При сверлении отверстий в деталях, изготовленных из металла, используемый инструмент подвергается активному износу, что приводит к интенсивному нагреву сверл и, как следствие, к их выходу из строя. Чтобы избежать этого, необходимо регулярно восстанавливать их геометрические параметры, а сделать это максимально точно и качественно помогает специальное приспособление для заточки сверл. Это нехитрое устройство, которое можно изготовить своими руками, позволяет быстро и качественно затачивать затупившиеся сверла и не тратить деньги на приобретение новых.
Особенно актуальным приспособление, предназначенное для заточки сверл, является в тех случаях, когда этими инструментами приходится часто работать по металлу, в результате чего они быстро изнашиваются и требуют регулярного восстановления. При обработке древесины используемое для этих целей сверло практически не изнашивается, соответственно, требует минимального внимания к параметрам своей заточки. Для сверл, режущая часть которых оснащена твердосплавными пластинами, такое приспособление тоже не особенно значимо, так как они практически не подвергаются переточке и используются мастерами до полного износа или поломки.
Многие опытные специалисты вообще не применяют приспособления для заточки, полностью полагаясь на свой опыт и глазомер. Однако, как показывает практика, в таких случаях лучше все же использовать устройства, позволяющие механизировать данный процесс. Это обеспечит максимальную точность и требуемое качество результата.
На современном рынке предлагается множество приспособлений для заточки сверл, позволяющих быстро, качественно и точно восстановить геометрию режущего инструмента даже в том случае, если вы не имеете опыта выполнения подобных процедур. Между тем можно не тратить деньги на приобретение таких приспособлений, а изготовить простейший станок для заточки сверл своими руками.
Варианты изготовления
На каком бы приспособлении или станке ни выполнялась заточка сверла по металлу, ее качество необходимо контролировать. Для этого используется специальный шаблон, который также может быть серийным или изготовленным своими руками. Этот шаблон необходим прежде всего для контроля точности углов режущей части, которые формируются в процессе заточки сверла. Инструменты, используемые для работ с различными материалами, отличаются друг от друга в том числе величинами таких углов. Узнать точные значения последних можно из справочной таблицы.
Работая с разными материалами и зная величины углов режущей части сверл для таких материалов, можно изготовить сразу несколько шаблонов и использовать их для контроля правильности заточки одного и того же сверла, выступающего в данном случае в роли универсального инструмента.
В качестве простейшей приспособы для заточки сверл можно применять втулку с внутренним диаметром, соответствующим поперечному размеру сверла, жестко закрепленную на надежном основании под определенным углом. Подбирая втулку для такого приспособления, необходимо следить за тем, чтобы диаметр ее внутреннего отверстия строго соответствовал поперечному размеру затачиваемого сверла. Нельзя допускать, чтобы обрабатываемый инструмент болтался в таком отверстии, так как даже 1–2° отклонения его оси от требуемого значения может серьезно снизить качество и точность выполняемой заточки.
Самодельное приспособление для заточки сверл лучше сразу оснастить обоймой из медных или алюминиевых трубок, внутренние диаметры которых соответствуют типовым размерам чаще всего используемых вами сверл. Можно поступить проще и дополнить такое приспособление, применяемое для заточки сверл, деревянным бруском. В бруске надо просверлить отверстия, соответствующие размерам инструментов различного диаметра. Важнейшим элементом конструкции такого приспособления является подручник, который одновременно решает несколько важных задач:
- обеспечивает правильную фиксацию сверла и его точное перемещение по отношению к поверхности точильного круга;
- выступает в качестве надежного упора для обрабатываемого инструмента.
Подобным приспособлением на основе дубового бруска с отверстиями разного диаметра пользовались еще наши деды, которые с его помощью выполняли качественную и точную заточку сверл. Основная задача, которую должен решать самодельный станок или приспособление, используемые для заточки сверл, – правильно ориентировать режущую часть обрабатываемого сверла по отношению к рабочей поверхности точильного круга.
Чтобы изготовить самодельный станок для заточки сверл, можно использовать различные конструктивные исполнения подобных приспособлений. Соответствующие чертежи несложно найти в интернете. Более того, если понять принцип работы такого устройства, то свой заточный станок можно изготовить и по собственной конструкции.
