Конусное сверло по металлу и ступенчатое. какая разница и их особенности

Конусное или ступенчатое сверло

Не стоит путать между собой названия режущего инструмента такие как ступенчатое и конусное сверло по металлу. Различия между ними кроются в конструктивных особенностях рабочей части.

Конусное сверло имеет головку с гладкой поверхностью, ступенчатое сверло представляет собой резец со ступенями имеющими различный диаметр, эти ступени имеют режущую кромку.

Применяя ступенчатый резец размер просверливаемого отверстия подбирается ориентируясь на диаметр ступени, использование конусного такой возможности не даёт.

Конструкция и материал

Рабочая поверхность ступенчатого инструмента представляет собой цилиндрические ступени разного диаметра с переходом от одной к другой в виде фаски с наклоном 35-40.

Последняя избавляет от необходимости снимать фаску в отверстии отдельной операцией, как это делается при использовании обычного инструмента.

Ступенчатое сверло имеет продольный или спиральный паз, проходящий от кончика до хвостика. Пересечение паза с цилиндрическими поверхностями образует режущую кромку инструмента.

Конфигурация острого кончика позволяет сверлу легко врезаться в металл даже без кернения. Хвостовик может иметь различные виды и исполнение (цилиндрический, шестигранный, конус Морзе) для работы с разным оборудованием и инструментом – станком, дрелью и пр.

Ступенчатые и конусные резцы по металлу чаще всего изготавливают из быстрорежущей стали марки HSS. Для повышения рабочих характеристик инструмента могут использоваться стали с различными легирующими элементами, в частности, кобальтом.

Выпускаются ступенчатые сверла с алмазным напылением и титановым покрытием. Диаметр рабочих цилиндров варьируется в диапазоне 4-80 мм, длина сверла – от 60 до 85 мм.

Направление спирали – правое. Левое можно сделать по заказу.

Режущий инструмент по металлу с диаметром конусов от 4 до 30 мм стоит примерно 1000 рублей, а изготовленное импортным производителем имеет цену на порядок выше.

Так стоимость ступенчатого изделия от известных зарубежных производителей с диаметром рабочих кромок 6-39 мм составляет от 3000 до 5000 рублей, конусные резцы находятся в том же ценовом диапазоне.

Для того чтобы приобрести надежное и оригинальное приспособление для сверления отверстий, различных по диаметру, стоит обращаться к проверенным поставщикам и производителям.

Качество изделий должно подтверждаться сертификатами соответствия и специальной маркировкой.

Применение

Режущие инструменты предназначены для сверления листовой стали толщиной до 4-5 мм. Минимальная толщина может составлять менее 1 мм.

Кроме тонколистовой стали конусное и ступенчатое сверло можно использовать для сверления цветных металлов и полимеров.

Обозначение и маркировка

Маркировка ступенчатых сверл содержит информацию о минимальном и максимальном диаметре, шаге перехода, марке материала и его твердости. В частности, обозначение ⌀ 4-16/2 HSS 61 означает:

• первый (минимальный) ⌀ – 4 мм;
• последний (максимальный) д⌀ – 16 мм;
• шаг перехода – 2 мм (⌀ 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 мм);
• материал – быстрорежущая сталь HSS;
• твердость по Роквеллу – 61.

Возможен ввод в обозначение дополнительных элементов – класса точности, содержания легирующих элементов в материале, например, HSS-E, HSS-Co, HSS-G TiN.

Разновидности

Конусовидный хвостовик или конус Морзе выпускается в нескольких модификациях.

• Инструментальные – наиболее распространены, так как разработаны для быстрой автоматической смены при работе на станке. Параметры изделия регламентирует ГОСТ.
• Укороченны е – хвостовая часть сверла уменьшена за счет утолщенной части конуса. Маркируется таким образом: B7 – укорочен до 14 мм, B10 – до 18, и до B24 – укорочен до 55 мм. Этот вариант используется, когда отверстие требуется определенного диаметра, но малой глубины.
• Удлиненные – применяются для высверливания глубоких отверстий в несколько этапов.
• Метрические – хвостовики, в которых соотношение к рабочей части составляет 1:20, а угол более 1 градуса.

