Балеринка по дереву: регулируемое сверло или как сделать большое отверстие. Как сделать большое отверстие в металле? Как сделать большие отверстия в металле
Часто в работе с деревом и материалами на его основе возникает необходимость просверлить ровное круглое отверстие. Можно воспользоваться лобзиком или фрезером, но не всегда такой инструмент оказывается под рукой или выполнить ими работу просто неудобно. Облегчить задачу может балеринка по дереву.
Что такое балеринка по дереву
Круговое регулируемое сверло «балеринка» - приспособление, которое предназначено для сверления круглых отверстий большого диаметра. Инструмент имеет простую конструкцию. Он представляет собой хвостовик с поперечной штангой, на которой закреплены подвижные каретки с резцами. Штанга имеет разметку, по которой можно выставить необходимый разлёт резцов относительно центра предполагаемого отверстия. В середине хвостовика закреплено сверло-сердечник. Оно служит центровочным элементом и опорой при сверлении.
Кроме конструкций с двумя режущими элементами, расположенными симметрично, существуют балеринки с одним резцом или даже с тремя. В последнем случае они располагаются на основе в виде диска с пазами.
Функционал инструмента
Качественная балеринка изготавливается из высокопрочной стали, что даёт возможность использовать приспособление в работе с мягкими, так и с твёрдыми породами древесины.
Данный инструмент имеет регулируемый диаметр сверления. Это позволяет проделывать отверстия практически любого диаметра. Ограничение диапазона сверления зависит от размера балеринки. Производители выпускают приспособления со следующими пределами разлёта резцов:
- от 30 до 120 мм;
- от 40 до 200 мм;
- от 40 до 300 мм;
- от 40 до 400 мм.
Максимальный диаметр сверления ограничивается штангой, на которой крепятся резцы. Минимальный - толщиной хвостовика.
Сверло-балеринку можно использовать в любых местах, где применение электролобзика или ручного фрезера будет неудобным. К примеру, это может быть собранная и установленная мебель, в детали которой необходимо просверлить аккуратное отверстие, учитывая ограниченное пространство. Ещё один пример - неровная (выгнутая или вогнутая) поверхность. Лобзиком или фрезером сделать всё ровно и аккуратно навряд ли получится. Будет трудно контролировать наклон инструмента относительно поверхности. Балеринка легко справится с такой задачей.
Особенности работы с инструментом
Принцип работы с круговым сверлом прост. Центрирующим сверлом засверливают отверстие, а дальше в работу включаются резцы. Они постепенно проделывают узкую канавку, постепенно прорезая материал по кругу на всю глубину.
Материалы, используемые в работе с балеринкой разнообразные: дерево, ДВП, ДСП, МДФ, гипсокартон, пластик. Общий один момент - толщина детали должна быть не более 15-20 миллиметров. Этот параметр ограничен длиной резцов. Обычно производитель указывает максимальную глубину сверления на упаковке. При попытке сверлить материал большей толщины могут возникнуть проблемы с рваными краями.
Для применения инструмента с одним резцом характерно биение. Это вызвано отсутствием балансировки относительно продольной оси сверления. Особенно биение будет ощущаться при резке отверстий большого диаметра. Вырезать отверстия с помощью дрели следует на малых или средних оборотах. При работе на сверлильном станке таких проблем не возникает.
Также неудобство при работе может доставить ламинированная или шпонированная поверхность. После прохождения декоративного слоя сверление проходит без проблем.
Особенностью кругового сверла можно считать возможность регулировки диаметра. Расстояние между резцами может быть выставлено по шкале на штанге или более точно с помощью штангенциркуля. Это удобно если нужно сделать отверстие без зазоров под трубу или круглую деталь.
Разнос резцов относительно центра регулируется по отдельности. Необходимо как можно точнее выставлять режущие части. Это избавит от лишних усилий во время работы и продлит срок службы инструмента.
Как правильно выбрать и на что обратить внимание
Выбрать качественное круговое сверло достаточно легко. Главное - знать основные моменты, на которые следует обратить внимание в первую очередь, но и не упустить из виду мелочи.
Конструкция, очень важный момент: балеринка по дереву бывает с одним резцом или двумя и более. Для частого использования лучше приобрести вариант с двумя или тремя режущими элементами. Такими приспособлениями легче работать и качество выполняемой обработки будет на приемлемом уровне.
Не лишней будет возможность замены отдельных частей. Недорогие круговые свёрла могут иметь цельный хвостовик с несъёмным центральным сверлом и штангой.
Металл, от его качества зависит прочность и способность выдерживать рабочие нагрузки. Качественный инструмент изготавливают из высокопрочной стали или сплавов. Форму хвостовику и держателям резцов придают станочным способом. Штанга обычно штампованная и изготовлена из такого же металла.
В дешёвых вариантах часто применяют мягкий металл или сплавы, которые могут оказаться хрупкими. Под нагрузкой детали могут деформироваться или разрушиться. Такой инструмент долго не прослужит и точности от него добиться также будет сложно.
