Високу ефективність при обробці виробів з таких матеріалів, як чавун, кольорові метали, пластик, штучний і натуральний камінь, цегла і бетон, демонструють твердосплавні свердла. Таку назву вони отримали через те, що на їх ріжучу частину напаиваются спеціальні пластинки з твердих сплавів. Використання цих свердел дозволяє, наприклад, майже в два рази збільшити продуктивність обробки чавуну в порівнянні зі свердлінням, виконуваних інструментом з швидкорізальної сталі.
Твердосплавні свердла для вирізання отворів у рейках
Незважаючи на те, що ріжучі пластини, якими оснащено таке свердло, відрізняються винятково високою твердістю і зносостійкістю, для обробки виробів із сталі воно застосовується нечасто, оскільки для цього необхідно забезпечити високу жорсткість робочих елементів використовуваного обладнання. Якщо дотримання цієї вимоги не буде забезпечено, виникне вібрація інструмента, яка призведе до викришування і навіть выламыванию твердосплавних пластинок.
Критерії вибору
Вибираючи твердосплавні свердла, які можуть мати різні геометричні параметри і конструктивне виконання, слід враховувати наступні характеристики: матеріал виробу, в якому необхідно просвердлити отвір, а також діаметр і глибину останнього. Найбільш значущими параметрами, на які необхідно звертати увагу, вибираючи свердло з твердосплавними пластинами, є:
- матеріал, з якого виконана ріжуча частина;
- міцність використовуваного твердого сплаву;
- якість виготовлення свердла;
- торгова марка, країна-виробник;
- вартість.
Свердла з твердосплавними пластинами для дрилі мають гострі ріжучі грані
Незважаючи на те, що твердосплавні свердла, випущені під відомими торговими марками, що відрізняються найвищою ціною на ринку, вибирати бажано саме їх, так як їх якість і надійність знаходяться на самому високому рівні. Враховуючи той факт, що будь твердосплавне свердло коштує недешево, вибирати інструмент сумнівної якості від невідомих виробників не має ніякого сенсу.
Види свердел з твердосплавними пластинами
На сучасному ринку представлена велика різноманітність твердосплавних свердел, призначених для виконання робіт по металу та інших матеріалів. Класифікація такого інструменту здійснюється за кількома параметрами, до яких, зокрема, відносяться:
- матеріал виготовлення твердосплавної пластини, в якості якого можуть використовуватися сплави марок ВК6, ВК8 та ін;
- спосіб кріплення твердосплавних пластинок до основної частини свердла;
- форма, яку мають твердосплавні пластинки;
- форма канавок між робочими поверхнями свердла, призначені для ефективного відведення відходів обробки.
В якості матеріалу для виготовлення ріжучих пластинок, якими оснащується твердосплавне свердло, використовуються переважно сплави вольфрамо-карбідної групи. Найбільш популярним є сплав марки ВК8.
Властивості і застосування сплавів вольфрамової групи
Такі сплави, одержувані переважно методами порошкової металургії, повністю відповідають своїй назві – «тверді». Зокрема, твердість популярного сплаву марки ВК8 в залежності від умов його виробництва, знаходиться в інтервалі 1670-2800 одиниць за шкалою Роквелла. Завдяки цьому свердло, оснащене ріжучими пластинами зі сплаву ВК8, можна успішно використовувати для виконання отворів в таких матеріалах, як леговані стали (в тому числі жаростійкої групи), чавун, тверді породи дерева. Важливим є і те, що сплав марки ВК8 порівняно з іншими твердосплавними матеріалами відрізняється доступною вартістю.
Твердосплавні пластинки можуть фіксуватися на ріжучій частині свердла за допомогою пайки або за допомогою гвинтового (механічного) з’єднання. У першому випадку твердосплавні пластини можуть перетачиваться обмежену кількість разів, хоча і характеризуються більш високою надійністю. Крім того, вони досить часто ламаються. Саме тому велику популярність завоював інструмент, неперетачиваемые ріжучі пластини на якому кріпляться механічним способом.
Типи твердосплавних пластин, використовуваних для свердел
Для оснащення свердел даного типу використовуються твердосплавні пластини у формі:
- паралелограма;
- прямокутника;
- ромба;
- неправильного трикутника (такі пластини характеризуються наявністю шести ріжучих кромок).
Велике значення при використанні твердосплавних свердел по обробці металу та інших матеріалів має форма канавок між робочими поверхнями інструменту. Незалежно від форми таких канавок їх внутрішня поверхня повинна бути ретельно відполірована, що дозволить забезпечити ефективний відвід стружки із зони обробки.
Твердосплавне свердло з внутрішньою подачею охолоджувальної рідини
Особливості конструкції інструменту
Свердла з твердосплавними пластинами характеризуються рядом конструктивних особливостей. Перелічимо найбільш важливі.
- Зменшена на 20-35% робоча довжина свердла пояснюється тим, що його переточування виконується тільки за твердосплавної пластини. Довжина свердел даного типу, якщо вони використовуються в комплекті з кондуктором, може бути такий же, як і у швидкорізального інструменту.
- Збільшення діаметра серцевини свердла по напрямку до хвостовика виконується в межах 1,4–1,8 мм на кожні 100 мм довжини, як і у найважчих інструментів інших категорій.