На фото изображены разновидности сверл с коническим хвостиком

Назначение сверла определяет заточка: угол при вершине, задний угол и т.д.. Затачивание и шлифовку проводят на специальных станках или вручную.

Коническое ГОСТ

ГОСТ 10903-77 регламентирует инструмент с коническим хвостовиком – с конусом Морзе, и вариант с шейкой.

• Возможный диаметр изделий – 5–10 мм.
• Длины конуса – 58–85 мм.
• Сечение хвостовой части – 6–12 мм.

Удлиненные

Сверла с удлиненной хвостовой частью регламентирует ГОСТ 2092-77. Используются они при производстве отверстий большой глубины.

Величина диаметра составляет диапазон от 6 до 30 мм. Длина хвостовой части – 145–275 мм.

Изделия выпускаются в двух классах точности:

• А1 и А – с повышенной точностью;
• B1 и B – с нормальной точностью.

Коническое ступенчатое

Конус в этом случае выглядит как пирамида, где каждая «ступень» ответственна за формирование отверстия определенного диаметра. Такое строение позволяет высверливать отверстия разного размера без смены инструмента. В его маркировке указывается сразу целый ряд величин.

Эта же особенность позволяет снимать фаску тем же сверлом, которым делалось отверстие. Скорость сверления относительно невелика – до 1000 оборотов/мин, что делает инструмент очень подходящим для работы с оргстеклом.

Центрирование благодаря конической форме беспроблемное, но чувствительность к перекосам выше, чем у инструментального варианта.

Применяют инструменты, для обработки стали, алюминия, дюралюминия и неметаллических материалов – пластмасс, оргстекла, эбонита.

Кобальтовые с коническим хвостовиком

Для улучшения прочностных свойств и отвода тепла изделия подвергают дополнительной обработке.

• HSS-G – проходят дополнительную шлифовку;
• HSS-Co – сталь содержит кобальт, сверла этого класса рассчитаны для работы в тяжелых температурных условиях;
• HSS-R – катанные изделия;
• HSS-Tin – инструмент обработан нитридом титана, покрытие уменьшает трение, а, значит, и нагрев инструмента и материала.

О том, какой обработке подвергались сверла, можно узнать по их цвету: ярко-золотой цвет свидетельствует о напылении нитрида титана, черный – использовалась термическая обработка, и так далее.

Конструктивные особенности ступенчатого сверла

Внешний вид этого режущего инструмента определяется исходя из его названия – сверло конусное ступенчатое. Иногда в обычном разговоре можно услышать интересный термин для этого инструмента – морковка. Он напоминает известную геометрическую фигуру – конус. Однако внешняя поверхность его может быть не только гладкой, но и ступенчатой. По конструкции оно практически не отличается от стандартных инструментов, имеет:

• направляющую часть, на которой расположена режущая кромка;
• поводок, переходящий в шейку инструмента;
• хвостовик, заданной формы (в зависимости от патрона дрели).

Конструкция ступенчатого сверла

Сверло коническое по металлу существенным образом отличается направляющей частью, которая выполняется в следующих вариантах:

• метрический конус;
• конус увеличенный удлинённый;
• инструментальный конус;
• так называемый конус Морзе.

https://youtube.com/watch?v=KyJC0S-ZbWs

Из всех четырёх типов наиболее распространённым считается третий вариант, то есть инструментальный конус. Он является наиболее универсальным для большинства сверлильных станков и станков с числовым программным управлением. Диапазон изменения допустимых диаметров достаточно широк. Например, для метрических конусов он варьируется от 1 мм до 20 мм. Конус Морзе может иметь диапазон от 6 до 30 мм. Все они изготавливаются в соответствии с ГОСТ 2092-77.

Вершина конуса разделена на три составные части:

• наконечник вершины для проведения предварительного сверления;
• первый скошенный переход для снятия так называемых заусенцев (шероховатостей);
• специальная режущая кромка (служит для последующего расширения отверстия).