Качество изготовления, основным признаком является отсутствие люфтов и перекосов. Все детали должны быть подогнаны друг к другу и надёжно крепиться фиксирующими винтами.
Разметка штанги качественной балеринки штампованная. Иногда деления выделяют яркой краской для лучшей видимости.
Резцы, качественные режущие элементы изготавливают из инструментальной закалённой стали. На держателях их крепят заклёпками или с помощью пайки. Цельные резцы с держателями (изготовленные из одного и того же металла) быстро затупляются и не отличаются долговечностью.
Производитель, при выборе любого инструмента и расходников, предпочтение следует отдавать известным и давно проверенным маркам и брендам. Наиболее распространённые - Topfix, Stayer, Irwin, Strum.
Приобретение регулируемого кругового сверла для использования в быту, или в случае необходимости просверлить несколько отверстий, полностью себя оправдывает. Это избавляет от необходимости приобретения дорогого инструмента, который может понадобиться всего несколько раз.
Обработка металла относится к числу достаточно сложных операций. Сверление может потребоваться при выполнении ремонта помещений или собственного автомобиля, а также изготовления различных конструкций на дачном участке. Как и в случае с любыми другими отверстиями нам потребуется ручная дрель, которая может быть дополнена различными дополнительными устройствами. Хотя дрель и является очень популярным и востребованным инструментом, имеющийся практически в каждом доме, требуется обладать немалым опытом именно в плане обработки металла. В нашей статье мы расскажем о сверлении металла, сверлах и некоторых особенностях этого трудоемкого процесса.
Инструменты и сверла – что нам потребуется для сверления
Сверление отверстий в металле представляет собой особую технологию, которая заключается в снятия определенного слоя материала за счет одновременного вращательного и поступательного движения сверла. Необходимо зафиксировать дрель в одном положении, чтобы сверло не шевелилось при работе. Именно это является главным условием правильного и безопасного выполнения работ. Чтобы ось дрели оказалась в фиксированном положении, можно воспользоваться одним из многочисленных приспособлений, речь о которых пойдет ниже.
Нам потребуются следующие инструменты для работы с металлом:
- Дрель ручная или электрическая
- Спиральное сверло
- Молоток
- Кернер
- Защитные очки и перчатки
Достичь успеха в планируемом мероприятии будет невозможно без соответствующего сверла. Выбор данного элемента – очень важный момент, ведь различные сверла подбираются исхода из свойств металла, а также диаметра будущего отверстия. Свёрла обычно производятся из быстрорежущей стали. Самыми распространенными считаются изделия, изготовленные из стали марки Р6М5. В некоторых случаях используются кобальтовые добавки, которые способствуют увеличению долговечности и износостойкости сверла. В таком случае в маркировке товара появляется литера К. Для очень твердых металлов применяются сверла, оборудованные небольшой напайкой на кончике, что обеспечивает необходимый уровень сверления материала.
Следует знать, что далеко не все дрели способны проделать именно те отверстия, которые вам требуются. Так, производителя обычно указывают соответствующую информацию в руководстве по эксплуатации. К примеру, просверлить отверстие большого диаметра дрелью, мощность которой составляет 700 Вт, не получится. Ведь данное оборудование предназначено для создания отверстия максимального размера 13 мм в поперечнике.
Приспособления для дрелей – как облегчить себе жизнь
Сверление металла вызывает трудности у многих людей, даже опытных мастеров. Одна из причин заключается в физической сложности самого процесса. Ведь необходимо в течение длительного времени держать тяжелую дрель под прямым углом в четко зафиксированном положении. Однако всегда можно воспользоваться дополнительными приспособлениями, призванными облегчить весь процесс.
В строительных магазинах можно приобрести следующие механизмы для перпендикулярного сверления отверстия в металлических изделиях:
- 1. Кондукторы для сверления
- 2. Направляющие для дрели
- 3. Стойки для дрели
Огромной популярностью пользуются кондукторы, именно с их помощью специалисты делают отверстия в изделиях. Сам механизм представляет собой своеобразный бокс, удобный для удержания, в котором расположены направляющие втулки. Подходит для работы со сверлами различных диаметров. Втулки выполняются из очень твердых сортов металла, гораздо более твердого, нежели само сверло. Поэтому не стоит волноваться, что при работе с дрелью они повредятся.
Вам требуется всего лишь расположить кондуктор над местом будущего отверстия, предварительного отмеченного кернером, после чего включить дрель. Сверло будет прочно зафиксировано втулками, поэтому от заданного направления оно не уйдет. Особенно полезным кондуктор считается при сверлении цилиндрической формы, к примеру, труб, поскольку наконечник сверла постоянно соскальзывает с округлой формы трубы.
Также можно приобрести направляющие для ручной дрели – это полезный опорный механизм, где дрель фиксируется за шейку для достижения неподвижности во время работы. Подошва, удерживаемая свободной рукой, устанавливается на самой заготовке. При таком положении дел инструмент перемещается исключительно вертикально, без малейших отклонений или перекосов.