Чертежи деталей приспособления
Промопора
Площадка промопоры
Подвижная площадка
Крепление сверла и упорный винт
Поворотная площадка
Болты, гайки, штифты и шайбы
Существует важное правило, которое необходимо соблюдать при работе с таким приспособлением: в процессе его использования затачиваемое сверло не должно проворачиваться вокруг своей оси. Если инструмент провернется даже на небольшой угол, заточку придется выполнять заново.
После заточки сверла ему следует дать остыть. Затем надо проверить его восстановленные геометрические параметры при помощи шаблона. Необходимо иметь в виду, что режущие кромки инструмента могут отличаться друг от друга по длине не более, чем на десятые доли миллиметра. Особенно важно соблюдать это требование для сверл, отличающихся небольшим диаметром.
Среди ошибок, допускаемых при заточке сверл с использованием такого приспособления, выделяются две наиболее типичные.
- Длина режущих кромок даже при их симметричности и правильно подобранных углах является неодинаковой, соответственно, центр сверления смещен относительно оси инструмента. Сверло, при заточке которого допущена такая ошибка, будет создавать сильное биение в процессе сверления, а попасть им в центр будущего отверстия на поверхности заготовки будет достаточно сложно. Заточенный таким образом инструмент с большой долей вероятности сломается в процессе дальнейшей эксплуатации.
- При точной центровке сверла углы, под которыми располагаются его режущие кромки, несимметричны. Поскольку из-за этого будет работать только одна режущая кромка, сверление будет происходить медленно, при этом наконечник инструмента будет активно нагреваться. Это приведет к отпуску металла, из которого изготовлено сверло, а создаваемое отверстие окажется разбитым (будет иметь диаметр, превышающий поперечный размер самого инструмента).
Как изготовить станок для заточки спиральных сверл
В качестве основы для изготовления заточного станка для сверл спирального типа можно использовать любой серийный точильный агрегат, способный работать без биения и выдерживать значительные нагрузки. При оснащении такого станка дополнительными приспособлениями необходимо соблюсти следующие требования.
- Ось подручника должна совпадать с осью вращения точильного круга, при этом она может располагаться с ней в одной горизонтальной плоскости или быть выше нее.
- Все элементы создаваемой конструкции должны быть надежно зафиксированы, чтобы обеспечить безопасность выполнения заточных работ.
- Конструкция приспособления должна допускать возможность выполнения заточки сверл как в ручном, так и в полуавтоматическом режиме.
- Устройство подручника должно предусматривать возможность расположения хвостовика сверла под любым углом.
При изготовлении данного приспособления для заточки сверл не требуются сложные технические устройства и дефицитные материалы, которые придется приобретать дополнительно. Все комплектующие можно найти практически в любой домашней мастерской или в гараже. В качестве оборудования и инструментов, при помощи которых такие комплектующие будут дорабатываться перед сборкой приспособления, можно использовать обычную болгарку и сварочный аппарат.
Поскольку упор такого приспособления должен быть качающимся, что необходимо для заточки сверл в полуавтоматическом режиме, для его фиксации следует использовать петлевое соединение. Подбирая трубку, кронштейн и болт для крепежного узла, следует иметь в виду, что в приспособлении должны отсутствовать люфты. Самоделка предложенной конструкции обладает двумя степенями свободы.
Площадка такого приспособления, на которой фиксируется обрабатываемое сверло, имеет возможность вращаться по вертикальной оси, предоставляя возможность изменять угол заточки инструмента. Кроме того, подручник, опирающийся на горизонтальную ось, может совершать колебательные движения, что обеспечивает верную артикуляцию в процессе выполнения заточки.
Для изготовления конструктивных элементов такого приспособления используется листовой металл различной толщины, а именно:
- опорная пластина – 4 мм;
- направляющая пластина для сверла – 5 мм;
- остальные элементы конструкции – 3 мм.
Подручник приспособления, на верхней части которого устанавливается опорная пластина, необходимо надежно зафиксировать на корпусе точильного станка. Для этого используется дополнительная металлическая «щека», соединяемая с кронштейном устройства.
