Сверла для древесины и древесных материалов

Классификация

Выбор сверл для обработки древесины и древесных материалов определяется глубиной сверления, диаметром отверстия, типом и влажностью материала, типом хвостовика в инструменте, способом его крепления в шпинделе станка или ручном инструменте (дрелях), мощностью резания.

Сверла, как правило, изготавливаются из инструментальной стали с закалкой, быстрорежущей стали (HSS), из твердого сплава (HW), а в целях снижения стоимости могут быть выполнены из двух или нескольких материалов, например, хвостовик – из стали, рабочая часть – из твердого сплава.

Различают сверла по профилю хвостовика – с цилиндрическим, коническим и шестигранным, с лыской или без на корпусе хвостовика, в зависимости от зажимного устройства шпинделя оборудования.

Рекомендуемая для обработки древесных материалов частота вращения сверл (особенно длинных):

Ø до 14 мм: 1800 мин-1 для мягких и 750 мин-1 – для твердых;

Ø до 24 мм: 1500 мин-1 для мягких пород и 500 мин-1 – для твердых;

Ø до 30 мм: 500 мин-1 для мягких пород и 250 мин-1 – для твердых. Можно выбрать частоту ниже рекомендованной, но при сверлении с большими оборотами сверло может преждевременно выйти из строя.

В зависимости от конструктивных особенностей сверла для древесины и древесных материалов подразделяются на несколько категорий:

• спиральные;
• винтовые (сверла Левиса);
• перьевые;
• сверла Форстнера;
• коронки;
• фрезерные;
• пробочные;
• зенкера;
• комбинированные;
• специальные.

Рассмотрим подробнее каждую категорию.

Спиральные сверла

Сверла для сквозных отверстий различаются углом заточки кончика: для металла 120°, а для древесных материалов – 75° (рис. 1).

Сверла для глухих отверстий предназначены для сверления отверстий под дюбели, стяжки, мебельную фурнитуру, сверления стружечных и твердоволокнистых плит, фанеры, древесины мягких и твердых пород. Корпуса таких сверл выполняются из стали HS или HW (как правило, только наконечник).

Особенности конструкции:

• сверхточное направление движения сверла в отверстии, в том числе при небольшой глубине, исключающее заклинивание стружки между сверлом и стенками отверстия благодаря двойной ленточки спирали (рис. 2б);
• получение идеально круглых отверстий без сколов благодаря заточенным боковым режущим кромкам;
• точное засверливание без предварительного кернения заготовки за счет специального центрирующего острия;
• длительный срок службы, высокая износостойкость и режущие свойства за счет режущей части с центрирующим острием и цельной режущей НW-пластиной особой формы со специальной алмазной заточкой (рис. 2в).

Спиральные сверла, предназначенные для работы на станочном оборудовании, разноцветные: например, оранжевые – левого вращения, черные – правого вращения. Сверла с разными покрытиями, как правило, универсальные и могут использоваться как в сверлильных станках, так и в ручном инструменте. Для надежного крепления в патроне станка на хвостовике предусмотрена специальная лыска.

Начинать сверление следует на низких оборотах, при работе регулярно (через каждые 30 мм) вынимать сверло из отверстия и удалять из канавок стружку.

Винтовые сверла (буры)

Изготавливаются в основном из закаленной стали типа HSS. Разработаны специально для сверления глубоких отверстий (1 м и больше) в древесине с образованием большого объема крупной стружки. Очень глубокие отводящие канавки способствуют удалению образовавшихся отходов. Основные сферы применения: домостроение, производство клееных деревянных конструкций, столярное производство.

Для сверления твердых пород дерева частота вращения шпинделя должна быть до 1000 мин-1, для мягких пород оптимальная частота вращения приблизительно 1800 мин.

Перьевые сверла

Сверла этого типа используются для сверления отверстий среднего диаметра – до 32 мм. Применять их целесообразно при не слишком высоких требованиях к точности геометрических параметров и качеству выполнения отверстий. В основном при ручном сверлении, реже в электродрелях.

Для выполнения глубоких отверстий, а также сверления в недоступных местах применяют специальные удлинители (рис. 4). Наиболее существенными преимуществами перьевых сверл считаются невысокая стоимость и простота обслуживания. К перовым также относится регулируемое плоско-фрезерное сверло, оно изготавливается из закаленной стали и используется в основном для ручного инструмента в столярных мастерских. Такое сверло позволяет делать в древесине отверстия разного диаметра.

Сверла форстнера

Бенджамин Форстнер стремился создать сверло для выполнения в древесине глухих отверстий большого диаметра. Именно поэтому по форме оно напоминает коронку, в отличие от классических винтовых сверл, позволяющую существенно увеличить диаметр отверстия.

Сверла Форстнера позволяют делать глубокие лунки или глухие отверстия для монтажа навесных механизмов и конструкций, окон, витрин, дверей и мебельных элементов.

Несколько конструктивных разновидностей сверл Форстнера различаются особенностями режущей части. Классическая коронка не является обязательным атрибутом, поскольку существуют варианты открытого типа, и даже с заменяемыми лезвиями, которые устанавливаются не только на центральной линии, но и на наружной части – в зависимости от назначения.

Размер сверл Форстнера от 10 до 60 мм, что позволяет создавать разные отверстия с высоким качеством обработки поверхности (рис. 6).

Частота вращения сверл не должна превышать 1500–1800 мин-1. Использовать их следует только с подходящим оборудованием соответствующей мощности.

Коронки

Кольцевые корончатые сверла, или просто коронки, в отличие от сверл Форстнера, предназначены для выполнения сквозных отверстий среднего и большого диаметра, но небольшой глубины. Сверло обеспечивает центрирование, основную работу выполняет кольцевая часть коронки.