На сегодняшний день выпускаются универсальные конструкции, оборудованные угловым держателем. Благодаря этому вы сможете сверлить отверстия дрелью даже под углом. Правда, в случае с металлом сверлить под углом при помощи направляющих очень сложно, поскольку боковые перегрузки практически сразу же ломают сверло. Поэтому необходимо позаботиться о покупке изделия из твердого металла.
Еще одно приспособление, которое упрощает процесс изготовления отверстий, называется стационарная стойка. По своей сути, данное оборудование представляет собой несколько упрощенный сверлильный станок, правда, с меньшим функционалом, но и существенно меньшей стоимостью. Дрель двигается по штанге при помощи рычага. Для фиксации заготовки используются струбцины или тиски. По качеству сверления данный агрегат находится на порядок выше прочих своих конкурентов. Однако его цена также выше по сравнению с кондукторами или направляющими.
Глубокие отверстия – в чем их особенность
Процесс сверления отверстий в изделиях из металла существенно отличается в зависимости от толщины заготовки. Глубокие отверстия сделать гораздо сложнее по сравнению с обычными. Специалисты для таких случаев используют токарные станки, причем вращаться должна именно заготовка, а не само сверло на станке. Важным моментом является отвод отходов и стружки из детали, а также охлаждение сверла.
Естественно, в домашних условиях воспользоваться токарным станком вряд ли получится. Единственный выход из положения – это приобретение направляющих для дрели, которые были описаны выше. Длина сверла имеет большое значение, поскольку сверло может делать отверстия лишь на две трети своей длины. Так что требуется приобрести длинное сверло, но достаточно прочное, которое не сломается под воздействием огромных перегрузок.
При отсутствии направляющих можно постараться сверлить и без данного оборудования, если вы уверены в своих силах. Однако угол сверления менять категорически запрещено, поскольку это может полностью испортить как сверло, так и заготовку.
Про охлаждение и отвод стружки также забывать ни в коем случае нельзя. Проще всего воспользоваться мыльной водой, в которую предварительно следует обмакнуть наконечник сверла. Некоторые специалисты рекомендуют обмазать сверло растительным маслом или свиным салом. Это существенно уменьшит трение изделия о металл и, как следствие, самым положительным образом скажется на охлаждении сверла.
Если же говорить об извлечении стружки, то этим необходимо заниматься с регулярной частотой, периодически извлекая отходы от бурения. Проще всего перевернуть заготовку, чтобы стружка под действием гравитации, освободила отверстие. Если же изделие очень тяжелое, то в ход идут подручные приспособления, в том числе крючки или магниты. В противном случае стружка способна закупорить канавки, имеющиеся на сверле, что в дальнейшем приведет к блокировке вращения, а также к поломке сверла.
Отверстия большого диаметра – самая сложная операция
Просверлить большое отверстие в металле еще сложнее, чем сделать отверстие большой глубины. Здесь есть несколько подходов: либо конусным сверлом делать отверстие большого диаметра в металле за несколько подходов, либо воспользоваться специальной коронкой. Стоимость конусных сверл очень велика, тогда как эффективность ниже, чем у коронки.
Именно поэтому специалисты утверждают, что правильнее сверлить металл именно при помощи коронки. В центральной части расположено сверло, тогда как по краям находится режущая поверхность с остро заточенными зубьями. Благодаря сверлу, коронка фиксируется в одном положении и не двигается во время работы. Сверление осуществляется на низких оборотах дрели, причем все делать надо очень аккуратно и внимательно, чтобы не повредить коронку.
Работа по сверлению отверстий в металле, в зависимости от вида отверстий и свойств металла, может выполняться разным инструментом и с использованием различных приёмов. О способах сверления, инструментарии, а также о технике безопасности при выполнении этих работ мы хотим вам рассказать.
Сверление отверстий в металле может понадобиться при ремонте инженерных систем, бытовой техники, автомобиля, создании конструкций из листовой и профильной стали, конструировании поделок из алюминия и меди, при изготовлении плат для радиоаппаратуры и во многих других случаях. Важно понимать, какой инструмент нужен для каждого вида работ, чтобы отверстия получились нужного диаметра и в строго намеченном месте, и какие меры безопасности помогут избежать травм.
Инструменты, приспособления, сверла
Основными инструментами для сверления являются ручные и электрические дрели, а также, при возможности, сверлильные станки. Рабочий орган этих механизмов — сверло — может иметь различную форму.
Различают сверла:
- спиральные (наиболее распространённые);
- винтовые;
- коронки;
- конусные;
- перовые и т. д.
Производство свёрл различной конструкции нормируется многочисленными ГОСТами. Свёрла до Ø 2 мм не имеют маркировку, до Ø 3 мм — на хвостовике указано сечение и марка стали, большие диаметры могут содержать дополнительную информацию. Для получения отверстия определённого диаметра нужно взять сверло на несколько десятых миллиметра меньше. Чем лучше заточено сверло, тем меньше разница между этими диаметрами.
Свёрла отличаются не только диаметром, но и длиной — производятся короткие, удлинённые и длинные. Важной информацией является и предельная твёрдость обрабатываемого металла. Хвостовик свёрл может быть цилиндрическим и коническим, что следует иметь в виду при подборе сверлильного патрона или переходной втулки.
