Свердла перові по металу являють собою збірний ріжучий інструмент, що складається зі змінної перової пластини і державки (оправлення), призначений для свердління отворів великого діаметра в залізах сталевих і чавунних на свердлильних і розточувальних верстатах. Компанія "Сплав" пропонує професійний асортимент перових свердл та комплектуючих до них, виготовлених відповідно до ГОСТ 25526-82.
Конструкція та принцип роботи перових свердл
Перове свердло отримало свою назву завдяки характерній плоскій формі різальної частини, що нагадує перо. На відміну від спіральних свердлів, перові мають спрощену конструкцію, що складається з двох основних елементів: змінної перової пластини зі швидкорізальної сталі та сталевої державки (оправлення).
Змінна перова пластина являє собою плоский елемент із швидкорізальної сталі Р6М5 із заточеними ріжучими кромками та центруючим елементом. Пластина має хвостовик з пазом типу «ластівчин хвіст» для кріплення в державці. Робоча частина пластини включає дві головні ріжучі кромки, поперечну кромку (перемичку) та напрямні стрічки для стабілізації свердла в отворі.
Державка (оправка) виготовляється з конструкційної сталі і служить для кріплення пластини і передачі моменту, що крутить, від шпинделя верстата. Державки випускаються з конічним хвостовиком Морзе (КМ2-КМ6) або з циліндричним хвостовиком для патронного кріплення. Конструкція державки передбачає паз для встановлення пластини та гвинтове кріплення для її фіксації.
Стандартизація згідно з ГОСТ 25526-82
ГОСТ 25526-82 «Свердла перові з пластинами із швидкорізальної сталі. Конструкція та розміри» встановлює технічні вимоги до перових свердлів, розмірні ряди та конструктивні особливості. Стандарт розроблений для забезпечення взаємозамінності пластин та державок різних виробників.
Згідно з ГОСТ 25526-82, перові свердла випускаються в діапазоні діаметрів від 24 мм до 140 мм з градацією розмірів. Основний розмірний ряд включає діаметри: 24, 25, 26, 27, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 60, 63, 67, 71, 9 75 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130 та 140 мм. Така градація забезпечує перекриття всього діапазону типових отворів великого діаметра машинобудуванні.
Довжина робочої частини пластини за стандартом становить від 125 мм до 200 мм залежно від діаметра свердла. Загальна довжина свердла в зборі варіюється від 200 до 400 мм, що забезпечує достатню глибину свердління для більшості практичних завдань.
Кут при вершині перових свердлів згідно з ГОСТ 25526-82 становить 116-118° для обробки конструкційних сталей і 130-140° для обробки чавуну. Задній кут на головних ріжучих кромках становить 10-15°, що забезпечує необхідний зазор між задньою поверхнею і стінкою отвору.
Умовне позначення перового свердла включає: діаметр, загальну довжину, позначення конуса Морзе для державки, марку сталі пластини та посилання на ГОСТ. Наприклад: "Свердло перове 40×250 КМ3 Р6М5 ГОСТ 25526-82" означає перове свердло діаметром 40 мм, загальною довжиною 250 мм, з державкою під конус Морзе №3, з пластиною зі сталі Р6М5.
Переваги перових свердл
Основна перевага перових свердлів – економічна ефективність при обробці отворів великого діаметру. Цілісні спіральні свердла діаметром понад 30 мм мають високу вартість через велику витрату дорогої швидкорізальної сталі. Перовий свердло використовує мінімальну кількість швидкорізальної сталі тільки в ріжучій пластині, а корпус виготовляється з недорогої конструкційної сталі.
Змінність пластин забезпечує простоту обслуговування інструменту. При затупленні чи поломці пластини заміна займає кілька хвилин без виведення державки з експлуатації. Одна державка може використовуватись із пластинами різних діаметрів (в межах одного типорозміру), що знижує потребу в інструментальному парку.