Сверлильный патрон с конусом Морзе

Для расширения режущих возможностей многоступенчатого сверла по металлу на его поверхность наносится абразивное напыление. Он выполняется из алмазной или титановой крошки. Это повышает режущие свойства и снижает периодичность заточки.

Чтобы правильно выбрать ступенчатое сверло по металлу необходимо:

Подробно ознакомиться с характеристиками

Разобраться с возможностями конусного многоступенчатого сверла, например по металлу.
Обратить внимание на цвет изделия. Если сверло ступенчатое по металлу имеет серо-стальной цвет, это доказывает, что данное сверло не проходило термическую обработку

Надеяться на высокие эксплуатационные характеристики не получится. Желтый или золотистый цвет указывает на то, что металл был обработан, в нём устранены все так называемые внутренние напряжения. Если поверхность конусного ступенчатого сверла по металлу носит ярко золотистый оттенок, можно смело полагать, что в его составе находится сплав нитрид титана. Добавление этого сплава существенно повышает износостойкость. Это самые дорогие инструменты. Их надёжность и долговечность полностью компенсирует этот недостаток. Чёрный цвет свидетельствует, что оно было обработано горячим паром.
Оценить типоразмеры. Обычно на многоступенчатое сверло по металлу наносится маркировка, состоящая из цифр и латинских букв. Например, ∅4-15/2 HRC 61±2. Первая цифра обозначает наименьший диаметр, вторая соответственно наибольший. Цифра, расположенная через наклонную определяет шаг изменения диаметров. В нашем случае он равен 2-м, то есть это будут диаметры, 2, 4, 6, и так далее до 12. Поэтому его называют шаговое сверло по металлу. Три латинские буквы указывают на марку стали, из которой изготовлено. В нашем примере это высококачественная быстрорежущая сталь. Если имеется наименование стали HSS –можно смело его использовать для высокоскоростной обработки. Последние две цифры с указанным интервалом определяют твёрдость по шкале Роквелла.
Изучить торговую марку фирмы, которая изготавливает этот инструмент. Желательно проконсультироваться со специалистами о качестве такого устройства.
Узнать, допустима ли многократная заточка ступенчатого сверла по металлу.

Конусное и ступенчатое сверла

При выборе конусного сверла по металлу всегда следует помнить, что оно предназначено для высверливания отверстий только в материале, толщина которого не превышает пяти миллиметров.

Достоинства и недостатки

К достоинствам можно отнести:

• обладают продолжительным рабочим ресурсом (благодаря повышенной прочности режущей поверхности);
• проведение нескольких операций одновременно, то есть универсальность инструмента (проведение сверления, снятие фаски, резания, шлифования);
• высокая скорость сверления отверстий без снижения качества кромок отверстия;
• высокая точность операции сверления (незначительное снижение наблюдается только в отверстиях превышающих 15 мм);
• получение практически идеально ровного края;
• возможность получения, так называемого отверстия треугольного вида;
• полностью исключает необходимость использовать на подготовительном этапе центровочного инструмента;
• возможность сверлить отверстия в очень твёрдом материале, без снижения качества.

Разнообразие ступенчатых сверл

Из присущих недостатков самым серьёзным является высокая стоимость инструмента

Зачем электрику ступенчатое сверло по металлу

Ступенчатое сверло может использовать электрик. Этот прибор необходим ему при монтаже электропроводки. Например, электрик должен просверливать отверстие в стальном профиле, чтобы продеть провод внутри облицовки из гипсокартона. Толщина металлического профиля иногда достигает 0,5 мм. Диаметр кабеля, который надо пропустить, — 16 мм. Простым инструментом этот профиль просверлить трудно, так как отверстия выйдут неровные. Многоступенчатым вариантом можно выполнить отверстие в заготовке толщиной 16, 20, 25 мм.

Ступенчатые сверла необходимы электрику для работы в электрощитах. Часто бывает нужно просверлить проем в щите для установки кнопок управления, индикаторов, различных переключателей, фурнитуры или замка. Электрический щит имеет толщину 1 мм. Монтаж сальника на щит требует просверлить в щитке проем большой ширины.

