Описанные сверла при углублении в материал уходили в сторону, так как их режущие кромки были несимметричны и имели разную длину. Науки о сверлении-«разрезании» еще не существовало. Свой опыт мастера передавали ученикам.
1822 г. Спиральное сверло изобретено!
Начало XX в. «Отварили» быстрорежущую инструментальную сталь. Сверла из быстрореза позволили довести окружную скорость сверления до 20–30 м/мин. Производительность в сравнении с первобытным сверлением возросла в 10 000 раз.
Спиральные сверла — самые распространенные. Они с ходу «протыкают» материал, надежно отводят стружку. Однако есть и масса недостатков. Поперечное лезвие-перемычка, соединяющая две главные режущие кромки, не режет, а мнет металл. Поэтому создается значительное сопротивление резанию. Затупление поперечного лезвия ведет к такому возрастанию нагрузки, что сверло ломается пополам. Подсчитано, что усилие вдоль оси сверла, потребное для врезания перемычки, составляет 60 % от общего усилия.
Двухкромочные спиральные сверла трудно заточить так, чтобы обе режущие кромки были одинаковыми по форме и размерам. Различные кромки режут по-разному, и сверло уводит. Отверстие получается не круглое инее нужном месте. Это чаще происходит при засверливании глубоких отверстий.
Вот почему производят еще полые, однокромочные, пушечные, ружейные, корончатые и другие сверла (рис. 2).
Рис. 2. Основные виды сверл:
а — спиральное с цилиндрическим хвостовиком; б — спиральное с коническим хвостовиком; в — с прямой канавкой и твердосплавной пластиной; г — перовое; д — ружейное; е — однокромочное; ж — двухкромочное; з — для кольцевого высверливания; и — центровочное по металлу; к — плоское по дереву
Тем не менее двухкромочное спиральное сверло по производительности не превзойдено.
Сверла глубокого сверления (рис. 2,д, е, ж) в основном используют при сверлении сквозных и глухих отверстий в длинных предметах. Ружейные сверла применяют для высверливания отверстий малых диаметров, одно- и двухкромочные — для сверления средних и крупных отверстий.
Отверстия диаметром свыше 50 мм осуществляют сверлами для кольцевого сверления (рис. 2,з). Это полые головки, в корпуса которых вставлены резцы и направляющие штанги-шпонки. Каждую головку присоединяют конической резьбой к штанге.
Центровочные сверла (рис. 2,и) — для получения центровых отверстий, преимущественно в металлических заготовках, предположим, перед токарной обработкой.
Вращение плоского сверла (рис. 2,к) напоминает движение «ножек» циркуля. Самый длинный центральный треугольный выступ на сверле втыкают в древесину. Затем — вращение сверла. Крайние выступы на сверле совершают кольцевые движения, взрезая древесину.
В процессе сверления сверло одновременно совершает вращательное и поступательное движение в направлении своей оси. При этом режущие кромки сверла захватывают при врезании все новые слои металла, образуя стружку. Канавки сверла выводят стружку из обрабатываемого отверстия. Чем быстрее вращается сверло и чем быстрее оно перемещается вдоль своей оси, тем раньше будет закончена операция сверления.
Скорость резания — это путь перемещения при вращении наиболее удаленной от оси точки режущей кромки сверла за 1 мин. Скорость резания обозначается латинской буквой V и измеряется в метрах в минуту. Ее определяют по формуле:
V = π∙D∙n/1000 м/мин,
где V — скорость резания, м/мин; D — диаметр сверла, мм; n — число оборотов сверла в 1 мин; π — постоянное число, равное 3,14.
Так как диаметр отверстия измеряется в миллиметрах, произведение надо разделить на 1000.
От скорости резания зависит время, которое будет затрачено на сверление отверстия. Но чем больше будет скорость резания, тем быстрее нагреется и затупится сверло.
Поступательное перемещение сверла вдоль оси, или, как его называют, подача, определяет толщину срезаемой стружки. Подача измеряется в миллиметрах за оборот сверла. Чем больше подача, тем толще срезаемая стружка и тем быстрее будет просверлено отверстие. Но при большей подаче сверло может прогнуться и поломаться. Эта опасность тем больше, чем меньше диаметр сверла. При увеличении диаметра сверла подачу можно увеличить, если это позволяет мощность сверлильного оборудования. Рост подачи, однако, тоже может способствовать нагреву сверла, но в меньшей степени, чем повышение скорости резания.