Хотите купить инструмент для отверстий в металле в Москве?

14.04.2021 Автор: VT-METALL

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Суть процесса пробивки отверстий в металле
• Виды оборудования для пробивки отверстий в листовом металле
• Технология координатной пробивки металла
• Сфера применения координатной пробивки листового металла
• 4 вида производственного брака при пробивке листового металла
• Правильный расчет усилия пробивки отверстий в металле

Пробивка металла – один из видов металлообработки, используемый для получения в заготовке отверстий заданной формы. В зависимости от решаемых задач в этих целях используются разные виды оборудования и инструмента: от ручных до полностью автоматизированных станков с ЧПУ.

В отличие от сверления, пробивка позволяет создавать множество точных отверстий в листовом металле за один проход, что экономит ресурсы компании. Из нашего материала вы узнаете, какое оборудование используется для выполнения данных операций и как выглядит сам процесс металлообработки.

Необходимые инструменты

Профессиональные свёрла для металла (например, Bosch, Makita, Metabo или Hawera) изготавливаются исключительно из быстрорежущей стали HSS. Некоторые покрываются защитным слоем, который повышает их износоустойчивость при сверлении.

Ручной инструмент — дрель и свёрла следует выбирать тщательно. Если в этой области нет опыта, необходимо получить консультацию у работника магазина. Не всегда покупка дорогого бура высокого класса даёт гарантию его долгой службы.

Соблюдение технологии получения отверстий в металле и правильно подобранное сверло значительно увеличивает срок его службы и предохраняет от преждевременного износа. Основные правила эксплуатации режущего инструмента:

• Подбор подходящего типа буравчика для сверления металла определённой твёрдости. Многие производители разработали целые программы, по которым можно подобрать подходящий инструмент.
• Выбор режимов резания, установка правильной скорости вращения.
• Правильно подобранная подача, применение соответствующей силы нажима на режущий инструмент.
• Применение охлаждения. Рекомендуется эмульсия на базе масла.
• Правильное крепление материала (например, в тисках).
• Крепление дрели к стойке, точно и перпендикулярно.
• Применение расширенного набора прокладок при сверлении сквозных отверстий.

Технологический процесс

Сверление — это процесс удаления с помощью бура небольших частей обрабатываемого материала, стружки. Во время бурения повышается температура заготовки. Режущее усилие приводят к повреждению, сила трения вызывает изменение геометрии режущей кромки, плюс высокая температура, в итоге инструмент постепенно тупится.

Большинство свёрл изготавливают из быстрорежущей стали с различным содержанием кобальта. Очень важно, чтобы оно было правильно заточено: режущие кромки были равной длины, перемычка между ними находилась по оси режущего инструмента.

Это даёт гарантию того, что обе кромки в процессе бурения будут выполнять идентичную работу. Сверло не будет иметь биения, диаметр отверстия будет отвечать размеру, сведётся к минимуму нагревание детали и инструмента.

Бур-сверло с коррекцией фаски имеют меньшую перемычку, за счёт этого удлиняются режущие кромки. Такими свёрлами можно сверлить отверстие без предварительной разметки керном.

Выбор свёрл зависит от типа выполняемой работы. Оптимальными являются свёрла NWKa HSS Baildon для сверления:

• конструкционной стали;
• чугуна;
• латуни;
• бронзы;
• алюминия;
• пластмассы;
• дерева.

Сверление металла

Особенностью свёрл является наличие острой кромки, позволяющей выполнять механическую обработку материала. Они имеют равный диаметр по всей длине, а лезвие заточено под углом 118°. Угол заточки меняется в зависимости от твёрдости материала, например, для легированной стали, он составляет 135°. Свёрла этого типа изготовлены из стали HSS с 5-процентной примесью кобальта. Во время работы они требуют охлаждения специальным маслом для бурения.

Чтобы дюзу в металле пробуравить ровно и точно, необходимо применить направляющее приспособление — кондуктор.

Во время бурения лучше всего применять как можно меньше усилия. При сверлении сквозного отверстия, когда приближается момент выхода режущего инструмента, необходимо уменьшить подачу, чтобы не вырвало деталь, не сломалось сверло, не образовались заусенцы.

Для получения конусного отверстия в металле применяется конический бур. Он используется как самостоятельный инструмент. Им можно рассверлить цилиндрическое отверстие, превратив его в коническое. Конусное отверстие в металле выполняют на токарном станке, чтобы просверлить, расточить резцом полученную дюзу.

