Геометрия сверла по металлу

17.03.2020

Во время металлообработки, вне зависимости от станка и квалификации токаря, любой инструмент начинает тупиться. Притупление режущих кромок может привести к нагреву заготовок, а также к неаккуратному исполнению.

Но необязательно каждый раз покупать новую, острую оснастку, можно исправить ситуацию самостоятельно, в домашних условиях.

В статье расскажем, какой правильный угол заточки сверла по металлу соответствует ГОСТу, приведем таблицу значений.

Признаки, что инструмент затупился

Сперва объясним, почему необходимо следить за состоянием оснастки. Если она плохо заточена, то со временем из-за постоянного механического и термического воздействия она может сломаться прямо в процессе металлообработки. К чему это приведет:

к порче заготовки, ведь внутри отверстия остается обломок, который затем сложно вытащить;
к повреждению рук или другого незащищенного участка тела токаря, если осколки разлетятся в стороны.

А вот к чему может привести продолжение обработки с резцом, который уже отработал свой срок эффективности:

к резкому снижению производительности работы – одна и та же процедура будет занимать в несколько раз больше времени, в результате не будет достигнут окончательный эффект, снизится класс точности металлообработки;
к повышенному перегреву – во время трения и заготовка, и резец начинают нагреваться, а любой металл имеет температуру, в которой он деформируется;
к работе «вхолостую», то есть вращательные движения инструмента ни к чему не приведут – это может быть достигнуто только в случае окончательного затупления, наиболее часто происходит с короткими изделиями;
к заклиниванию всего станка – убирать заготовку сложно, иногда просто невозможно вытащить осколок из отверстия, поскольку он начинает там расплавляться – такой исход наиболее часто ожидает длинные сверла;
некоторый металл после горения сильно закаляется (реакция трения приводит к изменению физических свойств по причине преобразований во внутренней кристаллической решетке) – его очень трудно затем обрабатывать другими инструментами, по сути, проходит частичный, местный процесс закалки.

Чтобы не допустить таких неприятных последствий, перед каждым новым циклом сверления требуется осматривать всю оснастку на пригодность.

Регулярные проверки и слежение за состоянием угла заточки при вершине сверла помогут избежать подобных последствий. Необязательно проводить инструментальный анализ, чтобы понять, что резец стал непригодным.

Вот по каким признакам можно определить «на глаз», что он нуждается в затачивании:

появился явно заметный блеск граней заточки – при закруглении материал блестит, что делает его головку заметнее, она отличается от остальных частей (от хвостовика и основного цилиндра);
возникновение цвета побежалости режущего инструмента – он может стать, например, черно-синим, такой эффект получается из-за сильного изменения температуры, аналогичный процесс с оттенком металла вы можете заметить у отходящей металлической стружки при резке;
нагрев в процессе работы – безусловно, он будет происходить и при самом остром сверле, но во время эксплуатации заступившегося это будет в несколько раз заметнее;
увеличение усилий при использовании для аналогичной процедуры – особенно актуально при сверлении ручным инструментом (электродрелью), потому что подача осуществляется не механизмом, а непосредственно самим человеком, то есть мастер просто будет сильнее давить на прибор;
скрипящий звук уже свидетельствует о том, что заточка не поможет – такой резец стоит просто выкинуть, он сточился до неисправного состояния;
грубой оценкой можно считать пальпацию пальцем, под подушечкой будет чувствоваться круглый край – острота кромки очень легко определяется, но человек, который мало знаком с точением, не всегда с первого раза сделает правильный вывод;
на режущей поверхности могут появиться различные дефекты – сколы, заусенцы и пр., притом что ранее при этих же составляющих (станок, металл, сверло, мастер) все было отлично;
можно увидеть износ, если использовать увеличительное стекло.

Дадим совет, на что обратить внимание в особенности. В самую первую очередь в любом сверле становится непригодной к использованию центральная часть и крайние угловые кромки, потому что они испытывают наибольшее термическое воздействие. После нагрева сталь становится мягче, проще деформируется.

К тому же, чем шире радиус, тем больше материал среза, то есть на них максимальная нагрузка. Центральная часть не участвует в функции резания, а скорее раздвигает материал.

