Сверла для металлообработки: чем отличаются, их особенности и области применения

Сверление – это процесс изготовления цилиндрических отверстий посредством металлорежущего инструмента. Общим для всех операций сверления является сочетание вращательного и поступательного движений инструмента. Существует большое различие между сверлением отверстий небольшой глубины и глубоких отверстий, для которых разработаны специальные методы, позволяющие сверлить отверстие глубиной, во много раз превышающей диаметр инструмента (до 150 диаметров). Но это тема для отдельного разговора. А сегодня мы познакомимся с основными типами сверл, их назначением и особенностями применения.

Наибольшее распространение получили монолитные твердосплавные сверла, модульные сверла (со сменными твердосплавными головками), сверла со сменными твердосплавными пластинами, сверла из быстрорежущей стали (HSS). Наша компания является отечественным производителем широкой линейки монолитных твердосплавных сверл под торговой маркой Schwarzmaier, а также поставляет сверла других типов от проверенных и качественных производителей.

Итак, какая информация нам нужна, чтобы принять решение о том, каким способом и каким инструментом мы будем получать необходимое отверстие?

• форма и размеры отверстия: диаметр, фаска, уступы, глубина, …
• качество отверстия: шероховатость, допуск на диаметр, округлость, …
• материал заготовки.

Необходимо определить, что наиболее важно:

• Цена/деталь (крупносерийное производство);
• Производительность (возможности производства, узкие места);
• Универсальность (мелкосерийное производство);
• Безопасность (дорогостоящие детали).

Задавшись перечисленными выше вопросами, постараемся получить на них ответы. На первом из представленных графиков можно увидеть зависимость качества получаемого отверстия от цены инструмента в пересчете на отверстие.

Стойкость твердосплавного сверла в 20 раз превышает стойкость сверла из быстрорежущей стали, при этом твердосплавное сверло позволяет развивать скорости в несколько раз выше обычных. На следующем графике представлена зависимость производительности инструмента от цены инструмента в пересчете на деталь.

В таблице можно увидеть какими геометрическими и точностными характеристиками обладают различные типы сверл. Также для них приведена информация по стоимости станкочаса.

Ниже перечислим отличительные особенности, рекомендации по использованию, а также преимущества и недостатки различных типов сверл.

Монолитные твердосплавные сверла:

• Чистовое сверло;
• Лучшее качество отверстия (диаметр, позиционирование и цилиндричность);
• Максимальная производительность;
• Невысокие скорости резания;
• Высокие подачи;
• Подходит для обрабатывающих центров;
• Необходимы хорошая стабильность и жесткость системы СПИД;
• Максимальное биение 0.04 мм, для лучших результатов биение не должно превышать 0.02 мм;
• Желательно давление СОЖ > 10 bar (рекомендуемое. 40 bar);
• Концентрация СОЖ > 6-8 %;
• Для средних/больших партий из-за высокой цены/режущую кромку;
• Необходимо перетачивать для большей рентабельности.

Модульные сверла (со сменными головками):

• Больше точности за меньшие деньги;
• Средняя/хорошая производительность;
• Среднее/хорошее качество отверстия (IT9-IT10);
• Самая низкая стоимость отверстия при серийном производстве;
• Две режущих кромки обеспечивают высокую подачу;
• Гибкая система, большое количество сменных головок на сверло одного диаметра, следовательно меньше расходов на склад;
• Оптимизированная геометрия для различных материалов;
• Не нужно время для настройки благодаря конструкции;
• Режущая часть легко меняется, новая головка при каждой смене, меньше время настройки на операцию;
• Подходит как для ОЦ, так и для токарных станков;
• Хорошая стабильность;
• Высокое давление СОЖ для лучшей эвакуации стружки;
• Предварительно обработанная поверхность предпочтительна;
• Не требуется переточка.

Сверла со сменными твердосплавными пластинами:

• В основном используется как черновой инструмент;
• Низкая цена/режущую кромку;
• Высокий коэффициент съема материала требует большой мощности и высоких оборотов;
• Высокие скорости резания;
• Относительно невысокие подачи (возможно повысить геометрией «wiper»);
• Возможность сверлить отверстия в поверхностях под углом или не плоских поверхностях;
• Сверление, рассверливание, торцевание, получение фаски;
• Прочный и жесткий корпус;
• Необходима обильная подача СОЖ;
• Существенное снижение времени сверления по сравнению с быстрорежущими спиральными сверлами — почти на 90% в тех же условиях;
• Только большие диаметры и небольшие L/D;
• Может использоваться как вращающийся, так и не вращающийся инструмент;
• Возможность замены пластин на станке;
• Большой выбор геометрий и сплавов пластин.

Сверла из быстрорежущей стали (HSS, HSS-Co, HSS-E, HSS-PM и др.):

• Эффективны при сверлении мягких металлов (предел прочности которых не превышает 1200 Н/мм2);
• Низкие режимы резания;
• Низкая производительность;
• Более высокая, чем у твердого сплава, прочность;
• Целесообразно использование на универсальном оборудовании;
• Низкая стоимость.

Считаем необходимым привести информацию по использованию модульных сверл в сравнении с монолитными твердосплавными сверлами в условиях серийного производства. Она безусловно будет полезна тем, кто еще не знает, как сократить расходы на инструмент при серийном производстве однотипных деталей.

На этом мы завершим краткий обзор типов сверл для общей обработки отверстий. В дальнейшем вернемся к рассмотрению каждого из них более подробно. И главное помнить, что нет плохого инструмента, есть неправильно подобранный инструмент… А с задачей правильного выбора инструмента под конкретную задачу Вам помогут специалисты нашей компании.