Режимы резания

Наиболее распространённая ошибка — это применение слишком большой скорости сверления. Чем труднее обрабатывается материал, тем меньше скорость бурения следует применять. Например, в случае сверления 8-мм отверстия в латуни скорость сверления должна составлять 2500 об./минуту, для более твёрдой легированной стали — 800 об./минуту. Лучший признак выбора правильной скорости сверления — это красивая и длинная стружка.

В зависимости от того, какой инструмент выбрать, важными являются параметры резания. Необходимо правильно подобрать скорость вращения и подачу. Лучшие параметры обеспечивают настольные сверлильные станки, но не везде их можно использовать. Необходимо следовать принципу, чем ниже обороты и меньше подача, тем дольше будет служить инструмент.

Например, берется нержавеющая сталь, отверстие 8 мм, толщина 4 мм, лосьон или масло для охлаждения, сверло HSS, дрель или сверлильный станок: Обороты не должны превышать 400 об/мин, а подача не может быть больше, чем 0,10 мм/оборот. Другими словами, можно сверлить со скоростью не выше 400 об/мин. Но эта скорость не является оптимальной. Поэтому оптимально будет, например: 170 об/мин, и подача на каждые 30 оборотов 1 мм (в три раза меньше, чем рекомендуется).

Очень важно охлаждение сверла в процессе сверления. Используйте эмульсии, масло, спреи для бурения. Нужно избегать воды, так как она не имеет свойств смазочных жидкостей, а лишь охлаждает.

Отверстия большого диаметра

На вопрос, как просверлить отверстие большого диаметра в металле, ответ один: в технологическом процессе рассверливания горловин. Например, нужно увеличить горловину и получить размер тридцать миллиметров в диаметре. Сначала сверлится инструментом меньшего диаметра, например, четыре миллиметра, потом под размер 8 миллиметров, дальше — 12 миллиметров, и так каждый размер расширяется до результата.

Читать также: Конические зубчатые передачи достоинства и недостатки

Горловину большого диаметра в изделии можно сделать на токарном станке. Операция выглядит следующим образом: сверление отверстия, растачивание горловины нужного размера. По мере необходимости предварительного засверливания процесс можно разделить на этапы: сверление малого диаметра, рассверливание с постепенным увеличением диаметра сверла.

Бурение тонкой жести

Особенностью получения проймы в тонком листе металла является его надёжное крепление. После выхода сверла на другую сторону есть опасность, что лист может внезапно заклинить и вырваться, если его держали в руках. Лучшим способом надёжного крепления листа является струбцина. В этом случае риск, что жесть будет вырвана, гораздо меньший. Уменьшается количество образовавшихся заусенцев, что значительно облегчит отделочную обработку элемента.

Если металл имеет толщину 0,1 миллиметра, можно сделать пробоину без дрели, применив инструмент для пробивки отверстий в металле. Конструкция его очень простая, наподобие пассатижей. К одному рычагу прикреплён пуансон, к другому — матрица. Принцип таков же, как у холодной прошивки при помощи штампа.

Чтобы прорезать в листовой стали сквозной паз, нужно, согласно размеру, насверлить последовательный ряд дырочек, соединив их в единую прорезь при помощи зубила и молотка. Для этого необходимо отрубить перемычки между дырками и неровности зачистить напильником.

Металлические трубы

В случае сверления металлической трубы следует убедиться в том, что заготовка надёжно закреплена в тисках. Желательно дрель закрепить на вертикальной стойке. Вставить внутрь трубы обрезок древесины, одинаковый по форме и размеру, что сохранит трубу от деформации. В этом случае применять малую подачу.

Получение узких дюз

Сверление глубоких отверстий малого диаметра можно сделать только на специальном или токарном станке с применением приспособления. Деталь зажимается в 3-кулачковый патрон и проверяется индикатором на биение. Приспособление крепится на резцедержателе. Сверлильный патрон со сверлом устанавливается в приспособление. Сначала делается центровка отверстия, затем сверлится дюз на заданную глубину. Применять заднюю бабку проблематично, так как свергло нужно постоянно выводить для выхода стружки и смазки.

Для получения вертикальных отверстий применяется приспособление для сверления под прямым углом. Для электродрели это вертикальная стойка под углом 90 градусов к основанию. Проще всего использовать вертикально-сверлильный станок.

Сверление больших отверстий не составляет проблем, если правильно подобрать инструмент. Например, проведение таких работ может быть необходимо для закрепления швеллера или металлического уголка. Проще всего использовать электродрель, но для получения отверстия диаметром, например, 15 мм требуется приложить много усилий. Чтобы просверлить в металле отверстие большого диаметра, используются специальные приспособления и технология корончатого сверления.

