Принцип работы сверлильных станков: обработка дерева и металла

Принцип работы сверлильного станка применим в различных областях и к разным материалам: дерево, металл, горная порода и др. Это подтверждает, что разные строительные компании используют сверлильные станки. Они выпускаются в различных типах, что делает их подходящими для специфических операций.

Сегодня мы рассмотрим работу сверлильного станка на металле и дереве.

Сверление металлов

В этой операции стружка (сверф) удаляется от кончика сверла за счет канавок (флютирования) самого сверла. Режущий кончик производит больше стружки, которая продолжает движение наружу от отверстия. Охлаждающая жидкость или СОЖ иногда подаются для продления жизни инструмента за счет охлаждения и смазки кончика и потока стружки.

При использовании пушечного сверла (gun drill) СОЖ может подаваться через шток сверла, это часто применяется при сверлении алюминия. СОЖ обеспечивает гладкое и точное резание и предотвращает зацепление металла сверлом.

При обработке мягких металлов вроде латуни, которые могут вызывать зацепление сверла и трепетание (chatter), на режущем краю можно заточить фаску 1–2 мм для создания тупого угла 91–93°. Это предотвращает трепетание и обеспечивает чистое резание. Режущий край отталкивает металл, а не зацепляет его, избегая высокого трения и горячей стружки.

При больших подачах и сравнительно глубоких отверстиях используются сверла с маслозаправкой (oil-hole drills). Они спроектированы с насосом смазки к голове сверла через малое отверстие в штоке и истечением по канавкам. Обычное сверлильное прессование можно использовать для сверления с маслозаправкой. Однако чаще встречается в автоматических сверлильных машинах, так как вращается заготовка, а не сверло.

В станках с ЧПУ (CNC) используется так называемое поэтапное сверление (peck drilling) или прерывистое резание. Оно применяется для предотвращения вредного накопления стружки при глубоких отверстиях.

Поэтапное сверление включает погружение сверла на частичную глубину (более 5 диаметров сверла), затем откат на поверхность, что повторяется до завершения резания.

Продвинутый вариант — высокоскоростное поэтапное сверление или ломание стружки (chip breaking), когда сверло откатывается незначительно. Процесс быстрее, но используется только для умеренно глубоких отверстий, иначе сверло перегреется. Также применяется при сверлении вязких материалов для ломания стружки.

Еще одна хорошая альтернатива ЧПУ-станку — магнитно-базовый сверлильный станок. В этом типе база позволяет сверлять в горизонтальном положении и даже на потолке. В этом станке следует использовать резаки, так как они сверлят быстрее при меньших оборотах. Размер резака: 12–200 мм диаметр и 30–200 мм глубина резания. Магнитно-базовые станки широко используются в строительстве, фабрикации, судостроении и нефтегазовой отрасли.

Исследования показывают, что в нефтегазовой отрасли используются пневматические магнитные сверлильные станки для исключения искр, а также специальные трубные магнитные станки, которые можно закрепить на трубах разного диаметра и даже внутри.

Сверление дерева

Так как дерево мягче большинства металлов, сверление в дереве значительно легче и быстрее. СОЖ не требуется, но главная задача — обеспечить чистые входные и выходные отверстия и предотвратить обгорание.

Однако обгорание при сверлении дерева — нежелательное явление, разрушающее тонкую столярную работу. Это можно избежать, используя острые сверла и подходящую скорость резания. Сверла спиральные (twist drill bits), используемые в металлообработке, также отлично работают в дереве, но имеют тенденцию срывать волокна на входе и выходе отверстия.

Существует множество типов специализированных сверл для чистого сверления в дереве: центрирующие (brad-point), форстнеровские (forstner) и корончатые (hole saws).

Надеемся, статья была полезной. Делитесь мнением и рекомендуйте коллегам!