Пробивка отверстий в металле: просто, быстро и доступно
Особенности применения сверл для квадратных отверстий
Пробойники обычно используют для формирования квадратных отверстий в металлических заготовках толщиной не более 16 мм. В специализированных магазинах можно приобрести набор, состоящий из пуансонодержателя, направляющей втулки, кольцевого ограничителя хода и матрицы. Размер прорезей обычно не больше 70х70 мм.
Более качественным и надежным оборудованием для пробивки отверстий считаются прессы. Самый простой из них — пресс-ножницы. Несмотря на ограниченность функционала, на таком инструменте можно разделить лист на полосы и выполнить простейшую перфорацию — в виде отверстий треугольной или квадратной формы. Пробивка более сложных требует установки дополнительного инструмента.
Получить отверстие в металлической заготовке можно несколькими способами: например, просверлить или вырезать его. Не последнее место в методах подобной обработки занимает технология, при которой из металла выдавливаются участки заданного размера и формы. Ее называют пробивкой отверстий.
Особенность кинематики рабочих частей таких приспособлений состоит в том, что для срезания металла используются исключительно четыре боковые поверхности. Это характерно именно для фрез. Для получения требуемой конфигурации режущий инструмент должен совершать не только вращательные движения, но и качаться относительно оси вращения, что позволяет формировать качественные и ровные квадратные отверстия.
В ходе ремонта/изготовления элементов конструкций, деталей механизмов и других изделий периодически приходится сталкиваться с необходимостью сделать квадратное отверстие в металле заготовки. Однако при использовании обычных сверл удается получить только круглое. Рассмотрим различные инструменты и методы, с помощью которых можно решить эту нестандартную задачу.
При помощи технологии пробивки отверстий можно обработать не только листы, но и профильные заготовки. Но так как это очень сложная операция, выполнить ее можно на координатных станках. Уголки, балки, швеллер и другой прокат с образованными отверстиями используются для производства мебели, сборки легких металлоконструкций, а также в строительстве — для облицовки зданий и внутренней отделки.
Технология машинной пробивки листа — на удивление молодая технология. Она начала развиваться с 1885 г., когда бельгиец Ф. Шапар открыл специализированное предприятие — фабрику пробивных жестей и полотен. Начиная с того времени методика лишь незначительно усовершенствовалась в течение более чем ста лет. Расширялся только список материалов, для которых была доступна пробивка.
Иногда к нам на производство приходят заказчики с просьбой не пробить, а перфорировать металл. Большой ошибки в терминологии они в этом случае не делают, ведь пробивка считается одним из способом перфорации. И если перфорация допускает сверление, обработку фрезой, плазменным и лазерным лучами, то пробивка отверстий в металле выполняется на достаточно стандартном оборудовании — ручном или автоматическом.
Квадратное отверстие в металле сверлом
Скорость вращения сверла-фрезы по металлу для сверления квадратных отверстий выбирается в соответствии с особенностями конкретной заготовки (материала, толщины и т. п.), однако необходимо иметь в виду, что такая работа выполняется относительно медленно и о высокой производительности в данном случае говорить не приходится.
Стандартные сверла Уаттса, предназначенные для сверления квадратных отверстий в металле, изготавливают из стали У8. Закалка производится до получения твердости инструментов в пределах от HRC 52 до HRC 56. В тяжелых условиях эксплуатации используют инструменты из легированной стали Х12. Твердость материала варьируется в пределах от HRC 56 до HRC 60.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Сверла-фрезы, выполненные в форме треугольника Рело, обладают уникальными свойствами и позволяют высверливать в металлических заготовках прорези в форме квадрата. Обязательное условие правильной работы такого режущего инструмента – траектория перемещения оси вращения в виде эллипсоидных дуг. Патрон должен быть устроен так, чтобы не препятствовать движению треугольника.
Обычные сверла позволяют изготовить пазы круглой формы. Для его дальнейшей доработки приходится пользоваться напильником. Разберемся, как просверлить квадратное отверстие в металле с минимальной дополнительной обработкой. В качестве примера возьмем прорезь в воротке под хвостовик метчика в виде правильного квадрата со сторонами по 10 мм.
Неопытные работники часто сталкиваются и с такой ошибкой, как образование заусенцев. Это прямое следствие того, что матрица и пуансон не сочетаются по размерам. Второй фактором появления заусенцев — плохая заточка инструмента. Не допускается к работе и неисправный пуансон, так как нарушения на его поверхности могут привести к образованию борозд.
Иные способы получения квадратных отверстий в металле
Эта фигура представляет собой пересечение трех равных кругов. Самое важное свойство треугольника Рело заключается в том, что если провести к такому треугольнику пару параллельных опорных прямых, то расстояние между ними будет всегда постоянным. Как видно на рисунке выше, если вращать треугольник Рело по траектории, описываемой 4-мя эллипсоидными дугами, получается квадрат с незначительными скруглениями в углах.
Такие приспособления, как правило, используются для формирования квадратных отверстий в металле размером не более 70х70 мм, когда речь идет о заготовках небольшой толщины. В специализированных магазинах можно приобрести наборы, включающие в себя пробойники, матрицы, ограничители, направляющие втулок и пуансонодержатели. Необходимое усилие можно прилагать, например, с помощью гидравлических домкратов.
Данный метод дает возможность сформировать в воротке отверстие правильной квадратной формы для надежного и крепкого удержания хвостовика метчика с относительно небольшими временными и трудозатратами. Если пользоваться инструментом аккуратно и правильно его хранить, такой вороток исправно прослужит не один десяток лет.
Для обработки деревянных заготовок пользуются пазовально-долбежными станками и специальной оснасткой. Древесина относительно податлива и проста в отделке, а для работ по металлу необходимо купить специальное сверло для квадратных отверстий, которое включает в себя два отдельных элемента – направляющую и металлорежущую фрезу.
Для формирования квадратных отверстий в быту часто применяют более простые методы, пользуясь УШМ («болгаркой»), тисками и сварочным аппаратом. Подобная работа требует времени и трудозатрат, а отверстия получаются не такими ровными и аккуратными, как при применении технологий, описанных выше.
Если углубиться в теорию, пробивка отверстий в металле относится к операциям холодной штамповки. Вместе с ней в эту же группу входят резка, отбортовка, вырубка, обжим, формовка, вытяжка, гибка. Наиболее родственной пробивке технологией можно считать вырубку, хотя они преследуют разные цели. То, что после пробивки считается отходом и отправляется на переплавку, при вырубке представляет собой готовую деталь.
Как и при гибке, с заготовкой соприкасаются два элемента — матрица и пуансон. Последний играет роль пробойника, а матрица — подложки под лист, в которой имеются отверстия. Так как пробивка отверстий в листе относится к серийным производствам, главным требованием к пуансону и матрице считается износостойкость.
И, наконец, самым мощным и точным оборудованием для выполнения этой операции считаются прессы. В зависимости от строения и назначения они могут быть револьверными или координатными. Координатные позволяют не только пробить любое количество отверстий, но и сделать массово.