Направляющая пластина, на поверхности которой необходимо выполнить треугольный паз, предназначенный для размещения обрабатываемого инструмента, фиксируется на опорной пластине при помощи винтового соединения.
Устройство и конструктивные особенности рассматриваемого приспособления для заточки сверл позволяют ему поворачиваться на угол до 90°. Благодаря такой возможности выполнять заточку сверл при помощи данного приспособления можно практически любым из используемых сегодня методов.
Сверло, затачиваемое при помощи такого приспособления, укладывается в направляющую канавку и может свободно перемещаться в ней в продольном направлении. При этом угол заточки инструмента не изменяется.
Поскольку верхняя поверхность опорной пластины располагается несколько выше оси вращения точильного круга, при использовании такого приспособления достигается оптимальная форма заточки задней поверхности сверла.
Сам процесс заточки сверл с помощью такого приспособления выглядит следующим образом.
- Инструмент выставляется в направляющей канавке приспособления таким образом, чтобы его режущая кромка располагалась параллельно краю направляющей пластины.
- После регулировки положения сверло медленно подается к рабочей поверхности вращающегося точильного круга.
Хорошо демонстрирует процесс работы с таким приспособлением видео, которое несложно найти в интернете.
Несмотря на простоту конструкции, такое приспособление обеспечивает высокую точность выполняемой заточки, для контроля качества которой можно даже не использовать шаблон. Если закрепить качающуюся пластину данного приспособления на фиксированный угол, его можно использовать и для заточки сверл, оснащенных твердосплавными пластинами.
Для того чтобы успешно затачивать сверла по металлу, большая часть которых изготавливается из быстрорежущей стали, необходимо использовать достаточно твердый точильный круг. В этом качестве можно применять абразивный инструмент, выполненный из карбида кремния. Такие круги, которые можно узнать по зеленому цвету и маркировке 64С, должны иметь зернистость, находящуюся в диапазоне 8Н – 16Н. Используя диски из этого материала, необходимо иметь в виду, что они сильно нагреваются при работе, поэтому не следует допускать, чтобы затачиваемое сверло находилось в длительном контакте с абразивным инструментом. Чтобы не допустить перегрева сверла при его заточке на таком диске, инструмент необходимо регулярно охлаждать, используя для этого водный раствор соды.
Устройство для заточки свёрл пригодится в любом хозяйстве. Ведь работа с тупым сверлом — одно мучение. Механизм можно сделать своими руками, используя ненужные и устаревшие детали.
Правила заточки сверл
Свёрла можно затачивать на специальных заточных дисках, вручную или на станках. Перед началом работ внимательно исследуйте свёрла: если на поверхности есть серьезные дефекты, нужно начать затачивание с более грубого абразива. Если же инструмент немного затупился, используйте доводочный диск.
При затачивании вручную своими руками, нужно выполнять правила:
- одной рукой удерживать за хвостовик, второй подправлять рабочий конец;
- режущий край обрабатывать боковой частью заточного диска;
- сначала затачивается одна сторона, после чего сверло аккуратно переворачивается и обрабатывается вторая.
Во время обработки важно сохранять изначальную форму сверла и направление режущих краев. Необходимо следить за тем, чтобы острие кончика не смещалось от центра, иначе во время работы инструмент отклонится в сторону. Если после заточки угол режущих краев неодинаков, работа сверла будет некачественной. Это определяется с помощью шаблона, сделанного своими руками, или на глаз: форма кончика должна составлять конус. Чтобы избежать ошибок, править лучше на специализированных устройствах.
Виды заточного оборудования
Самодельный аппарат предусмотрен для затачивания свёрл из различных металлов, резаков, метчиков, фрез, зенкеров, резцов.
Оборудование может быть:
- специализированным — обрабатывает единственный тип инструментов;
- универсальным — используется для любых видов резаков и свёрл.
Самодельные механизмы чаще относятся к универсальному бытовому типу. Промышленные станки мощны, работают с крупными инструментами. Дома в таких необходимости нет, они шумны, занимают много места и энергозатратны.
Бытовые подходят для затачивания свёрл малого и среднего диаметра, они компактны и экономичны.
Изготовление станка для заточки
Чтобы своими руками собрать станок, необходимо подготовить:
- электромотор;
- точильный диск;
- тумблер;
- подставку;
- электрокабель;
- заглушку.