1. Сверло с цилиндрическим хвостовиком. 2. Сверло с коническим хвостовиком. 3. Сверло с мечиком для резьбы. 4. Центровое сверло. 5. Сверло с двумя диаметрами. 6. Центровочное сверло. 7. Коническое сверло. 8. Коническое многоступенчатое сверло
Для некоторых работ и материалов требуется выполнение специальной заточки. Чем твёрже обрабатываемый металл, тем острее должна быть заточена кромка. Для тонколистового металла обычное спиральное сверло может не подойти, понадобится инструмент со специальной заточкой. Подробные рекомендации для различного типа свёрл и обрабатываемых металлов (толщина, твёрдость, тип отверстия) достаточно обширны, и в этой статье мы их рассматривать не будем.
Различные типы заточки сверла. 1. Для жёсткой стали. 2. Для нержавеющей стали. 3. Для меди и медных сплавов. 4. Для алюминия и алюминиевых сплавов. 5. Для чугуна. 6. Бакелит
1. Стандартная заточка. 2. Свободная заточка. 3. Разбавленная заточка. 4. Тяжёлая заточка. 5. Раздельная заточка
Для закрепления деталей перед сверлением используют тиски, упоры, кондукторы, уголки, прихваты с болтами и другие приспособления. Это не только требование безопасности, так на самом деле удобнее, и отверстия получаются более качественные.
Для снятия фасок и обработки поверхности канала пользуются зенковкой цилиндрической или конической формы, а для наметки точки под сверление и чтобы сверло «не соскочило» — молоток и кернер.
Совет! Лучшими свёрлами до сих пор считаются выпущенные в СССР — точное следование ГОСТ по геометрии и составу металла. Хороши и немецкие Ruko с титановым напылением, а также свёрла от Bosch — проверенное качество. Хорошие отзывы о продукции Haisser — мощные, как правило, большого диаметра. Достойно показали себя свёрла «Зубр», особенно серии «Кобальт».
Режимы сверления
Очень важно правильно закрепить и направить сверло, а также выбрать режим резания.
При выполнении отверстий в металле сверлением важными факторами являются количество оборотов сверла и усилие на подачу, прилагаемое к сверлу, направленное по его оси, обеспечивающее заглубление сверла при одном обороте (мм/об). При работе с различными металлами и свёрлами рекомендуются различные режимы резания, причём чем твёрже обрабатываемый металл и чем больше диаметр сверла, тем меньше рекомендуемая скорость резания. Показатель правильного режима — красивая, длинная стружка.
Воспользуйтесь таблицами, чтобы правильно выбрать режим и не затупить сверло преждевременно.
| Подача S 0 , мм/об | Диаметр сверла D, мм | |||||||||
| 2,5 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 146 | 20 | 25 | 32 | |
| Скорость резания v, м/мин | ||||||||||
| При сверлении стали | ||||||||||
| 0,06 | 17 | 22 | 26 | 30 | 33 | 42 | — | — | — | — |
| 0,10 | — | 17 | 20 | 23 | 26 | 28 | 32 | 38 | 40 | 44 |
| 0,15 | — | — | 18 | 20 | 22 | 24 | 27 | 30 | 33 | 35 |
| 0,20 | — | — | 15 | 17 | 18 | 20 | 23 | 25 | 27 | 30 |
| 0,30 | — | — | — | 14 | 16 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 |
| 0,40 | — | — | — | — | — | 14 | 16 | 18 | 19 | 21 |
| 0,60 | — | — | — | — | — | — | — | 14 | 15 | 11 |
| При сверлении чугуна | ||||||||||
| 0,06 | 18 | 22 | 25 | 27 | 29 | 30 | 32 | 33 | 34 | 35 |
| 0,10 | — | 18 | 20 | 22 | 23 | 24 | 26 | 27 | 28 | 30 |
| 0,15 | — | 15 | 17 | 18 | 19 | 20 | 22 | 23 | 25 | 26 |
| 0,20 | — | — | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
| 0,30 | — | — | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 19 |
| 0,40 | — | — | — | — | 14 | 14 | 15 | 16 | 16 | 17 |
| 0,60 | — | — | — | — | — | — | 13 | 14 | 15 | 15 |
| 0,80 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 13 |
| При сверлении алюминиевых сплавов | ||||||||||
| 0,06 | 75 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 0,10 | 53 | 70 | 81 | 92 | 100 | — | — | — | — | — |
| 0,15 | 39 | 53 | 62 | 69 | 75 | 81 | 90 | — | — | — |
| 0,20 | — | 43 | 50 | 56 | 62 | 67 | 74 | 82 | - | - |
| 0,30 | — | — | 42 | 48 | 52 | 56 | 62 | 68 | 75 | — |
| 0,40 | — | — | — | 40 | 45 | 48 | 53 | 59 | 64 | 69 |
| 0,60 | — | — | — | — | 37 | 39 | 44 | 48 | 52 | 56 |
| 0,80 | — | — | — | — | — | — | 38 | 42 | 46 | 54 |
| 1,00 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 42 |
Таблица 2. Поправочные коэффициенты
Таблица 3. Обороты и подача при различном диаметре сверла и сверлении углеродистой стали
Виды отверстий в металле и способы их сверления
Виды отверстий:
- глухие;
- сквозные;
- половинчатые (неполные);
- глубокие;
- большого диаметра;
- под внутреннюю резьбу.
