Для улучшения качества своей работы мастера часто делают станок для заточки сверл своими руками. При использовании сверл нужно обращать внимание на их остроту и отсутствие повреждений – от этого зависит качество сверления. Раньше заточку делали вручную, но сегодня можно купить специальный станок или сделать его своими силами по индивидуальным параметрам.
Особенности процесса сверления, влияющие на остроту сверл
Сверление повсеместно встречается в условиях домашнего и производственного пользования. В этом процессе режущие кромки создают углубления в поверхности при вращении. Их мощностей достаточно, чтобы воздействовать на большинство материалов, и даже металл. Наличие спирального канала выводит отходы работы и пыль, поэтому сверлить можно без остановок. Но эти частицы стирают устройство сверла, приводя к его изнашиванию. Предотвратить это может периодическая заточка.
Износ сверла напрямую зависит от длительности его использования.
Быстрее всего повреждение наступает при работе с металлом и деревом. Проблему можно заметить при обнаружении специфического скрипучего звука. В результате не только ухудшается качество сверления, но и повышается нагрев инструмента, что может вывести его из строя. При сильном износе сверла ухудшение остроты можно ощутить даже касанием.
Виды заточки:
- Одноплоскостная – используется для больших сверл. Это сильная заточка, способная крошить материал, поэтому нужно быть осторожным. Деталь нужно перемещать на круговой поверхности, не смещая положение, чтобы не повредить поверхность.
- Коническая – применяется для крупных сверл. Их нужно удерживать обеими руками, так как при воздействии на деталь она может соскользнуть.
- Доводка – это заключительный этап, который выравнивает единичные неровности и шлифует поверхность.
Чаще всего используются спиральные легированные сверла, имеющие укрепляющие напайки. Бывают и плоские модели, для больших отверстий. Независимо от параметров и диаметра им требуется заточка, предотвращающая износ.
Что понадобится для сборки станка для заточки сверл?
Не только шлифовка отвечает за режущие способности сверла, но и угол лопастей – чем он меньше, тем лучше сверление. Оптимальным углом считается 90°, для дерева требуется 100°, а пластмассе подойдет и 30°. Заточка улучшает угол режущей кромки и центрирует ее. Это выполняется наждачным покрытием, которое используется и в специализированном оборудовании или при ручной заточке. Станки могут быть промышленными или бытовыми, что определяет их габариты и мощность. Многие мастера создают собственное оборудование для заточки – это дешевое решение, часто не хуже производственной модели.
Лучше всего выполняется на специальных станках. Современный рынок предлагает большой выбор таких устройств, но не всегда их параметры соответствуют ожиданиям или же стоимость оказывается слишком высокой. В этом случае можно сделать станок своими силами, это требует только начальных технических навыков. Несмотря на меньшую мощность домашнего станка, он имеет ряд преимуществ по сравнению с промышленными аппаратами:
- использование однофазного потока электричества на 220В;
- индивидуальная настройка производительности;
- мобильность оборудования при установке ограниченного функционала;
- высокая производительность для необходимого типа сверл;
- простота ремонта и небольшие затраты сборки.
Правильный подход к созданию станка позволит получить эффективный аппарат для заточки. Для его сборки необходим тумблер, заглушка, точильный круг, достаточно сильный мотор, набор проводов, подставка и ось. Важно соблюдать технику безопасности, поэтому станок лучше укрыть в защитный корпус, видимым оставив только круг для вытачивания и ось. Для работы устройства используют как сеть постоянного питания, так и аккумулятор – для большей мобильности.
Сборка деталей в единый аппарат и обустройство элементов безопасности
Нужно предусмотреть поверхность для крепления станка. Для этого подходит стол из металла, на котором делают отметки под болты. Дальше нужно взять зернистый диск, который крепится на электродвигатель будущего станка. При несовпадении диаметров вала и диска их необходимо выровнять подручными инструментами. При совпадении же шайбу помещают на вал, после чего диск и, повторно, шайбу. На валу нужно предварительно сделать резьбу. Дальше устанавливают гайку крепления, а на круг надевается насадка против раскачки.
Можно добавить втулку, если у вала диаметр меньший за камень. В ней проделывается отверстие, которым она крепится к валу, так как втулка улучшит фиксацию и будет проворачиваться вместе с диском. Если не удается правильно подобрать электродвигатель, можно воспользоваться мотором со стиральной машины. С нее же могут устанавливаться провода, если у них три контакта в пригодном состоянии. Дальше подключается обмотка на линию фаз двух кнопок, отвечающих за включение и выключение станка. Таким образом, устройство будет срабатывать от простых команд кнопок.
Электродвигатель не представляет опасности в открытом виде, но ему стоит предусмотреть защиту. Мотор можно скрыть в металлический корпус, чтобы в нем не скапливалась пыль и не приникала влага. Поскольку при заточке свёрл выделяется много стружки, это создает опасность. Нужно соорудить защитный экран из стекла, который убережет глаза. Конечно, можно использовать и очки, но частицы металла могут отлетать в лицо. Также желательно сделать защитный кожух. Для этого подойдет покрышка, часть которой будет на треть закрывать точильный диск.