Все комплектующие станка своими руками размещаются внутри корпуса. Это сделает работу безопасной и удобной. Доступным должен быть только шкив электродвигателя, на который надевается точильный диск. Станок стационарно крепится к верстаку, поэтому место нужно подобрать заранее.
- поместите электромотор в нужное место, на столе отметьте точки креплений;
- просверлите отверстия для крепежных болтов;
- верните электромотор на место и прикрутите его к верстаку, для крепления подойдут хомуты из тонких металлических полосок;
- установите защитный корпус;
- на шкив двигателя наденьте точильный круг.
Желательно подобрать двигатель с удлиненным шкивом, иначе его придется доставлять. Сначала надевается шайба, после чего круг. При несовпадении поперечников шкива и диска используется переходная втулка. Сбоку втулки делается резьбовое отверстие, в него вкручивают дополнительный крепежный болтик.
По мощности для самодельного станка подходит двигатель от стиральной машины. Не подбирайте двигатель с высокими оборотами, так как затачивание свёрл происходит на небольшой скорости.
Теперь можно подключить электрическую составляющую: тумблер, двигатель и соединить их с розеткой.
Дополнительные устройства
Изготовленные своими руками дополнительные приспособления сделают работу по заточке сверл более удобной и точной.
Шаблон для проверки. Шаблон вырезают из листа тонкого (1 мм) мягкого металла (алюминия, меди). Шаблон выявляет углы у острия, продолжительность рабочих краев, угол между рабочим краем и перемычкой. Так как задний угол заточки сверла шаблоном проверить практически невозможно, выверяется угол заострения. Вырезается шаблон перед первым использованием сверла.
Направляющая. Это небольшая приставка, которая делается из металлической полоски и с помощью болта фиксируется на корпусе. Во время работы сверло укладывают на направляющую и подводят к точильному камню.
Угломер. На подставке, которая описана сверху, наносятся деления углов затачивания. Можно отрезать часть металлического транспортира с отметками углов и прикрепить к подставке. Отрезать нужно часть с углами более 30 градусов, так как при заточке меньшие не используются.
Приспособление, облегчающее заточку свёрл. Представляет собой фиксированную станину и державку, в которой предусмотрены отверстия для вставления резаков разного размера. Державку можно снимать. Станина выполняется из доски 50 мм, к ней прикрепляется рейка под углом 32 градуса. Рейка выставляет державку с инструментом под необходимым углом. Державка своими руками выпиливается из бруска, поверхность которого снимают под углом 65 градусов. Скошенная часть укладывается к рейке. Углы скашивания державки и рейки зависят от типа заточки.
Многофункциональный механизм
Заточка сверл станет проще при использовании этого механизма. Устройство состоит из:
- роликовых салазок;
- направляющей;
- вала;
- транспортира;
- патрона сверлильного.
Направляющую следует сделать достаточно широкой, к ней прикрепляется транспортир. В качестве оси поворота выступает болт, вставленный в предусмотренное отверстие. На поворотную часть размещают направляющие и подвижную пластинку. На ее поверхности фиксируется ось, трубка, с одной стороны ось заканчивается патроном для сверла, с другой — рукояткой. Перемещение упорной пластины обеспечивается резьбовой осью.
Снизу упорной пластины находится ограничитель (он же указатель), который одновременно указывает необходимый угол смещения и фиксирует в нужном положении.
Механизм работает следующим образом:
- сверло фиксируется в патроне;
- упорная пластина стопорится под необходимым углом;
- инструмент вращают по продольной оси с помощью рукоятки;
- отмечают угол;
- переворачивают резак на 90 градусов и обрабатывают вторую половину, доходя до отмеченного угла.
Правила заточки на самодельном станке
- Во время обработки свёрл, оба плечика должны быть идентичными. Это означает, что сверло будет ровно входить в отверстие и качественно выполнять сверление.
- До запуска станка своими руками надежно закрепите точильный круг на шкиве.
- Первичную обработку проводите диском с крупным абразивом. Когда вы заметите заусенец на сверле, диск следует менять на более тонкий.
- Во время заточки постоянно удерживайте необходимый угол.
- Круг должен вращаться только в одном направлении, по лезвию.