Ступенчатым изделием выполняют проемы в кабельных коробках из металла для вывода провода. Если в коробке проемы для отведения провода зафиксированы жестко, то необходимо делать дополнительное отверстие для монтажа сальника и заглушки.

Где применяются конусные сверла

Конусное сверло используются для сверления разного диаметра отверстий в тонколистовых материалах. Причем получаемые отверстия отличаются такими достоинствами, как ровность и аккуратность без задиров, сколов и заусениц. Просверлить тонколистовой материал можно обычным цилиндрическим сверлом, но при этом пострадает качество работ, а также усложнится задача. К примеру, малейшее отклонение сверла от поверхности приведет к получению не круглого, а треугольного или овального отверстия. Кроме того, формируются заусеницы, задиры и сколы, что в итоге негативно сказывается на качестве выполняемых работ.

Применение конусных сверл позволяет значительно облегчить работу, исключив все недостатки цилиндрических устройств. За счет своих достоинств, оснастка нашла свое применение в разных сферах:

• Автомобилестроение и ремонт
• Ландшафтный дизайн
• Строительство
• Монтаж сантехнического оборудования
• Монтаж электротехнических установок

Устройство не эффективно в ситуациях, когда предстоит сверлить отверстия в материалах, толщина которых более 10 мм.

Это интересно! При сверлении листового металла получается так, что с одной стороны просверленное отверстие имеет идеальную форму, а с другой — с заусенцами. Исправить ситуацию очень легко, для этого необходимо насадкой прийтись с обратной стороны.

Лучшие производители сверл

Перечислим производителей сверл, продукция которых пользуется популярностью.

1. Bosсh.

Эта немецкая компания занимает лидирующую позицию на рынке. Несмотря на высокие цены спрос на продукцию не уменьшается, т. к. она отличается высокими качеством и долговечностью. Купить сверла Bosh можно как поштучно, так и в наборах.

Фотография №17: сверла Bosch

1. Ruko.

Эта компания также находится в Германии. Поставляет на мировой рынок различные режущие инструменты. Продукция сочетает в себе высокое качество и приемлемую стоимость. Особого внимания заслуживает серия спиральных сверл с крестовой заточкой (TL 3000).

Фотография №18: сверла Ruko

1. «Зубр».

Это один из ведущих отечественных производителей

Рекомендуем обратить внимание на серию «Кобальт». В нее входят надежные, точные и качественные сверла по металлу (ГОСТ 10902-77)

При этом цены на продукцию значительно ниже.

Фотография №19: сверла «Зубр»

1. Sekira.

Это наша собственная торговая марка. Мы специализируемся на выпуске износостойких и качественных спиральных сверл по ГОСТу 10902-77 с цилиндрическими хвостовиками. На изготовление идет быстрорежущая сталь марки Р6М5. Наши сверла подходят для работы с различными металлами (серый чугун, цветные металлы и их сплавы, жаропрочные, высокопрочные и стойкие к коррозии стали и сплавы, титановые сплавы и пр.). Приобрести нашу продукцию вы можете по максимально низким ценам.

Фотография №20: сверла Sekira Р6М5

Вопросы и ответы

На что обратить внимание при покупке ступенчатого сверла?

Рабочий диаметр и тип материала имеют решающее значение. Сталь должна удовлетворять требованиям ГОСТ. Специалисты советуют брать насадки проверенных марок – Izar, Bosch, UniBit, Irwin/Hanson

Также они обращают внимание на то, что 7 ступеней 20 мм сверлит лучше и дольше, чем 7 ступеней 32 мм. Не стоит гнаться за большими диаметрами без особой на то нужды

Меньшие диаметры задействованы всегда, поэтому изнашиваются быстрее. Может получиться так, что до больших диаметров так и не получится дойти.

Можно ли затачивать ступенчатые сверла?

