Свердління

Вертикально-свердлильний верстат

Свердлі́ння — поширений технологічний метод одержання отворів різанням, вид механічної обробки матеріалів різанням, при якому за допомогою спеціального різального інструменту (свердла), що обертається, отримують отвори різного діаметра і глибини, або багатогранні отвори різного перетину і глибини. Провадиться на свердлильних, розточувальних, токарних та ін. верстатах, а також вручну — коловоротом, дрилями або механізованим інструментом. Крім того, застосовують лазерне свердління отворів в алмазних кругах та інших виробах з матеріалів, що відзначаються низькою теплопровідністю, де термін «свердління» вживається у переносному значенні.

Виконання операції свердління

Як інструмент при свердлінні застосовуються свердла. Свердла виготовляють з інструментальної сталі (нелегованої, легованої або швидкорізальної) а також, вони можуть оснащуватись вставками з різальними кромками із твердих сплавів або надтвердих матеріалів. При роботі свердлувального верстату свердло закріплюється у шпинделі верстата і робить водночас обертальний рух різання і поступальний рух подачі. Деталь при цьому є нерухомою. При свердлінні під впливом сили різання відбувається відділення частинок матеріалу і утворення елементів стружки.

Рух різання (головний рух) при свердлінні — обертальний рух, рух подачі — поступальний. Найпоширенішими серед свердел є спіральні, призначені для свердління і розсвердлення отворів, глибина яких не перевищує 10 діаметрів свердла. Шорсткість поверхні після свердління Ra = 12,5…6,3 мкм, точність згідно з 11…14 квалітетами. Для одержання точніших отворів (8…9 квалітет) із шорсткістю поверхні Ra = 6,3…3,2 мкм застосовують зенкери.

Якість отвору, що отримується свердлінням забезпечується правильним вибором режимів різання, прийомів свердління, правильним розташуванням свердла відносно поверхні обробки і суміщенням осі свердла з центром (віссю) майбутнього отвору.

Різновидами операції свердління є:

• свердління наскрізних отворів у суцільному матеріалі заготовки;
• розсвердлювання — збільшення діаметра отвору, що вже був до цього;
• засвердлювання — отримання глухого отвору у суцільному матеріалі.

Призначення свердління

Свердління використовується для:

• виготовлення отворів під нарізування різі, зенкерування, розвірчування або розточування;
• виготовлення отворів (технологічних) для розміщення в них кабелів, анкерних болтів, кріпильних елементів тощо;
• відділення (відрізання) заготовок з листового матеріалу;
• ослаблення зруйнованих конструкцій або видалення кріпильних елементів;
• закладка заряду вибухової речовини при добуванні природних руд.

Верстати і інструменти

Свердла

Свердління циліндричних отворів, а так само свердління багатогранних (трикутних, квадратних, п'яти- і шестигранних, овальних) отворів виконують за допомогою спеціальних різальних інструментів — свердел. Свердла в залежності від властивостей оброблюваного матеріалу виготовляються потрібних типорозмірів з наступних матеріалів:

• Інструментальні сталі(У8, У9, У10, У12 та інші за ДСТУ 3833-98 (ГОСТ 1435-99)). Свердління і розсвердлювання дерева, пластмас, м'яких металів.
• Низьколеговані сталі (ХВГ,9ХС,9ХВГ та інші та інші за ДСТУ 3953-2000 (ГОСТ 5950-2000)). Свердління і розсвердлювання деревини, пластмас, м'яких металів. Має підвищену, в порівнянні з вуглецевими, теплостійкість (до 250 °C) і швидкість різання.
• Швидкорізальні сталі (Р9, Р18, Р6М5, Р9К5 та інші за ГОСТ 19265-73). Свердління всіх конструкційних матеріалів у незагартованому стані. Теплостійкість до 650 °C.
• Свердла, оснащені твердим сплавом (ВК6,ВК8,Т5К10,Т15К6 та ін. за ДСТУ ISO 513:2015). Свердління на підвищених швидкостях незагартованих сталей і кольорових металів. Теплостійкість до 950 °C.
• Свердла оснащені боразоном. Свердління загартованих сталей і білого чавуну, скла, кераміки, кольорових металів.
• Свердла оснащені алмазом. Свердління твердих матеріалів, скла, кераміки, каменів.