Затачиваем детали на самодельном станке
Если нет возможности достать электромотор, можно обойтись простой дрелью. Необязательно покупать новое устройство, подойдет и старый аппарат, в котором функционирует двигатель. Для создания станка ее нужно закрепить на поверхности, а в патрон установить универсальный диск (можно заменить точильным кругом) или втулку. При включении дрели она будет пригодной для работы над сверлами. Чтобы добиться наилучшей эффективности, нужно правильно подходить к процессу заточки. Поскольку в сверлах имеется две резьбы, при их обработке важно сохранить одинаковые размеры, чтобы ось вращения соответствовала центру сверления.
Перед началом заточки нужно проверить надежность крепления диска и защитных элементов. Понадобится от получаса для качественного результата. Каждый материал сверла имеет свои особенности заточки и сторону вращения, что необходимо изучить перед работой. В настольный станок устанавливается точило (абразивный диск или наждак) самого грубого формата. Это позволит выровнять основные повреждения. После этого нужно перейти на мелкий абразив, который будет шлифовать поверхность. Важно придерживаться одного угла заточки, хотя сверло и съезжает в процессе. Если это упустить, существует риск соскока и появления травм.
Важно избежать перегрева сверл. Это разрушает их пластины, поэтому нужно периодически опускать их в воду (этого нельзя делать, если сверло уже накалилось). В остальном же для заточки сверл достаточно простого мастерства. Соблюдение процедуры и правил безопасности позволит быстро затачивать сверла на самодельном станке и обойтись без дорогостоящего оборудования.
Затупленные сверла могут сломаться во время работы, и поранить вас. Гораздо лучше и легче работать острыми. В этой инструкции найдете чертежи и прибор для заточки сверл.
Шаг 1: Сравнение острого и затупленного сверла
Слева затуплено. Это видно по световому блику на режущей кромке между двух канавок. На фото справа видна острая режущая кромка.
Шаг 2: Инструмент для заточки
Опытные люди умеют затачивать сверла своими руками. В теории, хвостовик нужно держать в правой руке под углом 59° относительно приспособы для заточки сверл. Когда сверло касается точилки, нужно провести хвостовик дальше влево вниз, в то же время повернув сверло вокруг своей оси по часовой стрелке. У меня это ни разу не получилось.
Заточный инструмент, который вы видите на фотографии, я купил почти тридцать лет назад. Такие простые приспособления для заточки сверл до сих пор продаются почти по той же самой цене.
Шаг 3: Устанавливаем градус
Направляющую на стойке можно устанавливать в семь положений. У моих сверл профиль угла режущей кромки 59°, нужно выставить этот градус на направляющей. Затяните барашковую гайку.
Шаг 4: Выравниваем кромку
У заточного инструмента имеется маленький заостренный наконечник, и край канавки нужно установить в притык к нему. Наконечник можно опустить или поднять, чтобы подвести к краю канавки.
Шаг 5: Величина выноса
Для начала нужно установить вынос (расстояние между желтыми линиями), он должен быть равен радиусу (расстояние между зелеными линиями).
Шаг 6: Ширина и угол режущей кромки
Обратите внимание на угол красной линии. Если в предыдущем шаге вы вынесли сверло слишком далеко, режущая кромка приблизится к верхушке. Кромка получилась слишком широкой, а профиль — плоским. Из-за этого оно будет скользить по поверхности металла и вам будет тяжело засверлиться. Вы можете немного уменьшить вынос, но совсем немного, иначе вы можете случайно испортить наконечник заточного инструмента о точильный круг стойки.
Шаг 7: Идеальный угол режущей кромки
В идеале кромка должна быть как можно меньше. Она будет нижней точкой между скошенными гранями канавок сверла, на фото обозначена желтой линией, это сверло будет резать металл очень хорошо.
Шаг 8: Зажимаем
После того, как вы выставите вынос, завинтите винт крепления.
Шаг 9: Выставляем длину
Установите заточную направляющую на длину сверла. Конец должен быть в передвижном лотке, а не висеть в воздухе. Расслабьте металлическую окрашенную гайку. Отрегулируйте черную гайку. Затяните металлическую окрашенную гайку.
Шаг 10: Выставляем высоту
Хвостовик должен располагаться под прямым углом к точильному кругу. Для заточки я использую радиально-отрезной станок. Кончик нужно совместить с центром оси точильного круга.
Шаг 11: Закрепляем станок на столе
Бита должна лишь слегка касаться точильного круга. Если прижимать слишком сильно, заточить его будет очень трудно. Оно перегреется, и вы снимите слишком много металла.
Основание заточной направляющей должно быть под прямым углом к точильному кругу (зеленая линия). А верхнюю часть направляющей поверните так, чтобы острие смотрело немного левее центра (угол между зеленой и желтой линиями). Сдвиньте станок вперед так, чтобы сверло коснулось поверхности точильного круга. Зафиксируйте станок на столе.