Отверстия под резьбу требуют определения диаметров с допусками, установленными в ГОСТ 16093-2004. Для распространённых метизов расчёт приведен в таблице 5.
Таблица 5. Соотношение метрической и дюймовой резьбы, а также подбор размера отверстия для засверливания
| Метрическая резьба | Дюймовая резьба | Трубная резьба | |||||||
| Диаметр резьбы | Шаг резьбы, мм | Диаметр отверстия под резьбу | Диаметр резьбы | Шаг резьбы, мм | Диаметр отверстия под резьбу | Диаметр резьбы | Диаметр отверстия под резьбу | ||
| мин. | макс. | мин. | макс. | ||||||
| М1 | 0,25 | 0,75 | 0,8 | 3/16 | 1,058 | 3,6 | 3,7 | 1/8 | 8,8 |
| М1,4 | 0,3 | 1,1 | 1,15 | 1/4 | 1,270 | 5,0 | 5,1 | 1/4 | 11,7 |
| М1,7 | 0,35 | 1,3 | 1,4 | 5/16 | 1,411 | 6,4 | 6,5 | 3/8 | 15,2 |
| М2 | 0,4 | 1,5 | 1,6 | 3/8 | 1,588 | 7,7 | 7,9 | 1/2 | 18,6 |
| М2,6 | 0,4 | 2,1 | 2,2 | 7/16 | 1,814 | 9,1 | 9,25 | 3/4 | 24,3 |
| М3 | 0,5 | 2,4 | 2,5 | 1/2 | 2,117 | 10,25 | 10,5 | 1 | 30,5 |
| М3,5 | 0,6 | 2,8 | 2,9 | 9/16 | 2,117 | 11,75 | 12,0 | — | — |
| М4 | 0,7 | 3,2 | 3,4 | 5/8 | 2,309 | 13,25 | 13,5 | 11/4 | 39,2 |
| М5 | 0,8 | 4,1 | 4,2 | 3/4 | 2,540 | 16,25 | 16,5 | 13/8 | 41,6 |
| М6 | 1,0 | 4,8 | 5,0 | 7/8 | 2,822 | 19,00 | 19,25 | 11/2 | 45,1 |
| М8 | 1,25 | 6,5 | 6,7 | 1 | 3,175 | 21,75 | 22,0 | — | — |
| М10 | 1,5 | 8,2 | 8,4 | 11/8 | 3,629 | 24,5 | 24,75 | — | — |
| М12 | 1,75 | 9,9 | 10,0 | 11/4 | 3,629 | 27,5 | 27,75 | — | — |
| М14 | 2,0 | 11,5 | 11,75 | 13/8 | 4,233 | 30,5 | 30,5 | — | — |
| М16 | 2,0 | 13,5 | 13,75 | — | — | — | — | — | — |
| М18 | 2,5 | 15,0 | 15,25 | 11/2 | 4,333 | 33,0 | 33,5 | — | — |
| М20 | 2,5 | 17,0 | 17,25 | 15/8 | 6,080 | 35,0 | 35,5 | — | — |
| М22 | 2,6 | 19,0 | 19,25 | 13/4 | 5,080 | 33,5 | 39,0 | — | — |
| М24 | 3,0 | 20,5 | 20,75 | 17/8 | 5,644 | 41,0 | 41,5 | — | — |
Сквозные отверстия
Сквозные отверстия пронизывают заготовку полностью, образуя в ней проход. Особенностью процесса является защита поверхности верстака или столешницы от выхода сверла за пределы заготовки, что может повредить и само сверло, а также снабдить заготовку «заусенцем» — гартом. Чтобы этого избежать, применяют следующие способы:
- используют верстак с отверстием;
- подкладывают под деталь прокладку из дерева или «сэндвич» — дерево+металл+дерево;
- подкладывают под деталь металлический брусок с отверстием для свободного прохода сверла;
- снижают скорость подачи на последнем этапе.
Последний способ обязателен при высверливании отверстий «по месту», чтобы не повредить близко расположенные поверхности или детали.
Отверстия в тонколистовом металле вырезаются перовыми свёрлами, потому как спиральное сверло повредит края заготовки.
Глухие отверстия
Такие отверстия выполняются на определённую глубину и не пронизывают заготовку насквозь. Отмерить глубину можно двумя способами:
- ограничивая длину сверла втулочным упором;
- ограничивая длину сверла патроном с регулируемым упором;
- пользуясь линейкой, закреплённой на станке;
- комбинацией способов.
Некоторые станки снабжены системой автоматической подачи на заданную глубину, после чего механизм останавливается. В процессе сверления может потребоваться несколько раз остановить работу, чтобы удалить стружку.