- Не допускайте перегрева резака, в процессе обработки его следует периодически охлаждать. Не окунайте перегретый инструмент в холодную воду, это способствует растрескиванию металла.
Несколько вариантов приспособлений для заточки свёрл в видеороликах.
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.
Дрель - это, пожалуй, одно из наиболее распространенных как в быту, так и на производстве устройств механической обработки материалов, позволяющее быстро и аккуратно сделать отверстие в поверхности с самой разной структурой. Будь это ручной коловорот, электрическая дрель или большой радиально-сверлильный станок, все они в качестве режущего инструмента используют сверло. Оно представляет собой закаленный твердосплавный металлический стержень различного диаметра, с хвостовиком и рабочей частью в виде двух или более режущих кромок, которые при вращении осуществляют выборку материала.
Угол наклона сверла: индивидуальный подход к каждому материалу
В зависимости от типа поверхности, требований к качеству обработки и целого ряда других условий, может иметь самый разный вид. Наиболее распространен вариант, когда его рабочая часть состоит из двух закрученных между собой по спирали режущих кромок, образующих на конце сверла конус, высота которого определяет угол заточки сверла. Его величина зависит от твердости обрабатываемого материала и для каждого материала может иметь свои значения:
- углеродистые стали, сплавы из чугуна и твердой бронзы - от 116º до 118º;
- мягкой бронзы и меди - от 120º до 130º;
- алюминиевые и деревянные поверхности - 140º;
- полимеры и пластмассы - от 90º до 100º.
Условия для долгой и активной жизни сверла
Если исключить бездумный (или безвыходный) вариант использования сверла без победитовых напаек для работы по бетону или камню (когда инструмент выходит из строя буквально за минуту), то наиболее активно режущие кромки тупятся при сверлении твердых металлов. Срок службы сверла в этом случае зависит от твердости обрабатываемой поверхности, а также скорости вращения, подающего усилия и наличия охлаждения режущего инструмента. Определить момент ухудшения режущих качеств бура крайне просто по характерному резкому свисту и необходимости большего давления на дрель. В результате сверло очень быстро нагревается, значительно увеличивается время сверления с одновременным снижением качества получаемого отверстия, и для продолжения нормальной работы бур нужно заменить.
Лучше час потерять, а потом за пять минут просверлить
Так как сверла считаются расходным материалом и на малых размерах имеют относительно невысокую стоимость, многие их просто выбрасывают, заменяя новыми. Однако такой подход может быть оправдан только при небольшом объеме работ, низкой цене детали и близости строительного магазина. Намного экономнее и быстрее заточить сверло по металлу своими руками. Приспособлений для осуществления этой операции существует масса, и, как правило, цена такого оборудования напрямую зависит от скорости, универсальности и качества обработки им режущего инструмента.
Правильная форма заточки - залог эффективной работы
В результате обработки режущей кромке сверла придается определенная геометрия, приоритетная для того или иного диаметра бура и структуры обрабатываемой поверхности. Для получения необходимой формы используют, соответственно, и разные способы затачивания режущей кромки. Разделяют одноплоскостной, конусный, двухплоскостной, винтовой и цилиндрический виды заточки. В домашних условиях чаще всего применяют первые два способа как наиболее простые, причем в одной плоскости затачивают сверла диаметром до трех миллиметров, обеспечивая тридцатиградусный уклон заднего угла. Недостатком в этом случае является высокая вероятность разрушения рабочей части кромки из-за ее утончения, потому для сверл большего диаметра обычно применяют заточку в виде конуса, формируя на их острие угол в пределах 118-120º.
Способы достижения желаемого качества заточки
В принципе, имея определенные навыки, заточку можно осуществить и без вспомогательного инструмента. Главное при этом - соблюсти необходимый угол обработки, а также равную длину рабочей поверхности режущих кромок и их симметричный наклон относительно оси бура. Однако достичь этого на практике не так и просто, достаточно совсем небольшой погрешности по любому из перечисленных показателей, и ваше сверло не будет работать должным образом. Использование спецприспособлений упрощает процесс, но согласитесь, приобретать дорогой станок для приведения в порядок пары буров по металлу нецелесообразно. К тому же самодельное приспособление для заточки сверл поможет справиться с этой задачей пусть с меньшим комфортом, но тоже неплохо.