Шаг 12: Приготовьтесь точить
Поверните кончик вправо. Включите точильный круг.
Шаг 13: Заточка
Сдвиньте хвост направляющей вправо (красная стрелка), чтобы сверло коснулось точильного камня. Желтые волнистые линии изображают искры. Когда сверло будет находится в этой позиции, собственно, и будет происходить его заточка.
Шаг 14: Поворот биты
Продолжайте сдвигать хвост направляющей вправо, пока сверло не выйдет за край камня. Чтобы заточить с другой стороны, вам нужно повернуть его вокруг своей оси на полоборота.
Сначала выключите станок. Затем расслабьте крепление и поверните его на полоборота. Край канавки должен быть впритык к заточному наконечнику. Повторите предыдущие два шага.
Выключите станок. Вытащите из крепления. Проверьте ширину поперечной режущей кромки. Если вы недовольны качеством заточки, измените вынос и повторите процесс.
Шаг 15: Заточенное сверло
На фото показана хорошая заточка. Режущие кромки не истерты и не закруглены, они острые и четкие. Длина и угол поперечной режущей кромки тоже вполне хороши.
Шаг 16: Тонкие сверла
Такой заточный инструмент хорош для 3 мм и больше. Если тоньше, его уже не получится заточить с помощью этого прибора.
Для заточки тонких сделайте специальный блок из деревянного бруска длиной примерно 10 см. Обратите внимание – угол между красными линиями составляет 77°.
Шаг 17: Угол между гранями деревянного бруска
Боковой вид блока. Угол между красными линиями составляет 59°.
Шаг 18: Направляющая линия
На верхней плоскости бруска виден треугольный вырез. Этот пропил идет по всей верхней грани блока и служит ложем. Угол между красными линиями также составляет 59°. Края треугольного пропила служат для выверения режущих кромок. Выверять кромки можно на глазок.
Шаг 19: Закрепляем на бруске
Поместите сверло в пропил на бруске. Брусок установите в тиски таким образом, чтобы хвостовик был над захватом, а захват немного выходил за скошенную сторону бруска. Поверните, чтобы одна из режущих кромок совпала с направляющим краем треугольного выреза. Закрепите струбциной. Капните немного масла на точильный брусок. Проведите вдоль скошенной стороны устройства, тем самым затачивая сверло.
Когда точильный брусок перестанет снимать металл, поверните сверло на полоборота и точите другую кромку. Проверить самодельную заточку можно с помощью увеличительного стекла, если нужно.
При работе с твердыми заготовками, рабочая поверхность сверла быстро изнашивается. Затупленное сверло сильно нагревается и теряет прочность. Это происходит по причине «отпускания» металла. Инструмент периодически надо затачивать. Впрочем – это относится не только к сверлам.
Сверла относятся к недорогим приспособлениям. Во всяком случае, те модели, которые используются в домашнем хозяйстве. Тем не менее, покупать новый наконечник всякий раз после его затупления – расточительно.
Существуют фабричные приспособления для заточки, но при этом нарушается концепция экономного использования домашних инструментов.
Сверла по дереву практически не тупятся, разве что инструмент можно «загнать» на высоких оборотах в смолистой заготовке. Победитовые наконечники и камню не затачивают. Остается заточка сверла по металлу. Многие слесари со стажем проводят эту процедуру , безо всяких приспособлений.
Однако, точность работ оставляет желать лучшего, да и глазомер не у каждого домашнего мастера развит настолько профессионально. В любом случае, минимальная механизация необходима.
Как изготовить самодельное приспособление для заточки сверл?
В первую очередь, необходимо обзавестись средством контроля. Как бы вы не затачивали сверло, необходим шаблон для проверки точности работ.
Обычные сверла для работы с черными металлами имеют угол кромки 115-120 градусов. Если вами приходится работать с разными материалами – ознакомьтесь с таблицей углов:
| Обрабатываемый материал | угол заточки |
| Сталь, чугун, бронза твердосплавная | 115-120 |
| Латунные сплавы, мягкая бронза | 125-135 |
| Красная медь | 125 |
| Алюминий и мягкие сплавы на его основе | 135 |
| Керамика, гранит | 135 |
| Древесина любых пород | 135 |
| Магний и сплавы на его основе | 85 |
| Силумин | 90-100 |
| Пластик, текстолит | 90-100 |
Зная эти значения, можно приготовить несколько шаблонов, и в соответствии с ними производить заточку самостоятельно. При этом можно одно и то же сверло применять для различных заготовок, стоит лишь поменять угол вершины рабочей области.
Если сверлить приходится только древесину, то об остроте сверла можно не задумываться, так как сверло может исправно служить месяцы и годы без заточки. Но когда доходит дело до сверления металла, острота сверла становиться очень важна, другими словами, просверлить металл можно только острым сверлом. Разницу легко почувствовать, взяв абсолютно новое сверло. Начав довольно резво врезаться в металл, с каждой минутой сверло будет погружаться в металл все медленнее, а давить на него придется все сильнее. Скорость затупления сверла зависит в частности от оборотов, скорости подачи, охлаждения и других факторов, однако как ни старайся, время работы сверла до неудовлетворительной работоспособности измеряется минутами. Если объем работы значительный, постоянно покупать новые сверла получится накладно, поэтому лучше научиться их затачивать. Хотя все равно стоит иметь несколько сверл одного диаметра (3-10, в зависимости от ох диаметра и соответственно цены) чтобы возвращаться к заточке только когда затупились все сверла.