Отверстия сложной формы
Отверстия, расположенные на краю заготовки (половинчатые) можно выполнять, соединив гранями и зажав тисками две заготовки или заготовку и прокладку и высверлив полное отверстие. Прокладка должна быть выполнена из такого же материала, что и обрабатываемая заготовка, иначе сверло будет «уходить» в сторону наименьшего сопротивления.
Сквозное отверстие в уголке (профильный металлопрокат) выполняют, зафиксировав заготовку в тисках и используя деревянную прокладку.
Сложнее выполнить сверление цилиндрической заготовки по касательной. Процесс разделяется на две операции: подготовка перпендикулярной отверстию площадки (фрезеровка, зенковка) и собственно сверление. Высверливание отверстий в поверхностях, расположенных под углом, также начинают с подготовки площадки, после чего вставляют деревянную прокладку между плоскостями, образуя треугольник, и сверлят отверстие сквозь угол.
Полые детали просверливают, заполнив полость пробкой из древесины.
Отверстия с уступами получают с использованием двух техник:
- Рассверливание. Отверстие высверливается на всю глубину сверлом наименьшего диаметра, после чего на заданную глубину рассверливают свёрлами диаметрами от меньшего к большему. Достоинство метода — хорошо отцентрованное отверстие.
- Уменьшение диаметра. На заданную глубину высверливается отверстие максимального диаметра, затем свёрла меняются с последовательным уменьшением диаметра и углублением отверстия. При этом методе легче контролировать глубину каждой ступени.
1. Рассверливание отверстия. 2. Уменьшение диаметра
Отверстия большого диаметра, кольцевое высверливание
Получение отверстий большого диаметра в массивных заготовках, толщиной до 5-6 мм, дело трудоёмкое и затратное. Относительно небольшие диаметры — до 30 мм (максимум 40 мм) можно получить, используя конусные, а лучше ступенчато-конусные свёрла. Для отверстий большего диаметра (до 100 мм) понадобятся полые биметаллические коронки или коронки с твердосплавными зубьями с центровочным сверлом. Причём мастера традиционно в этом случае рекомендуют Bosch, в особенности на твёрдом металле, например, стали.
Такое кольцевое высверливание менее энергозатратное, но может быть более затратным финансово. Помимо свёрл важна мощность дрели и возможность работы на самых низких оборотах. Причём чем толще металл, тем сильнее захочется выполнить отверстие на станке, а при большом количестве отверстий в листе толщиной более 12 мм лучше сразу искать такую возможность.
В тонколистовой заготовке отверстие большого диаметра получают с помощью узкозубых коронок или фрезой, закреплённой на «болгарке», но края в последнем случае оставляют желать лучшего.
Глубокие отверстия, СОЖ
Иногда требуется выполнить глубокое отверстие. В теории, это такое отверстие, длина которого в пять раз больше диаметра. На практике, глубоким называют сверление, требующее принудительного периодического удаления стружки и применения СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей).
В сверлении СОЖ нужны в первую очередь для снижения температуры сверла и заготовки, которые нагреваются от трения. Поэтому при получении отверстий в меди, которая обладает высокой теплопроводностью и сама способна отводить тепло, СОЖ можно не применять. Относительно легко и без смазки сверлится чугун (кроме высокопрочных).
На производстве в качестве СОЖ применяют индустриальные масла, синтетические эмульсии, эмульсолы и некоторые углеводороды. В домашних мастерских можно использовать:
- технический вазелин, касторовое масло — для мягких сталей;
- хозяйственное мыло — для алюминиевых сплавов типа Д16Т;
- смесь керосина с касторовым маслом — для дюралюминия;
- мыльную воду — для алюминия;
- скипидар, разведённый спиртом — для силумина.
Универсальная охлаждаемая жидкость может быть приготовлена самостоятельно. Для этого нужно растворить 200 г мыла в ведре воды, добавить 5 ложек машинного масла, можно отработанного, и прокипятить раствор до получения мыльной однородной эмульсии. Некоторые мастера для снижения трения используют свиное сало.
| Обрабатываемый материал | Смазочно-охлаждающая жидкость |
| Сталь: | |
| углеродистая | Эмульсия. Осернённое масло |
| конструкционная | Осернённое масло с керосином |
| инструментальная | Смешанные масла |
| легированная | Смешанные масла |
| Чугун ковкий | 3-5%-ная эмульсия |
| Чугунное литье | Без охлаждения. 3-5%-ная эмульсия. Керосин |
| Бронза | Без охлаждения. Смешанные масла |
| Цинк | Эмульсия |
| Латунь | Без охлаждения. 3-5%-ная эмульсия |
| Медь | Эмульсия. Смешанные масла |
| Никель | Эмульсия |
| Алюминий и его сплавы | Без охлаждения. Эмульсия. Смешанные масла. Керосин |
| Нержавеющие, жаропрочные сплавы | Смесь из 50% осернённого масла, 30% керосина, 20% олеиновой кислоты (или 80% сульфофрезола и 20% олеиновой кислоты) |
| Волокнит, винипласт, оргстекло и так далее | 3-5%-ная эмульсия |
| Текстолит, гетинакс | Обдувка сжатым воздухом |
Глубокие отверстия могут быть выполнены сплошным и кольцевым сверлением, причём в последнем случае центральный стержень, образованный вращением коронки, выламывают не целиком, а частями, ослабив его дополнительными отверстиями малого диаметра.
