Оптимальные углы заточки сверла при работе с металлом

Применение высококачественного сверла при создании отверстий в металле обеспечивает необходимые технические характеристики конечного изделия. Точность выполнения этой операции существенно зависит от угла заточки сверла для обработки металла.

Определить необходимость производства заточки сверла определяется на основании оценки следующих признаков:

• увеличение времени сверления;
• изменение размера образующейся стружки (в сторону уменьшения);
• нарушение температурного режима (перегрев режущего инструмента, самой заготовки, у которой вырезается отверстие);
• появление характерного механического шума во время работы

При интенсивном проведении сверления режущая кромка затупляется. Её износ начинается с переднего угла. Одновременно происходит износ задней кромки и перемычки между ними. Первым признаком изменения первичных параметров инструмента до предельных значений является характерный металлический звук. Происходит прекращение высверливания отверстия даже при увеличении скорости и силы подачи.

Точная обработка рабочих поверхностей сверла обеспечивает высокое качество отверстий, позволяет повысить скорость проведения операций, препятствует перегреву, продлевает срок их службы.

Виды заточки свёрл по металлу

Порядок восстановления формы режущей поверхности зависит от выбранного вида заточки. Основными видами являются:

• одинарная или нормальная;
• аналогичная с постепенной подточкой (доведением края до требуемой формы);
• одинарная с последующей правкой (подточкой) поперечного края и ленточки;
• двойная с подточкой поперечной кромки или с последовательной обработкой кромки и ленточки.

Выбор необходимого вида в основном зависит от следующих факторов:

• физических характеристик металла, в котором планируется сделать отверстие заготовка;
• диаметра применяемого инструмента;
• параметров резания.

Наиболее распространённым видом считается так называемая одинарная заточка. Её применяют для инструмента небольшого диаметра (до 12 миллиметров).

Особенности различных видов заточки сверл

Правильность выбранного метода зависит от точной оценки износа отдельных элементов. Наибольшему износу подвергаются:

• задняя или передняя поверхность;
• перемычка;
• установленные углы;
• снятая фаска.

В зависимости от степени износа одного из параметров или одновременно нескольких выбирают вид заточки, способный устранить эти недостатки. Чтобы добиться качественного результата сверления необходимо правильно выбрать диаметр сверла, форму режущей кромки. Для поддержания её в рабочем состоянии, придания необходимой формы следует правильно выбрать способ (вид) заточки.

Применяемые виды обозначаются принятыми аббревиатурами и делятся на следующие категории:

1. НП – предполагает последовательное подтачивание поперечной кромки. Это позволяет уменьшить её длину, тем самым снизить величину внешних нагрузок, увеличить срок нормальной работы сверла.
2. НПЛ – этот вид предполагает обработку поперечной кромки и ленточки. Что приводит к уменьшению поперечного размера ленточки. Такая обработка способствует получению требуемого заднего угла. Это уменьшает силу трения режущей кромки о поверхность металла;
3. ДП – относится к категории двойной заточки. Правильное применение позволяет получить одну поперечную и четыре дополнительных режущих кромки.
4. ДПЛ – такая обработка свёрл по металлу предполагает последовательное подтачивание ленточки. В результате создаются лучшие условия для отвода тепла, повышается надёжность и долговечность.

Все виды обработки направлены на создание оптимальных условий при проведении сверления. Описание правил и характеристик заточки установлены соответствующими стандартами. Все параметры заточки сверла по металлу сведены в единую таблицу. В ней приведена геометрия применяемых форм режущей кромки для различных условий резания. Перечисленные виды заточки позволяют производить качественное восстановление параметров режущей части инструмента диаметром до 100 мм. При применении перечисленных методов очень важно учитывать параметры металла, из которого изготовлен инструмент. Это необходимо для правильного выбора точильного инструмента (шлифовального круга). Например, для качественного восстановления свёрл изготовленных из быстрорежущей стали специалисты советуют применять электрокорундовый шлифовальный круг. Если сверло изготовлено из твердосплавных материалов, целесообразно производить обработку кругом с алмазным напылением. Операция восстановления параметров приводит к существенному нагреву детали, особенно его режущей кромки. Поэтому этот процесс необходимо проводить поэтапно с применением охлаждающей жидкости.

