверла Форстнера трудно изготовить из твердого сплава, поэтому обычно используется это специальное сверло более простой формы. Он имеет режущие кромки из карбида вольфрама, припаянные к стальному корпусу; центральная шпора удерживает бит от блуждания.
Регулируемые насадки по дереву
Регулируемое сверло по дереву, также известное как расширительное сверло по дереву, имеет небольшое центральное пилотное сверло с регулируемой скользящей режущей кромкой, установленной над ним, обычно имеющее одну острую точку снаружи, с установочный винт чтобы зафиксировать резак в нужном положении. Когда режущая кромка находится по центру сверла, просверленное отверстие будет небольшим, а когда режущая кромка выдвигается наружу, просверливается большее отверстие. Это позволяет с помощью одного сверла просверливать самые разные отверстия и может заменить большой и тяжелый набор бит разного размера, а также обеспечить нестандартные размеры. А линейка или же нониусная шкала обычно предоставляется для точной настройки размера бит.
Эти биты доступны как в версии, аналогичной шнековой долоте или долоте с растяжкой, предназначенной для работы на низкой скорости, с высоким крутящим моментом со скобой или другой ручной дрелью (на фото справа), так и в виде высокоскоростной долота с низким крутящим моментом, предназначенной для дрель. Несмотря на то, что форма режущих кромок различается, и в одном используется винтовая резьба, а в другом - поворотная насадка для пилота, метод их регулировки остается прежним.
Другие материалы
Алмазные коронки
Сверло для алмазного раствора для каменной кладки представляет собой гибридное сверло, предназначенное для работы в качестве комбинированного фрезера и сверла. Он состоит из стальной оболочки с алмазами, встроенными в металлические сегменты, прикрепленные к режущей кромке. Эти сверла используются на относительно низких скоростях.
Сверла по камню
Показанное здесь сверло по камню представляет собой разновидность спирального сверла. Основная часть инструмента представляет собой относительно мягкую сталь и обрабатывается с помощью мельница а не землю. Вставка карбид вольфрама является припаянный в сталь, чтобы обеспечить режущие кромки.
Насадки для кладки обычно используются с перфоратор, который при вращении забивает сверло в просверливаемый материал; Удар разбивает каменную кладку на конце сверла, а вращающиеся канавки уносят пыль. Вращение долота также приводит к попаданию режущих кромок на свежую часть дна отверстия с каждым ударом молотка. Для ударных сверл часто используются хвостовики особой формы, такие как SDS тип, который позволяет долоте скользить в патроне во время удара, без того, чтобы весь тяжелый патрон выполнял ударное движение.
Керамические насадки показанного стиля обычно доступны в диаметрах от 3 мм до 40 мм. Для большего диаметра используются корончатые коронки. Насадки для каменной кладки длиной до 1000 мм (39 дюймов) можно использовать с переносными электроинструментами, и они очень эффективны для прокладки проводки и водопровода в существующих зданиях.
А звездчатое сверлопохожий по внешнему виду и функциям на дырокол или долото, используется как дрель с ручным приводом в сочетании с молоток просверлить камень и кирпичная кладка. Режущая кромка звездообразного сверла состоит из нескольких лезвий, соединенных в центре в форме звезды.
25 × 500 мм SDS-plus каменная насадка
Наконечник насадки для кладки
Арматурное сверло с четырьмя твердосплавными фрезами
Звездная дрель
Сверла по стеклу
Стеклянные биты имеют твердосплавный наконечник в форме лопатки. Они генерируют высокие температуры и имеют очень короткий срок службы. Отверстия обычно сверлятся на низкой скорости с последовательным увеличением размеров долот. Алмазные сверла также могут использоваться для вырезания отверстий в стекле и служат намного дольше.
Сверла для сквозных отверстий для печатных плат
Необходимо просверлить большое количество отверстий с малым диаметром около 1 мм или меньше. печатные платы (Печатные платы), используемые электронное оборудование с сквозное отверстие составные части. Большинство печатных плат изготовлены из абразивных материалов. стекловолокно, который быстро изнашивается, особенно учитывая сотни или тысячи отверстий на большинстве печатных плат. Чтобы решить эту проблему, твердый карбид вольфрама Почти всегда используются спиральные сверла, которые быстро просверливают доску, обеспечивая при этом умеренно долгий срок службы. По оценкам, твердосплавные коронки для печатных плат в десять и более раз дольше коронок из быстрорежущей стали. Иногда используются и другие варианты - алмазные коронки или коронки с алмазным покрытием.
В промышленности практически все бурение выполняется автоматизированные машины, и биты часто автоматически заменяются оборудованием по мере их износа, поскольку даже твердосплавные биты не служат долго при постоянной эксплуатации. Биты для печатных плат небольшого диаметра, обычно устанавливаются в цанга а не чак, и поставляются с хвостовиками стандартного размера, часто с предварительно установленными ограничителями, чтобы устанавливать их на точную глубину каждый раз, когда они автоматически зажимаются оборудованием.
Очень высокие скорости вращения - от 30 000 до 100 000 Об / мин или даже выше - используются; это приводит к достаточно высокой линейной скорости режущего наконечника при очень малых диаметрах. Высокая скорость, малый диаметр и хрупкость материала делают биты очень уязвимыми для поломки, особенно если угол биты относительно заготовки вообще изменяется или бит соприкасается с каким-либо предметом. Сверление вручную нецелесообразно, и многие универсальные сверлильные станки, предназначенные для больших долот, вращаются слишком медленно и слишком сильно раскачиваются, чтобы эффективно использовать твердосплавные долота.
