Классификация, виды, назначение, плюсы и минусы
Современный инструмент позволяет производить обработку материалов на высоком уровне. Для сверления отверстий в древесине и древесных материалах посредством ручного, в т.ч. (пневмо,- и электрофицированного инструмента -дрелей, перфораторов, шуруповерт и т.п.), а также различного промышленного станочного оборудования используются сверла разного вида и назначения.
Выбор сверл для обработки древесины и древесно-полимерных композитов (ДПК) определяется типом и влажностью обрабатываемого материала, глубиной сверления, диаметром отверстия, типом хвостовика в инструменте, способом его крепления в шпинделе станка или ручном инструменте, установленной мощностью оборудования.
Как лучше разобраться в том, какие бывают виды сверл и для чего они предназначены, поможет эта статья.
Классификация сверл
Все существующие в настоящее время сверла можно разделить на:
• по стеклу, кафелю и керамике
А что бы упростить классификацию сверл рассмотрим в данной статье только сверла по древесине и полимерным древесным композитам.
- Виды сверл по конструкции
В зависимости от конструктивных особенностей сверла для древесины и ДПК подразделяются на несколько видов (типов):
- спиральные
- винтовые (шсверла Левиса)
- перьевые
- сверла Форстнера
- пробочные
- коронки
- балеринки
- фрезерные
- зенкера
- комбинированные
- специальные
Кроме этого все сверла можно также дополнительно классифицировать еще по следующим признакам:
- по форме хвостовика
- по материалу тела корпуса сверла и режущих элементов
- по покрытию рабочей части корпуса
- по размерам (диаметрам и длине)
- допускам по точности изготовления
- цвету поверхности корпуса сверла
- материалам упрочнения корпуса сверла
Спиральные сверла
Данные сверла делятся на сквозные и глухие, с монолитным корпусом из стали или твердого сплава, а также с напаянными или сменными HW основными или вспомогательными режущими кромками (лезвиями).
Сверла для сквозных отверстий различаются углом заточки кончика: для металла - 120°, а для древесины и древесно-композитных материалов – 75° (рис. 1).
Сверла для глухих отверстий (рис.2) с центрирующими и подрезными режущими элементами и предназначены для сверления отверстий под дюбели, стяжки, мебельную фурнитуру, сверления ДПК (древесностружечных и древесноволокнистых плит, фанеры, ОСП и т.п.), древесины мягких и твердых пород. Корпуса таких сверл выполняются из стали HS или HW (как правило, с цельным корпусом из HW или только с напаянным наконечником).
Обычно такие сверла маркируются двумя цветами. Сверло оранжевого цвета - означает левое вращение (LH), черного цвета - правое вращение (RH). Высокоточная шлифовка хвостовика, обеспечивает надежную и точную установку сверла в патрон шпинделя станка, обеспечивая при этом надежное крепление и работу сверла без вибраций.
Рис.1 Сверла сквозные
Рис.2 Сверла глухие
Сверла с разной окраской корпуса могут использоваться как в сверлильных (присадочных) станках, так и в ручном инструменте. Для надежного крепления в специальном патроне присадочного станка на хвостовике предусмотрена специальная лыска.
Винтовые сверла Левиса (шнековые буры)
Изготавливаются в основном из закаленной стали типа HSS. Разработаны специально для сверления глубоких отверстий (до 1 м и больше) в древесине с образованием большого объема крупной стружки. Очень глубокие отводящие канавки способствуют удалению образовавшихся отходов. Основные сферы применения: домостроение, производство клееных деревянных конструкций, столярное производство (рис.3).
Рис.3 Шнековые сверла
Перьевые сверла
Сверла такого типа используются для сверления отверстий среднего диаметра – 8…32 мм. Применять их целесообразно при не слишком высоких требованиях к точности геометрических параметров и качеству выполнения отверстий. В основном при ручном сверлении, реже - в ручном электроинструменте.
Для выполнения глубоких отверстий, а также сверления в недоступных местах применяют специальные удлинители (рис. 4).
Наиболее существенными преимуществами перьевых сверл считаются невысокая стоимость и простота обслуживания. К перовым также относится регулируемое плоско-фрезерное сверло, оно изготавливается из закаленной стали и используется в основном для ручного инструмента в столярных мастерских. Такое сверло универсально и позволяет делать в древесине отверстия разного диаметра (рис.5).