На периферии сверла скорость резания максимальна, и, следовательно, максимален нагрев режущих кромок. В то же время отвод тепла от уголка режущей кромки сильно затруднен. Поэтому затупление начинается с уголка, потом распространяется на всю режущую кромку. Ясно видно ее закругление. Затем истирается задняя грань. На ней появляются штрихи, риски, идущие от режущей кромки. По мере износа риски сливаются в сплошную полоску вдоль режущей кромки, более широкую у периферии и сужающуюся к центру сверла. Поперечная режущая кромка при износе сминается.
В начале затупления сверло издает резкий скрипящий звук. Если сверло вовремя не заточить, количество выделяемого тепла будет возрастать и процесс износа пойдет быстрее.
Чтобы облегчить контроль геометрии сверла, главное, что следует сделать - это шаблон описанный ниже. С его помощью, даже если заточка выполняется без приспособлений, всегда можно проверить, где ещё нужно снять металл, и, в конце концов, получить то, что и должно получиться (не может быть чтобы не получилось, даже если придется сточить половину длинны сверла). Для соблюдения симметрии старайтесь, чтобы время заточки каждого участка и сила нажима были постоянные.
Заточка спиральных сверл
Заточку сверла производят по его задним граням. Очень важно, чтобы оба пера (зуба) сверла были заточены совершенно одинаково. Выполнить это вручную очень трудно. Не просто также вручную создать требуемую форму задней грани и заданный задний угол (где какой угол см. ниже).Для заточки существуют специальные станки или приспособления. Если есть возможность, то лучше затачивать сверла на специализированном оборудовании. Но в условиях домашней мастерской такой возможности, как правило, не бывает. Сверла приходится затачивать вручную на обыкновенном точиле.
В зависимости от того, какую форму придают задней поверхности, существуют разные виды заточки: одноплоскостная, двухплоскостная, коническая, цилиндрическая, винтовая.
При одноплоскостной заточке заднюю поверхность пера выполняют в виде плоскости. Задний угол при такой заточке должен быть 28-30°. При одноплоскостной заточке велика опасность выкрашивания режущих кромок. Этот способ, самый легко выполнимый при ручной заточке, рекомендуют для сверл диаметром до 3 мм.
Универсальные сверла диаметром больше 3 мм обычно подвергают конической заточке. Для того, чтобы были понятны особенности такой заточки, рассмотрим схему конической заточки на станке сверла с углом 2φ в 118°. На рисунке ниже показан шлифовальный круг и прижатое к его торцу режущей кромкой и задней поверхностью сверло.
Представим себе конус, образующая которого направлена вдоль режущей кромки и торца шлифовального круга, а вершина отстоит от диаметра сверла на 1,9 его величины. Угол при вершине равен 26°. Ось сверла пересекается с осью воображаемого конуса под углом 45°. Если вращать сверло, вокруг оси воображаемого конуса (как бы катать конус по торцу шлифовального круга), то на задней грани сверла образуется коническая поверхность. Если ось сверла и ось воображаемого конуса находятся в одной плоскости, то задний угол будет равен нулю. Чтобы образовался задний угол, нужно сместить ось сверла по отношению к оси воображаемого конуса. На практике это смещение будет равным 1/15 диаметра сверла. Качание сверла по оси воображаемого конуса при таком смешении обеспечит конусную заднюю грань и задний угол 12-14°. Чем больше величина смещения, тем большим будет задний угол. Следует напомнить, что задний угол вдоль режущей кромки меняется и увеличивается к центру сверла.
Понятно, что выполнить все эти условия заточки вручную очень сложно. Сверло, предназначенное к заточке, берут левой рукой за рабочую часть, возможно ближе к заборному конусу, а правой за хвостик.
Режущей кромкой и задней поверхностью сверло прижимают к торцу шлифовального круга и, начиная от режущей кромки, плавными движениями правой руки, не отрывая сверла от камня, покачивают его, создавая на задней грани пера конусную поверхность. Затем повторяют ту же процедуру для второго пера.
При заточке желательно как можно точнее повторить ту форму задней поверхности, которая была после заводской заточки, чтобы не потерять требуемые задние углы.
Другой способ заточки, широко применяемый домашними мастерами, заключается в следующем. Как и в предыдущем случае, сверло берут левой рукой за рабочую часть возможно ближе к заборному конусу, а правой за хвостик. Режущей кромкой сверло прижимают к торцу шлифовального круга и плавным движением правой руки, не отрывая сверла от камня, поворачивают его вокруг своей оси, затачивая заднюю поверхность. Очень важно сохранить при вращении сверла нужный угол его наклона к торцу шлифовального круга. Для этого часто при заточке используют специальные втулки.