Чтобы центр не испытывал больших нагрузок и не изнашивался в ускоренном режиме, рекомендуется просверлить резцом меньшего диаметра подготовительное отверстие (черновое), а затем при втором проходе обязательно применять мыльные эмульсии для охлаждения или в самом примитивном варианте – воду.

Особенности работы сверл и от чего зависит угол заточки

Безусловно, при выборе режущего инструмента мастер должен учитывать множество факторов, ведь вариантов исполнения и типоразмеров большое количество. Исходя из особенностей, подбирается не только резец, то и тип металлообработки. Каждый процесс обладает своими особенными характеристиками.

Они зависят от:

Материала, по которому вы работаете. Одни стали имеют повышенную твердость, другие могут быть хрупкими, третьи – податливыми и мягкими.
Качеств самого сверла – здесь работают аналогичные правила.
Задач токаря – какой размер, а также класс точности необходимо обеспечить.

Исходя из этого и некоторых других факторов, выбирается режим сверления – когда подбирается оптимальное давление и обороты, иными словами, подача и скорость вращения инструмента. Если мы говорим о сверлении электродрелью, то такие показатели рассчитать достаточно сложно.

Но в случае с работой со станками (сверлильными, токарными) этот показатель очень важен. Удобнее всего заниматься с оборудованием с ЧПУ, поскольку пульт управления автоматизирует множество процессов, в том числе расчет и выставление вышеприведенных параметров.

Купить приборы для фрезерной, токарной обработки металла с ЧПУ можно на сайте компании https://stanokcnc.ru/.

Под каким углом затачивать сверло – также зависит от того, какую цель преследует токарь, а также с каким материалом он работает. Приведем такой пример. Если обрабатываемая заготовка изготовлена из очень твердого сплава, а резец обладает чрезмерно острой кромкой, то велика вероятность, что она просто сломается при нажатии. Выйти из этого положения можно двумя способами:

сменить угол заточки на более тупой;
сделать предварительную черновую обработку – просверлить маленькое отверстие на этом месте.

Ниже расскажем более подробно о рекомендациях выбора.

Основные элементы оснастки

Инструмент состоит из следующих частей:

Рабочая. Это винтовой цилиндр с несколькими витками (заходами). Они образуют канавки и зубья, их также называют перьями. Их задача – обеспечение самого процесса резания.
Калибрующая. Она ответственная за то, чтобы удалять металлическую стружку из зоны металлообработки. Ее образует лента, которая направлена вдоль основного хода сверла.
Соединительная. Ее также называют шейкой. Ее используют в двух назначениях – для выхода из шлифовальной зоны, а также для того, чтобы проставлять маркировку на фрагменте, который не стирается и не закрывается тисками.
Хвостовая. Данную часть коротко именуют «хвостовик». Она может быть выполнена в виде гладкого цилиндра или типом «конус Морзе». Завершает ее поводок или лапка. Задача – фиксация оснастки в специальных зажимах.

Особенности: под каким углом затачиваются сверла различного вида

Задача процедуры – восстановление прежних форм резца. Есть наиболее стандартная геометрия. Она называется нормальная или одинарная, маркируется как Н. В ходе нее формируется одна или две режущие кромки с уклоном под 118-120 градусов. Данный вид затачивания характерен для оснастки, которая в диаметре не превышает 1,2 см.

Такие варианты как НП, НПЛ, ДП и ДПЛ можно использовать на сверлах еще более узких – до 0,8 см в сечении. В ходе них затачивается поперечный край, чтобы уменьшить на него нагрузку. А также снижается ширина ленточки, это решает две проблемы:

снижается сила трения, а значит, нагрев;
дает большую эффективность сверлению.

Как правильно выбрать угол заточки сверла для стали или другого металла

Основной критерий уклона – материал заготовки. Он оценивается по следующим характеристикам:

твердость – чтобы не сломать кончик;
хрупкость – нельзя допустить образования сколов или трещин;
вязкость или плотность.

Второй критерий – из чего создан сам резец. Приведем пример. Инструмент из прочного сплава желательно затачивать под 120 градусов.

И в зависимости от того, с чем предстоит работать, его можно варьировать.

Например, для дерева, пластмасса, а также алюминия и других мягких пород необходимо брать максимально острый угол, в то время как прочные, а также очень пористые структуры требуют более тупого уклона.

