Режимы резания при сверлении: таблица для HSS и твёрдого сплава
Быстрорежущим сверлом сталь сверлят примерно на 10–45 м/мин, твердосплавным примерно на 80–230 м/мин. Подача по стали для Ø 10 мм составляет около 0,1–0,3 мм/об. Таблицы ниже дают стартовые значения: они взяты из каталогов конкретных производителей и серий, точные значения для вашего сверла указаны в каталоге его производителя.
Как пользоваться таблицами
- Определите группу материала и его твёрдость.
- Возьмите vc и f для своего типа сверла.
- Посчитайте обороты и минутную подачу.
- Сверьте их со станком и проверьте по первому отверстию: стружка, момент, размер.
n = 1000 · vc / (π · D) vf = f · n
Пример. Быстрорежущее сверло Ø 10 мм, сталь C45, vc = 24 м/мин, f = 0,20 мм/об. Обороты: 1000 · 24 / (π · 10) ≈ 764 об/мин. Минутная подача: 0,20 · 764 ≈ 153 мм/мин.
Быстрорежущие свёрла
Значения для глубины отверстия 3·D. Производители указаны как источник данных. В колонках WNT указаны данные по сериям сверл: N (HSS), UNI (HSS-E с TiN), а там, где этих серий нет в таблице каталога, другие серии с пометкой (VA: HSS-E для нержавеющих сталей, UNI-PM: порошковая HSS-E с TiN). В колонке Europa Tool приведены общие значения для HSS и HSSCo: основное число и в скобках диапазон.
| Группа | Материал | WNT, HSS, vc | WNT, с TiN, vc | WNT, f при Ø 10 | Europa Tool, vc |
|---|---|---|---|---|---|
| P | C45, 190 HB | 24 | 39 | 0,20 | 40 (35–45), нелегированная |
| P | 42CrMo4, 300 HB | 10 | 21 | 0,12–0,16 | 23 (20–25), низколегированная |
| M | X5CrNi18-10, 180 HB | 13, серия VA | 15 | 0,12–0,16 | 23 (20–25) |
| K | GG-25, 180 HB | 30 | 41 | 0,25 | нет данных |
| K | GGG-70, 250 HB | 20 | 27 | 0,20 | нет данных |
| N | AlMgSi1, 100 HB | 80, серия VA | нет данных | 0,35 | 90 (85–95), Si до 12 % |
| N | G-AlSi12, 75 HB | 50 | 75 | 0,25 | 90 (85–95), Si до 12 % |
| S | TiAl6V4 | 7, серия VA | 6 | 0,08 | 23 (20–25) |
| S | NiCr20TiAl, 250 HB | 7, серия VA | 6, серия UNI-PM | 0,08–0,10 | нет данных |
| H | Закалённая сталь, 46–55 HRC | нет данных | 6, серия UNI-PM | 0,08 | нет данных |
Скорость в м/мин, подача в мм/об. Подача у WNT задана группой и зависит от диаметра, здесь показан только Ø 10 мм. Для других диаметров смотрите таблицу каталога.
Источники расходятся заметнее всего по титану и нержавеющей стали: 6–7 и 23 м/мин, 13–15 и 23 м/мин. Если нет данных именно на ваше сверло, начинайте с меньшего значения и поднимайте его по результатам. Данные по закалённой стали есть не в каждой таблице: проверьте, допускает ли её производитель вашего сверла.
Твердосплавные свёрла
Значения Walter для линейки X·treme Plus при глубине до 3·D. Производитель указан как источник данных.
| Группа | Материал | vc, м/мин |
|---|---|---|
| P | Конструкционная сталь до 700 Н/мм² | 140–230 |
| P | Легированная сталь 850–1200 Н/мм² | 100–170 |
| M | Аустенитная сталь | 40–60 |
| K | Серый и высокопрочный чугун | 100–180 |
| S | Титановые сплавы | 50–90 |
| S | Никелевые сплавы | 20–50 |
| H | Закалённая сталь 45–55 HRC | 50–80 |
Значения одной линейки нельзя переносить на другую. Для алюминия смотрите таблицу производителя вашего сверла.
Другой ориентир: у Canela серия 7323 (TiAlN, 3·D, Ø от 3 мм) имеет по нелегированной стали до 700 Н/мм² vc = 110 м/мин, по легированной стали до 1000 Н/мм² 83 м/мин, по мягкому серому чугуну 110 м/мин. Подача у этих свёрл по стали и чугуну зависит от диаметра:
| Ø, мм | 3 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| f мин, мм/об | 0,06 | 0,12 | 0,16 | 0,20 | 0,21 | 0,25 | 0,30 |
| f макс, мм/об | 0,12 | 0,24 | 0,28 | 0,30 | 0,30 | 0,36 | 0,40 |
Твердосплавному сверлу нужны малое биение, жёсткая установка и устойчивое врезание: сплав хрупкий и плохо переносит заедание стружки.