В результате такой заточки на задних поверхностях обоих перьев получится конусная поверхность, но не будет образован задний угол. При работе трение задней поверхности о стенки отверстия и, следовательно, нагрев будет больше.
Из-за трения о шлифовальный круг, при заточке происходит нагрев инструмента. Это вызывает отпуск закаленной части инструмента. Металл мягчеет, теряет твердость. Неумелое затачивание приводит лезвие инструмента в негодность. Поэтому заточку следует вести с многократным охлаждением сверла в воде или в водно-содовом растворе. Это требование не касается твердосплавных сверл. Нельзя при заточке пользоваться для охлаждения маслом. Если по каким бы то ни было обстоятельствам инструмент затачивают всухую, то:
- за один проход снимают незначительный слой металла;
- скорость вращения абразивного круга должна быть как можно ниже;
- сверло никогда не должно нагреваться до такой степени, чтобы этого не терпела рука.
Практика показывает, что заточку инструмента следует вести против движения шлифовального круга. Тогда режущая кромка более долговечна, реже ее сминание и обламывание.
Для заточки используют шлифовальные круги из электрокорунда (марок 24А, 25А, 91А, 92А) зернистостью 25-40, твердостью М3-СМ2, на керамических связках.
В производстве обычно за заточкой следует доводка. Доводка делает поверхность глаже, убирает мелкие зазубринки. Сверло, подвергнутое доводке, более стойко к износу, чем сверло после заточки. Если у вас есть возможность выполнить доводку, воспользуйтесь ею.
Для доводки применяют шлифовальные круги из зеленого карбида кремния марки 63С зернистостью 5-6, твердостью М3-СМ1 на бакелитовой связке или круги из эльбора ЛО, зернистостью 6-8 на бакелитовой связке.
Одно из основных условий правильной заточки сверла - сохранение его осесимметричности. Обе режущие кромки должны быть прямолинейны и иметь идентичную длину, тождественную величину углов при вершине (и углы заострения) по отношению к оси сверла.
Правильность заточки проверяют специальным шаблоном.
а - шаблон; б - проверка угла при вершине и длин режущих кромок; в - угла заострения; г - угла между перемычкой и режущей кромкой.
Его делают самостоятельно из листа меди, алюминия или стали толщиной приблизительно 1 мм. Самый долговечный шаблон, конечно, из стали. Шаблоном проверяют угол при вершине, длину режущих кромок, угол между перемычкой и режущей кромкой. Вместо заднего угла, который весьма сложно измерить, шаблоном измеряют угол заострения. Шаблон целесообразно сделать перед началом использования нового сверла, чтобы с последнего перенести нужные углы.
Неравномерная длина режущих кромок и наклон их к оси сверла приводят и к неодинаковой нагрузке. Сверло быстрее выйдет из строя из-за интенсивного износа перегруженной режущей кромки.
а - клины режущих кромок неодинаковы, середина перемычки не совпадает с осью сверла; б - режущие кромки заточены под различными углами к оси сверла, середина перемычки совпадает с осью сверла.
Неравномерная нагрузка на части сверла вызовет его биение в процессе резания и, как результат, увеличение диаметра полученного отверстия.
Самый простой способ проверки правильности заточки - пробное сверление. Если перья сверла заточены неодинаково, то у менее нагруженного будет меньше стружки из соответствующей канавки. Иногда стружка выступает лишь через одну канавку. Диаметр отверстия может быть преувеличен в сравнении с диаметром сверла.
Приспособление состоит из неподвижного основания и съемной державки с отверстиями для сверл разного диаметра.
1 - рейка; 2 - сверло; 3 - наждачный круг; 4 - основание; 5 - державка.
Основание выполняют из строганной доски толщиной 30-40 мм, к которой под углом 30-32° (зависит от угла 2φ, см. ниже, 30° для 2φ=120°, 32° для 2φ=116°) пришивается (прибивается, приклеивается) деревянная рейка со скошенной под углом 25-30° (для одноплоскостной заточки) боковой гранью. Эта рейка и ориентирует под нужным углом державку с затачиваемым сверлом относительно шлифовального круга. Державку изготавливают из прямоугольного деревянного бруска, одну из боковин которого состругивают под углом 60-65° (зависит от угла боковой грани рейки). Этой боковиной державку прижимают к рейке на доске основания, что обеспечивает заточку переднего угла сверла в требуемых пределах (25-30°). На другой боковине державки размечают и высверливают перпендикулярно плоскости этой боковины сквозные отверстия для каждого сверла того или иного диаметра. Длину державки выбирают такой, чтобы ее было удобно держать при заточке сверл.
На обычный подпятник (подлокотник) приспособление не установишь, так что придется придумывать для него какой-то столик или полку, можно перенести заточной станок на стол где будет место и для этого приспособления. На основание уложите вплотную к рейке державку с вставленным в нее сверлом, подлежащим заточке. Сверло в гнезде державки поверните так, чтобы затачиваемая кромка была сориентирована горизонтально. Левой рукой держите сверло у затачиваемой кромки, правой - хвостовик сверла. Прижимая державку к скошенной рейке, подведите сверло к наждачному кругу и заострите одну кромку. Затем разверните сверло и так же обработайте вторую кромку.
