Ступенчатое (конусное) сверло по металлу - виды, назначение и характеристики

Удобство и универсальность ступенчатого сверла по металлу, облегчает работу и повышает производительность при сверлении тонкостенных металлических заготовок из стали и цветных металлов до 4-6мм, заменяя наборы спиральных свёрл для высверливания разных диаметров отверстий.

Представляет универсальные конусное сверло сделанного из быстрорежущей инструментальной стали с добавлением кобальта или с напылением нитрида титана, что усиливает его прочность.

Их можно применять не только для металла, но и делать отверстия в пластике, гипсокартоне, дереве. Могут быть установлены на шуруповёрт, дрель или сверлильный станок.

Область применения

Конические сверла по металлу применяются для получения отверстий в листовом и тонкостенном металле. Обычно толщина обрабатываемого металла составляет от 1 до 4 миллиметров и зависит от высоты ступени сверла. Если высота ступени составляет 4 миллиметра, то и максимальная толщина листа или металлопроката, которые поддаются обработке, составит, соответственно, 4 миллиметра. Ступенчатое сверло позволяет работать даже с тонколистовым металлом.

Главным отличием от других типов является то, что при помощи одного сверла можно получить сразу несколько типоразмеров отверстий.

Отметим, что бывают также сверла конические для обработки не только металла, но и древесины, пластика, гипсокартона, текстолита.

Коническое сверло (иногда мастера называют его сверло морковка) выделяется также тем, что при правильной работе с ним отверстие практически не имеет дефектов. Грамотное использование инструмента позволяет получить ровные стенки и края отверстия, отсутствие заусенцев и трещин. После сверления отсутствует необходимость дополнительной обработки отверстий. Поэтому часто мастера используют их для того, чтобы исправить дефекты отверстий, полученных другим типом сверлильного инструмента.

Качественное конусное сверло по металлу имеет твердые острые кромки, что позволяет ему работать с металлом с высокой плотностью и твердостью. Некоторые сверла также имеют абразивное напыление, что еще больше повышает их эффективность. Там, где другой инструмент бессилен, часто очень удобно воспользоваться рассматриваемым видом сверл.

Конусное сверло имеет острый наконечник, что позволяет проводить операцию сверления без предварительного кернения и дополнительной центровки.

Материалы сверления

Любой природный или искусственный, то есть созданный человеком, материал в определенных случаях нуждается в отверстиях. Говоря «природные материалы» и «определенные случаи», мы подразумеваем сверла медицинского назначения (стоматология, хирургия и т.д.), бурение скважин для добычи нефти, газа и другие подобные варианты. Ну, а о необходимости технологических, технических, декоративных и прочих отверстий говорить нет смысла ввиду их очевидности.

Наиболее известными в быту материалами сверления являются:

дерево;
металлы;
камень (кирпич, бетон).

Также существуют специальные сверла для работ с керамическими и стеклянными изделиями.

Существуют специальные сверла для производства работ с керамическими и стеклянными изделиями.

Виды ступенчатых (конусных) сверл

Как было отмечено, конусные сверла бывают с плавным переходом диаметра и с шаговым, ступенчатым. Наибольшее применение нашли сверла ступенчатые, поскольку они позволяют получить отверстие строго определенного размера с ровными стенками. Отверстие, полученное плавным конусным сверлом, всегда будет иметь небольшой уклон. В случае работы с тонколистовым металлом это будет малозаметно.

В общем случае качество ступенчатых сверл можно классифицировать по цвету:

Серый металлический оттенок. Обычно такой инструмент выполнен из инструментально стали невысокого качества. Дополнительной термической обработки при его изготовлении также не было предусмотрено. Абразивного покрытия на поверхности сверла не имеется. Такие сверла не следует приобретать, если предполагается их регулярное использование, а также работа с толстым и прочным металлопрокатом.
Сверла черного цвета. Такой инструмент при производстве был подвергнут термической обработке. Была произведена обработка паром и последующая закалка. Такая обработка увеличивает твердость инструмента и повышает его эксплуатационный ресурс. Но все равно не рекомендуется работать такими сверлами с нержавеющими и другими высокопрочными сталями.
Тускло золотистый цвет. Ступенчатое сверло по металлу, которое имеет бледно желтый цвет, изготавливается из металла с добавление легирующих добавок, чаще всего кобальта. Такой инструмент подвергается закалке с последующим отпуском, что снимает внутренние напряжения и увеличивает прочность и долговечность инструмента. Сверлами такого цвета можно обрабатывать прочные легированные и нержавеющие стали.
Ярко золотистый оттенок. Инструмент такого цвета является наиболее высококачественным и предназначен для работы с толстостенными сталями высокой прочности. Стали, из которых изготавливается инструмент, получают добавлением нитрида титана и последующей термической обработкой.