При всем многообразии вариантов исполнения принцип работы всех устройств подобного типа основан на формировании жесткого шаблона или направляющей, вдоль которой затачиваемый инструмент подается к наждачному кругу в определенной плоскости.
Гайка, винтик, направленье - вот и все приспособленье
Пожалуй, одним из самых быстрых и доступных вариантов будет изготовление приспособления для заточки сверл из гайки. Ее шесть граней образуют на смежных плоскостях угол в 120º и могут служить отличным шаблоном для задания нужного наклона заточки режущей кромки сверла. Порядок изготовления подобного устройства довольно прост и не займет много времени. Гайку плоской стороной вверх зажимают в тиски и при помощи угловой шлифовальной машины (болгарки) выполняют продольные пропилы вдоль линии, соединяющей противостоящие углы шестигранника. С одной стороны метиза можно сделать шесть углублений (по числу вершин), сформировав таким образом три направляющие.
Размер гайки, а также ширину и глубину выборки направляющей подбирают из расчета диаметра затачиваемого сверла. После этого всю наружную поверхность этого нехитрого приспособления тщательно обрабатывают наждачной бумагой или напильником для устранения заусенцев.
Вот, собственно, и все, простейшее приспособление для заточки сверл своими руками готово. Теперь бур, требующий заточки, размещают внутри направляющей (между двумя противостоящими углами) так, чтобы обрабатываемый край слегка выступал за вершину шестигранника. Приспособление зажимают в тиски, плотно фиксируя сверло в канавке гайки наконечником вверх, и при помощи той же болгарки аккуратно стачивают выступающую режущую кромку, используя боковые поверхности метиза в качестве направляющей, формируя угол заточки в 120º.
При необходимости сверло в канавке можно закрепить при помощи струбцины, а вместо УШМ применяют с наждачным кругом.
Метизов много не бывает: модернизация гаечного приспособления
Данную конструкцию можно несколько усовершенствовать, сделав более глубокие (в зависимости от диаметра затачиваемого бура) V-образные пропилы в противостоящих вершинах и приварив с той же стороны приспособления гайку меньшего размера. Сверло в этом случае может быть зафиксировано поджимным винтом, вкрученным в приваренную сверху гайку.
В результате отпадает необходимость использования тисков и струбцины (главное при этом - не пережать винт, чтобы не согнуть сверло). Подобное устройство позволяет успешно справляться с заточкой буров даже небольшого диаметра (до трех миллиметров), когда выдержать и проконтролировать угол заточки без специнструментов практически невозможно.
Деревянные направляющие для заточки сверл
Теперь рассмотрим, как сделать приспособление для заточки сверл из брусков или толстой фанеры. Конструкция представляет собой деревянную направляющую, жестко прикрепленную к основанию. Базовую часть приспособления изготавливают из ровной прямоугольной доски (толстой фанеры) с одной из сторон которой делают прямоугольный вырез, обеспечивающий доступ к боковой поверхности наждачного круга. Затем из фанеры подготавливают накладку в виде прямоугольного треугольника или трапеции с наклоном стороны в основании 60º (от вершины - 30º), что гарантирует угол заточки в 120º. Размеры направляющей должны обеспечивать свободное размещение вдоль нее затачиваемого сверла как по длине, так и по высоте.
Готовая накладка при помощи саморезов прикрепляется к дальнему краю базовой доски острым углом в сторону наждачного круга. Заточка сверл по металлу приспособлением подобного типа требует его четкой фиксации вдоль внешней (широкой) поверхности абразива. Каждую режущую кромку формируют отдельно, путем плавного перекатывания сверла навстречу вращению круга, затем ту же процедуру повторяют для второй стороны, добиваясь идеальной сбалансированности. При частом использовании на круге может возникнуть выработка, и придется либо сдвинуть приспособление вдоль наждака, либо заменить абразив. Подобный способ хорош тем, что позволяет легко получить необходимый наклон режущей кромки путем быстрой замены верхней направляющей на требуемый размер.