Рис. 4. Перьевые сверла и удлинитель
Рис.5. Регулируемое плоско-фрезерное сверло
К недостаткам данных сверл можно отнести относительно невысокое качество получаемых отверстий.
Сверла Форстнера
Бенджамин Форстнер создал сверло для выполнения в древесине глухих отверстий различного диаметра. Поэтому сверло по форме напоминает коронку и в отличие от классических винтовых сверл, позволяющую существенно увеличить диаметр отверстия.
Сверла Форстнера позволяют делать глубокие и не очень отверстия для монтажа различных навесных механизмов и конструкций, окон, витрин, дверей и мебельных элементов.
Несколько конструктивных разновидностей сверл Форстнера различаются некоторыми особенностями режущей части. Классическая коронка не является обязательным атрибутом, поскольку существуют варианты закрытого и открытого типа, и даже с заменяемыми лезвиями, которые устанавливаются не только на центральной линии, но и на наружной части – в зависимости от назначения.
Размер сверл Форстнера - от 10 до 60 мм, что позволяет создавать разные отверстия с высоким качеством обработанной поверхности (рис. 6).
Рис.6. Сверла Форстнера
Пробочное сверло
Пробочные (бесцентровые) сверла, в зарубежной технической литературе именуемые Plugcutter, как следует из их названия, предназначены для изготовления деревянных пробок (рис.7). Такие пробки нужны для декоративной заделки круглых отверстий, например, высверленных сучков или утопленных болтов в домостроении, производстве столярно-строительных изделий, мебели. Пробки могут быть цилиндрическими или коническими, в зависимости от применяемых сверл. Конструктивно данные сверла могут иметь (или не иметь) выталкивающее устройство для высверливаемой пробки.
Рис.7. Пробочные сверла
Корончатые сверла
Кольцевые корончатые сверла, или просто коронки, в отличие от сверл Форстнера, предназначены в основном для выполнения сквозных отверстий среднего и большого диаметра, но небольшой (ограниченный конструкцией сверла) глубины (рис.8). Сверло обеспечивает центрирование, основную работу выполняет кольцевая часть коронки.
Корончатые сверла комбинированные и состоят, как правило, из корпуса, сверла и цилиндра с острыми зубьями по краю режущей части. Коронки разной конструкции используются для сверления древесных плитных материалов, пластиков и др. Применяются такие сверла в основном в ручном электрофицированном инструменте.
Рис.8. Корончатые сверла
К недостаткам данных сверл можно отнести невысокое качество высверливаемых отверстий, небольшую глубину сверления и его стойкость, а также проблемы с автоматизацией процесса заточки.
Балеринки.
Сверло типа «балеринка» - удобное сверло для сверления круглых отверстий. В середине крестообразной конструкции расположено спиральное сверло, по бокам - резцы. Особый способ крепления позволяют перемещать резцы по крестовине, давая возможность устанавливать нужный размер отверстия (рис. 9). Особо эффективным оно является при работе с плитами ДсТП, ДВП или МДФ.
Рис.9 Балеринка
Данное сверло применяется исключительно на ручном инструменте.
Фрезерные сверла
Такие сверла одновременно служат еще и концевой фрезой.
Кончик фрезерного сверла такой же, как у обычного сверла, а режущая часть напоминает элементы концевой фрезы и цилиндрический хвостовик (рис.10). Для сверления обычных отверстий фрезерные сверла не применяются. Они предназначены для сложной контурной обработки плитной заготовки и глухих (закрытых) зон в ней. Как и концевая фреза, сразу после засверливания сверло ведется в сторону, в этот момент фрезерные режущие кромки срезают материал по краям контурной обработки материала. Фрезерные сверла используют для обработки древесных материалов, пластиков и металлов. В основном на модельных и столярных производствах или при выполнении нестандартных задач при обработке щитовых и плитных материалов.
Данное сверло может применяться на различном оборудовании, включая в том числе и станки с ЧПУ.
