Если вы постоянно имеете дело с заточкой твердых заготовок, то поверхность сверла очень быстро придет в негодность. Оно затупится, будет сильно нагреваться и в итоге потеряет былую прочность. Все это следствие «отпускания» металла. Именно поэтому такой инструмент нуждается в периодической заточке с помощью специальных приспособлений .
Как сделать самодельные приспособления для заточки сверл, какие шаблоны для этого существуют и что нужно подготовить для работы, вы узнаете из нашей статьи.
Особенности заточки сверл
Сверла – эти недорогие приспособления, особенно если говорить о тех, что широко используются для бытовых нужд. Однако если есть возможность, то после затупления лучше заточить инструменты, чем покупать новые.
Есть заводские устройства, предназначенные для заточки, но при их покупке вы сильно потратитесь, и это не восполнит экономию при отказе от приобретения новых инструментов. Именно поэтому немало мастеров собирают станки для заточки своими руками .
Стоит отметить, что затупление касается сверл по металлу , поскольку инструменты по дереву практически этому не подвержены, за исключением случаев применения на высоких оборотах при смолистой заготовке. Также заточке не подлежат
победитовые наконечники по камню или бетону.
А вот сверла по металлу многие точат посредством всех дополнительных приспособлений своими руками, но точность такой работы далеко не всегда идеальна, поэтому желательно использовать хотя бы минимум механики.
Как правильно сделать приспособление для заточки сверл своими руками: обучающее видео
Чтобы самому сделать такое устройство, вам потребуется средство контроля (шаблон). Каким бы образом сверло не затачивалось, точность проверяется специальным шаблоном.
Простые сверла по черному металлу имеют угол кромки от 115 до 120 градусов. Если металл другой, то и углы заточки тоже будут отличаться:
Вы можете подготовить сразу несколько шаблонов
в зависимости от перечисленных значений и, в соответствии с ними, своими руками выполнять заточку. Одно и то же сверло можно применять для разных типов заготовок, нужно лишь менять углы вершины рабочего места.
Простое, но очень удобное затащивающее устройство – это втулки разного размера , которые прикреплены к основанию. Сделать самому их можно, опираясь на специальные чертежи. Помните, что инструмент во втулке не должен болтаться, а качество сверления может ухудшиться, даже если ошибка составит всего один градус.
Можно сделать большую обойму на основе алюминиевых или медных трубок в зависимости от типовых параметров сверл или же взять брусок из мягкого материала и проделать в нем много отверстий. В точиле очень важно поставить удобный подручник, благодаря которому можно будет под нужным углом двигать приспособление для заточки и держать упор.
Перечисленные приспособления для заточки изготавливаются уже немало десятилетий подряд и пользуются спросом до сих пор. Для сборки заточного станка своими руками можно вместо уголка взять дубовый брусок.
Простейший станок для заточки можно собрать, просто установив напротив боковой части наждака верстак или столик. Даже такое простое приспособление обеспечивает высокое качество и точность выполнения работ.
Особенности выполнения заточки на простом устройстве
В интернете можно отыскать готовые чертежи
устройств для заточки сверл, или же наброcать их самому, но для этого следует понимать принцип работы со сверлом.
Во время работы категорически запрещено допускать движение сверла вокруг своей оси. Если он провернется как минимум на миллиметр, то будет испорчен, и вам придется для повторной обработки стачивать небольшое расстояние.
После окончания работы сверло должно остыть , также выполните замеры шаблонами. Кромки должны быть идеально симметричными вплоть до десятых долей миллиметра. Особенно это важно, если сверло имеет минимальный диаметр.
Заточка может сопровождаться такими ошибками:
Как из подручных средств своими руками собрать точильный станок для спиральных сверл
по металлу?
Для основы прибора можно взять любой точильный станок, который способен исправно работать, в нем нет биения оси, и он держит обороты под нагрузкой.
Задание выглядит таким образом:
- подручник обязан строго стоять горизонтально на одной оси с вращением наждака;
- конструкция должна быть безопасной, надежной и прочной;
- следует предусмотреть возможность затачивать как вручную, так и полуавтоматом;
- форма подручника должна способствовать свободному опущению хвостовика сверла на нужный угол.