Если инструмент имеет особую конструкцию, например, спираль, то подход несколько отличается. У них есть широкие канавки, которые предназначены для отвода стружки. Углы заточки спиральных сверл – 45 градусов, но при вершине он должен быть не менее, чем 120-140.

Делаем вывод: ориентироваться необходимо на конструктивные особенности изначального резца, что к ним относится:

Величина переднего наклона. Измеряется между касательной линией к наружной поверхности режущей кромки.
Аналогичный параметр для задней плоскости.
Ширина ленточки. Расстояние между двумя заточенными краями.

Если вы правильно выберете эти три параметра, то гарантируете:

простоту работы – минимум усилий и времени;
повышенную точность и чистоту – отсутствие сколов, заусенцев;
длительный период износа.

Таблица углов заточки сверла для разных материалов: работаем по меди, алюминию, пластмассе

Общие рекомендации:

Если вы имеете дело со сталью, необходимо смотреть на ее состав. Обычные и низколегированные сплавы требуют диапазон от 116 до 118 градусов. Таким же образом стоит затачивать оснастку для чугуна. Если это более прочные стальные заготовки, то они требуют 130-140°.
Титан можно резать в большом спектре – от 90° до 120°, это зависит уже от конкретной марки, величины присадок.
Алюминиевые, латунные сплавы и другие мягкие металлы стоит обрабатывать в диапазоне углов 120-130°. Допустимо отклонение на 2 единицы в одну или другую стороны.
Дерево или некоторые тонкие листы пластмассы не любят таких больших значений, 90-100° им вполне хватит, а то и меньше.
И всего от 50 до 70 градусов нужно для оргстекла или эбонита.

Посмотрим сводную таблицу, но заранее отметим, что более точный параметр выбирается в зависимости от конкретной марки:

Материал	Рекомендуемый угол, °
Чугун и стальные заготовки с низким легированием	116 – 118
Поковки и закаленная сталь	125
Латунь, мягкая бронза	130 – 140
Медь	125
Алюминий, баббит	130 – 140
Силумин	90 – 100
Сплавы с ведущим компонентом магний	110 – 120
Эбонит, целлулоид	80 – 90
Мрамор и другие породы повышенной хрупкости	90 – 100
Органическое стекло	70
Пластмассы	50 – 70
Бетон	118 – 130

Приспособления и оборудование для заточки

Самый распространенный вариант – использование точильного камня. Он выполнен в виде диска и насаживается на станок. При вращении к нему требуется подносить инструмент и обтачивать его края. Необходимо проводить процедуру аккуратно из-за снопа искр.

Второй способ – сделать в домашних условиях устройство. Оно состоит из втулки, которая точно повторяет диаметр сверла, а также из прижимной балки и, конечно, точильного камня.

Нужно изготовить подручник, его можно сделать из деревянного бруска. В нем просверлить несколько отверстий (они должны соответствовать сечению оснасток). Далее, вручную, с помощью вращения ручки необходимо добиться движения абразивного круга.

А корректировать направление резца нужно второй свободной рукой.

Правила заточки

Придерживайтесь рекомендаций:

процедуру выполнять регулярно для постоянного поддержания нужной остроты;
обязательно используйте охлаждение – достаточно просто окунуть готовый инструмент в емкость с водой;
делайте перерывы, чтобы не перегревать кромки.

Выполнение операции

Рассмотрим процесс на наждачном станке с точильным кругом. Алгоритм затачивания:

Обрабатываем заднюю поверхность под правильным уклоном.
Переходим к передней плоскости, контролируя размер получаемой перемычки.
Если заходов несколько, очень важно собрать одинаковые по ширине и остроте витки.
Проверьте заточку с помощью шаблона – его можно приобрести или изготовить своими руками.

Меры безопасности

Обязательно соблюдайте их, чтобы не повредить оснастку, точильный станок, а также собственное здоровье:

надевайте прочные перчатки;
все части тела защищайте от искр;
обязательное условие– защитные очки;
рядом должна находиться вода или другая охлаждающая жидкость.

Контроль качества

Проанализировать соответствие геометрических параметров можно двумя способами:

воспользовавшись шаблоном – это небольшая плашка под определенным наклоном сторон друг к другу;
прибором Слепнина – это два вращающихся диска, которые находятся под регулируемым уклоном.