Классификация и особенности конструктивного плана

Есть несколько разновидностей такого инструмента. Друг от друга они отличаются функциональными и конструктивными особенностями. Стоит отметить и то, что посредством изделий, которые предназначены для обработки металла, можно сверлить и другие материалы, к которым относятся:

дерево и материалы, выполненные на его основе;
разные типы полимеров;
керамика;
бетон;
кирпич.

Конструкция таких приспособлений разрабатывается специально для полноценного решения целого ряда задач технологического плана, учитывая свойства материала, который будет подвергаться обработке. Именно по этой причине специалисты советуют перед выбором получить хотя бы малейшее представление об особенностях этого режущего инструмента.

Итак, конструкции для сверления включают в себя следующие составляющие:

Режущий элемент, который отвечает за сам процесс обработки.
Хвостик, который позволяет закреплять инструмент в патроне оборудования.
Рабочая зона, которая обеспечивает удаление оставшейся стружки из района обработки.

По характеру конструкции принято различать следующие типы сверл:

спиральные;
плоские;
корончатые;
конусные.

Плоские

Конструкции с плоской рабочей частью иногда именуют перовыми. Среди преимуществ таких изделий следует выделить:

нечувствительность к скосам;
простое исполнение;
дешевизна.

К недостаткам нужно отнести:

невозможность создания больших отверстий;
отсутствие автоматизированного отвода опилок из рабочей зоны (геометрические свойства и устройство данной разновидности сверл не подразумевают такой функции).

Спиральные

Конструкции спирального типа считаются самыми распространенными изделиями, применяемыми для обработки металлических изделий. Конструкция таких сверл выполнена в виде цилиндрического стержня, с боку которого находятся канавки спиралевидной формы. Именно они отвечают за отвод стружки. Также спиральные сверла могут относиться к следующим группам:

Изделия общего назначения. Диаметр такого инструмента достигает 80 миллиметров. Спиральные изделия общего назначения используются как в промышленности, так и в быту.
Левосторонние. Без таких изделий невозможно обойтись в таких ситуациях, когда из отверстия нужно высверлить поломанный крепеж или болт.
Высокоточные сверла. Такие приспособления используются настоящими профессионалами или умельцами, которым требуется превосходный результат от обработки. Эти сверла, как правило, имеют обозначение «А 1». С их помощью можно делать отверстия с точным диаметром.

Корончатые

Форма корончатых сверл напоминает стакан из металла, с торца которого расположены режущие зубчики. Именно они и применяются для сверления отверстий в материале. Зубчики могут быть сделаны из какого-нибудь очень твердого металлического сплава или иметь особое алмазное напыление.

Эта разновидность сверл создана для кольцевой методики сверления, при которой подбирается лишь контур будущего отверстия.

Конусные

К конусным сверлам относятся приспособления со ступенчатой и гладкой поверхностью. Применяемые для созданий отверстий в изделиях из металла, такие изделия обеспечивают простую центровку в начале процесса, чего нельзя сказать о цилиндрических конструкциях. Но самое главное преимущество конусных сверл состоит в том, что с их помощью можно делать отверстия самых различных диаметров.

Среди широкого разнообразия сверл можно выделить изделия, предназначенные для создания отверстий в материалах высокой прочности, к примеру, кобальтовые сверла.

Данные приспособления сделаны из быстрорежущего стального сплава, который легирован кобальтом. Он существенно повышает прочность детали. Благодаря таким свойствам кобальтовые инструменты с успехом применяются для создания отверстия в высокопрочных материалах. Высокая цена таких изделий целиком оправдана их качествами.