Переточування перових пластин виконується на плоскошліфувальних верстатах, що значно простіше і дешевше, ніж заточування спіральних свердл на спеціалізованому заточувальному устаткуванні. Плоска геометрія пластини дозволяє легко контролювати кути заточування та забезпечує стабільну якість переточеного інструменту.
Перові свердла мають підвищену жорсткість конструкції завдяки потужній державці, що знижує вібрації та відведення при свердлінні глибоких отворів. Це особливо важливо при обробці отворів масивних заготовках, де точність розташування отвору критична.
Матеріал різальної частини та геометрія
Перові пластини виготовляються із швидкорізальної сталі Р6М5 (аналог HSS), яка після термообробки має твердість HRC 62-65. Р6М5 забезпечує оптимальне співвідношення зносостійкості, міцності та вартості для обробки конструкційних сталей, нержавіючих сталей та чавуну.
Геометрія ріжучої частини перової пластини оптимізована для ефективного різання та відведення стружки. Дві симетричні головні ріжучі кромки виконують основну роботу різання. Поперечна кромка (перемичка) має мінімальну довжину зниження осьового зусилля. Центрувальний елемент забезпечує правильне позиціонування свердла на початковому етапі свердління.
Напрямні стрічки на бічних поверхнях пластини стабілізують свердло в отворі та забезпечують необхідну точність діаметра. Ширина стрічок становить 1,5-3 мм залежно від діаметра свердла. Задній кут на стрічках забезпечує мінімальне тертя стінки отвору.
Канавки для відведення стружки мають спрощену форму порівняно зі спіральними свердлами. Стружка відводиться вздовж плоских бічних поверхонь пластини і далі канавками державки. Ефективність стружковідводу нижче, ніж у спіральних свердлів, що вимагає періодичного виведення свердла з отвору для видалення стружки при свердлінні на глибину понад 2-3 діаметри.
Державки для перових пластин
Державки (оправлення) є невід'ємною частиною конструкції перового свердла та випускаються у кількох варіантах виконання. Найбільш поширені державки з конічним хвостовиком по Морзі для установки безпосередньо в шпиндель свердлильного верстата.
Державки з конусом Морзе випускаються у п'яти типорозмірах: КМ2 (для пластин діаметром 24-32 мм), КМ3 (32-50 мм), КМ4 (45-71 мм), КМ5 (67-90 мм), КМ6 (85-100 мм). Вибір конуса визначається діаметром пластини та потужністю верстата. Конус Морзе забезпечує надійну фіксацію без провертання завдяки конічній посадці з невеликою конусністю 1:19,212 – 1:20,047.
Державки з циліндричним хвостовиком застосовуються для установки в патрони свердлильні або цангові затискачі. Діаметри циліндричних хвостовиків: 16, 20, 25, 32 мм. Циліндричні державки використовуються на верстатах з обмеженим розміром конічного гнізда шпинделя або за необхідності швидкої зміни інструменту.
Конструкція державки включає паз типу «ластівчин хвіст» для встановлення пластини та різьбовий отвір для гвинта кріплення. Гвинт забезпечує надійну фіксацію пластини і сприймає момент, що крутить. Важливо правильно затягувати кріпильний гвинт із зусиллям 8-15 Нм залежно від розміру державки.
Сучасні державки можуть мати систему внутрішнього підведення СОЖ (мастильно-охолоджуючої рідини) безпосередньо в зону різання. Це підвищує стійкість інструменту в 1,5-2 рази та покращує відведення стружки, особливо при свердлінні глибоких отворів у в'язких матеріалах.
Області застосування перових свердлів
Перові свердла широко застосовуються в різних галузях промисловості для свердління отворів великого діаметра в умовах одиничного та дрібносерійного виробництва. У тяжкому машинобудуванні вони використовуються для обробки корпусних деталей, фланцевих з'єднань, опорних вузлів великогабаритного обладнання.