Можно сделать и проще:
Углы заточки и другие характеристики сверла
Спиральное сверло представляет собой стержень, имеющий для облегчения выхода стружки две винтовые канавки. Благодаря канавкам на сверле образуются два винтовых пера, или, как их иначе называют, зуба.Спиральное сверло состоит из рабочей части, шейки, хвостовика и лапки.
А - с коническим хвостовиком; В - с цилиндрическим хвостовиком; а -рабочая режущая часть; б - шейка; в - ширина пера; г - лапка; д - поводок; е - канавка стружечная винтовая; ж - перо; з - хвостовик; и - перемычка; L - общая длина; L 0 - длина "рабочей режущей части"; D - диаметр; ω - угол наклона "канавки стружечной винтовой"; 2φ - угол при вершине; f - ширина ленточки спиральной; ψ - угол наклона перемычки.
Рабочая часть разделяется на режущую и направляющую. Все режущие элементы сверла расположены на режущей части - заборном конусе. Направляющая часть служит для направления во время резания и является запасной при переточке сверла. На перьях направляющей части по винтовой линии расположены цилиндрические фаски-ленточки. Ленточка служит для направления сверла в отверстии, а также для уменьшения трения сверла о стенки отверстия. Она не должна быть широкой. Так, ширина ленточки сверла диаметром 1,5 мм составляет 0,46 мм, диаметром 50 мм - 3,35 мм. Хвостовик сверла и лапка служат для закрепления сверла в шпинделе станка или патроне. Сверла могут быть выполнены как с шейкой, так и без нее.
Диаметр сверла, измеренный по ленточкам, неодинаков по длине сверла. У заборного конуса он несколько больше, чем у хвостовика. Это уменьшает трение ленточек о стенки отверстия.
Для того чтобы понять устройство режущей части сверла, рассмотрим основные принципы работы любого режущего инструмента (в том числе и сверла). Одно из важнейших требований к режущему инструменту состоит в том, чтобы отделяемая стружка свободно отходила от места резания. Поверхность инструмента, по которой сбегает стружка, называют передней гранью. Эту грань отклоняют назад под некоторым углом от вертикальной плоскости.
1 - клин; 2 - обрабатываемый предмет; γ (гамма) - угол передний; α (альфа) - угол задний; δ (дельта) - угол резания; β (бета) - угол заострения.
Благодаря этому углу для инструмента облегчено врезание в металл и стружка свободнее сходит по передней грани. Угол между передней гранью инструмента и плоскостью, проведенной перпендикулярно к поверхности резания, называется передним углом и обозначается греческой буковой γ.
Поверхность инструмента, обращенную к детали, называют задней гранью. Ее отклоняют на некоторый угол от поверхности обрабатываемой детали, чтобы уменьшить трение инструмента о поверхность резания. Угол между задней гранью инструмента и поверхностью резания называют задним углом и обозначают греческой буквой α.
Угол между передней и задней гранью инструмента называют углом заострения и обозначают греческой буквой β.
Угол между передней гранью инструмента и поверхностью резания называют углом резания и обозначают греческой буквой δ. Этот угол представляет собой сумму угла заострения β и заднего угла α.
Передний и задний угол - это те углы, которые необходимо соблюдать при заточке.
А теперь найдем описанные выше грани и углы на сверле, которое совсем не похоже на инструмент, изображенный на рисунке выше. Для этого рассечем режущую часть сверла плоскостью АБ, перпендикулярной его режущей кромке.
Режущая кромка - это линия пересечения передней и задней граней инструмента. Передний угол γ у сверла образует винтовая канавка. Угол наклона канавки к оси сверла определяет величину переднего угла. Величина углов γ и α вдоль режущей кромки переменна, о чем будет рассказано ниже.
Сверло имеет две режущие кромки, соединенные между собой перемычкой, расположенной под углом ψ к режущим кромкам.
Получив общее представление о геометрии режущей части сверла, поговорим подробнее о ее элементах. Передняя грань спирального сверла представляет собой сложную винтовую поверхность. Грань - это название условное, так как слово "грань" предполагает плоскость. Винтовая канавка, поверхность которой образует переднюю грань, пересекаясь с заборным конусом, создает прямые режущие кромки.
Угол наклона винтовой канавки к оси сверла обозначают греческой буквой ω. Чем больше этот угол, тем больше передний угол и тем легче выход стружки. Но сверло с увеличением наклона винтовой канавки ослабляется. Поэтому у сверл с малым диаметром, имеющих меньшую прочность, этот угол делают меньше, чем у сверл большого диаметра. Угол наклона винтовой канавки зависит также от материала сверла. Сверла из быстрорежущей стали могут работать в более напряженных условиях, чем сверла из углеродистой стали. Поэтому для них угол ω может быть больше.