Форма и размеры

Все конусные сверла по металлу, как уже упоминалось, имеют форму конуса и могут иметь плавный переход диаметра и ступенчатый. Наибольшее распространение среди слесарей и получило ступенчатое сверло по металлу.

Это обусловлено тем, что им проще работать, поскольку переход с размера на размер при сверлении четко виден, и достичь нужного диаметра не составит труда. Полученное отверстие имеет довольно высокое качество поверхности и не требует дополнительной чистовой обработки. А довольно плавный переход с одной ступени на другую образует фаску для предварительно просверленного отверстия.

Ступенчатые сверла различаются между собой количеством ступеней, их высотой, диапазоном диаметров и шагом. Обычно диаметр наименьшей ступени сверла равен 4 миллиметра. Максимальный размер отверстия, которое способен высверлить ступенчатый инструмент составляет до 40 миллиметров. Стандартная высота ступени составляет 4 миллиметра. От этого значения зависит, какую толщину металла способен обработать инструмент.

Последовательное увеличение диаметра может быть на 2 или 3 миллиметра. Стандартный шаг составляет 2 миллиметра. Обычно если конусное сверло имеет большой разброс размеров диаметров (например, от 4 до 40), то шаг в таком случае может быть 3 или 4 миллиметра.

В специализированных магазинах можно найти ступенчатые сверла с различным рядом диаметров, поэтому их следует подбирать под конкретный набор задач.

Кроме рабочей части сверла инструмент различается также формой и размерами хвостовика. Хвостовик может иметь цилиндрическую форму различных диаметров, шестигранную или трехгранную форму, а также специализированный профиль под специфические разъемы производителей ручного инструмента. Ступенчатое сверло по металлу может быть установлено на шуруповерт, перфоратор либо сверлильный станок.

Почему сверло получило название конического?

Сверла – это режущие инструменты, которые образуют отверстие за счет поступательно-вращательного воздействия на материал в точке контакта. Также их часто применяют для рассверливания или расширения готовых отверстий. Кроме этого, с их помощью можно получать несквозные углубления. В зависимости от хвостовой части сверла бывают цилиндрическими, шестигранными, трехгранными и коническими. Если посмотреть в словаре, то под конусом инструментальным понимается не что иное, как конический хвостовик, а значит, это и есть сверло конического типа. Главное его удобство – быстрая смена: в случае поломки всегда можно поменять хвостовик легко и быстро. Сам хвостовик выполнен в виде насадки, которая надевается на рабочую часть.

По своему конструктивному решению конические сверла не сильно отличаются от обычных стандартных, и состоят они из следующих элементов: режущей и направляющей частей, хвостовика, поводка и шейки. Главное отличие в форме хвостовика. В данном случае он имеет вид конуса, о чем нам как раз и говорит название этих приспособлений. В зависимости от его формы их разделяют на еще более специфические типы. Хвостовик может быть следующих видов:

конус Морзе;
метрический;
инструментальный;
удлиненный.

Следует уделить несколько минут краткой характеристике этих типов насадок, что мы и сделаем чуть ниже, а также рассмотрим и другие классификации.

Особенности маркировки

Ступенчатые сверла по металлу не всегда могут иметь маркировку. Не стоит искать маркировку на дешевом китайском инструменте либо отечественных сверлах сомнительного производства. Такие производители могут иногда наносить на сверла либо их упаковку только им понятные обозначения, которые никак не характеризуют инструмент, а служат лишь для внутренней классификации. Но качественный профессиональный инструмент заслуживающего доверия производителя всегда имеет маркировку.

В стандартном случае грамотная маркировка должна содержать в своем обозначении все основные размеры инструмента, материал изготовления, а также характеристики твердости либо прочности.

Рассмотрим на примере обозначение маркировки ø4-20/2 HSS4241-Co HRC 62.

Такую маркировку конусного сверла следует читать следующим образом:

ø4 – диаметр первой наименьшей ступени инструмента (диаметр наименьшего отверстия, которое можно получить);
ø20 – диаметр последней наибольшей ступени инструмента (диаметр наибольшего отверстия, которое можно получить);
2 – значение шага диаметров (4-6-8-10-12-14-16-18-20);
HSS 4241 – обозначение материала, из которого изготовлен инструмент. HSS (High Speed Steel) – быстрорежущая сталь, 4241 – марка стали;
Со – в материале, из которого изготовлен инструмент, содержится кобальт, что придает ему прочность и долговечность;
HRC 62 – значение твердости по Роквеллу.