- Величина кута нахилу гвинтової канавки інструменту залежить від того, якої глибини отвір необхідно зробити.
- На поперечної кромки свердла необхідно виконувати подточку з розмірами 1,8–3,5 мм, що дозволяє знизити осьові зусилля і зменшити навантаження на тіло інструменту.
- Конусний хвостовик, за допомогою якого свердло фіксується в шпинделі верстата, повинен бути точно підігнаний під посадкову частина, що збільшить жорсткість кріплення свердла і мінімізує ризик виникнення вібраційних навантажень, що можуть стати причиною викришування твердосплавної пластини і навіть її поломки.
- Щоб підвищити надійність використання твердосплавних свердел по металу, в їх внутрішній частині часто виконують отвір для подачі змащувально-охолоджувальної рідини. Це дозволяє зменшити температуру різання, зменшити інтенсивність зношування інструменту, а також полегшити процес відведення стружки із зони обробки.
Пристрій свердла зі змінними пластинами
Щоб надати робочої частини свердла необхідну твердість (56-62 одиниці за шкалою HRC), інструмент піддають термічній обробці, яку, як правило, виконують одночасно з напайкою твердосплавних пластин.
Високу продуктивність обробки, а також стійкість свердел даної категорії забезпечує цілий ряд параметрів. Сюди відносяться форма твердосплавної пластини, геометричні параметри її передній поверхні, а також матеріал, з якого така пластина виконана. В даний час найбільше поширення одержали інструменти з твердосплавними пластинами правильної трьох — і чотиригранної конфігурації, які дозволяють виконувати свердління отворів з практично плоским дном.
Більш якісних результатів свердління можна добитися, якщо використовувати інструмент, оснащений профільованими твердосплавними пластинами.
Свердла з такими пластинами, ріжуча частина яких виконана у формі хвилі, дозволяє виконувати обробку за технологією покрокового врізання. Використання останньої не тільки забезпечує стабілізацію положення інструменту в момент його врізання в оброблюваний матеріал, але і мінімізує ризик його відведення в процесі виконання подальшої обробки. Крім того, свердло з хвилеподібною ріжучою кромкою дозволяє значно знизити сили різання, що формуються в процесі свердління.
Свердла з механічним кріпленням змінних багатогранних пластин (свердла з МНП)
Конструкція свердел, оснащених змінними твердосплавними пластинами, дозволяє виконувати з їх допомогою не тільки свердління, але і такі технологічні операції, як розточування заздалегідь виконаних отворів, обробка фасок. У таких випадках задіюється периферійна твердосплавна пластина, закріплена на інструменті.
Свердла з твердими пластинами, які закріплені на інструменті механічним способом, ефективно використовуються для обробки похилих і увігнутих поверхонь, при цьому обробка таким інструментом може виконуватися без попереднього засвердлювання отворів. Щоб успішно впоратися з такою технологічною завданням, величину подачі, з якою інструмент врізається в оброблюваний матеріал, необхідно зменшити на 50-70%.
Охолодження і змащення твердосплавних свердел
Як вже говорилося вище, щоб зробити обробку свердлом з твердосплавними пластинами більш ефективною, необхідно забезпечити внутрішнє охолодження інструменту. Не використовувати при застосуванні таких свердел змащувально-охолоджуючу рідину можна в тих випадках, коли глибина формованого отвору не перевищує одного діаметру інструменту.
На якість виконуваного отвору, а також на швидкість його свердління впливає не тільки кількість подається у внутрішню порожнину свердла ЗОР (не менше 12-15 л/хв), але і величина напору (не менше 12-15 Атм). Змащувально-охолоджувальна рідина, що подається в зону обробки в такій кількості і з таким напором, що забезпечує не тільки інтенсивне охолодження інструменту, але і ефективний відвід стружки та інших відходів свердління.
Свердління з зовнішньою подачею охолоджувальної рідини
Корисні рекомендації
Перш ніж робити отвір у виробі з металу, використовуючи в тому числі твердосплавне свердло, слід виконати центрування інструменту. Для цього можна використовувати таке зручне пристрій, як центруючий штифт. При цьому місце на поверхні виробу, на якому буде розташовуватися центр майбутнього отвору, слід попередньо накернить.
Важливим параметром при використанні свердел з твердосплавними платинами є швидкість, з якою виконується обробка. При використанні такого інструменту швидкість обертання шпинделя верстата повинна бути не нижче 25% від рекомендованого параметра. Дуже важливо сильно не занижувати і не перевищувати (більш ніж на 20%) рекомендовану швидкість обертання свердла, так як це може привести до виникнення вібрації інструменту, викришування і навіть выламыванию твердосплавних пластин, якими він оснащений.
Режими різання свердлами з ШМД
Такий параметр свердління, як подача різального інструменту, також має велике значення. На початковій стадії свердління свердло необхідно подавати зі швидкістю, яка в два рази нижче рекомендованої, а по мірі врізання в оброблюваний матеріал цей параметр можна поступово збільшувати. При цьому слід мати на увазі: якщо свердління виконується затупившимся інструментом або оброблюваний матеріал занадто твердий, збільшити швидкість подачі не вийде, яке б сильний тиск на свердло ви не чинили.
І на закінчення невелике відео про те, як просвердлити розжарений метал за допомогою твердосплавних свердел.