Только некоторые, в основном низкой ценовой категории, и при небольшой деформации. Насадки с прямой кромкой затачиваются легче, а спиральные требуют специального оборудования. Что касается дорогостоящих сверл, то они заточке не поддаются. Яркий пример – буры с напылением нитрида титана (насыщенного золотистого цвета)

Важно отметить, что они длительное время сохраняют отменную режущую способность. Поэтому в заточке в принципе не нуждаются

Итак, главное предназначение ступенчатого сверла – это сверление отверстий большого диаметра в тонком металле (в электрических щитах, автомобилях и т. д.). Однако использовать насадку можно как для твердых, так и для мягких материалов: дерева, гипсокартона, фанеры, пластика. Она избавляет от надобности возить с собой набор сверл разного диаметра. Многих мастеров останавливает от покупки только одно – высокая стоимость изделия.

Как правильно сверлить отверстия конусным сверлом: инструкция

Эксплуатация конического режущего элемента имеет некоторые особенности, если сравнивать данный процесс с применением обычных спиральных приспособлений. Таким образом, для того чтобы новичок, не имеющий опыта работы с подобным инструментом, смог разобраться в особенностях использования, он должен изучить инструкцию. Не рекомендуется во время работы отступать от алгоритма работ, так как это может привести к разнообразным проблемам.

При выборе инструмента, в который будет устанавливаться конусное сверло, стоит учесть, что он должен развивать скорость от 3 до 5 тыс. об/мин

Для изучения технических характеристик режущей детали можно дополнительно ознакомиться с ее чертежом. Сверла и их схемы можно без труда отыскать во всемирной сети. Первый этап является подготовительным. Вначале потребуется купить и подготовить все необходимые инструменты, а также материалы. Рассмотрим, что именно понадобится в этом случае:

• конический режущий инструмент;
• дрель;
• заготовка, в которой будет выполняться отверстие.

Выбор конического инструмента полностью зависит от того, какого диаметра необходимо сделать отверстие в заготовке. При выборе дрели, в которую будет устанавливаться сверло, стоит учесть, что инструмент обязательно должен иметь возможность развития необходимой скорости (от 3 до 5 тыс. об/мин). Перед началом работы специалисты советуют зафиксировать на дрели дополнительную рукоять. В качестве заготовки могут использоваться листы, изготовленные из стали, мягких металлов, а также разнообразных синтетических материалов.

Обычные сверла с коническими хвостовиками применять для организации отверстий в металле гораздо сложнее. Такие изделия имеют простую конструкцию, которая не способствует точному выполнению работы. После подготовки всех необходимых инструментов можно приступить непосредственно к сверлению заготовки. Порядок действий в этом случае состоит из 4 этапов.

Зафиксировав сверло, нужно выбрать правильное направление движения патрона инструмента

В первую очередь нужно зафиксировать режущее приспособление в патроне электронного инструмента. Далее потребуется выбрать и нанести соответствующую маркировку в том месте, которое было выбрано для сверления отверстия.

На следующем этапе режущее приспособление прикладывается к поверхности заготовки и выполняется сверление

Важно запомнить, что изделие должно располагаться в строго перпендикулярном положении по отношению к заготовке. В процессе сверления необходимо четко соблюдать этот угол. Сверла по металлу, которые имеют коническую форму, используются для выполнения разных диаметров и являются самостоятельными инструментами

Сверла по металлу, которые имеют коническую форму, используются для выполнения разных диаметров и являются самостоятельными инструментами.

Заключительный этап – постепенное внедрение в металлический материал с наращиванием скорости оборотов. Конечным результатом такой работы является аккуратное отверстие, края которого лишены заусенцев и любых других дефектов.

Конусное сверло по металлу должно находиться строго перпендикулярно по отношению к заготовке

Выбор конусного сверла

Умение читать маркировку — ключевой навык для всех мастеров и конические свёрла здесь не являются исключением. Маркировка указывает на диаметры отверстий, которые способна сделать насадка, шаг ступеней и длину изделия. Также она даёт информацию о металле, из которого сделано приспособление. Например, маркировку Ø4−12/2 HRC 61±2 следует расшифровывать следующим образом:

• Ø4 — начальный диаметр;
• Ø12 — конечный диаметр;
• 2 — шаг диаметров ступенчатого сверла (при заданных параметрах возможно выполнение отверстий Ø4, Ø6, Ø8, Ø10, Ø12);
• HRC — марка стали (в примере это высококачественная быстрорежущая сталь);
• 61±2 — твёрдость по Роквеллу.