Специфических деталей для изготовления этого приспособления не требуется, практически все необходимое есть у каждого домашнего мастера. Заготовки обрабатываются болгаркой
, сваркой
или точилом
.
Для режима полуавтоматики предполагается качающийся упор, поэтому нужно сделать петлевое соединение. Точно подберите для отсутствия люфтов отверстия болта, кронштейна и трубки.
Площадка должна двигаться по вертикальной оси , чтобы можно было менять угол заточки сверла. Данную ось можно фиксировать, а подручник должен качаться, опираясь при этом на горизонтальную ось, что при заточке обеспечивает нужную артикуляцию.
Опорная пластина
выполняется из металла на 4 мм в толщину, а основные части конструкции должны иметь толщину в 3 мм соответственно. Это обеспечивает ее высокую прочность. Подручник с корпусом наждака соединяется жестко. Крепить его к защитному кожуху нельзя, поэтому посредством металлической «щеки» прикрутите кронштейн.
К опорной пластине затем прикручиваем саму направляющую пластину для сверл толщиной в 5 мм. В ней для фиксации сверла при обработке пропиливается паз треугольной формы .
Конструкция имеет угол поворота в 90 градусов, что позволяет обеспечивать заточку разными методами . Начиная от метода Леонтьева и заканчивая прижимом под определенным углом и созданием острого угла кромки благодаря кривизне наждака.
Сверло при обработке будет не только прочно стоять в канавке
, его также можно будет вдоль паза подавать к абразиву, а угол заточки при этом отклоняться не будет. Благодаря частичному превышению плоскости опорной пластины над осью движения диска, можно достичь нужной формы заточки затылка кромки.
Перед выполнением работ сверло следует прижать к пластине и выставить параллельно ей режущую кромку. Юстировка на этом окончена и можно к наждаку подносить и инструмент. Заточку нужно выполнять медленно и аккуратно, тщательно следить за углом.
Благодаря такому самодельному инструменту достигается высокая точность заточки и практически не нужен шаблон. Правда, потребуется время на установку станка и настройку угла, то зато потом вы без труда быстро наточите сверла в нужном количестве.
А вот если потребуется заточить бур, оснащенный твердосплавной насадкой, то можно на фиксированный угол прикрепить качающуюся пластину. Для этого под осевую гайку кладут несколько шайб.
Применение наждачного круга в самодельном инструменте для заточки
Для универсальных точильных работ в основном используют белые круги на основе электрокорунда. Их применяют для заточки лопат, топоров, ножей и заготовок из металла.
С целью обработки твердосплавных сверл или быстрорежущих металлов нужно брать абразивные зеленые круги на основе карбида кремния с маркировкой 64С. А вот под бытовые нужды достаточно зернистости круга на 25Н.
Заточка сверл требует более мелкой фракции в области от 8Н до 16Н
. Помните, что наждаки на основе карбида кремния во время работы сильно греются, поэтому сверло в контакте с таким абразивом держать долго нельзя. Давайте металлу остывать после 2-3 подходов и охлаждайте его в содовой воде.
Качество кромки зависит от направления вращения абразива . Рабочая его поверхность обязана набегать на срез (идти сверху вниз).
Периферийная поверхность наждака при обработке обязана быть ровной. Ее можно править насадкой на основе эльбора. Если диск имеет малый диаметр, допускается применение плоскогубцев , в которых будет удерживаться эльборовый резец.
Итак, мы рассмотрели, как в домашних условиях можно собрать и использовать приспособления разной сложности с целью заточки сверл и не только. Выбрать подходящий вариант вы можете в зависимости от ваших бытовых потребностей.
Сверление металлов или дерева – работа, которую вы проделываете регулярно. Качественная насадка не требует заточки довольно долго, однако есть некоторые ошибки, при которых затупление происходит раньше положенного срока:
- Применение сверла, не соответствующего обрабатываемому материалу. Это не означает обязательно сверление железобетона сверлом по дереву, хотя в этом случае вы моментально превратите режущий инструмент в пруток с округлым концом. Для сверления различных видов металла и твердых пластмасс существуют специально изготовленные сверла. При несоответствии – режущая кромка быстро приходит в негодность;
- Неправильный угол заточки. Эта величина так же должна соответствовать типу материала, в котором проделывается отверстие;
- Перегрев. Самая распространенная причина. При работе с прочным материалом, хочется побыстрей закончить сверление, и мы часто забываем о такой мелочи, как охлаждение зоны работ. Если нет возможности обеспечить подачу к инструменту охлаждающей жидкости – необходимо делать перерывы для остывания режущей кромки. Можно макать раскаленное сверло в емкость с водой.