Общие рекомендации на видео

В статье мы рассказали, под каким углом точить сверла по металлу. В качестве завершения темы посмотрим небольшой ролик:

Угол заточки сверла по металлу

Отверстие в металле, выполненное с помощью качественного сверла позволяет получить требуемые технические характеристики готового изделия. Точность выполнения такой операции во многом определяет угол заточки сверла по металлу.

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

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

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

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

Виды заточки свёрл по металлу

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

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

Выбор необходимого вида в основном зависит от следующих факторов:

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

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

Особенности различных видов заточки сверл

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

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

В зависимости от степени износа одного из параметров или одновременно нескольких выбирают вид заточки, способный устранить эти недостатки.

Чтобы добиться качественного результата сверления необходимо правильно выбрать диаметр сверла, форму режущей кромки. Для поддержания её в рабочем состоянии, придания необходимой формы следует правильно выбрать способ (вид) заточки.

Применяемые виды обозначаются принятыми аббревиатурами и делятся на следующие категории:

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

Все виды обработки направлены на создание оптимальных условий при проведении сверления. Описание правил и характеристик заточки установлены соответствующими стандартами.

Все параметры заточки сверла по металлу сведены в единую таблицу. В ней приведена геометрия применяемых форм режущей кромки для различных условий резания.

Перечисленные виды заточки позволяют производить качественное восстановление параметров режущей части инструмента диаметром до 100 мм.

При применении перечисленных методов очень важно учитывать параметры металла, из которого изготовлен инструмент. Это необходимо для правильного выбора точильного инструмента (шлифовального круга).

Например, для качественного восстановления свёрл изготовленных из быстрорежущей стали специалисты советуют применять электрокорундовый шлифовальный круг. Если сверло изготовлено из твердосплавных материалов, целесообразно производить обработку кругом с алмазным напылением.

Операция восстановления параметров приводит к существенному нагреву детали, особенно его режущей кромки. Поэтому этот процесс необходимо проводить поэтапно с применением охлаждающей жидкости.

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

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

Для упрощения последней задачи многие мастера изготавливают самостоятельные шаблоны, которые обеспечивают требуемый угол заточки. Точное соблюдение этих параметров, правильная подточка перемычки существенно увеличивает срок службы сверла.

Однако существуют определённые виды свёрл, специфика которых значительно затрудняет процесс заточки. Проблемы с заточной спирального сверла или ступенчатого, связаны со сложной геометрией их конструкции. Поэтому заточку таких инструментов производят на специальных станках с применением разработанного оборудования.

Особую сложность представляет заточка ступенчатых свёрл по металлу. Такую заточку можно провести только с использованием специального инструмента и большого опыта. Однако следует отметить, что основное количество такого инструмента вообще не подлежит повторной заточке.

Не один из методов не применим к свёрлам с алмазным напылением или другими твёрдыми насадками.

Углы для разных материалов

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

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

Если заточка сверла была произведена неправильно (его угол не соответствует установленным нормам) это приведет к сильному нагреву и даже перегреву.

Нарушение температурного режима может закончиться механическим повреждением инструмента и деформации отверстия.

Допущенные ошибки в процессе восстановления параметров инструмента становятся основной причиной нарушения технологического процесса и как следствие невыполнения требований к отверстию.

Контроль качества заточки

Для восстановления исходных параметров инструмента необходимо выбрать точильный круг, твёрдость которого позволяет качественно получить исходные параметры.

На начальном этапе производят восстановление задней поверхности. Основной задачей является правильный выбор угла подачи к поверхности точильного круга.

После завершения этой работы приступают к приведению в нормальное состояние передней кромки.

Во время проведения этой операции необходимо контролировать два параметра: угол наклона инструмента к поверхности круга и размер создаваемой перемычки.

Основными требованиями к результату этой операции является: формирование обеих кромок равной длины, получение заданных углов наклона.

Для изделий, у которых по технологии необходимо получить небольшой задний угол целесообразно подточить дополнительно заднюю поверхность. Это снизит её трение во время резания и не будет увеличиваться нагрев инструмента и заготовки.

Несоблюдение этих требований приведёт к ухудшению качества просверленных отверстий и нарушение технологии резания. После завершения операции проводится проверка качества полученных параметров.

Если были допущены определённые отклонения от предъявленных требований, производится доводка сверла до нужной кондиции.