Особое внимание следует уделить восстановлению основных параметров сверла в условиях домашней мастерской. Необходимо обеспечить высокое качество следующих показателей:

• одинаковую длину кромок и ленточки (измерение можно произвести имеющимся мерительным инструментом);
• остроту обеих кромок (проверка проводится визуально);
• значения обоих углов (переднего и заднего).

Для упрощения последней задачи многие мастера изготавливают самостоятельные шаблоны, которые обеспечивают требуемый угол заточки. Точное соблюдение этих параметров, правильная подточка перемычки существенно увеличивает срок службы сверла. Однако существуют определённые виды свёрл, специфика которых значительно затрудняет процесс заточки. Проблемы с заточной спирального сверла или ступенчатого, связаны со сложной геометрией их конструкции. Поэтому заточку таких инструментов производят на специальных станках с применением разработанного оборудования. Особую сложность представляет заточка ступенчатых свёрл по металлу. Такую заточку можно провести только с использованием специального инструмента и большого опыта. Однако следует отметить, что основное количество такого инструмента вообще не подлежит повторной заточке. Не один из методов не применим к свёрлам с алмазным напылением или другими твёрдыми насадками.

Рекомендуемые углы заточки

Существующая сводная таблица углов заточки свёрл, является установленным стандартом требований для основных параметров режущих инструментов. В ней указаны наиболее оптимальные значения параметров инструмента для операции резания (сверления). Все эти параметры включены в соответствующий ГОСТ. Они позволяют добиться наиболее оптимального результата.

Углы заточки сверла по металлу для изготовления отверстий в заготовках, изготовленных из разных материалов, определяются на основании их физических и механических характеристик:

• твёрдостью (по выбранной шкале);
• хрупкостью;
• вязкостью (плотность).

В качестве примера можно рассмотреть инструмент, изготовленный из инструментальной стали. Для него наиболее оптимальным считается угол в пределах 120°.  Применение более мягких марок стали требует его снижения до 90 градусов. На основании разработанных методик и опыта применения различных свёрл установлено, что для более мягких материалов (дерево, различные виды пластмасс, мягкие и тонкие металлы) целесообразно изготавливать инструмент более острым. Угол заточки сверла по дереву достигает 90°. Для отверстий в пористых или слишком хрупких и материалах используют увеличенный угол заточки. Отдельно рассматриваются параметры для свёрл специальной конструкции. В свёрлах, выполненных в форму спирали, предусмотрены специальные широкие канавки. Они позволяют качественно удалять стружку во время резания. Для этого типа угол наклона спирали выбирается в 45°. При вершине он должен составлять 120-140°. Изменение его параметров зависит от твёрдости заготовки, в которой планируется изготовить отверстие.

При выборе угла заточки следует учитывать конструктивные особенности изделия. К ним относятся:

• Величина переднего угла. Он измеряется между касательной к передней поверхности режущего края в рассматриваемой точке и нормалью, проведенной к этой точке от поверхности вращения сверла вокруг своей оси.
• Значение заднего угла. Он находится между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке и касательной к этой же точке;
• Размер ленточки. По этим термином понимают расстояние между передней и задней плоскостями заточки.

Правильный выбор этих параметров определяет не только правильность заточки сверла, но и качество будущего отверстия.

Углы для разных материалов

В установленных стандартах приведены параметры наконечника для разных материалов. Основополагающими параметрами считаются:

1. Угол заточки сверла для стали зависит от марки стали, из которой изготовлена заготовка. Для обычной и низколегированной стали рекомендуется производить обработку под углом в интервале от 116 до 118 угловых градусов. Допустимое отклонение от указанного параметра составляет ± 2 градуса. Инструменты с такими параметрами применяются при для изготовления отверстий в деталях из чугуна. Более прочная сталь обрабатываться инструментом, угол которого равен 130 или 140 градусов.
2. Такие же значения применяются при сверлении высоколегированных металлов, твёрдых марок стали. Обладая углом в 140 градусов сверло уверенно производит отверстие в тонколистовом металле. Оно применяется для одинарного листа или целого пакета.
3. Для титана и его сплавов угол заточки варьируется от 90° до 120° в зависимости от добавок и присадок.
4. Для мягких и лёгких металлов угол заточки выбирают в интервале от 120 до 130 угловых градусов. Разрешённый допуск составляет ± 3 угловых градуса. Такое значение угла применяется к заготовкам из алюминия, мягких сплавов и латуни. Данный угол подходит для сверления меди.
5. Угол заточки сверла по дереву или пластмассы составляет 90-100°.
6. Сверление различного вида пластмасс, органического стекла и эбонита целесообразно производить острым инструментом с углом в 50° или 90°. Чем плотнее материал, тем параметр должен быть больше.