Механизм горячего затупления простой: Раскаленная кромка «отпускается», то есть теряет твердость. Режущие свойства ухудшаются, что приводит к повышенному трению. Нагрев увеличивается сильней, и процесс усугубляется в арифметической прогрессии.
В результате мы можем потерять хороший и возможно дорогой инструмент. Если под рукой есть точильный станок для сверл – проблема решается на месте, если нет – приходится изобретать свои способы заточки.
Ручная заточка без приспособлений
Слесаря с большим опытом точат сверла руками, используя лишь точило с подручником. Но далеко не все домашние мастера могут похвастаться такими навыками.
К тому же, таким способом можно восстановить остроту лишь изделиям большого диаметра. Тогда легче контролировать угол. Наиболее популярный размер (3-5 мм) таким способом не наточишь. Даже шаблон тут не поможет.
Мастеров, которые регулярно проводят сверлильные работы – заинтересует разнообразие заточных станков для сверл, предлагаемое в магазинах электроинструмента.
Однако подобные приспособления (несмотря на очевидное удобство использования), достаточно дорогое удовольствие. Вот и бегут «самоделкины» в магазин за очередным китайским наконечником. А ведь домашние мастера с опытом, до сих пор используют инструмент времен СССР, который соответствует ГОСТам по прочности и долговечности.
Секрет прост – у многих слесарей старой закалки имеется в запасе самодельный станок для заточки.
ВАЖНО! Для большинства домашних работ, вполне можно обойтись несложными приспособлениями для заточки. Особенно если вас пугает слово «станок».
Простейшие приспособления для правки режущей кромки сверла
Для понимания процесса ознакомимся с составными частями наконечника.
Затем поворотом ложа формируется плоскость (точнее конус) затыловки.
Заточка проверяется на шаблоне и оценивается визуально. Все плоскости соответствуют стандарту.
К нижней (тыльной) части ложа-уголка приваривается направляющая для упора хвостовика сверла. Сам упор сваривается из муфты и уголка.
Фиксация производится при помощи винта. Упором выставляется предельная величина стачиваемой кромки, и благодаря этому, оба режущих элемента сверла стачиваются симметрично.
Острение рабочей кромки производится против хода вращения наждачного круга. В этом случае образующийся заусенец автоматически удаляется набегающей поверхностью наждака. Для заточки достаточно двух-трех качаний ложа по радиусу конуса затыловки.
Данный тип сверл затачивается по внешней поверхности наждачного камня, при необходимости использовать боковую (радиальную) плоскость – приспособление можно развернуть на любой угол.
Точильный станок для сверл крепится к верстаку при помощи струбцины. Можно зафиксировать основание стационарно – но в этом случае потеряется возможность точной регулировки.
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.
Приспособление для заточки сверл своими руками изготовить достаточно просто, условиями успеха при этом будут знание правил выполнения заточки режущего инструмента, а также умение работать ручным инструментом и техническая смекалка.
Основными правилами, обеспечивающим качественную заточку являются:
- за один проход необходимо снимать незначительный слой металла;
- в процессе выполнения работы выполняется неоднократное охлаждение сверла в водном или водно-содовом растворе;
- скорость вращения наждачного круга должна быть минимально возможной;
- сверло, во время заточки, не должно перегреваться;
- в процессе выполнения работы сверло направляется против движения абразивного круга.
Объем и характер выполняемой работы зависят от вида его износа режущего инструмента. Износ можно квалифицировать по:
- задней поверхности;
- перемычки;
- уголкам;
- фаске;
- передней поверхности.
