Что такое центровочное сверло и зачем оно нужно
Центровочное сверло — режущий инструмент для формирования центровых отверстий на торцах деталей перед токарной обработкой в центрах, а также для создания входных направляющих отверстий под последующее сверление. Центровое отверстие воспринимает усилие опорного центра задней бабки токарного станка, обеспечивая точное базирование длинных деталей.
Стандартные формы центровых отверстий регламентированы ГОСТ 14034-74: форма A (без предохранительного конуса), форма B (с предохранительным конусом 120°), форма C (вогнутая), форма R (радиусная). Наиболее распространена форма A и B. В каталоге STI Store: центровочные свёрла — монолитные и специализированные серии.
Монолитные центровочные свёрла vs инструмент со сменными пластинами
Традиционные монолитные центровочные свёрла (HSS или VHM) — стандарт для универсальных токарных станков и небольших партий. Центровочный инструмент со сменными твердосплавными пластинами появился как ответ на требования серийного ЧПУ-производства, где смена монолитного изношенного сверла требует переналадки, а повторяемость позиционирования критична.
| Параметр | Монолитный VHM | Со сменными пластинами |
|---|---|---|
| Стоимость корпуса | Низкая | Высокая (корпус из стали) |
| Смена режущей части | Замена всего сверла | Замена только пластины |
| Повторяемость позиции | Зависит от заточки | Высокая (±0,02–0,05 мм) |
| Рабочий диаметр | 1–25 мм (стандарт) | Обычно D > 12–16 мм |
| Применение на ЧПУ | Стандартное | Предпочтительное |
| Серийное производство | Подходит | Оптимально |
Для диаметров D = 1–12 мм монолитные быстрорежущие центровочные свёрла или твердосплавные HM — оптимальны. Для D > 12–16 мм при серийном производстве — инструмент со сменными пластинами.
Конструкция инструмента со сменными пластинами
Центровочный инструмент со сменными пластинами состоит из стального или твердосплавного корпуса и одной или нескольких сменных твердосплавных пластин, формирующих конусную центровочную поверхность и цилиндрический входной участок.
Двойная функция пластины
Специфика центровочных операций: пластина должна одновременно формировать два элемента — цилиндрическое входное отверстие (направляющее) и конусную поверхность 60° (рабочая опорная поверхность под центр). Это требует особой геометрии пластины с двумя рабочими кромками: торцевой и конической.
Крепление пластины
Пластина крепится к корпусу через центральное отверстие или прижимной элемент. Конструкция обеспечивает повторяемость позиции при смене: режущая кромка воспроизводит своё положение с точностью ±0,02–0,05 мм без дополнительной наладки.
Типы сменных пластин для центровочного инструмента
Пластины для центровочного инструмента выпускаются в нескольких форм-факторах в зависимости от формы центрового отверстия (A, B) и диаметра.
| Форма центр. отв. | Угол конуса | Наличие защитного конуса | Применение |
|---|---|---|---|
| A (стандартная) | 60° | Нет | Стандартное центрование под токарный центр |
| B (с защитным конусом) | 60° + 120° | Да | Детали с длительным хранением или транспортировкой |
| R (радиусная) | Радиус | — | Прецизионное центрование, шлифовальные центры |
Марка сплава пластин: для конструкционных и легированных сталей — P20–P30, покрытие TiAlN PVD. Для нержавеющих сталей — M20, AlCrN. Для чугуна — K20, CVD.
Выбор центровочного инструмента по диаметру
Центровое отверстие выбирается в зависимости от диаметра и веса обрабатываемой детали. Слишком малое центровое отверстие — концентрация давления центра, быстрый износ конусной поверхности. Слишком крупное — повреждение торца детали избыточным входным отверстием.
| D детали (вал), мм | Диаметр d центр. отв., мм | D центровочного сверла |
|---|---|---|
| до 18 | 1,0–2,0 | D = 2,5–5 мм |
| 18–50 | 2,0–4,0 | D = 5–10 мм |
| 50–120 | 4,0–6,3 | D = 10–16 мм |
| 120–300 | 6,3–10,0 | D = 16–25 мм |
| свыше 300 | 10–16 | D = 25–40 мм |
Применение центровочных свёрл со сменными пластинами
Центрование торцов валов
Основное применение: центрование обоих торцов заготовки вала перед токарной обработкой в центрах. Точность центрового отверстия определяет соосность обработанных поверхностей всей детали. На ЧПУ-токарных центрах центрование выполняется с одной установки перед или после подрезки торца.