На выбор угла наклона влияют свойства обрабатываемого материала. Чем он мягче, тем угол наклона может быть больше. Но это правило применимо в производстве. В домашних условиях, где одно сверло используют для обработки разных материалов, угол наклона обычно связан с диаметром сверла и изменяется от 19 до 28° для сверл диаметром от 0,25 до 10 мм.
Форма канавки должна создавать достаточное пространство для размещения стружки и обеспечивать легкий отвод ее из канавки, но при этом не очень ослаблять сверло. Ширина канавки должна быть приблизительно равна ширине пера. Глубина канавки определяет толщину сердцевины сверла. От толщины сердцевины зависит прочность. Если канавку сделать глубже, стружка будет лучше размещаться, но сверло будет ослаблено. Поэтому толщину сердцевины выбирают в зависимости от диаметра сверла. В сверлах малого диаметра толщина сердцевины составляет большую долю диаметра сверла, чем в сверлах большого диаметра. Так, для сверл диаметром 0,8-1 мм ширина сердцевины 0,21-0,22 мм, а для сверл диаметром 10 мм ширина сердцевины 1,5 мм. С целью повышения прочности сверла толщину сердцевины увеличивают по направлению к хвостовику.
Переднюю грань у сверла не перетачивают.
Конструкция винтовых канавок такова, что по мере приближения от края сверла к центру их угол наклона уменьшается, а значит, уменьшается и передний угол. Условия работы режущей кромки у центра сверла будут труднее.
Задний угол, так же как и передний, изменяется по величине в разных точках режущей кромки. В точках, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, он меньше, в точках, расположенных ближе к центру, больше. Задний угол образуется при заточке заборного конуса и на периферии сверла равен приблизительно 8-12°, а в центре 20-25°.
Перемычка (поперечная кромка) расположена в центре сверла и соединяет обе режущие кромки. Угол наклона перемычки к режущим кромкам ψ может быть от 40 до 60°. У большинства сверл ψ=55°. Перемычка образуется пересечением двух задних граней. Ее длина зависит от толщины сердцевины сверла. Так как толщина сердцевины увеличивается по направлению к хвостовику, длина перемычки возрастает в результате каждой заточки. В процессе сверления поперечная кромка только мешает внедрению сверла в металл. Она не режет, а скребет или, вернее, давит металл. Недаром ее когда-то называли скребущим лезвием. С уменьшением длины перемычки вдвое усилие подачи можно снизить на 25%. Однако уменьшение длины перемычки за счет уменьшения толщины сердцевины приведет к ослаблению сверла.
Большое влияние на работу сверла оказывает угол при вершине 2φ. Если угол при вершине мал, стружка своим нижнем краем будет задевать за стенку отверстия и условий для правильного образования стружки не будет.
На рисунке ниже показано сверло с нормальным углом заборного конуса.
Край стружки в этом случае хорошо укладывается в канавку. Изменение угла при вершине изменяет длину режущей кромки и, следовательно, нагрузку на единицу ее длины. При увеличении угла при вершине нагрузка на единицу длины режущей кромки растет, при этом увеличивается сопротивление внедрению сверла в металл в направлении подачи. При уменьшении угла при вершине возрастает усилие, необходимое для вращения сверла, так как ухудшаются условия образования стружки и возрастает трение. Но при этом нагрузка на единицу длины режущей кромки уменьшается, толщина срезаемой стружки становится меньше и теплота от режущих кромок отводится лучше.
Обычно угол при вершине (2φ) стандартных универсальных сверл из углеродистой, хромистой и быстрорежущей стали равен 116-118° и считается пригодным для многих материалов. Но для того, чтобы обеспечить наилучшие условия работы, его меняют, как показано в таблице.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Подобрав правильный чертеж приспособления для заточки сверл, можно в домашних условиях изготовить самодельное полноценное оборудование. Благодаря такому устройству существенно упрощается поставленная задача по обеспечению нужной геометрической формы инструмента.
При его использовании нет необходимости переживать не только о вращении потенциально опасных точильных камней, но и об углах заточки, которые нужно правильно выдерживать, вылавливая каждый градус вручную.
Особенности использования заточных самодельных приспособлений
В процессе сверления отверстий в металлических изделиях, сверла довольно сильно изнашиваются, что приводит к их нагреванию и утрате своих свойств. Во избежание такого явления, требуются меры по обеспечению регулярного восстановления их геометрических параметров. Выполнить это можно посредством специального оборудования для заточки сверлильного инструмента. Создание такого нехитрого устройства, может быть выполнено самостоятельно, что позволит осуществлять качественное затачивание без каких-либо существенных финансовых затрат.
Многими опытными специалистами практически не применяются заточные приспособления, поскольку они абсолютно уверены в своем опыте и глазомере, который позволяет им правильно точить сверла. Но на практике, использование таких устройств крайне необходимо, так как это позволяет провести механизацию данного процесса . В результате таких работ будет обеспечиваться максимальная точность и качество выполненной заточки.