В зависимости от вида заточки сверла, его технических характеристик, а также назначения, рекомендуются следующие виды их обработки, как-то:
| Вид заточки | Диаметр | Назначение и характеристики угла заточки |
|---|---|---|
| Одинарная нормальная – «Н» | до 12,0 мм | Для универсального применения. Угол– в соответствии с обрабатываемым материалом. |
| Одинарная с подточкой перемычки – «НП» | до 12,0 мм | Для обработки стального литья. Угол– 115-120°. |
| Одинарная с подточкой перемычки и ленточки – «НПЛ» | свыше 12,0 мм | Для стали и стального литья, а также чугуна. Угол– 115-120°. |
| Двойная с подточкой перемычки – «ДП» | свыше 12,0 мм | Для стали и чугуна с неснятой коркой. Заточка выполняется под двумя углами: 116-118° и 70-75°. |
| Двойная с подточкой перемычки и ленточки – «ДПЛ» | свыше 12,0 мм | Для универсального использования. Угол– в соответствии с обрабатываемым материалом. |
| По методу Жирова | свыше 12,0 мм | Используется при обработке хрупких материалов. Основной угол заточки – 118*, дополнительные – 70° и 55°. |
Углы заточки для спиральных сверл, используемых при обработке различных материалов необходимо уточнять перед их использованием, т.к. они разняться от 85 до 135*, что обусловлено их вязкостью.
Как изготовить станок своими руками
Для заточки спиральных сверл может быть использован любой точильный станок (агрегат), работающий от электрической сети 380/220 Вольт, оснащенный наждачным кругом и оборудованный специальным приспособлением, обеспечивающим фиксацию затачиваемого сверла под определенным углом к оси вращения абразивного элемента устройства.
Основные требования к специальным приспособлениям, обеспечивающих качественное выполнение работ:
- Ось приспособления должна совпадать с осью вращения абразивного круга. Она может быть с ней в одной горизонтальной плоскости или быть несколько выше нее.
- Используемое оборудование и приспособления должны быть надежно закреплены.
- Конструкция приспособления должна давать возможность выполнять заточку сверла под различными углами, в зависимости от потребности пользователя.
Для изготовления одного из вариантов подобных устройств понадобится:
- Ручной слесарный инструмент, углошлифовальная машинка («болгарка»), сварочный аппарат.
- Листовая сталь толщиной 3,0 – 4,0 мм, а также стальная трубка небольшого диаметра, имеющаяся в наличии.
Работы по изготовлению станка выполняются в следующей последовательности:
- Используемый точильный станок (№5 на схеме) прочно закрепляется на выбранной поверхности.
- Из полосовой стали изготавливается площадка (№1 на схеме), на которой будет закрепляться сверло (№3 на схеме).
- Форма площадки может быть произвольной, единственное условие – в месте расположения сверла посредством «болгарки» делается канавка.
- На площадке просверливаются отверстия (№6 на схеме), служащие для закрепления крепежной пластины (№2 на схеме), а также отверстия, обеспечивающие соединение приспособления к точильному станку (на схеме не указаны).
- Форма и размер крепежной пластины могут быть произвольными.
- Из металлической трубки и полосовой стали изготавливается узел крепления к основанию точильного агрегата. Наличие трубки позволяет обеспечить перемещение приспособления в вертикальной плоскости – появляется возможность изменять угол заточки сверла.
- Узел крепления приспособления для заточки к корпусу точильного станка зависит от вида и устройства блока защиты наждачного круга (№4 на схеме), а также наличия упора (площадки) конкретного наждачного агрегата.
- При желании узел крепления может быть оборудован дополнительными элементами, обеспечивающими колебательное движение приспособления в горизонтальной плоскости, что позволит обеспечить требуемую артикуляцию в процессе выполнения работ.
- После того, как все элементы приспособления собраны, оно крепится к упору (кожуху) точильного станка и проверяется работоспособность изготовленного приспособления.
Для заточки винтовых сверл можно использовать различные наждачные круги, но в свете того, что данный расходный материал (инструмент) изготавливается из прочной стали, то и абразивные элементы должны этому соответствовать.
Основные требования к наждачным кругам:
- Марка электрокорунда – 24А, 25А, 91А и 92А.
- Зернистость – 25-40.
- Твердость – М3-СМ2
Приспособление для заточки сверл может быть выполнено и в ином, отличном от предложенного варианта исполнении – как более простой, так и сложной конструкции. Вид такого приспособления определяется его потребностью и умения пользователя изготавливать оснастку своими руками.