Сплошное сверление выполняется в хорошо зафиксированной заготовке спиральным сверлом, в каналы которого подается СОЖ. Периодически, не останавливая вращение сверла, нужно его извлекать и очищать полость от стружки. Работа спиральным сверлом выполняется поэтапно: сначала берут короткое и надсверливают отверстие, которое затем заглубляют сверлом соответствующего размера. При значительной глубине отверстия желательно пользоваться направляющими кондукторными втулками.
При регулярном высверливании глубоких отверстий можно рекомендовать приобретение специального станка с автоматической подачей СОЖ к сверлу и точной отцентровкой.
Сверление по разметке, шаблону и кондуктору
Сверлить отверстия можно по выполненной разметке или без неё — с применением шаблона или кондуктора.
Разметка выполняется кернером. Ударом молотка намечается место для острия сверла. Фломастером тоже можно отметить место, но отверстие нужно ещё и для того, чтобы острие не сдвигалось от намеченной точки. Работа выполняется в два этапа: предварительное сверление, контроль отверстия, окончательное сверление. Если сверло «ушло» от намеченного центра, узким зубилом делаются насечки (канавки), направляющие острие в заданное место.
Для определения центра цилиндрической заготовки пользуются квадратным кусочком жести, согнутым под 90° так, чтобы высота одного плеча составляла приблизительно один радиус. Прикладывая уголок с разных сторон заготовки, проведите карандашом вдоль края. В результате у вас образуется область вокруг центра. Найти центр можно по теореме — пересечением перпендикуляров от двух хорд.
Шаблон нужен при выполнении серии однотипных деталей с несколькими отверстиями. Им удобно пользоваться для пачки тонколистовых заготовок, соединённых струбциной . Так одновременно можно получить несколько просверленных заготовок. Вместо шаблона иногда используют чертёж или схему, например, при изготовлении деталей для радиоаппаратуры.
Кондуктором пользуются, когда очень важна точность выдерживания расстояний между отверстиями и строгая перпендикулярность канала. При сверловке глубоких отверстий или при работе с тонкостенными трубками кроме кондуктора могут применяться направляющие, фиксирующие положение дрели относительно поверхности металла.
При работе с электроинструментом важно помнить о безопасности человека и не допускать преждевременного износа инструмента и возможного брака. В связи с этим мы собрали некоторые полезные советы:
- Перед работой нужно проверить крепления всех элементов.
- Одежда при работе на станке или с электродрелью не должна быть с элементами, способными попасть под действие вращающихся частей. Глаза от стружки защитите очками.
- Сверло при приближении к поверхности металла должно уже вращаться, иначе оно быстро затупится.
- Вынимать сверло из отверстия нужно, не выключая дрель, по возможности снижая обороты.
- Если сверло не углубляется в металл, значит, его твёрдость ниже, чем у заготовки. Повышенную твёрдость у стали можно выявить, проведя по образцу напильником — отсутствие следов свидетельствует о повышенной твёрдости. В этом случае сверло нужно выбирать из твёрдого сплава с присадками и работать на низких оборотах с небольшой подачей.
- Если сверло маленького диаметра плохо закрепляется в патроне, намотайте на его хвостовик несколько оборотов латунной проволоки, увеличив диаметр для захвата.
- Если поверхность заготовки полированная, наденьте фетровую шайбу на сверло, чтобы гарантировано не нанести царапины даже при соприкосновении с патроном дрели. При закреплении заготовок из полированной или хромированной стали, используйте прокладки из ткани или кожи.
- При изготовлении глубоких отверстий прямоугольный кусочек пенопласта, насаженный на сверло, может служить измерителем и одновременно, вращаясь, сдувать мелкую стружку.
Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.
Разновидности и параметры резьбы
Параметрами, по которым резьбу разделяют на различные типы, являются:
- единицы исчисления диаметра (метрическая, дюймовая и др.);
- количество заходов ниток (одно-, двух- или трехзаходная);
- форма, в которой выполнены элементы профиля (треугольная, прямоугольная, круглая, трапециевидная);
- направление подъема витков (правая или левая);
- место размещения на изделии (наружная или внутренняя);
- форма поверхности (цилиндрическая или коническая);
- назначение (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая).
В зависимости от вышеперечисленных параметров различают следующие виды резьбы:
- цилиндрическая, которая обозначается буквами MJ;
- метрическая и коническая, обозначаемые соответственно M и MK;
- трубная, для обозначения которой используются буквы G и R;
- с круглым профилем, названная в честь Эдисона и маркируемая буквой E;
- трапецеидальная, обозначаемая Tr;
- круглая, используемая для монтажа сантехнической арматуры, – Кр;
- упорная и упорная усиленная, маркируемые как S и S45 соответственно;
- дюймовая резьба, которая также может быть цилиндрической и конической, – BSW, UTS, NPT;
- используемая для соединения труб, монтируемых в нефтяных скважинах.