На предприятиях, где свёрла используют для производства большого количества отверстий, доводка производится в обязательном порядке.

После завершения всех технологических операций по восстановлению инструмента рекомендуется проверить его основные геометрические параметры. Для решения этой задачи применяют следующие приспособления:

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

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

Основу прибора, разработанного Слепниным, составляют два диска. Они вращаются относительно друг друга. Основным его достоинством является вариативность возможных измерений. Эта универсальность позволяет избавиться от необходимости создавать большое количество индивидуальных шаблонов. Поэтому значительно сокращается время проверки нескольких изделий.

При проверке каждого инструмента после завершения операции заточки необходимо проверить не только полученные параметры, но и равенство длины противоположных режущих кромок.

Если они будут отличаться по длине, это приведёт к увеличению диаметра полученного отверстия. Далее необходимо проверить изменение заднего угла режущей кромки.

Он должен постепенно увеличиваться по направлению к центру инструмента.

Классификация и геометрия инструмента для сверления

Сверло́– режущий инструмент, с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала.

Свёрла могут также применяться для рассверливания, то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания то есть получения несквозных углублений.

Сверла по металлу относятся к группе осевых инструментов и предназначены для обработки отверстий. Существует несколько типов конструкций сверл: спиральные, перовые, кольцевые– в зависимости от конструкции рабочей части. Сверла с цилиндрическим хвостовиком относятся к типу спиральных сверл. Их основные конструктивные элементы можно увидеть на рисунке:

Рисунок Сверло

Спиральное сверло имеет рабочую часть и хвостовик, который служит для закрепления сверла в рабочем приспособлении станка и выполняется цилиндрическим или коническим.

Конический хвостовик снабжен лапкой (поводком), предохраняющей его при выбивании сверла из шпинделя станка. Рабочая часть сверла выполняется из инструментальной стали или с напаянными пластинками твердого сплава. Она осуществляет процесс резания, формирует поверхность обрабатываемого отверстия, отводит стружку из зоны резания и направляет сверло при обработке.

Рабочая часть состоит из режущей кромки и направляющей части. Направляющая часть имеет две винтовые канавки, необходимые для отвода стружки из зоны резания, и две ленточки, необходимые для направления сверла. Режущая часть имеет две главные режущие кромки, образованные передними и главными задними поверхностями.

Главные режущие кромки соединяются под углом 2φ поперечной кромкой. От значения угла 2φ зависят толщина и ширина срезаемого слоя, соотношение между радиальной и осевой составляющих силы резания и температура в зоне резания.

С увеличением угла 2φ возрастает осевая Рх и уменьшается радиальная Ру составляющие силы резания. Ширина срезаемого слоя при этом уменьшается, температура в зоне резания повышается.

Геометрия режущей кромки характеризуется передним (γ) и задним углами (α) резания.

Передний угол γ измеряют в главной секущей плоскости, проходящей перпендикулярно главной режущей кромке.

Задний угол α измеряют в плоскости, проходящей через точку главной режущей кромки параллельно оси сверла. Значения этих углов изменяются от центра сверла к его периферии.

Ленточка служит для центрирования сверла по обработанной поверхности отверстия и обеспечивает возможность многократной переточки сверла. Ширина ленточек промышленных сверл 0,2…3мм. По ленточке сверло имеет обратную конусность 0,03… 0,12 мм на 100 мм длины.

Наиболее напряженными участками сверла являются точки перехода главной режущей кромки в ленточку. В этих точках скорость резания и температура максимальны.

Для улучшения теплоотвода, и соответственно, повышения стойкости сверла, применяют двухконусную заточку сверл диаметром более 10мм.

На периферии сверла формируют переходные режущие кромки под углом 2φ, равным 70…75°.

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком разделяются на следующие серии:
· Короткая – ГОСТ 4010-77; диаметром D = 0,3 — 20 мм, общей длиной L = 20 — 131мм
· Средняя – ГОСТ 10902-77; диаметром D = 0,3 — 20 мм, общей длиной L = 19 — 205мм
· Длинная – ГОСТ 886-77; диаметром D = 1 — 20 мм, общей длиной L = 56 — 254мм
Свёрла в зависимости от свойств обрабатываемого материала изготавливаются нужных типоразмеров из следующих материалов:

· Углеродистые стали (У8, У9, У10, У12 и др.): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов.

