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 по бетону и камню не затачивают. Остается заточка сверла по металлу. Многие слесари со стажем проводят эту процедуру своими руками, 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.
ВАЖНО! Затачивать наконечники при помощи напильника, надфиля и даже наждачной бумаги – бессмысленно. Для этого необходим электрический наждак (точило).
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.
Простейшая, но очень эффективная приспособа для заточки – втулки разного диаметра, закрепленные на каком-нибудь основании.
Схематический чертеж устройства на иллюстрации:
ВАЖНО! Инструмент во втулке болтаться не должен, ошибка лишь в один градус снизит качество сверления.
Лучше всего изготовить целую обойму из медных или алюминиевых трубок, под типовые размеры сверл. Или насверлить в бруске из мягкого материала достаточное количество дырок. Главное – установить на вашем точиле удобный подручник, который позволит под правильным углом передвигать приспособление для заточки, и служить надежным упором.
Таким способом пользовались наши деды. Только в качестве материала для изготовления заточного станочка – уголка, использовали дубовый брусок.
В принципе, достаточно было разместить напротив боковой поверхности наждака стол или верстак – и заточной станок готов. При этом качество и точность обработки была на высоком уровне.
Существуют разные чертежи приспособлений для заточки.
Можно воспользоваться готовым, или разработать его самостоятельно. Главное – понять принцип работы со сверлом.
ВАЖНО! При работе на точиле, нельзя допускать вращения сверла вокруг своей оси.
Если инструмент провернется хотя бы на миллиметр – он будет испорчен, и придется стачивать некоторое расстояние для повторной обработки.
После окончания заточки, дайте сверлу остыть и проведите замеры при помощи шаблона. Обе кромки должны быть симметричны с точностью до десятых долей миллиметра. Особенно это важно для сверл малого диаметра.
На схеме показаны типичные ошибки самостоятельной заточки:
Конструкция точильного станка для спиральных сверл по металлу, изготовленная из подручных материалов
В качестве основы взят бытовой точильный станок с гордой надписью «сделано в Германии», имеющий все признаки изделия из Поднебесной. Тем не менее, работает он исправно, биения оси нет, обороты под нагрузкой держит.
Техническое задание поставлено следующее:
- подручник должен быть строго на одной горизонтали (или выше ее) с осью вращения наждака;
- конструкция прочная и надежная, обеспечивающая безопасность работ;
- должна быть возможность как ручной заточки, так и полуавтоматической – с помощью приспособы;
- форма подручника позволяет свободно опускать хвостовик сверла на необходимый угол.
Никаких дефицитных деталей для изготовления приспособления не требуется. Все материалы фактически валялись под ногами в сарае. Обработка заготовок производилась болгаркой, тем же самым модернизируемым точилом, и сваркой.
Поскольку упор предполагалось делать качающимся (для полуавтоматического режима), было изготовлено петлевое соединение. Отверстия трубки, кронштейна и болта подобраны точно, для отсутствия люфтов. Полученное приспособление имеет две степени свободы.
Площадку можно вращать по вертикальной оси – меняя угол заточки сверла. Эта ось фиксируемая. Также подручник может качаться, опираясь на горизонтальную ось, обеспечивая правильную артикуляцию во время заточки. Эта степень свободы не фиксируемая.
Для опорной пластины выбран металл толщиной 4 мм, остальные элементы конструкции – 3 мм. Прочность получается более чем достаточная. Подручник жестко соединяется с корпусом наждака. Разумеется, крепить его к защитному кожуху недопустимо, поэтому прикручиваем кронштейн с помощью дополнительной металлической «щеки».
К подручнику (точнее к опорной пластине) прикручивается собственно направляющая пластина для сверл. Пластина толщиной 5 мм, в ней пропилен треугольный паз для фиксирования сверла во время обработки.
Угол поворота конструкции – 90 градусов. Это обеспечит заточку любым способом, от метода Леонтьева – до прижима под одним углом с выработкой острого угла кромки за счет кривизны наждака.
Обрабатываемое сверло не только прочно держится в канавке – его можно свободно подавать к абразиву вдоль паза, без малейшего отклонения угла заточки.
За счет некоторого превышения плоскости опорной пластины над осью вращения диска, достигнута оптимальная форма заточки затылка рабочей кромки.