Качественно выполнить обработку металла (в том числе просверлить отверстие в металлической детали) невозможно без использования инструмента, механические характеристики и геометрические параметры которого соответствуют требуемым значениям. Именно поэтому вопрос о том, как заточить сверло по металлу правильно, актуален для домашних мастеров, которые часто работают с таким инструментом, изнашивающимся (что естественно) в процессе эксплуатации.
Заточка сверла по металлу с помощью специального приспособления заметно упрощает задачу
Затачивать сверла, предназначенные для работ по металлу, приходится значительно чаще, чем те, при помощи которых выполняется обработка древесины. При обработке такого мягкого материала, каким является древесина, сверла практически не затупляются и могут успешно эксплуатироваться очень длительное время, полностью сохраняя свои первоначальные характеристики. Совсем иначе обстоит дело со сверлами, при помощи которых выполняются отверстия в деталях из металла. Следить за состоянием таких сверл надо постоянно и сразу принимать меры, если их рабочая часть подверглась износу.
О том, что сверло по металлу необходимо наточить, свидетельствует целый ряд признаков:
- скрип и гул, издаваемые изношенным инструментом;
- интенсивный нагрев сверла в процессе его использования;
- низкое качество создаваемых отверстий.
Работа изношенным сверлом является не только неэффективной, но и небезопасной. В любой момент такое сверло, на рабочую часть которого приходятся значительные нагрузки, может сломаться, а его отдельные фрагменты, разлетающиеся в разные стороны с большой скоростью, могут нанести серьезную травму.
Параметры заточки сверл
Как в производственных, так и в домашних условиях сверла по металлу можно заточить на наждачных станках, оснащенных точильным кругом соответствующей твердости. Лучше всего в таких случаях использовать серийное оборудование. Если же его нет в наличии, то точить сверла можно и на устройствах, изготовленных своими руками. Следует иметь в виду, что характеристики данного оборудования, а также приспособлений для заточки сверл, используемых с ним в комплекте, во многом определяют качество такой процедуры.
Наиболее важными параметрами, которые следует учитывать, чтобы правильно заточить сверло по металлу своими руками, являются:
- угол, под которым задняя часть инструмента располагается к плоскости сверления;
- угол заточки передней поверхности режущей части;
- длина поперечной перемычки на режущей части;
- угол при вершине режущего инструмента;
- длина режущих кромок.
Чтобы заточка сверла была качественной, необходимо обеспечить его подачу в зону обработки под требуемым углом. Для решения этой задачи используются различные приспособления, которыми оснащаются точильные станки.
Следует иметь в виду: если заточка сверла по металлу будет выполнена неправильно, это может привести не только к некачественному результату, но и к поломке инструмента.
Что необходимо для процедуры
Чтобы заточить сверло по металлу самому, необходимо в первую очередь определить, для решения каких задач оно будет применяться. В производственных условиях для заточки сверл используются, как правило, специальные приспособления, обеспечивающие максимальную точность и производительность такого процесса. При выполнении заточки сверл в домашних условиях всегда приходится искать способы, позволяющие сделать результат этого процесса качественным.
В минимальный набор для заточки сверл по металлу должны входить:
- наждачный станок;
- точильные круги различной твердости, выбираемые в зависимости от материала изготовления сверла, которое необходимо заточить;
- емкость для охлаждающей жидкости и сама жидкость, в качестве которой может использоваться обычная вода (или машинное масло);
- приспособления, позволяющие выдержать правильные углы заточки.
При заточке сверл своими руками нужно обращать внимание на следующие параметры:
- угол между плоскостью передней части сверла и основанием его режущей кромки (такой угол, измеряемый в главной режущей плоскости, называется передним);
- задний угол, который измеряется так же, как и передний, но по задней плоскости сверла;
- угол при вершине инструмента, измеряемый между двумя режущими кромками.
Для заточки сверл по металлу по всем правилам надо придерживаться следующих значений вышеуказанных параметров:
- передний угол режущей части – 20°;
- задний угол – 10°;
- угол при вершине – 118°.
Если вам необходимо заточить сверло по металлу в производственных или в домашних условиях, вы должны строго соблюдать технику безопасности. Этот процесс сопровождается образованием большого количества искр, от воздействия которых необходимо защищать органы зрения. Кроме того, поскольку такая процедура выполняется с остро заточенными инструментами из металла, осуществлять ее следует, используя перчатки для защиты рук.