Корпусные свёрла со сменными пластинами
Данные каталога Canela для свёрл Ø 17,5–25,4 мм с максимальной глубиной 3·D:
| Группа | Материал | f, мм/об | vc, м/мин |
|---|---|---|---|
| P | Нелегированная сталь, 90–200 HB | 0,04–0,08 | 100–250 |
| P | Нелегированная сталь, 0,25–0,55 % C, 125–225 HB | 0,04–0,12 | 100–250 |
| P | Низколегированная сталь, 150–260 HB | 0,08–0,12 | 90–250 |
| M | Аустенитная нержавеющая, 150–250 HB | 0,04–0,12 | 70–150 |
| K | Серый чугун низкой прочности, 150–220 HB | 0,09–0,15 | 80–180 |
| K | Серый чугун высокой прочности, 200–330 HB | 0,09–0,15 | 70–150 |
| N | Деформируемый алюминий, 75–150 HB | 0,08–0,12 | 150–375 |
Подача зависит от диаметра, для больших свёрл каталог даёт другие значения. Марку пластины подбирают по группе материала отдельно. Рекомендации каталога при установке:
- Поверхность входа с наклоном больше 2° или вогнутая: подачу снижают до 1/3.
- Поперечное отверстие больше 1/4 диаметра сверла: подачу снижают при его прохождении.
- Сквозное сверление: на выходе образуется диск, вокруг него ставят защиту.
Что меняет режимы
Глубина отверстия. При сверлении вязких материалов WNT советует снижать скорость на 10 % при глубине больше 4·D и на 15–20 % при глубине больше 6·D. Walter для X·treme Plus указывает снижение примерно на 5 % при глубине больше 5·D. Цикл с выводом сверла применяют при признаках проблем со стружкой, а не по умолчанию. Отвод стружки становится заметной задачей примерно с 3–5·D, это ориентир, а не предел.
Подача. Слишком большая перегружает кромку и увеличивает осевую силу. Слишком маленькая даёт длинную стружку, которая забивает канавку, поднимает момент и может сломать сверло.
Скорость. Слишком большая ускоряет все виды износа. Слишком маленькая в вязких материалах вызывает нарост.
Выход сверла. В конце отверстия нагрузка на кромки резко меняется. Подачу снижают перед выходом, особенно в тонких стенках, алюминии и мягких сталях.
Что важно по группам
- P. Низкоуглеродистая сталь даёт длинную вязкую стружку и забивает канавку. Легкообрабатываемые стали сверлятся проще за счёт короткой стружки.
- M. Держите подачу, не допускайте выстоя. Дуплексные стали сложнее обычных аустенитных, значения для них смотрите отдельно.
- K. Стружка короткая, главная проблема в абразивном износе и пыли. Высокопрочный чугун тяжелее серого.
- N. Алюминий забивает канавку и налипает, важны полированная канавка и смазка. Высококремнистые сплавы абразивны и требуют инструмента на основе алмаза.
- S. Нужны острая кромка, постоянная подача, сдержанная скорость и по возможности внутренний подвод СОЖ.
- H. По возможности сверлите до закалки. Сверление после закалки считается особой операцией.
Диаметр отверстия под резьбу есть в статье свёрла под резьбу, размеры для установки в центрах в статье про центровочные отверстия, общий порядок выбора режимов в статье как выбрать режимы резания, а про охлаждение в статье виды и концентрация СОЖ. В каталоге: монолитные спиральные свёрла и корпусные свёрла.
Частые вопросы
Какая скорость резания при сверлении стали?
Быстрорежущим сверлом по каталогам примерно 10–45 м/мин, твердосплавным примерно 80–230 м/мин. Разброс большой, потому что зависит от марки стали, покрытия и линейки свёрл. Точное значение берите из каталога производителя сверла.
Какая подача при сверлении на 10 мм?
Для быстрорежущего сверла Ø 10 мм каталог WNT даёт по стали и чугуну примерно 0,12–0,25 мм/об, по нержавеющей стали 0,12–0,16 мм/об. Для твердосплавных свёрл Canela Ø 10 мм по стали и чугуну указана подача 0,20–0,30 мм/об.
Как рассчитать обороты при сверлении?
По формуле n = 1000 · vc / (π · D). Например, при vc = 24 м/мин и диаметре 10 мм получается около 764 об/мин. Минутная подача равна f · n.
Почему нержавейку нельзя сверлить с малой подачей?
Аустенитная нержавеющая сталь наклёпывается. Если кромка трёт, а не режет, перед ней образуется упрочнённый слой, растут момент, нагрев и риск поломки. Поэтому подачу держат не ниже рекомендованной и не допускают выстоя.
Нужно ли снижать режимы для глубоких отверстий?
Да, но величина зависит от производителя. Каталог WNT для вязких материалов советует снижать скорость на 10 % при глубине больше 4·D и на 15–20 % при глубине больше 6·D. Walter для своей линейки указывает снижение примерно на 5 % при глубине больше 5·D.
Можно ли сверлить закалённую сталь?
По возможности отверстие сверлят до закалки. Если это невозможно, нужны инструмент для твёрдых материалов и жёсткая установка. По каталогу Walter твердосплавная линейка X·treme Plus работает по стали 45–55 HRC на 50–80 м/мин, стартовые значения для других свёрл смотрите у их производителей.
Источники
- WNT, каталог Solid drilling and bore machining, раздел HSS drilling: стр. 01|46, 01|55
- Europa Tool, HSS & HSSCo Drilling Cutting Data (810504, 820504, 810505, 820404, 820604)
- Walter, Product handbook Drilling & Threading, 2009: таблица X·treme Plus cutting data
- Canela, каталоги G и H, Solid Carbide и Drills: стр. G76, G80, G84, G88, H12–H15
- База знаний Metalworking Knowledge: Cutting Parameters in Drilling; Workpiece Materials in Drilling; Tool Materials and Coatings in Drilling