Сфера применения координатной пробивки листового металла

В машиностроительной отрасли широко используют координатную пробивку металла. Данная технология пользуется повышенным спросом и в сфере ремонтно-строительных работ. Например, перфорированные листы, изготовленные по такой технологии, находят широкое применение при монтаже различных конструкций, в том числе элементов декораций.

Перфорационные изделия, полученные при помощи пробивки металла, позволяют очень точно воплощать всевозможные конструкторские замыслы, выполнять особо сложные задачи, для которых работа с точным соблюдением проектно-технической документации является самым важным моментом.

Описываемая технология пробивки металла находит широкое применение в производстве следующих конструктивных элементов:

• ограждений;
• деталей специализированных машин, станочного оборудования;
• строительных опор, сборочных элементов;
• разного типа витрин;
• различных производственных стеллажей;
• рекламных щитовых конструкций и многих других изделий.

Штампы для пробивки отверстий в листовом металле изготавливаются индивидуально, это позволяет конструкторам выполнять проектирование самых нестандартных технологических проемов, производить отверстия и воплощать перфорацию на листовой материал с индивидуальными параметрами.

Процесс пробивки отверстий в листовом материале является высокоскоростным. Технология с применением координатной пробивки и вырубки металла позволяет перемещать лист или деталь в координатно-пробивном прессе с большой точностью и скоростью, благодаря чему можно выполнить пробивку на большом количестве деталей за малое время. С помощью высокоэффективного пресса можно получить готовую деталь с ровными краями отверстий, которые не требуют дополнительных работ по зачистке или обработке поверхностей.

Применение такой технологии позволяет заводам-производителям обрабатывать заготовки и конструкционные элементы на достаточно высоком технологическом уровне, запускать серийное производство изготовления деталей или перфорированного листового материала, и, кроме того, изготовление продукции по индивидуальным заказам.

Технические характеристики технологии:

• Отличные показатели энергоэффективности.
• Высокий КПД и точность исполнения.
• Экономичность.

Приспособления для дрелей

Существует несколько приспособлений для дрелей, которые позволяют облегчить процесс и сделать большое отверстие ровным:

• Кондуктор для сверления. Такое приспособление представляет собой корпус, в котором имеется несколько втулок направляющих для сверл разного диаметра. Материал, используемый для создания втулок, имеет большую твердость, чем сверла, поэтому можно не беспокоиться о том, что инструмент при бурении начнет отклоняться в сторону и расширит дыру.
• Направляющая для дрели. Подобное изделие позволяет зафиксировать инструмент таким образом, чтобы во время сверления он не отклонился в сторону. При отсутствии такого изделия инструмент может уйти в сторону, что приведет к созданию неровной кромки. Также его можно закрепить под углом. Но при сверлении металлических изделий обычно это не требуется.
• Стойка для дрели. Подобное изделие, сделанное своими руками, может являться недорогой заменой сверлильного станка, так как позволяет более комфортно осуществлять проведение работ. Закрепленный инструмент при использовании стойки движется по штанге с помощью рычага. При этом полностью исключено смещение, так как просверливаемая заготовка надежно удерживается благодаря наличию струбцины.

Используя указанные изделия, можно значительно облегчить процесс высверливания металлических изделий.

Особенность глубоких отверстий

Чтобы просверлить в металле глубокое отверстие лучше всего использовать токарный станок. Во время данного процесса обязательно производить охлаждение. При этом стружка должна принудительно отводиться. Периодически инструмент извлекается из заготовки для удаления стружки.

При работе без специализированных приспособлений не стоит утапливать насадку более чем на 2/3 ее длины. Для охлаждения в процессе работы необходимо использовать воду. Если работа производится за несколько подходов, не допускается изменение угла.

Особенность отверстий большого диаметра

Данная процедура является более сложной, чем глубокое сверление. Работы по вырезанию осуществляются либо при использовании коронки, либо при помощи конусного сверла. Коронки для металла похожи на изделия для бетона и гипсокартона. Отличие заключается только в материале, используемом при создании режущей кромки.

Также сверление может производиться стандартными изделиями в несколько этапов. Для этого сначала используется насадка небольшого диаметра. Затем осуществляется выбор более крупного инструмента.

Наиболее удобным способом является использование конусных сверл. Такие приспособления позволяют за один подход рассверлить отверстие большого размера. Для этого инструмент просто утапливается в материал.

Читать также: Как проверить коллекторный электродвигатель мультиметром

Технология координатной пробивки металла

Координатную пробивку и вырубку металла применяют в тех случаях, когда необходимо создать детали с перфорацией, имеющие толщину стенок около 6 мм. Данную технологию нельзя применять для обработки хрупких металлов и сплавов.