Зенкера
Зенкер представляет собой многолезвийный (многозубый) режущий инструмент, применяемый для доработки заранее выполненных круглых отверстий в деталях и заготовках из разных материалов. Такой способ применяется для увеличения диаметра и получения фаски на отверстии или получения более качественной поверхности отверстия методом резания и называется зенкерованием (рис.11). Метод резания напоминает сверление: при вращении оснастки для зенкерования вокруг ее оси одновременно инструмент движется поступательно вдоль оси. Конструкция с зенкером может дополнительно комплектоваться ограничителем глубины. Зенкера используются на различном оборудовании, включая ручной инструмент.
Рис.11 Процесс зенкования и образцы зенкеров
Комбинированные сверла
Варианты комбинированных сверл – сверло, оснащенное сменным зенкером (рис. 12), сверло, оснащенное оправкой со сменными профильными пластинками (рис.13) и сверло с гибким валом (рис.14).
Сверло, оснащенное сменным зенкером, позволяет совместить процессы сверления и зенкования, повышая производительность процесса.
Комбинированное сверло для заготовок круглой формы с отверстием представляет собой комбинированное сверло, состоящее из оправки, спирального сверла и сменных пластин HSS, позволяющее, например, изготавить из твердых пород древесины шарики с отверстиями разного диаметра. Предназначено для производства бусин, элементов мебели и декора.
Рис.12 Варианты сверл, оснащенных сменными зенкерами
Рис.13. Комбинированное сверло
Гибкие сверла
Действительно гибких сверл пока еще не придумано, а такое название не совсем корректно используют для гибких валов, которые, по сути, являются только приводным механизмом, передающим инструменту крутящий момент от патрона оборудования. Использование гибкого вала в комплекте с электродрелью или шуруповертом и сверлом позволяет выполнять отверстия в самых труднодоступных местах. Его можно задействовать только со сверлами небольшого и среднего диаметра, для массивного инструмента такое приспособление не предназначено. Гибкие сверла в основном используются в домостроении или в других труднодоступных местах различных изделий (рис.14).
Рис.14 Сверление отверстий в труднодоступных местах при помощи специального гибкого вала
Специальные (специализированные) сверла
В качестве специальных сверл ниже приведены сверла для конфирматов и ступенчатые сверла.
Сверла для конфирматов. Современную мебель из щитов и плитных материалов часто собирают при помощи винтов-конфирматов, которые производители мебели называют также евровинтами или еврошурупами. Перед их ввинчиванием делаются технологические отверстия заданных параметров в деталях, стыкующихся под прямым углом: в одной – в толще, в другой – в торце плитной заготовки. По длине отверстия должен быть ступенчатый перепад диаметра, связанный с конструктивными особенностями винта-конфирмата.
Стержень конфирмата состоит из цилиндрической гладкой шейки и основной резьбовой части (рис. 14, 15). Под резьбу сверлится отверстие меньшего диаметра, под шейку – большего. Также крепеж имеет потайную головку в форме усеченного конуса, под которую подготавливается посадочное место. На практике применяются две технологии сверления отверстий и используются сверла из HSS и HW, в зависимости от твердости обрабатываемых плитных материалов и требуемой стойкости инструмента (рис. 15).
Рис. 14. Сверление отверстия для установки евровинтов (конфирматов)
На винты-конфирматы нет ГОСТов, их производят по европейским стандартам 3E120 и 3E122, варианты типоразмеров 5 х 40, 5 х 50, 6,2 х 50, 6,4 х 50, 7 х 40, 7 х 48, 7 х 50, 7 х 60, 7 х 70 мм.
Рис. 15. Сверло для конфирмата
Чаще всего используются винты-конфирматы размером 6,4х50 мм. Для выполнения отверстия под их резьбу используется сверло диаметром 4,5 мм, а для гладкой части – диаметром 7,0 мм.
Ступенчатые сверла. Это универсальные специальные сверла для высокопроизводительного сверления отверстий на присадочном оборудовании в древесных материалах (рис. 16), пластиках или металле со снятием фаски под 90° для крепежных элементов типа стяжек, например, при изготовлении мебели. В зависимости от типа обрабатываемого материала используются сверла, изготовленные из HSS или HW.
Рис.16 Ступенчатые сверла
Следует помнить о том, что сверла, оснащенные твердым сплавом, наиболее целесообразно применять для обработки твердых пород древесины и ДПК, а сверла из инструментальной стали – для сверления мягких пород древесины.
В. Падерин