Если заточка сверла была произведена неправильно (его угол не соответствует установленным нормам) это приведет к сильному нагреву и даже перегреву. Нарушение температурного режима может закончиться механическим повреждением инструмента и деформации отверстия. Допущенные ошибки в процессе восстановления параметров инструмента становятся основной причиной нарушения технологического процесса и как следствие невыполнения требований к отверстию.

Контроль качества заточки

Для восстановления исходных параметров инструмента необходимо выбрать точильный круг, твёрдость которого позволяет качественно получить исходные параметры. На начальном этапе производят восстановление задней поверхности. Основной задачей является правильный выбор угла подачи к поверхности точильного круга. После завершения этой работы приступают к приведению в нормальное состояние передней кромки.

Во время проведения этой операции необходимо контролировать два параметра: угол наклона инструмента к поверхности круга и размер создаваемой перемычки. Основными требованиями к результату этой операции является: формирование обеих кромок равной длины, получение заданных углов наклона. Для изделий, у которых по технологии необходимо получить небольшой задний угол целесообразно подточить дополнительно заднюю поверхность. Это снизит её трение во время резания и не будет увеличиваться нагрев инструмента и заготовки.

Несоблюдение этих требований приведёт к ухудшению качества просверленных отверстий и нарушение технологии резания. После завершения операции проводится проверка качества полученных параметров. Если были допущены определённые отклонения от предъявленных требований, производится доводка сверла до нужной кондиции. На предприятиях, где свёрла используют для производства большого количества отверстий, доводка производится в обязательном порядке. После завершения всех технологических операций по восстановлению инструмента рекомендуется проверить его основные геометрические параметры. Для решения этой задачи применяют следующие приспособления:

• изготовленные шаблоны;
• прибор, разработанный В. А. Слепниным.

В первом случае используют готовые шаблоны, которые изготавливаются по заранее рассчитанной методике. Такие шаблоны можно приобрести готовые через торговую сеть или изготовить самостоятельно. Методы их изготовления приведены в специальной литературе или на интернет порталах.

Основу прибора, разработанного Слепниным, составляют два диска. Они вращаются относительно друг друга. Основным его достоинством является вариативность возможных измерений. Эта универсальность позволяет избавиться от необходимости создавать большое количество индивидуальных шаблонов. Поэтому значительно сокращается время проверки нескольких изделий. При проверке каждого инструмента после завершения операции заточки необходимо проверить не только полученные параметры, но и равенство длины противоположных режущих кромок. Если они будут отличаться по длине, это приведёт к увеличению диаметра полученного отверстия. Далее необходимо проверить изменение заднего угла режущей кромки. Он должен постепенно увеличиваться по направлению к центру инструмента.

Как влияет угол при вершине сверла на прочность инструмента и процесс резания?

Угол при вершине сверла называется углом заточки. Угол заточки сверла влияет на процесс резания и прочность инструмента.

1. Процесс резания: Угол заточки сверла определяет способность инструмента резать материал. Например, больший угол заточки, более острое сверло, позволяет легко проникать в материал, в то время как меньший угол заточки обеспечивает более широкую поверхность резания и может быть полезен для резания твёрдых материалов.

2. Прочность инструмента: Угол заточки сверла также влияет на прочность инструмента. Острые сверла с большим углом заточки более склонны к износу и трещинам, чем сверла с меньшим углом заточки. Однако сверла с меньшим углом заточки могут затупляться быстрее и требуют более частой заточки.

Идеальный угол заточки сверла зависит от материала, который вы режете. Разные материалы требуют разных углов заточки. Например, для резки мягких материалов, таких как древесина и пластик, подходит угол заточки в диапазоне от 30 до 60 градусов. Для резки твёрдых материалов, таких как металл, подходит угол заточки в диапазоне от 90 до 140 градусов.