Современный рынок предлагает различные виды оборудования, которое позволяет качественным образом осуществить восстановление геометрии режущих инструментов, даже при отсутствии опыта в этом деле. При этом, нет острой необходимости в приобретении таких изделий, поскольку их можно изготовить своими руками по имеющимся чертежам приспособлений для заточки сверл.
Чертежи простейших приспособлений
Простейшими устройствами для заточки могут быть втулки, внутренний диаметр которых соответствует поперечным размерам сверл. Втулка жестко фиксируется в надежное основание с учетом определенного угла. При подборе втулки для таких приспособлений, следует обращать внимание на соответствие ее внутреннего диаметра с поперечным размером затачиваемых инструментов. Запрещается, чтобы обрабатываемые инструменты болтались во втулке, поскольку, даже при отклонении в 1-2 градуса по оси от требуемых значений, могут существенно снизиться показатели качества и точности заточки.
Такие самодельные приспособления для заточки сверл должны быть оснащены обоймами. Для их изготовления подойдут медные или алюминиевые трубки, внутренний диаметр которых равняется типовому размеру используемого сверлильного инструмента.
В некоторых случаях задачу можно упростить, установив на данную конструкцию деревянный брусок, в котором должны быть просверлены отверстия, с диаметром соответствующим используемому инструменту. Одним из важнейших элементов такого изделия считается наличие подручника, который необходим для:
- обеспечения правильной фиксации сверлильного инструмента и возможности точного перемещения в отношении поверхности абразивного камня;
- создания упорной точки для затачиваемого сверла.
Такие изделия из дубовых брусков, в которых предусмотрены разнокалиберные отверстия, являются наиболее надежными. Благодаря им выполняется качественная и точная заточка инструментов. Основной задачей, которая должна быть решена самодельным станком или подобным приспособлением, является правильная ориентация режущей части обрабатываемых инструментов для получения точности требуемого угла заточки.
Для изготовления самодельного станка для заточки сверл, может быть использован ряд различных конструктивных вариаций подобного оборудования. При наличии соответствующих чертежей и понимании принципа работы данного оборудования, можно изготовить заточное оборудование самостоятельно в домашних условиях.
Конструкция состоит из следующих элементов:
Площадка промопоры
Крепление для сверла и упорного винта
Болты, гайки, штифты, винты
Существуют важные правила, которые должны соблюдаться в процессе эксплуатации такого приспособления, а именно затачиваемый инструмент не должен вращаться вокруг своей оси. В случае даже незначительного поворота, заточку должна быть выполнена снова.
Заточенный инструмент должен быть остужен естественным способом. После чего следует выполнить проверку его восстановленных геометрических параметров . Для этого можно использовать шаблон. Следует учитывать, что каждая режущая кромка сверла может иметь отличие друг с другом, не больше чем на десятую долю мм. При этом, особое внимание стоит уделять данному параметру, если сверла имеют небольшой диаметр.
Видео «Приспособление для заточки сверл по чертежу»
Чертеж полноценного приспособления
Довольно простой способ изготовления самодельного заточного оборудования, которое практически ничем не отличается от заводского изделия. Для его сборки по готовым чертежам требуется около 1,5-2 часов времени.
Для изготовления своими руками приспособления для заточки сверл необходимо предусмотреть наличие следующих расходных материалов, оборудования и инструментов:
- сварочного аппарата;
- электрической дрели;
- болгарки;
- стандартного слесарного набора инструментов;
- уголка, размер полок которого 30х30, а его длина 100-150 мм;
- металлических пластин, имеющих разную толщину (3-5 мм);
- шпильки или куска стальных прутов, диаметр которых составляет 10-12 мм;
- шайб, винтов, болтов и гаек, имеющих различные размеры.
В первую очередь выполняется изготовление станины, которое будет основанием в точильном устройстве. Для этого используют стальную пластину, на которую приваривается стальной пруток (12 мм в диаметре) под углом 75 градусов. Он будет являться осью.
После чего на приваренный прут следует насадить шайбу, которая будет представлять собой опорный подшипник. Величина угла, поворота станины при затачивании сверла будет незначительной, поэтому в использовании стандартного шарикового подшипника нет резона.
Ложе, где будет размещаться затачиваемый инструмент, выполняется из подготовленного уголка. Одну сторону на угловом профиле, которая обращена к стороне точильного камня, необходимо сточить под углом 60 градусов. На ложе, согласно чертежа, приваривается кронштейн, посредством которого будет выполняться фиксация поворотного узла приспособления. В результате этого будет изготовлена конструкция, углы которой, в случае параллельного положения ложа и станины, должны быть расположены к поверхности абразивного камня в соответствии с углом затачиваемого сверла.
У заточного станка, который представлен на чертеже предусмотрены фиксированные углы наклона, но для больших возможностей желательно обеспечить возможность регулирования углов. В таких случаях будет больше шансов использования приспособления при необходимости восстановить инструменты, с разными углами заточки, например, если необходимо заточить сверла по металлу, бетону и пр.
Для создания более функционального узла можно воспользоваться чертежами других конструкций, имеющих возможность регулировки углов:
Видео «Приспособление, выполненное по чертежу»