При необходимости изготовления большого количества однотипных отверстий на листовом металле на определенном расстоянии друг от друга обычно используют специальное оборудование – координатно-пробивные станки. В современной промышленной индустрии такая методика обработки стального листового материала выделяется отличными параметрами точности и отменным качеством.

При помощи координатно-пробивного пресса в листе металла можно создать отверстия требуемых размеров и формы в любой конкретной точке. Для выполнения операции листовую заготовку необходимо разместить и прочно закрепить на рабочем столе прессового оборудования с помощью зажимов. С помощью механизмов станка захваты перемещаются одновременно с закрепленной листовой заготовкой по определенной траектории согласно программе обработки детали, введенной в компьютер оборудования.

Сверление без лишних хлопот

Во время работы можно использовать насадку небольшого сечения, а также использованный зачистной круг для болгарки. Важно помнить, что он должен иметь меньший диаметр, чем создаваемое отверстие.

Перед проведением работ на заготовке размечается окружность для отверстия, а вторая окружность будет меньше первой на расстояние, равное диаметру используемого сверла. После этого в противоположных местах окружности намечаются 2 отверстия. От них необходимо отступить 3 мм и наметить места для сверления. Таким образом сверление происходит по всей начерченной окружности. При необходимости подработки некоторые участки придется обработать зубилом. В результате создадутся зазубренные края, которые затем нужно будет обточить. Важно следить, чтобы во время проведения работ не происходило увеличение окружности, т. е. не расширять запланированный диаметр.

Конусное сверло

Изготавливаются описываемые типы сверл из инструментальной стали. Хвостовики таких изделий могут быть шестигранными и цилиндрическими. Режущая кромка снимает все заусенцы, поэтому кромка получается ровной. На конце сверлильной головки имеется заточенная вершина, которая позволяет производить предварительное сверление материала.

Используя такие изделия можно:

• производить создание пропилов диаметром до 30 мм;
• забыть о неровных краях;
• проводить растачивание различного диаметра, не меняя насадку.

Благодаря ступенчатым сверлам можно создавать пропилы различного диаметра в листовой стали толщиной до 4 мм. В отличие от простого конусного сверла при использовании таких изделий просверленный диаметр является фиксированным.

К недостаткам можно отнести:

• необходимость в применении инструмента с малыми оборотами и высоким крутящим моментом;
• чувствительность даже к небольшим перекосам.

Несмотря на указанные недостатки, данная насадка позволяет удобно работать с металлическими пластинами, быстро высверливая окружности нужного диаметра.

Коронка по металлу

Обработка металла является сложным процессом, поэтому подобные работы обычно производятся при использовании специализированного оборудования. Чтобы производить работу в бытовых условиях, можно использовать корончатые сверла.

Подобные изделия позволяют сделать края круглыми и отцентрированными. При этом для сверления используется стандартная дрель. Изделия состоят из нескольких частей:

• коронка;
• центровочная насадка;
• хвостовик изделия;
• винты, которые необходимы для закрепления.

При использовании корончатого сверла скорость проведения работ увеличивается до 10 раз. Также к преимуществам можно отнести возможность точно сверлить в диапазоне от 1,2 до 15 см.

При этом во время сверления не нужно производить центровку. Также стоит отметить, что такие сверла по сравнению со спиральными имеют более высокую износоустойчивость.

Перед началом работы производится установка центровочного сверла в центр окружности, после чего и осуществляется сверление. После этого происходит втягивание сверла и работа осуществляется коронкой.

Правильный расчет усилия пробивки отверстий в металле

Пробивка металла характеризуется тем, что при изготовлении отверстий возникает достаточно сложная схема нагрузок с увеличенной концентрацией в области контакта пуансона и матрицы.

Движение пуансона при вхождении в материал происходит не всей торцевой поверхностью, а только наружной кольцевой. Со стороны матрицы проявляется ответное воздействие. Кроме того, давление, появляющееся в области взаимодействия таких трех компонентов, может распределяться неравномерно.

Иначе говоря, при вырубке возникают две силы, благодаря которым формируется круговой изгибающий момент с воздействием, направленным на изгиб листовой заготовки. Такая изгибающая сила является причиной возникновения давления, оказывающего воздействие на кромки матрицы и пуансона. Надо учитывать и то, что во время действия сил трения возникают касательные усилия. Из сказанного выше можно сделать вывод, что во время пробивки металла возникает силовое поле неоднородного характера. Поэтому для выполнения расчетов используют такую условно-техническую величину, как сопротивление срезу.

По результатам ранее проведенных исследований выяснено, что на сопротивление влияют не только свойства металла, но и следующие показатели: уровень наклепа, толщина вырубаемого материала, зазоры между матрицей и пуансоном, а также скорость процесса пробивки.