Предварительное входное отверстие под сверление
Перед сверлением VHM-свёрлами на ЧПУ наличие небольшого центрующего отверстия (2–5 мм, глубина 1–3 мм) устраняет риск «блуждания» сверла при входе. Центровочный инструмент со СМП выполняет эту операцию быстро и надёжно в серийном цикле.
Зенкование фаски под винт
При угле конуса 90° центровочный инструмент со СМП применяется для формирования конусных гнёзд под потайные головки болтов и заклёпок. Одна пластина сочетает сверление входного отверстия и зенкование фаски.
Режимы резания
| Материал | Vc, м/мин | fn, мм/об | СОЖ |
|---|---|---|---|
| Конструкционная сталь | 80–150 | 0,05–0,15 | Эмульсия |
| Легированная сталь (HB 250) | 60–100 | 0,04–0,10 | Эмульсия |
| Нержавеющая сталь | 50–80 | 0,03–0,08 | EP-эмульсия |
| Чугун | 80–160 | 0,05–0,12 | Воздух или без |
| Алюминий | 200–500 | 0,08–0,20 | МQL |
Центровочная операция — короткая по времени: глубина обычно 3–15 мм. Рабочая подача выдерживается стабильной — не снижайте fn в конце операции (нет риска «захвата» как при сквозном сверлении). Главное — правильные обороты для Vc на заданном диаметре.
Особенности по материалам
Нержавеющая сталь: обязательна EP-СОЖ, стабильная fn (не ниже минимума — наклёп). Пластина с AlCrN или TiAlN PVD. Скорость по нижней границе.
Чугун: сухое центрование или воздух. При VHM-пластинах скорость можно увеличить до 160–200 м/мин — чугун хрупкий, стружка выбрасывается без наматывания.
Алюминий: высокие скорости, МQL или масло. Пластина с DLC-покрытием или полированная — предотвращение налипания.
Таблица выбора
| Задача | Тип инструмента | Диаметр | Ссылка |
|---|---|---|---|
| Центрование D=1–12 мм, единичное | Монолитный HSS | По размеру | HSS центр. свёрла |
| Центрование D=3–16 мм, ЧПУ | Монолитный VHM | По размеру | VHM центровочные |
| Центрование D>16 мм, серийное | Корпус со СМП | По размеру детали | Центровочные свёрла |
| Предварительное отверстие под сверло | VHM короткое/центровочное | 0,5–0,7×D сверла | VHM свёрла |
Типичные ошибки
Слишком высокая Vc при малом диаметре. Для центровочного сверла D = 6 мм n = Vc × 1000 / (π × 6). При Vc = 150 м/мин: n = 7 960 об/мин — требует высокоскоростного шпинделя. На обычных токарных станках с nmax = 3 000–5 000 об/мин применяйте Vc, соответствующую максимальным оборотам: Vc = n × π × D / 1000.
Центровое отверстие слишком мелкое. Минимальная глубина конусного участка центрового отверстия должна обеспечить полный контакт с конусом центра. При мелком отверстии центр упирается в цилиндрический участок, а не в конус — погрешность центрирования.
Обработка без СОЖ нержавеющей стали. Даже кратковременная центровочная операция без СОЖ в нержавейке вызывает наклёп и быстрый износ пластины.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли заменить центровочное сверло обычным сверлом малого диаметра?
Нет. Обычное сверло не формирует конусную поверхность под центр. Попытка использовать конусный конец обычного сверла как центровое отверстие — ненадёжно: конус неточный, деталь будет биться при вращении. Для ответственных деталей — только специальные центровочные свёрла.
Зачем нужна форма B (с защитным конусом 120°)?
Защитный конус 120° предотвращает смятие кромки центрового отверстия при транспортировке, хранении или случайных ударах. Без него кромка конуса 60° легко заминается, что ухудшает опорный контакт центра при следующей установке. Для деталей, проходящих несколько стадий обработки с хранением между ними, — форма B предпочтительна.
Как проверить качество центрового отверстия?
Качество проверяется специальным шаблоном-угломером (угол 60° ±15') или визуально при установке на центр: деталь должна вращаться без биения. Для точных операций биение проверяется индикатором: допуск 0,01–0,03 мм в зависимости от требований к соосности.
Центровочный инструмент в STI Store
В каталоге STI Store: центровочные свёрла всех типов — HSS быстрорежущие и твердосплавные HM. После центрования — вращающиеся токарные центры для базирования деталей при обработке. Доставка по России и Казахстану.
Задать вопрос