Перед началом работ прижимаем сверло к пластине и выставляем режущую кромку параллельно пластине. На этом юстировка заканчивается и можно подавать инструмент к наждаку. Заточка сверла требует определенных навыков, делайте все не спеша внимательно следите за углом заточки.
Точность работ высочайшая, шаблон фактически не требуется. На установку приспособления и настройку угла требуется некоторое время, зато можно быстро заточить пару десятков сверл, не затрачивая никаких усилий.
Если необходимо заточить бур с твердосплавной насадкой – качающуюся пластину можно закрепить на фиксированный угол. Для этого требуется лишь подложить пару шайб под гайку оси.
Несколько слов о наждачном круге
Обычно, для универсальных задач, в домашнем точиле используется белый круг из электрокорунда. Он отлично точит ножи, топоры и лопаты. С его помощью можно быстро обрабатывать металлические заготовки.
При заточке твердосплавных сверл (да и быстрорежущий металл тоже требует более твердого диска), применяется зеленый абразивный круг из карбида кремния. Такие круги имеют маркировку 64С.
Зернистость для бытовых работ обычно выбирается 25H.
При заточке сверл требуется фракция помельче, лучше работать в диапазоне 8H — 16H. Необходимо помнить, что наждаки из карбида кремния сильно нагреваются при работе. Поэтому нельзя долго держать сверло в контакте с абразивом. После 2-3 подходов дайте металлу остыть. Лучше всего, охлаждать его с воде с содой.
ВАЖНО! Направление вращения абразива определяет качество кромки. Рабочая поверхность диска должна набегать на срез, то есть двигаться сверху вниз.
Периферийная поверхность наждака, как основная обрабатывающая поверхность, должна быть идеально ровной. Править ее можно насадкой из эльбора. Для дисков небольшого диаметра вполне можно обойтись плоскогубцами, в которых удерживается эльборовый резец.
Вы легко можете изготовить приспособление для заточки сверла по металлу своими руками. Для этого потребуется немного времени и несколько основных элементов для будущей конструкции.
Приспособления, используемые для заточки сверл по металлу, дереву, пластику и другим материала, делятся на два типа:
- Специализированные. Они могут заточить только один конкретный тип режущего инструмента;
- Универсальные. С их помощью затачиваются всевозможные резаки, сверла по металлу, дереву и пр.
Если мы говорим про изготовление приспособления своими руками, здесь обычно умельцы пытаются сделать универсальную модель. Устройство получается удобным в эксплуатации и эффективным для заточки сверла малого и среднего диаметра. Для бытовых целей подойдет идеально.
Элементы приспособления
Чтобы сделать устройство для заточки, вам потребуется наличие некоторых элементов и инструментов:
- Подставка;
- Тумблеры для включения/выключения точилки;
- Диск для точильника;
- Электродвигатель;
- Электрический кабель для подключения устройства к сети;
- Заглушки;
- Материал для корпуса.
Все составляющие элементы вашего станка для заточки сверл будет располагаться внутри корпуса. Так вы сумеете повысить собственную безопасность при работе с точильным оборудованием.
Собирая конструкцию, доступными оставьте шкив от электродвигателя, поскольку на него надевается диск для заточки. Желательно предварительно выбрать стационарное место для станка, поскольку его следует зафиксировать на верстаке или рабочем столе.
Сам процесс сборки точильного устройства выглядит следующим образом.
- Установите электродвигатель на заранее выбранное место.
- На столе, где будет располагаться приспособление для точения металлических сверл, нанесите разметку под крепления.
- Электродрелью сделайте отверстия по разметке под крепежные болты.
- Закрепите металлическими хомутами электродвигатель на его законном месте.
- Зафиксируйте кожух, который будет играть роль защиты.
- На шкив электродвигателя установите точильный диск.
- Сам двигатель должен иметь удлиненный шкив, поскольку это будет удобнее при эксплуатации точильного приспособления. Не забудьте перед установкой круга на шкив надеть шайбу.
- Если диаметр шкива и круга не совпали, можете использовать переходную втулку. Сбоку втулки просверливается отверстие под резьбу, на которое затем монтируется вспомогательный крепежный болт.
- Выбирать слишком мощный двигатель не нужно. Высокие обороты только навредят вашим сверлам по металлу. Большинство умельцев адаптируют под точильный агрегат двигатель, изъятый из старых стиральных машин.
- После завершения сборки подключите тумблеры, соедините двигатель и всю электрику через кабель к розетке.