Види свердління

• Свердління циліндричних отворів.
• Свердління багатогранних і овальних отворів.
• Розсвердлювання циліндричних отворів (збільшення діаметра).

Операції свердління проводяться на наступних верстатах

• Вертикально-свердлильні верстати. Свердління основна операція.
• Горизонтально-свердлильні верстати. Свердління основна операція.
• Вертикально-розточувальні верстати. Свердління допоміжна операція.
• Горизонтально-розточувальні верстати. Свердління допоміжна операція.
• Вертикально-фрезерні верстати. Свердління допоміжна операція.
• Горизонтально-фрезерні верстати. Свердління допоміжна операція.
• Універсально-фрезерні верстати. Свердління допоміжна операція.
• Токарні верстати. Свердло нерухоме, а оброблювана заготовка обертається.
• Токарно-затиловочні верстати. Свердління допоміжна операція. Свердло нерухоме.

Ручні інструменти

• Механічні дрилі. Свердління з використанням мускульної сили людини.
• Електричні дрилі. Свердління на монтажі переносним електроінструментом (зокрема ударно-обертальне свердління).
• Перфоратори

Для полегшення процесів свердлення застосовують наступні заходи:

• Охолоджування. Змащувально-охолоджувальні рідини і гази (вода, емульсії, олеїнова кислота, вуглекислий газ, графіт і др.)
• Ультразвук. Ультразвукові вібрації свердла збільшують продуктивність і подрібнення стружки.
• Підігрів. Підігрівом послаблюють твердість важкооброблюваних матеріалів.
• Удар. При ударно-обертальному свердлінні (бурінні) каміння, бетону.

Охолоджування при свердлінні

Великою проблемою при свердлінні є сильне розігрівання свердла і оброблюваного матеріалу через тертя. У місці свердління температура може досягати декількох сотень градусів Цельсія.

При сильному розігріванні матеріал може почати горіти або плавитися. Багато матеріалів при сильному розігріванні втрачають твердість, в результаті різальні кромки сталевих свердел починають швидше зношуватися, через що тертя тільки посилюється, що, у результаті, призводить до швидкого виходу свердел із ладу і різкого зниження ефективності свердління.

Для боротьби з розігріванням, застосовують охолодження за допомогою охолоджуючих рідин або змащувально-охолоджуючих рідин. При свердлінні на верстаті за звичай організовують подачу рідини безпосередньо в місце свердління. При свердлінні ручним інструментом свердління час від часу переривають і занурюють свердло в ємність із рідиною.

Див. також

• Свердлильний верстат
• Механічна обробка
• Свердління тертям

Джерела

• Основи формоутворення поверхонь при механічній обробці: Навчальний посібник/ Н. С. Равська, П. Р. Родін, Т. П. Ніколаєнко, П. П. Мельничук.— Ж.: ЖІТІ, 2000. — 332 с. — ISBN 966-7570-07-X
• Металорізальні інструменти [Текст]: навч. посібник. Ч. 2 / П. Р. Родін [та ін.] ; Київський політехнічний ін-т. — К.: ІСДО, 1993. — 180 с. — ISBN 5-7763-1585-4
• Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / ред. Дальский А. М., Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Суслов А. Г. — 5-е изд., испр. — М.: Машиностроение, 2003. — ISBN 5-217-03083-6. — ISBN 5-94275-013-0
  • Т. 1. — 2003. — 912 с. — ISBN 5-217-03084-4, ISBN 5-94275-014-9;
  • Т. 2. — 2003. — 943 с. — ISBN 5-217-03085-2, ISBN 5-94275-015-7.