Корончатые сверла комбинированные и состоят, как правило, из корпуса, сверла и цилиндра с острыми зубьями по краю режущей части. Коронки разной конструкции используются для сверления древесных плитных материалов, пластиков и др. Применяются в основном в ручном инструменте.

Фрезерные сверла

Такие сверла одновременно служат еще и фрезой.

Кончик фрезерного сверла такой же, как у обычного сверла, а режущая часть напоминает элементы концевой фрезы и цилиндрический хвостовик (рис. 8). Для сверления обычных отверстий фрезерные сверла не применяются. Они предназначены для сложной контурной обработки заготовки и глухих (закрытых) зон в ней. Как и концевая фреза, сразу после засверливания сверло ведется в сторону, в этот момент фрезерные режущие кромки срезают материал по краям паза. Фрезерные сверла используют для обработки древесных материалов, пластиков и металлов. В основном на модельных и столярных производствах или при выполнении нестандартных задач.

Пробочные сверла

Пробочные (бесцентровые) сверла, в зарубежной литературе именуемые plugcutter, как следует из их названия, предназначены для изготовления деревянных пробок. Такие пробки нужны для декоративной заделки круглых отверстий, например, высверленных сучков или утопленных болтов в домостроении, производстве столярно-строительных изделий, мебели.

Зенкера

Зенкер представляет собой многолезвийный (многозубый) режущий инструмент, применяемый для доработки заранее выполненных круглых отверстий в деталях и заготовках из разных материалов. Такой способ применяется для увеличения диаметра и получения фаски на отверстии или более качественной поверхности отверстия методом резания и называется зенкерованием. Метод резания напоминает сверление: при вращении оснастки для зенкерования вокруг ее оси одновременно инструмент движется поступательно вдоль оси. Конструкция с зенкером может дополнительно комплектоваться ограничителем глубины.

Комбинированные сверла

Сверло для заготовок круглой формы с отверстием представляет собой комбинированное сверло, состоящее из оправки, спирального сверла и сменных пластин HSS, позволяющее изготавливать из твердых пород древесины шарики с отверстиями разного диаметра. Предназначено для производства бусин, элементов мебели и декора.

Долбяк со сверлом – это долбежный комплект, состоящий из сверла и стамески (долота) MortiseChisel & BitSets. С помощью такого инструмента может быть выполнено соединение «шип – паз», лидирующее в деревообработке по прочности и точности. Долбежные комплекты можно использовать почти на всех стандартных долбежно-сверлильных и долбежно-пазовальных станках. В качестве сверл применяются как винтовые соответствующего диаметра, так и сверла Форстера. Обычно долбяк изготавливается из HSS и применяется в домостроении и при производстве столярно-строительных изделий.

Специальные сверла

Сверла для конфирматов. Современную мебель из ДСП и МDF часто собирают при помощи винтов-конфирматов, которые мебельщики называют также евровинтами или еврошурупами. Перед их ввинчиванием делаются технологические отверстия заданных параметров в деталях, стыкующихся под прямым углом: в одной – в толще, в другой – в торце. По длине отверстия должен быть ступенчатый перепад диаметра, связанный с конструктивными особенностями евровинта. Стержень конфирмата состоит из цилиндрической гладкой шейки и основной резьбовой части (рис. 14). Под резьбу сверлится отверстие меньшего диаметра, под шейку – большего. Также крепеж имеет потайную головку в форме усеченного конуса, под которую подготавливается посадочное место. На практике применяются две технологии сверления отверстий и используются сверла из HSS и HW, в зависимости от твердости обрабатываемых материалов и требуемой стойкости инструмента (рис. 15).

На винты-конфирматы нет ГОСТов, их производят по европейским стандартам 3E120 и 3E122, варианты типоразмеров 5 х 40, 5 х 50, 6,2 х 50, 6,4 х 50, 7 х 40, 7 х 48, 7 х 50, 7 х 60, 7 х 70 мм.

Чаще всего используются винты 6,4х50 мм. Для выполнения отверстия под их резьбу используется сверло диаметром 4,5 мм, а для гладкой части – диаметром 7,0 мм.

Ступенчатые сверла. Это универсальные сверла для высокопроизводительного сверления отверстий в древесных материалах (рис. 16), пластиках или металле со снятием фаски под 90° для крепежных элементов типа стяжек, например, при изготовлении мебели. В зависимости от типа обрабатываемого материала используются сверла, изготовленные из HSS или HW.

Гибкие сверла. Действительн,о гибких сверл специалисты пока еще не придумали, а такое название не совсем корректно используют для гибких валов, которые, по сути, являются только приводным механизмом, передающим инструменту крутящий момент от патрона оборудования. Использование гибкого вала в комплекте с электродрелью или шуруповертом и сверлом позволяет выполнять отверстия в самых труднодоступных местах. Его можно задействовать только со сверлами небольшого и среднего диаметра, для массивного инструмента такое приспособление не предназначено. Гибкие сверла в основном используются в домостроении.

Сверла-метчики. С помощью комплекта сверла и метчика для нарезания резьбы за один проход можно сделать отверстие и нарезать резьбу.

Такие сверла возможно применять для сверления и нарезания резьбы в различных композитных материалах, пластмассе и металле. Распространенные размеры M12, M16, M20, M24.

Предпринятая попытка систематизации современных сверл поможет определиться при выборе сверла для той или иной операции. Разновидностей сверл значительно больше, так, есть ложечные сверла, которые в работе с древесиной уже не применяются, зато активно используются в металлообработке. Но обо всех невозможно рассказать в одной статье. 

Текст Владимир Падерин