Вспомогательные устройства
Если вам удалось своими руками собрать достаточно полезное точильное устройство для различных сверл по металлу, дереву или пластику, советуем не останавливаться на достигнутом.
Есть несколько дополнительных элементов, оснастив которыми точильное приспособление, вы существенно расширите его функциональные возможности и повысить уровень собственного комфорта при работе над сверлами.
- Проверочный шаблон. Чтобы определить правильные углы при заточке сверла, вам пригодится специальная таблица или же шаблон. Шаблон будет всегда под рукой. С его помощью вы определите, насколько правильно выполнены углы заточки, какова продолжительность рабочих кромок, какие углы между перемычками и рабочими кромками. Шаблоны делают из тонкого мягкого металла на основе нового сверла до его первого использования;
- Направляющие. Своего рода небольшие приставки, изготавливаемые из металлических полосок. Их болтами крепят на корпус точильного приспособления. При работе вам потребуется положить сверло на эти направляющие, постепенно подводя затачиваемый инструмент к абразивному камню;
- Угломеры. Самый простой вариант — взять обычный металлический транспортир, отрезать часть приспособления и закрепить на подставке. Отрезайте ту часть транспортира, где находится шкала более 30 градусов. Это обусловлено тем, что заточка сверл под меньшим углом не осуществляется.
Многозадачное приспособление
Если изготовить подобное устройство, точность и удобство заточки сверл по металлу существенно повысится. При этом собрать конструкцию довольно просто. Чтобы сделать механизм, вооружитесь следующими компонентами:
- Роликовыми салазками;
- Направляющими;
- Валом;
- Транспортиром;
- Сверлильным патроном.
- Направляющую рекомендуется сделать широкой и закрепить на ней транспортир.
- В роли поворотной оси будет выступать болт, который вставляется в заранее выверенное отверстие.
- На поворотной части располагается направляющая и подвижная металлическая пластина.
- На поверхности пластины монтируется ось и трубка.
- Один конец оси служит для установки сверлильного патрона, а другой применяется под рукоятку.
- Упорная пластина будет перемещаться за счет резьбовой оси.
- Внизу пластины располагается ограничитель. Он выполняет две функции одновременно — фиксирует механизм в требуемом положении и указывает нужный угол.
Процесс работы устройства выглядит так:
- Режущее сверло устанавливается в патроне;
- Пластина фиксируется в требуемом положении для создания угла заточки;
- Устройство вращается по продольной оси ручкой;
- Отмечается угол;
- Резак переворачивается на 90 градусов, после чего происходит обработка своими руками второй половины сверла по металлу.
Правила эксплуатации
Поскольку речь идет о работе на самодельном точильном приспособлении для сверл, здесь следует обязательно соблюдать некоторые правила. Они уберегут вас от травм, а также позволят правильно заточить сверла.
- При заточке сверл следите за тем, чтобы плечики были одинаковыми. Так вы убедитесь, что сверло аккуратно, ровно вошло в устройство и после заточки сможет качественно сверлить отверстия.
- Прежде чем запустить станок, удостоверьтесь, что точильный диск плотно зафиксировать на шкиве электрического двигателя.
- Первый этап заточки сверла выполняется крупноабразивным точильным диском. В момент, когда на сверле по металлу начнут появляться заусенцы, поменяйте точильный диск на более деликатный, чтобы завершить заточку.
- Выполняя заточку своими руками, четко придерживайтесь заданного угла.
- Вращение точильного круга должно осуществляться строго в направлении по лезвию. При противоположном движении вам не удастся дольным образом выполнить работу.
- Следите за тем, чтобы сверло не перегревалось при заточке. Периодически останавливайтесь, давайте сверлу по металлу остыть. Но ни в коем случае не остужайте путем опускания в холодную воду, поскольку из-за этого металл потеряет свою прочность.
Посмотрите наглядные видео о сборке точильных устройств. Обязательно учитывайте диаметр резаков, которые вам предстоит затачивать на станке, чтобы собираемый механизм обеспечит качественную и эффективную обработку изделий.
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.
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.
Современный рынок насыщен множеством видов различного оборудования, предназначенного для заточки сверлильного инструмента. При его использовании не требуется иметь специальных навыков и подготовки. Например, к таким устройствам относят промышленные приспособления riss 8100v, имеющие высокую стоимость. Чтобы сэкономить средства, можно изготовить инструмент для заточки сверла по металлу своими руками.
