Диаметр режущей части может варьироваться от 0,1 до 0,99 мм. Стандартное соотношение между диаметром и длиной составляет 5:8. С помощью подвода смазочно-охлаждающей жидкости диапазон данного параметра можно расширить до 12:30.
Виды микросверл
Технология микрообработки широко используется в приборостроении, электронике, изготовлении медицинского оборудования, ювелирных изделий, микросхем, прессформ и т.п. Выпускаются различные виды микросверл, отличающиеся по размерам, форме, техническим характеристикам. Они бывают:
- цилиндрические;
- с заостренным наконечником типа «перо»;
- конические;
- плоские.
Цилиндрические со спиральным наконечником являются самыми распространенными. С их помощью можно сверлить детали любой толщины, делая в них как глухие, так и сквозные отверстия. Винтовая нарезка и специальные направляющие канавки с отполированными поверхностями способствуют быстрому отведению металлической стружки.
С помощью конических сверл зауженной формы создаются предварительные нарезки, задающие направление микросверления под заданным углом. Плоские – делают врезания на небольшую глубину.
При выполнении работ по микрообработке тонких пластин, помимо микросверл, применяются мини фрезы для фрезеровки пазов и полостей.
Материалы изготовления микросверел
При производстве микроинструментов применяются различные материалы, обладающие необходимыми характеристиками в зависимости от способов механической обработки деталей:
- Твердосплавные стали WC.
- Кобальтовые
- С алмазным покрытием.
- Высокоуглеродистая сталь.
Микросверла из карбида вольфрама отличаются высокой твердостью и долговечностью. Подходят для работы с деталями из твердых металлов, слоистых пластмасс и других материалов с высокой твердостью. В результате соединения молекул вольфрама с углеродом твердость сплава вдвое выше, чем у изделий из обычной углеродистой стали. По шкале Мооса показатель твердости победитовых микросверл находится в диапазоне 8,5–9, уступая лишь алмазу.
Копьевидные наконечники с гальваническим алмазным напылением используются для обработки изделий из керамики и стекла. С помощью таких микросверл даже в самых хрупких материалах получаются идеально ровные отверстия с ровными краями без зазубрин и сколов.
Микросверла из высокоуглеродистых сталей – для работы с мягкими металлами, деревом, пластиком и т.п.
Инструменты из кобальтовых сплавов – для микросверления деталей из нержавеющих и жаропрочных сталей.
Как выбрать микросверло
Первым делом нужно изучить маркировку сверла. Например, обозначение MSE0030SB говорит о том, что перед вами винтовое твердоплавное микросверло Ø 0,3 мм с широкой канавкой для удаления стружки. MSE означает, что инструмент работает с зажимным термопатроном, исключающим биение.
При визуальной идентификации обращайте внимание не только на типоразмеры и геометрию сверла. Большое значение имеет цвет самого металла.
- Победитовые микросверла легко узнать по форме наконечника с заостренной напайкой из карбида вольфрама либо по характерному выступу в местах соединения тела сверла с напаянной пластинкой. Режущая кромка имеет цвет металлик с желтовато-серым оттенком и благородным матовым блеском.
- Золотистый от светлых до темных оттенков – признак легированной кобальтовой стали. Такими сверлами можно сверлить закаленные металлы на высоких скоростях.
- Изделия серого либо черного цветов изготовлены из обычных конструкционных сталей, которые не отличаются высокой твердостью. Чаще всего их используют для микросверления материалов со сравнительно легкой проходимостью.
Как работать микросверлом
Основные требования микросверления:
- Правильный выбор сверла.
- Использование специализированных микродрелей и станков с регулируемой скоростью.
- Надежная фиксация хаготовки, чтобы исключить смещение.
- Установка оптимальных режимов сверления.
- Защита от перегрева с помощью охлаждающих жидкостей, масел, эмульсий.
По окончании работ необходимо очистить микросверло от стружки, осмотреть режущие кромки. При обнаружении затуплений и трещин инструмент придется заменить.
К работе микросверлом допускаются квалифицированные мастера, обладающие специальными навыками. При несоблюдении правил сверления тонкое хрупкое сверло быстро ломается.
Обрабатываемые материалы
| Металлы |
Неметаллы |
Композитные |
| углеродистая сталь |
стекло |
кремний |
| нержавейка |
керамика |
графит |
| медь |
полимеры |
углепластик |
| алюминий |
|
карбон |
| жаропрочные сплавы |
|
|
При изготовлении ювелирных украшений с помощью микроинструментов обрабатываются драгметаллы, натуральные камни, искусственные кристаллы и прочие материалы, требующие деликатного обращения.