Применение метчика
Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.
Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.
Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.
Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.
Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.
Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.
При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.
- Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
- Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
- Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.
Метчики используются преимущественно для нарезания резьбы метрического типа. Значительно реже, чем метрические, применяются метчики, предназначенные для обработки внутренних стенок труб. Они в соответствии со своим назначением называются трубными, а отличить их можно по букве G, присутствующей в их маркировке.
Технология нарезания внутренней резьбы
Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.
Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.
Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу
Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.
Ознакомиться с положениями ГОСТ, регламентирующими нарезание метрической резьбы, можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:
Д о = Д м х 0,8, где:
Д о – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,
Д м – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.
Спортист 27-03-2007 10:53
давно хочу сделать склетный нож типа "Блохи" или "Клопа". Отверстия под палец там 24 и 17 мм соответственно. Как их сделать? заготовка - лезвие от рубанка, сталь 9хф (написано). Может сперва отпустить? Имею возможность отпустить/закалить в горне...
yunker 27-03-2007 11:06
позвольте свои пять копеек вставить, такой профиль вырезаеться на специальной лазерной установке из листа железа, и если сможете в домашних условиях высверлить и рассверлить, то честь вам и хвала. неперевелись значит умельцы на Руси.
chief 27-03-2007 11:06
По отпущенному я бы попробовал, например, "балеринкой"
Спортист 27-03-2007 11:31
Пробовал сверлить - лезвие от рубанка на станке сверлится нормально. Причем лезвие совецкое, нашего инструментального завода. Понятно, что режется лаезром или еще чем, но не поверю, что кустарно так нельзя сделать. Может конечно немного кривоватые отверстия выйдут, но я гильзы калибровать не собираюсь. Можно вообще намеренно завалить, т.е. вытянуть в овал, типо специально...Наверно попробую традиционно - высверлить сверлом на 14, потом поищу фрезу, где-то была, потом рашпиль...
Serjant 27-03-2007 11:36
ПРодаются специальные коронки для сверления металла. но нужен сверлильный станок под них. там усилия реза большие, ручками удержать зело сложно.
SiDiS 27-03-2007 11:54
Ничто не мешает насверлить отверстий по контуру диам. от 3мм и соединить их вулканитом на дремеле. Затем абразивной шарошкой выровнять
Хотите сделать идеальное - берите шарошку с небольшой конусностью и шлифуйте с 2х сторон. Заодно и фаски сделаете
Val13 27-03-2007 12:18
На отпущенном металле очень удобно увеличивать диаметр отверстия набором разверток под конуса Морзе. Центровойные сверла тоже бывают весьма "взрослого диаметра. Глубокого сверления ими не сделать, а несколько миллиметров - запросто. Опять же абразивные расходники для Дримеля чуть не ведрами повсюду продаются . Каленый металл в сверлильном приспособлении несложно просверлить алмазной коронкой нужного диаметра (их сейчас много появилось для кафеля), только с водой и не придавливать сильно. Вариантов много. ИМХО лучше алмаз, так как неизвестно заранее, куда выкрутит эту ажурную конструкцию при закалке
Спортист 27-03-2007 12:31
О! Конусная шарошка! Хорошая идея! Про отпуск - я имел в виду как раз сперва выполнить отверстия в заготовке, закалить и уж потом резать контур, на точиле и болгарке это не сильно тяжело...
Волков 27-03-2007 15:36
Отверстие можно вытравить электрохимически, а затем выровнять той самой шарошкой.
Спортист 27-03-2007 16:34
quote: Originally posted by Волков:
Отверстие можно вытравить электрохимически, а затем выровнять той самой шарошкой.
Дык дело не в том, что отверстие сложно сделать (я ж говорю, заготовка вполне неплохо сверлится, можно насверлить дырок и довести рашпилем), а в том, что хочется идеально ровное отверстие, вот в чем фишка...завтра обещали принести сверло 18мм, попробую им, а дальше посмотрим...
avb 27-03-2007 17:47
Время жалко терять на такую хрень.
Val13 27-03-2007 21:20
Если сверлом, то стоит зажать в пакет хотя бы с твердым деревом, а то такой диаметр при любой заточке сверла (на такой толщине металла) сделает дупло, а не ровную дырку
Спортист 28-03-2007 16:46
Время терять не жалко так можно о любом ноже и вообще о любом деле сказать... Отвертия сделал: прошел сверлами: 6-10-12-14-17 потом корундовой шарошкой на станке, как советовали. ИМХО вышло неплохо, зачерню в масле, потом покажу. основная проблема - лезвие рубанка имеет зонную закалку, на 35-40 мм от режущей кромки закалено, дальше нет. Одно, самое большое отверстие попало на границу зон. Сверло все время пыталось съехать с каленой зоны на сырой металл. В итоге кое-как все же просверлил.