Специфика работы устройств
В домашнем хозяйстве часто используются электродрели и шуруповёрты для сверления различных материалов из дерева, бетона, металла и керамики. Многие пользователи подобного оборудования неоднократно сталкивались с проблемой, вызывающей во время работы затупление рабочей части сверлильного инструмента.
Во время работы с металлом может возникать интенсивный нагрев режущей части сверла, что подвергает его к быстрому износу и дальнейшей непригодности в эксплуатации. Во избежание этого необходимо периодически проверять геометрические нормы режущей части и по возможности подтачивать её до требуемых параметров. Для сверления металлов, как правило, применяются спиральные свёрла. Дополнительная проверка инструмента перед выполнением работ продляет срок его эксплуатации.
При работе с древесиной режущая часть практически не поддаётся износу, а буры по бетону оснащаются твёрдыми победитовыми пластинами, которые в заточке не нуждаются и используются до полнейшего износа.
Инструменты для заточки свёрл
Как на промышленном устройстве, так и на приспособлении для заточке свёрл, сделанном своими руками, рекомендуется применять специализированный шаблон, необходимый для соблюдения требований к инструменту. Использование шаблона даёт возможность выставлять необходимый угол режущей части сверла, что обеспечивает высокую точность при работе. Во время проведения сверлильных работ необходимо индивидуально подбирать угол заточки инструмента, в зависимости от используемых материалов.
При работе с металлами можно использовать справочные данные, предоставляющие информацию о необходимых нормах при установке угла заточки. Параметры углов заточки для свёрл по металлу:
- Сталь, чугун и твёрдая бронза - 116−118;
- Латунь, мягкая бронза - от 120 до 130;
- Медь - 125;
- Алюминий - 140.
В простом приспособлении для заточки свёрл можно использовать втулку с внутренним диаметром, которая должна совпадать с поперечным сечением сверла и фиксироваться на жёстком основании под необходимым углом. Втулка подбирается с высокой точностью - так, чтобы её внутренний диаметр совпадал с поперечным сечением затачиваемого инструмента. Категорически нельзя допускать слабой фиксации: это резко снижает качество заточки.
Можно использовать деревянный брусок, в котором должны быть просверлены отверстия разного диаметра, что сделает приспособление универсальным.
Важным узлом является подручник, выполняющий следующие функции:
- обеспечивает правильное фиксирование обрабатываемого объекта и его перемещение относительно заточного круга;
- является отличным упором во время выполнения заточных работ.
Чертежи приспособления для заточки свёрл могут оказать существенную помощь при его сборке. Их можно найти в различных источниках информации. Изучая принцип работы подобных конструкций, можно разработать свой вариант, который может отличаться от базового своими индивидуальными особенностями.
При работе с заточными устройствами необходимо выполнять следующие правила:
- Обрабатываемый инструмент во время проведения работ должен быть крепко зафиксирован, что предотвращает его проворачивание вокруг своей оси;
- По окончании заточных работ необходимо дать сверлу остыть, после чего измерить его углы при помощи шаблона. Рабочие поверхности режущих частей не должны отличаться друг от друга.
Даже при правильно выбранных углах и совпадении их симметричности может появиться сильное биение, вызванное из-за разницы длины режущих кромок, что чревато поломкой сверла. При несимметричности режущих частей происходит замедление процесса сверления и перегрев режущей части инструмента. Это делает отверстие разбитым и увеличенным в диаметре.
Приспособление для шуруповёрта
Для заточки свёрл можно использовать традиционные устройства: точило, электродрель или шуруповёрт, с добавлением к ним дополнительных доработок.
В продаже имеется готовое промышленное приспособление для шуруповёрта и электрической дрели, которое используется как мини-точило и позволяет осуществить заточку под разными углами.
Чтобы заточить режущую часть инструмента на самодельном приспособлении, необходимо выполнить ряд условий:
Для затачивания свёрл и буров применяются наждачные круги. Самым распространённым в бытовых условиях является белый круг из электрокорунда, предназначенный для затачивания лопат, топоров, ножей, тяпок и другого домашнего инвентаря.
Для твердосплавных победитовых буров по бетону используются абразивные круги маркировки 64С. Зернистость заточного диска рекомендуется использовать марки 25Н. При заточке рапида используют марку диска от 8H до 16H. При работе с наждаком из карбида кремния рабочая поверхность сверла, нагревается до высоких температур, поэтому рекомендуется охлаждать металл при помощи воды с содой.