Обращают внимание на длину отдельных ступеней и/или полную длину рабочей поверхности. Немаловажную роль играет тип хвостовика — от него зависит совместимость резца со сверлильным оборудованием

Хвостовики бывают цилиндрическими, коническими либо шестигранными.

Конусные свёрла изготавливаются из более сорока различных марок стали. Рядовому потребителю необязательно разбираться во всех различиях между ними, прощезапомнить аббревиатуру HSS. Её присутствие означает, что сверло разрешается применять в высокоскоростной обработке, а при интенсивном нагреве оно не будет деформироваться или терять прочностных характеристик.

Определившись с геометрическими параметрами и материалом насадки, смотрят на её цвет. И дело здесь не в эстетике, поскольку по цвету определяют, какую дополнительную обработку изделие прошло на заводе:

1. Поверхность ярко-золотистого цвета говорит о присутствии абразивного напыления, как правило, это нитрид титана (TiN, AlTiN). Напыление значительно продлевает срок службы сверла (на 25 и 50 процентов соответственно), но за повышенную износостойкость придётся заплатить.
2. Золотистый цвет означает, что металл избавлен от внутренних напряжений.
3. Чёрный инструмент проходит обработку паром, его прочность увеличена.
4. Серо-стальные резцы не подвергают дополнительной обработке, при прочих равных условиях его срок службы и эксплуатационные характеристики уступают первым трём типам.

Читать также: Температура плавления металлов таблица по возрастанию

Что надо знать для выбора конусного сверла

По форме и конструкции конусные сверла значительно отличаются от цилиндрических. Как и цилиндрические, конусные устройства обладают аналогичной хрупкостью, поэтому они требуют бережного обращения с ними. Чтобы выбрать конусные устройства для выполнения соответствующих работ, необходимо учитывать такие рекомендации:

1. Цвет насадки — если выбираете корончатое сверло, то наверняка перед вами представлены модели, отличающиеся по цвету. Если продавец говорит, что между устройствами никакой разницы, значит он не разбирается в этом. Деталь черного цвета говорит о том, что насадка подверглась дополнительной термообработке. Такие устройства имеют продолжительный эксплуатационный ресурс. Золотистый цвет означает, что насадка имеет напыление из нитрида титана, которое повышает прочностные свойства. Стального цвета изделия не имеют никакого напыления, и они не подвергаются термообработке, поэтому по сравнению с предыдущими вариантами, служат меньше всего
2. Маркировка — указывается непосредственно на наружной стороне оснастки (на хвостовике). По маркировке можно понять, из чего изготовлена насадка, а также какой имеет диаметр и класс точности. Зачастую маркировка начинается с буквенного обозначения, и начинается с буквы «P». Эта буква говорит о том, что для производства конусного сверла используется быстрорежущая высокопрочная легированная сталь. После первой буквы указывается вторая буква с цифровым значением. Число указывает процентное содержание сплава, к примеру, М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, A — азот. В маркировке также присутствует обозначение минимального и максимального диаметра, а также класс точности. Оснастка с диаметром до 2 мм не маркируется. На сверле может присутствовать маркировка типа HSS, что означает быстрорежущая сталь

В маркировке после обозначения HSS также могут указывать дополнительные сведения:

• HSS-E — быстрорежущая сталь, которая является аналогом отечественного материала P6M5. Предназначены для работы с низкоуглеродистыми сталями и чугуном, а также твердыми легированными и нержавеющими устройствами
• HSS-Co — в сплав добавляется кобальт 5%
• HSS-G TiN — устойчивые материалы для обработки титановых изделий

Для работы с конусными сверлами применяются стационарные сверлильные станки или двуручные дрели. О том, как правильно сверлить отверстия конусными сверлами, подробно описано в материале.

Это интересно! Для получения идеально ровного отверстия с двух сторон материала, необходимо учитывать размер ступеней. Обычно размер каждой ступени не превышает 3-4 мм, поэтому получить качественное отверстие можно при использовании соответствующей толщины заготовки.