Но чаще всего вместо маркировки производитель указывает на упаковке основные характеристики конусного сверла по металлу. Причем описание характеристик часто сопровождается пояснительными изображениями для облегчения понимания у потребителя.

Сверло с коническим хвостовиком – современное представление

Современные сверла конического типа изготовлены из прочной углеродистой либо легированной стали. Часто производители при изготовлении применяют дополнительную тепловую обработку поверхности данных инструментов. Это делает их более надежными и в то же время защищает от коррозии. Коническая форма хвостовика помогает повысить производительность и улучшить качество создаваемых отверстий. Благодаря такой форме (конической), сверло легко выходит из обрабатываемого материала.

Как правило, подобные сверла используют для получения различных отверстий на металлической поверхности. Также их можно применять и тогда, когда требуются отверстия на пластике, дюропластике или листовой стали (с этим отлично справляется сверло коническое ступенчатое). Диаметр хвостовика или конуса может колебаться от 6 до 12 мм. А длина конуса возможна от 58 до 85 мм. Подбираются сверла в зависимости от диаметра и глубины будущего отверстия.

В последнее время мастера все больше используют в работе спиральное сверло с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77). Обычно им создаются отверстия в разных деталях с использованием стационарных станков. Размер таких сверл может быть от 5 и до 80 мм. Конический хвостовик помогает значительно увеличить площадь поверхности контакта сверла с головкой. Это в свою очередь помогает не только увеличивать точность, но и повысить надежность крепления.

На сегодняшний день спиральные сверла могут быть длинными, цельными твердосплавными, специальными для обрабатывания легких сплавов, труднообрабатываемых материалов, а также могут быть дополнительно оснащены пластинками из твердого сплава. Такое разделение данных инструментов позволяет точнее подобрать их для определенных видов работ. Это поможет улучшить не только сам процесс просверливания, но позволит также сделать всю работу качественнее.

Достоинства и недостатки этих сверл

Для того чтобы просуммировать изложенный материал и помочь вам в принятии решения о необходимости приобретения ступенчатого сверла выделим положительные и отрицательные стороны данного типа инструмента.

К достоинствам можно отнести следующие характеристики:

одно ступенчатое конусное сверло может заменить целый набор сверлильного инструмента (до 16 обыкновенных сверл);
полученные отверстия имеют очень высокое качество поверхностей, что делает необязательным последующую чистовую обработку;
возможность работы с тонколистовой сталью;
экономия на приобретении полного набора типоразмеров сверл;
конусные сверла имеют небольшую по сравнению с другим типом сверл длину, что упрощает работу;
качественные сверла имеют высокую надежность и долговечность;
возможность сверления на высоких оборотах позволяет повысить производительность процесса.

Из недостатков ступенчатых сверл выделим такие их особенности:

по сравнению с другими типами сверлильного инструмента конусные сверла имеют более высокую стоимость;
при работе с гладкими конусными сверлами получить точное значение диаметра довольно сложно даже для профессионала;
для работы с данным типом инструмента нужно иметь определенные навыки;
произвести заточку ступенчатых конусных сверл довольно непросто, особенно в домашних условиях.

Какие ступенчатые свёрла по металлу лучше – выбор производителя

Немаловажным критерием при покупке ступенчатой насадки является производитель, поскольку только изделия от проверенных компаний будут обладать требуемыми характеристиками.

На рынке представлены насадки как отечественного производства, так и импортного. К числу лучших российских образцов следует отнести ступенчатые свёрла «Зубр», «Интерскол» и «Туламаш». Все эти компании предлагают высококачественные изделия, выпускаемые как поштучно, так и наборами, с последующей гарантией.

Из импортных производителей можно отметить компании Bosch, Haisser, Ruko Precision Tools.

Как правильно выбрать ступенчатое сверло?

Для правильного выбора ступенчатого сверла нужно определиться с целями, для которых будет использоваться инструмент. Таким образом, необходимо определить отверстия каких размеров необходимо сверлить. Особенно важно значение наименьших и наибольших диаметров, которые планируется выполнять.