Охлаждение и температурные режимы микросверления
Чрезмерный нагрев металла может стать причиной поломки микросверла, дефектов на обрабатываемой детали, некачественной обработки отверстий. Поддержание в зоне сверления правильной температуры поможет избежать выхода из строя инструмента и других негативных последствий.
Рекомендуемые температурные режимы
- Низкотемпературный от +30 до 60°C (для микросверления изделий из пластика, полимеров с низким коэффициентом термостойкости);
- Среднетемпературный 60 – 120°C (алюминий, медь, текстолит);
- Высокотемпературный 120 – 170°C (тугоплавкие легированные стали, жаростойкие сплавы).
Общее качество микроотверстий позволяют повысить:
- периодические остановки;
- прерывание работы при сверлении твердых металлов;
- использование СОЖ;
- обдув холодным воздухом и другие способы охлаждения.
Режимы микросверления
Выбор режимов зависит от характеристик сверла, физических свойств обрабатываемого материала, диаметра отверстий, глубины, требований по уровню точности обработки и пр. Для примера рассмотрим таблицу MPS сверел (3xDC, 5xDC, 8xDC, 12xDC).
| Материал |
Диаметр |
⌀ 3.0 - ⌀ 6.0 |
⌀ 6.0 - ⌀ 10.0 |
⌀ 10.0 - ⌀ 14.0 |
⌀ 14.0 - ⌀ 20.0 |
| Твердость |
Скорость резания (м/мин) |
Подача (мм/об) |
Скорость резания (м/мин) |
Подача (мм/об) |
Скорость резания (м/мин) |
Подача (мм/об) |
Скорость резания (м/мин) |
Подача (мм/об) |
| Малоуглеродистые стали |
≤180HB |
110 (50—120) |
0.20 (0.15—0.25) |
130 (80—140) |
0.25 (0.20—0.35) |
150 (90—170) |
0.30 (0.20—0.40) |
160 (100—180) |
0.35 (0.20—0.40) |
| Углеродистая сталь |
180—280HB |
90 (50—100) |
0.20 (0.15—0.25) |
110 (70—120) |
0.25 (0.20—0.35) |
130 (80—140) |
0.25 (0.20—0.40) |
140 (100—150) |
0.30 (0.20—0.40) |
| Легированная сталь |
280—350HB |
80 (40—90) |
0.20 (0.15—0.30) |
90 (60—110) |
0.25 (0.15—0.30) |
110 (70—130) |
0.25 (0.15—0.40) |
120 (90—140) |
0.30 (0.20—0.40) |
| Нержавеющая сталь |
≤200HB |
50 (20—100) |
0.10 (0.05—0.15) |
60 (40—120) |
0.20 (0.10—0.25) |
70 (50—120) |
0.25 (0.15—0.30) |
80 (60—120) |
0.25 (0.15—0.30) |
| Чугун |
Предел прочности ≤350МПа |
100 (70—120) |
0.25 (0.15—0.30) |
130 (100—140) |
0.30 (0.20—0.35) |
150 (110—160) |
0.35 (0.25—0.40) |
160 (120—170) |
0.35 (0.25—0.40) |
| Ковкий чугун |
Предел прочности ≤450МПа |
60 (30—80) |
0.20 (0.15—0.25) |
70 (40—90) |
0.20 (0.15—0.30) |
90 (50—110) |
0.25 (0.20—0.40) |
100 (60—110) |
0.3 (0.20—0.40) |
| Жаропрочные сплавы |
— |
20 (10—25) |
0.10 (0.05—0.15) |
25 (15—30) |
0.12 (0.05—0.15) |
25 (15—30) |
0.15 (0.10—0.20) |
30 (25—35) |
0.15 (0.10—0.20) |
Давление на сверло, скорость резания, подача напрямую зависят от твердости заготовки. Чем тверже металл, тем ниже должна быть скорость. Для более точных значений необходимо свериться с технической справкой к сверлу от изготовителя.
Использованные источники
- Авалишвили З.А., Церодзе М.П., Лоладзе Н.Т. Влияние некоторых физико-механических свойств металлической связки на эффективность работы алмазного инструмента // Журнал
- Панов В.С., Еремеева Ж.В. Технология, свойства и области применения спеченных твердых сплавов // Инфра-Инженерия, 2021
- Коваленко А.В. Точность обработки на станках и стандарты // Издательство «Машиностроение», 1992
- В. А. Кащук Высоковольфрамовая литая быстрорежущая сталь с кобальтом // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 1961