Переточенные и легко доступные сверла для печатных плат исторически использовались во многих прототипах и домашних лабораториях печатных плат, используя высокоскоростной вращающийся инструмент для бит малого диаметра (например, Moto-Tool от Dremel) в жестком зажимном приспособлении для сверлильного станка. При использовании для других материалов эти крошечные биты должны быть оценены на предмет эквивалентной скорости резания по сравнению с сопротивлением материала резанию (твердостью), как и у биты. передний угол и ожидаемая подача на оборот оптимизированы для высокоскоростного автоматизированного использования на подложке печатной платы из стекловолокна.
Два Печатная плата сверла.
Коробка #76 (0,02 дюйма или 0,51 мм) Печатная плата сверла.
Биты установщика
Удочка для рыбалки
Биты установщика, также известные как вешалка для звонков биты или ловит рыбу биты, представляют собой тип спирального сверла для использования с портативным электроинструментом. Ключевой отличительной чертой установочного долота является поперечное отверстие, просверленное в перегородке долота рядом с наконечником. После того, как сверло проникнет в стену, можно продеть проволоку через отверстие и вытащить сверло, потянув за собой проволоку. Затем проволоку можно использовать, чтобы протянуть кабель или трубу обратно через стену. Это особенно полезно там, где в стене есть большая полость, где резьба рыбная лента может быть сложно. В некоторых установочных долотах также просверлено поперечное отверстие на конце хвостовика. После того, как отверстие будет просверлено, проволоку можно продеть через конец хвостовика, вынуть коронку из патрона и протянуть ее вперед через просверленное отверстие. Эти биты предназначены для цемента, блоков и кирпича; они не предназначены для сверления в дереве. Синклер Смит из Бруклин, Нью-Йорк было выпущено Патент США 597750 за это изобретение 25 января 1898 г.
Установочные сверла доступны в различных материалах и стилях для сверления дерева, кирпичной кладки и металла.
А 3⁄8 установочная бита × 18 дюймов (9,5 × 457,2 мм)
Крупный план установщика. Ловля рыбы видна в канавке в центре картины.
Бит с гибким валом
Другой, другой, бит, также называемый установочным битом, имеет очень длинный гибкий вал, обычно до 72 дюймов (1,8 м) в длину, с небольшой поворотной коронкой на конце. Вал изготовлен из стальная пружина вместо закаленного стали, поэтому его можно сгибать во время сверления, не ломаясь. Это позволяет изгибать коронку внутри стенок, например, просверливать шпильки из выключатель коробку без необходимости снимать какой-либо материал со стены. Эти долота обычно поставляются с набором специальных инструментов для прицеливания и изгиба долота для достижения желаемого местоположения и угла, хотя проблема с видением места бурения оператором все еще остается.
Этот гибкий установщик используется в США, но, по всей видимости, не всегда доступен в Европе.
Хвостовик сверла
Используются хвостовики разной формы. Некоторые из них просто наиболее подходят для используемого патрона; в других случаях особые комбинации хвостовика и патрона дают преимущества в производительности, такие как более высокий крутящий момент, более высокая точность центрирования или эффективное ударное воздействие.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ «Практическая демонстрация коронки с квадратным отверстием, видео на YouTube». Youtube.com. Получено 2014-05-10.
- ^ Тодд, Роберт Х .; Аллен, Делл К .; Альтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам, Industrial Press Inc., стр. 43–48, ISBN 0-8311-3049-0.
- ^ а б . Свон и др. (7 сентября 2018 г.). «Износ инструмента для инструментов с улучшенным покрытием при сверлении углепластика». КАК Я. J. Manuf. Sci. Англ. Ноябрь 2018 г .; 140 (11): 111018. https://doi.org/10.1115/1.4040916
- ^ Нгуен, Дин и др. «Износ инструмента сверхтвердых инструментов с керамическим покрытием при сверлении штабелей углепластика / титана». Материалы 14-й Международной научно-технической конференции ASME 2019. Том 2: Процессы; Материалы. Эри, Пенсильвания, США. 10–14 июня 2019 г. V002T03A089. КАК Я. https://doi.org/10.1115/MSEC2019-2843
- ^ Нгуен, Дин и др. "Износ инструмента сверхтвердых инструментов с керамическим покрытием при сверлении штабелей углепластика / титана". Материалы 14-й Международной научно-технической конференции ASME 2019. Том 2: Процессы; Материалы. Эри, Пенсильвания, США. 10–14 июня 2019 г. V002T03A089. КАК Я. https://doi.org/10.1115/MSEC2019-2843
- ^ Современная техника, 5, Modern Machining Publishing Company, 1899, стр. 68.
- ^ Стивен Амвросий Морс Патент США 38,119 Улучшение сверл. Спиральное сверло Дата выдачи: 7 апреля 1863 г.
- ^ Оберг и др. 2000 г., стр. 829 846
- ^ Оберг и др. 2000 г., п. 846
- ^ а б c Гиллеспи, Лару (2008), Справочник по зенковке, Industrial Press Inc., стр. 78–79, ISBN 978-0-8311-3318-4.
- ^ Патент США 3758222
- ^ Макмастер-Карр, стр. 2438, 116-е издание.
Библиография
- Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Д .; Horton, Holbrook L .; Райффель, Генри Х. (2000), Справочник по машинам (26-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-2635-3.