Использование направляющих втулок для заточки
Еще один вариант обработки сверл, активно практикуемый в домашних условиях, представляет собой деревянную вертикальную стойку с полыми металлическими втулками различного диаметра, которые размещены в бруске под необходимым для заточки углом. В результате обработки на задней части режущих кромок формируется конус, но без правильного заднего угла.
Профессиональные решения: отличный результат за небольшие деньги
Все самодельные устройства обеспечивают приемлемый, но, увы, неидеальный результат. Даже без учета высокой вероятности погрешности при самостоятельном изготовлении приспособлений для заточки существует еще целый ряд параметров, несоблюдение которых приводит к быстрому выходу сверл из строя. Вот почему крупные производители разрабатывают сложные устройства и даже станки для приведения режущего инструмента в рабочее состояние.
Одним из таких механизмов является приспособление для заточки сверл drill grinde, которое дает возможность вернуть остроту спиральным бурам по металлу диаметром от трех до девятнадцати миллиметров. Устройство легко справляется с задачей формирования режущей кромки любого наклона, имея при этом шкалу со стандартными углами заточки (98, 118, 136 и 176 градусов, а также для зенковок). Идеальное качество заточки гарантируется четким позиционированием сверла благодаря поджимным винтам. Пятка (задний угол режущей поверхности) формируется благодаря малому осевому наклону, что задает при обработке дуговое движение сверла.
Если говорить о тех сверлах, которые используются мастерами в домашних условиях, то стоимость их в магазинах невысока. Но даже в этом случае не стоит использовать их как расходный материал для одноразового применения. Ведь обновление сверла до самого хорошего рабочего состояния не составит большого труда, если мастер имеют сноровку или специальные приспособления.
Есть фабричные станочки, которые предназначаются для затачивания, но это отдельная статья расходов, поэтому чаще всего мастера создают такие устройства своими руками.
Больше всего проблем создают сверла по металлу, а деревянные заготовки не так скоро снижают остроту режущих кромок.
Чтобы изготовить станок для восстановления остроты режущих элементов, необходимые средства контроля (шаблон), который используется для поверки инструмента.
Обычно инструменты по черному металлу, твердосплавной бронзы, стали или чугуна – с углом кромки 115-125 градусов. Длина другого материала эти параметры иные.
для мягкой бронзы, красной меди – 125, для латунных сплавов – 135;
для алюминия и мягких алюминиевых сплавов, гранита, керамики и древесины – 135 градусов;
для магния и его сплавов – 85 градусов;
для пластика, текстолита и силумина – от 90 до 100 градусов.
Мастера при необходимости делают шаблоны соответственно указанным выше данным. Кстати, теоретически единичный экземпляр сверла может подойти для всех этих металлов и других материалов, если каждый раз точить разные рабочих поверхностей.
Элементарное кустарное приспособление, которое часто применяется, втулки, приделанные к основанию. В интернете много чертежей для самостоятельного изготовления. Нужно учесть, что инструмент должен быть хорошо зажат, точность зависит от 1 градуса.
При желании можно изготовить значительных размеров обойму, применив алюминиевые или медные трубки соотносительное с типовыми характеристиками сверл или в заготовке из мягкого металла просверлить много дырок. Необходимо, чтобы у точилки был комфортный подручник, чтобы перемещать устройство и удерживать упор.
Этот примитивный станок для заточки легко установить на верстак или столик.
Практический пример работы с чертежом
Суть проблемы: есть свёрла, их надо точить.
Будем использовать один из методов заточки, близкий к заводским. Ловить руками лень. Лучше обезьяний способ – поставил и готово. На изготовление приспособления по готовому чертежу ушел приблизительно 1 час времени.
Немного сварочных работ по шаблону. Был сделан уголок. Надели шайбу, она просто напрессована.
Попробуем первые заточки, если всё собрано правильно, будем дорабатывать и окультуривать, делать приспособление на скорую руку.
После заточки сверла проводим тест. Видны две литьевые стружки, значит, заточка проведена правильно.
Единственный недостаток – одна стружка длиннее другой, значит промазали по длине кромок. Надо сделать упор, который станет регулировать длину , обеспечит симметричность кромок. Для этого сделаем упорную шайбу, которая будет выставляться и протачиваться. Или подрежем, чтобы появилась возможность обрабатывать более короткие сверла.