Наждачный станок, оснащенный точильным кругом, является универсальным устройством, позволяющим даже в домашних условиях качественно заточить сверло по металлу. Используя такое устройство, технологическую операцию следует начинать с обработки задней поверхности инструмента. Сверло, которое надо заточить, удерживают по отношению к точильному кругу таким образом, чтобы его режущая часть располагалась параллельно к поверхности круга. Заточка, выполняемая по данной методике, оптимально подходит для сверл по металлу, диаметр которых не превышает 10 мм.
Чтобы качественно точить сверла, диаметр которых больше 16 мм (в том числе и оснащенные твердосплавными пластинами), лучше всего использовать наждачный станок со специальным приспособлением. Применение последнего позволяет не только контролировать угол заточки сверл значительного диаметра, но и выполнять такой процесс с максимальной безопасностью.
Точильные станки, оснащенные дополнительными приспособлениями, рекомендуется использовать в тех случаях, когда необходимо заточить сверла следующих категорий:
- используемые для сверления глухих отверстий, для которого характерно снижение осевого усилия резания;
- универсальные, характеризующиеся повышенной прочностью;
- применяемые для сверления глубоких отверстий и отличающиеся незначительной величиной подточки.
Основная задача, которую решают приспособления, позволяющие качественно заточить сверло по металлу на точильном станке, – это правильное ориентирование режущей части инструмента по отношению к поверхности . Именно поэтому в конструкции такого приспособления имеется специальная опорная плита. На нее устанавливаются сам станок, двигатель, приводящий во вращение точильный круг, а также поворотная колонка, на которой фиксируется обрабатываемый инструмент. Использование такой колонки позволяет затачивать сверла практически в любом пространственном положении, располагая их режущую часть по отношению к поверхности точильного круга под требуемыми углами.
Преимущества использования специальных приспособлений
Большим преимуществом использования точильных станков, оснащенных специальными приспособлениями, является то, что движение обрабатываемого инструмента на них обеспечивается за счет привода, соединенного с электродвигателем. Конструктивная схема такого привода включает в себя подшипниковый узел и вал. На конце последнего и фиксируется сверло, которое надо заточить.
Перед началом процедуры инструмент закрепляется на устройстве под требуемыми углами заточки. После того как сверло по металлу оказывается зафиксированным на подвижной колонке приспособления, она сама подводится к вращающемуся точильному кругу. Таким образом, все углы, которые необходимо сформировать на задней поверхности режущей части, выдерживаются в процессе заточки автоматически. Среди основных недостатков такого станка для заточки сверл обычно отмечают его большие размеры.
Если вы ищете ответ на вопрос о том, как правильно заточить сверло по металлу, не выполняя при этом сложных манипуляций с обрабатываемым инструментом, вам можно порекомендовать более компактные устройства. Одно из таких приспособлений – это насадочный станок. Он устанавливается на шпиндель обычной электрической дрели, от которого и приводится во вращение его основной рабочий элемент – точильный круг. Один конец такого приспособления оснащается специальной муфтой, соединяющей устройство с вращающимся шпинделем электрической дрели, а другой – крышкой с отверстиями разного диаметра, в которые вставляются рабочие части затачиваемых сверл по металлу.
Научить кого-либо пользоваться этим приспособлением, позволяющим быстро заточить сверло в домашних условиях, очень легко. При этом можно даже не показывать такой процесс по видео или вживую, все понятно и без демонстрации. Чтобы заточить сверло по металлу при помощи такого устройства, достаточно вставить инструмент в отверстие соответствующего диаметра до упора и включить электродрель, которая приведет во вращение точильный круг. Заточенный при помощи такого простейшего приспособления инструмент обладает всеми требуемыми геометрическими параметрами.
Казалось бы, заточить сверло можно при помощи любого устройства, способного привести во вращение точильный круг. Между тем без использования приспособлений для фиксации инструмента в процессе заточки нельзя выполнить такую процедуру качественно. Кроме того, можно получить серьезные травмы. Обращаться к такому простейшему способу заточки можно только в том случае, если вам требуется заточить сверла небольшого диаметра, которые несложно удержать в руках в ходе обработки.
При ручной заточке выдержать нужные параметры поможет закрепленный на опоре уголок