Типичным представителем сверлящего инструмента являются универсальные (спиральные) сверла.

Спиральное сверло состоит из следующих частей (рис. 3.1): режущая часть 1, транспортирующая часть 2, шейка 3, хвостовик 4 и лапка 5.

Режущая часть сверла. Участки сверла, производящие резание, образуют режущую часть сверла. Режущая часть имеет две главные 1, две вспомогательные 2 и одну поперечную 3 режущие кромки (рис. 3.2). Главные режущие кромки наклонены к оси сверла под углом  — главным углом в плане. Обычно рассматривают не угол , а его удвоенное значение 2- угол при вершине. Значения угла 2для стандартных быстрорежущих сверл принимают в пределах 118…120⁰, а для твердосплавных сверл – 130…140⁰.

Поперечная кромка 3 с проекциями режущих кромок образует угол  — угол наклона поперечного лезвия; обычно .

Рис. 3.1. Конструкция спирального сверла

Рис. 3.2. Режущая часть сверла

Передний угол главных режущих кромок  определяется в нормальном сечении N-N и является величиной переменной. Наибольшее его значение на периферии сверла, а

наименьшее – в центре. Его максимальное значение находится по следующей зависимости:

.                                                                                                        (3.1)

Передний угол может быть определен и в цилиндрическом сечении — в каждой точке режущей кромки он равен углу наклона винтовой канавки:

.                                                                                                            (3.2)

Задний угол главных режущих кромок сверла, как и передний, может измеряться в двух сечениях: в цилиндрическом  и нормальном . Эти углы связаны между собой зависимостью:

.                                                                                                         (3.3)

Задние углы являются переменными; минимальное значение они принимают на периферии сверла. Для стандартных сверл из быстрорежущей стали  принимается равным 8…15⁰, для твердосплавных сверл =4…6⁰.

Угол наклона винтовых канавок сверла  оказывает влияние на прочность и жесткость сверл, а также на стружкоотвод. Рекомендуются следующие значения углов : для обработки хрупких материалов (чугун, бронза и др.) ; для обработки материалов средней прочности и вязкости (конструкционные стали) ; для обработки вязких материалов (алюминий, медь) .

Иногда, кроме угла  задается и шаг винтовых канавок:

,                                                                                                                     (3.4)

где D – диаметр сверла;  — угол наклона стружечной канавки на диаметре D.

Рис. 3.3. Форма поперечного сечения транспортирующей части сверла

Транспортирующая часть сверла (рис. 3.3) предназначена для удаления стружки из зоны резания и служит для направления сверла в отверстии ленточками . Ширина ленточек должна быть возможно меньшей для снижения трения об обрабатываемое отверстие, но вместе с тем и такой, чтобы обеспечить достаточную прочность ленточек. Ширину ленточки следует выбирать по формуле:

.                                                                                                        (3.5)

Ленточки по длине сверла имеют обратную конусность в пределах 0,03…0,12 мм на каждые 100 мм длины сверла – для быстрорежущих сверл и 0,1…0,2 мм – для твердосплавных сверл.

Диаметр сердцевины сверла К принимается равным (0,125-0,145)dи с целью упрочнения инструмента увеличивается к хвостовику сверла (до 1,7 мм на 100 мм длины).

Диаметр спинки сверла  выбирают по зависимости .

Угол стружечной канавки сверла  обычно равен углу спинки или больше него на 2…3⁰. Исходя из этого, определяется ширина пера  в нормальном к оси сечении. На чертеже инструмента обычно указывается ширина пера  в сечении, нормальном направлению стружечной канавки, связанная с  зависимостью

.                                                                                                                    (3.6)

Радиусы дуг, образующих профиль винтовой канавки сверла, принимаются равными  и , а центры дуг лежат на прямой, проходящей через центр поперечного сечения сверла.

Шейка выполняется только у сверл с коническим хвостовиком и служит для выхода шлифовального круга, а также для маркировки сверла.

Хвостовики спиральных сверл изготавливаются цилиндрическими или коническими с конусами Морзе, которые стандартизированы     ГОСТ 25557-82.

Лапка служит для выбивания сверла из шпинделя или из оправки.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что на стойкость сверл влияет большое число факторов, главными из которых являются:

- точность выполнения режущих элементов сверл;

- геометрия режущей части: двойной угол при вершине 2, угол наклона винтовой стружечной канавки , задний  угол ;

- способ заточки;

- жесткость инструмента и системы СПИД, а также величина вылета сверла;

- применяемые режимы резания и условия эксплуатации сверл.

Обобщенные данные отечественного и зарубежного передового научно-технического опыта позволяют определить главные направления в развитии современных конструкций быстрорежущих спиральных сверл:

1. Повышение динамических характеристик сверла – прочности, жесткости и виброустойчивости — за счет установления рациональной толщины сердцевины; увеличения диаметра спинки сверла; уменьшения длины спирали и вылета сверла; применения различных методов заточки сверла и подточки сердцевины; применения термообработки, обеспечивающей максимальную прочность и жесткость; увеличения жесткости крепления сверла путем применения конических цапф для цилиндрических сверл; изыскания новых конструкций и т.д.

2. Повышение точности выполнения геометрических параметров режущей части сверла – приближение к идеальному сверлу, которое имеет нулевое биение ленточек на всей длине спирали и полную симметричность лезвий.

3. Изыскание и применение современных инструментальных материалов для изготовления спиральных сверл, обеспечивающих высокую красностойкость при высокой прочности и достаточной упругости, например, заменой быстрорежущей стали Р6М5 в тяжелых условиях сверления на стали повышенной производительности.

4. Улучшение структуры и термообработки сталей применением быстрорежущих сталей с минимальной карбидной неоднородностью, обеспечивающих получение гарантированной термообработки по единой технологии для данной марки стали.

Конструкции спиральных сверл. Не рассматривая подробно всего многообразия существующих конструкций сверл, форм режущей части, подточек перемычки и ленточек, проанализируем лишь некоторые конструкции, удовлетворяющие первому, главному требованию в совершенствовании спиральных сверл – увеличению динамических характеристик сверла.