Урок 5.3РезатьГлава 5 · Механическая обработка

Сверление

Вращающееся спиральное сверло врезается в деталь

Сверление делает круглые отверстия: вращающийся инструмент с заострённым концом — спиральное сверло — вдавливается прямо в материал. Отверстия под каждый болт в автомобиле, тысячи крошечных отверстий в печатной плате и отверстие, которое вы делаете в стене дома, — всё это сверление. Это самая распространённая операция механической обработки.

Фото: Hardyplants, CC0, через Wikimedia Commons

Сверление · разрез в середине резания и типы готовых отверстий, 5 шаговЦифры в кружках соответствуют шагам ниже. Левый вид разрезает сверло и пластину пополам; правый показывает три вида отверстий, с которыми вы встретитесь.

Сверление за минуту от MecMade

Как это работает

Разметить и зажать. Деталь зажимают, чтобы она не вращалась вместе со сверлом. Короткое жёсткое центровочное сверло (или керн, вручную) сначала отмечает точное место, чтобы сверло не уводило.
Раскрутить сверло. Шпиндель вращает сверло, обычно несколько сотен об/мин (оборотов в минуту) для больших свёрл по стали и несколько тысяч для малых.
Подать. Сверло подаётся вдоль собственной оси. Две режущие кромки (края конического конца) срезают дно отверстия, обычно 0,05–0,3 мм за оборот.
Удалить стружку. Стружка поднимается по канавкам (спиральным желобам) и высыпается сверху. Охлаждающая жидкость охлаждает конец, а глубокие отверстия сверлят короткими заходами (движениями туда-обратно), чтобы удалить стружку.
Пробить и выйти. Сквозное отверстие заканчивается, когда конец сверла выходит с обратной стороны, часто оставляя заусенец (грубый край), который нужно удалить. Глухое отверстие останавливается на глубине с коническим дном; затем можно нарезать внутри резьбу метчиком.

Ключевые факты

Материалы: Почти всё: металлы, пластики, дерево, композиты, печатные платы
Типичные детали: Отверстия под болты, штифты, заклёпки, каналы для жидкостей и электрические переходные отверстия
Размер детали: Отверстия от примерно 0,1 мм (печатные платы) до более 50 мм; свёрла для глубокого сверления достигают глубины в 100 диаметров и более
Точность: Обычно ±0,05–0,1 мм по диаметру; развёртывание (лёгкий чистовой рез) доводит до примерно ±0,01 мм
Качество поверхности: Обычно Ra 1,6–6,3 мкм (Ra — средняя шероховатость; 1 мкм — одна тысячная миллиметра) внутри отверстия
Подходящая партия: Любая: от одного отверстия вручную до миллионов на автоматических линиях
Стоимость оснастки и оборудования: Свёрла стоят от нескольких долларов до нескольких сотен; сверлильный станок стоит сотни долларов, станки с ЧПУ — десятки тысяч и больше
Скорость: Секунды на отверстие; сверлильный станок для печатных плат делает несколько отверстий в секунду

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Быстро, дёшево и просто
Стандартные свёрла всех размеров, специальная оснастка не нужна
Работает почти с любым материалом
Легко автоматизируется, много отверстий в минуту

Ограничения

Только круглые отверстия и только прямые
Отверстия, как правило, слегка больше размера и не идеально прямые
Глубокие отверстия трудны: стружка заклинивает, а сверло может уйти в сторону или сломаться
Оставляет заусенцы, а точные отверстия после требуют развёртывания или растачивания

Где применяется

АвтомобилестроениеОтверстия под болты в блоках двигателей и колёсах, масляные каналы
АвиацияСотни тысяч отверстий под заклёпки в обшивке авиалайнера
ЭлектроникаОтверстия и переходные отверстия в печатных платах
СтроительствоОтверстия под анкеры и болты в стальных балках и бетоне
ЭнергетикаДлинные каналы охлаждения и подачи жидкости в формах, деталях турбин и теплообменниках

Как узнать процесс

Круглые отверстия с тонкими круговыми следами на внутренней стенке.
Коническое дно в отверстиях, которые не сквозные (угол при вершине сверла, часто около 118°).
Небольшие заусенцы или фаска (скошенная кромка) там, где сверло вошло или вышло.

Сравните с

Фрезерование5.2фреза может двигаться вбок, делая пазы и карманы; сверло идёт только прямо.Токарная обработка5.1на токарном станке деталь вращается, а неподвижное сверло делает отверстия по оси; затем растачивание точно увеличивает их.Накатка резьбы и нарезание метчиком3.6метчик нарезает резьбу внутри просверленного отверстия, чтобы можно было ввернуть болт.

Смотрите

Casual DIY · Основы работы со сверлильным станком для начинающих

Sandvik Coromant · Промышленное сверление на станке с ЧПУ, крупным планом

MTDCNC · Как сверлят очень глубокие отверстия на обрабатывающем центре

Newbury Electronics · Экскурсия по заводу печатных плат, включая сверление крошечных отверстий на станках с ЧПУ

Смотреть реальные фото

Википедия: сверление — свёрла, сверлильные станки и отверстия
Открытый учебник: Introduction to Machining, 8.10 Drilling — фотографии и видео по лицензии CC BY 4.0
Поиск фотографий в Wikimedia Commons

Запомните

Сверло вращается и врезается прямо; режут две кромки его конца.
Спиральные канавки — желоба для стружки, поэтому глубокие отверстия требуют заходов и охлаждающей жидкости.
Просверленные отверстия быстрые, но шероховатые; развёртывание, растачивание или нарезание резьбы доводят их.