Суднобудування застосовує перові свердла для свердління отворів під болтові з'єднання в корпусних конструкціях, перебираннях, фундаментах під обладнання. Діаметри отворів досягають 80-100 мм за товщини листа до 150 мм. Мостобудування та виробництво металоконструкцій використовують перові свердла для отворів під високоміцні болти у балках, колонах, фермах.
Енергетичне машинобудування застосовує перові свердла при виготовленні та ремонті турбін, редукторів, станин великих електродвигунів. Нафтогазове обладнання вимагає свердління отворів великого діаметра в корпусах насосів, компресорів, запірної арматури.
Ремонтні підприємства використовують перові свердла на відновлення зношених отворів під підшипники, вали, пальці. Можливість висвердлювання отвору на збільшений діаметр з подальшим встановленням ремонтної втулки робить перові свердла незамінним інструментом у ремонтних майстернях.
Режими різання та рекомендації з експлуатації
Швидкість різання для перових свердел з Р6М5 при обробці конструкційних сталей (σв=600-800 МПа) становить 12-18 м/хв, що значно нижче, ніж для спіральних свердлів через менш ефективне стружковідведення. Для чавуну швидкість різання може бути збільшена до 20-25 м/хв, для алюмінієвих сплавів – до 40-60 м/хв.
Подача на оборот залежить від діаметра свердла та жорсткості системи СНІД (верстат-пристрій-інструмент-деталь). Рекомендовані подачі: для діаметра 25-40 мм – 0,3-0,6 мм/об, для діаметра 40-60 мм – 0,5-0,8 мм/об, для діаметра 60-100 мм – 0,7-1,2 мм/об. При свердлінні глибоких отворів (глибина понад 2-3 діаметри) необхідно періодично виводити свердло для видалення стружки.
Обов'язково використання СОЖ під час роботи перовими свердлами. Для сталей застосовують емульсії на водній основі концентрацією 5-10% або сульфофрезоли. Для алюмінієвих сплавів ефективні мінеральні олії. Подача СОЖ має бути рясною (3-5 л/хв) для ефективного охолодження та змащування ріжучих кромок.
Кріплення заготовки має бути жорстким, що виключає зміщення та вібрації. При наскрізному свердлінні необхідно встановлювати підкладку під заготівлю, щоб уникнути пошкодження стола верстата та фарбування ріжучих кромок при виході свердла. При свердлінні отворів у тонкостінних деталях потрібне попереднє кернення центру отвору для точного позиціонування.
Переточування та обслуговування
Переточування перових пластин виконується на плоскошліфовальних або універсально-заточувальних верстатах. Заточуються передні та задні поверхні ріжучих кромок для відновлення геометрії. Критерії затуплення: зношування по задній поверхні більше 0,8-1,2 мм, сколи і викрашування ріжучих кромок, підвищення шорсткості обробленої поверхні.
При заточуванні необхідно дотримуватись симетричності головних ріжучих кромок щодо осі свердла. Різниця в довжині кромок не повинна перевищувати 0,3 мм, різниця в кутах - 2-3 °. Несиметричність призводить до биття, уведення свердла та неякісної обробки.
Після переточування обов'язковим є контроль геометричних параметрів: кута при вершині, задніх кутів, довжини ріжучих кромок. Рекомендується також доведення ріжучих кромок дрібнозернистим абразивним каменем для видалення задирок і підвищення стійкості. Якісно переточена пластина може витримати 8-12 переточок до зносу.
Зберігання перових пластин повинне виключати механічні пошкодження ріжучих кромок. Рекомендується зберігання в індивідуальних осередках інструментальної шафи або захисних чохлах. Державки слід періодично очищати від забруднень, контролювати стан гвинта кріплення, перевіряти відсутність тріщин і деформацій.
Переваги компанії "Сплав"
Компанія "Сплав" з 2005 року спеціалізується на постачанні ріжучого інструменту для промислових підприємств. У нашому асортименті представлені перові пластини та державки всіх типорозмірів згідно з ГОСТ 25526-82 від перевірених виробників, що гарантує відповідність продукції вимогам стандарту та стабільну якість.