Также следует определиться на каком ручном инструменте либо станке будет использоваться сверло. От этого зависит тип хвостовика, который должен быть на сверле. Поэтому следует внимательно изучить разъем патрона под сверло и четко знать форму и размеры хвостовика. Если же хвостовик не будет подходить под имеющиеся разъемы, придется отдельно приобретать специальный переходник.

Важно определиться с производителем и уровнем инструмента. Как уже отмечалось, ступенчатые конические сверла ярко-золотистого цвета производятся с примесями кобальта и титана, с абразивным покрытием и имеют высокую твердость. Они прослужат дольше и позволят работать с толстым прокатом, нержавеющими и легированными сталями.

Ищите в маркировке или на упаковке обозначение HSS, что означает, что сверло изготовлено из быстрорежущей стали. Старайтесь не покупать сверла сомнительного китайского производства.

Сверла для керамики и стекла

Керамическую плитку или стекло сверлят коронкой или специальным копьевидным инструментом. Его наконечник изготовлен либо из победита, либо из карбида вольфрама. Если специализированный инструмент для стекла или плитки отсутствует, можно использовать сверло для бетона

Только обязательно острое, и работать им нужно осторожно, поскольку его форма не совсем подходит для такой работы.

Копьевидное сверло для плитки из керамики и коронка с алмазным напылением.

Коронка для стекла и кафеля почти не отличается от коронки для камня. Только на ее режущей кромке вместо зубьев имеется алмазное напыление.

Для сверления в кафеле больших отверстий используют инструмент, называемый балериной. Он напоминает обычный циркуль. Сверление производится с изнаночной стороны плитки. Обороты дрели устанавливают на минимум.

Как делается заточка конусных сверл?

Конусные сверла являются дорогостоящим, но в то же время довольно надежным и долговечным режущим инструментом. Но в любом случае через некоторое время их режущие кромки тупеют, и инструмент теряет свои характеристики. Некоторые ступенчатые конусные сверла предназначены для затачивания, а некоторые не затачиваются. Те, которые не предназначены для затачивания, характеризуются высоким качеством режущих кромок и долговечностью.
Если сверло имеет прямую продольную канавку, то заточку можно произвести вручную. Если же канавка спиралевидная, то заточку следует производить на заточном станке при помощи абразивного круга. При этом важно сохранить угол и размеры режущей кромки на каждом диаметре ступенчатого сверла. Абразивный круг, которым производится заточка, обязательно должен быть мелкозернистым. Если под рукой имеется аналогичное сверло с не затупленными кромками, можно взять его за шаблон и ориентироваться на его размеры и профиль режущей кромки.

Самостоятельная заточка

Сверла, которые называются ступенчатыми или коническими, позволяют создавать отверстия диаметром от 4 до 32 мм и выпускаются в двух вариантах исполнения: с возможностью выполнения заточки или с конструкцией, которая не предполагает этой технологической операции. Высокая стоимость изделий, относящихся ко второму типу, оправдана их долговечностью.

Режущая кромка у них (при условии соблюдения всех правил эксплуатации) не затупляется на протяжении длительного времени. Следует иметь в виду, что их заточка без наличия соответствующего опыта может привести лишь к тому, что они станут непригодными для дальнейшего использования.

Конусные сверла определенной конфигурации можно заточить трехгранным абразивным стержнем

Для того чтобы правильно заточить ступенчатое сверло, достаточно просмотреть обучающее видео и придерживаться рекомендаций квалифицированных специалистов. Для выполнения этой процедуры можно даже не ориентироваться на чертеж, а просто восстанавливать первоначальные геометрические параметры изделия.

Также в отдельных случаях допустимо использовать для этих целей тонкие абразивные алмазные бруски, предназначенные для заточки ножей, ножниц и прочего инструмента

Затачивать такой инструмент, как и спиральные сверла с коническим хвостовиком, можно при помощи специального станка, оснащенного абразивным кругом, рабочая поверхность которого может быть покрыта обычной наждачной бумагой.

Геометрические параметры ступенчатых сверл, направляющие канавки которых имеют прямолинейную форму, можно восстановить и вручную, а изделия со спиральными канавками лучше всего обработать при помощи заточного станка. Следует иметь в виду, что легче всего восстановить геометрические параметры высококачественных ступенчатых сверл.