· Низколегированные стали (Х, В1, 9ХС, 9ХВГ и др.): Сверление и рассверли-вание дерева, пластмасс, мягких металлов. Повышенная по сравнению с углеро-дистыми теплостойкость (до 250°C) и скорость резания.

· Быстрорежущие стали (Р9, Р18, Р6М5, Р9К5 и др.): Сверление всех конструкци-онных материалов в незакалённом состоянии. Теплостойкость до 650О C.

· Свёрла, оснащенные твёрдым сплавом, (ВК3, ВК8, Т5К10, Т15К6 и др.): Сверление на повышенных скоростях незакалённых сталей и цветных металлов. Теплостойкость до 950°C. Могут быть цельными, с напайными пластинами, либо со сменными пластинами (крепятся винтами)

· Свёрла, оснащённые боразоном: Сверление закалённых сталей и белого чугуна, стекла, керамики, цветных металлов.
· Свёрла, оснащённые алмазом: Сверление твёрдых материалов, стекла, керамики, камней.
Некоторые виды сверл представлены на рисунке:
Сверла:
A –по металлу; B –по дереву; C –по бетону;
D –перовое сверло по дереву;
E –универсальное сверло по металлу или бетону;
F –по листовому металлу;
G –универсальное сверло по металлу, дереву или пластику;
Н –центровочное
Хвостовики: 1, 2 –цилиндрический;
3 –SDS-plus;
4 –шестигранник;
5 –четырёхгранник;
6 –трёхгранник;
7 – для шуруповёртов.

Геометрия спирального сверла

Сверление является одним из самых распространённых методов получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, с помощью которого получают отверстие в сплошном материале или увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия (рассверливание). Движение резания при сверлении — вращательное, движение подачи — поступательное.

Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных сталей (Р18, P12, P6M5 и др.) и из твердых сплавов. По конструкции различают свёрла: спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубоких отверстий, для кольцевого сверления, центровочные и специальные комбинированные.

К конструктивным элементам относятся: диаметр сверла D, угол режущей части (угол при вершине), угол наклона винтовой канавки w, геометрические параметры режущей части сверла, т.е.

соответственно передний g и задний a углы и угол резания d, толщина сердцевины d (или диаметр сердцевины), толщина пера (зуба) b, ширина ленточки f, обратная конусность j1, форма режущей кромки и профиль канавки сверла, длина рабочей части lo, общая длина сверла L.

Части и элементы спирального сверла

Диаметр сверла следует всегда брать немного меньше, чем диаметр просверливаемого отверстия, так как диаметр отверстия при сверлении увеличивается.

Как и резец, сверло имеет передний и задний углы. Передний угол — угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла. Передний угол рассматривается в плоскости, перпендикулярной к режущей кромке.

Рис.Передний и задний углы сверла

Наибольшее значение угол g имеет на периферии сверла, где в плоскости, параллельной оси сверла, он равен углу наклона винтовой канавки w. Наименьшее значение угол g имеет у вершины сверла. На поперечной кромке угол g имеет отрицательное значение, что создаёт угол резания больше 90°, а, следовательно, и тяжелые условия работы.

Такое резкое изменение переднего угла вдоль всей длины режущей кромки является большим недостатком сверла, так как это вызывает более сложные условия образования стружки. На периферии сверла, где небольшая скорость резания и наибольшее тепловыделение, необходимо было бы иметь и наибольшее тело зуба сверла.

Большой же передний угол уменьшает угол заострения, что приводит к более быстрому нагреву этой части сверла, а, следовательно, и к наибольшему износу.

Задний угол a — угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Этот угол принято рассматривать в плоскости, касательной к цилиндрической поверхности, на которой лежит рассматриваемая точка режущей кромки.

Для точки, находящейся на периферии сверла, задний угол в нормальной плоскости Б-Б может быть определён по формуле

tgaн=tga sinj (5.15)

Действительное значение заднего угла во время работы иное по сравнению с тем углом, который мы получили при заточке и измерили в статическом состоянии. Это объясняется тем, что сверло во время работы не только вращается, но и перемещается вдоль оси.

Траекторией движения точки будет не окружность (как это принимают при измерении угла), а некоторая винтовая линия, шаг которой равен подаче свёрла в миллиметрах за один его оборот.

Таким образом, поверхность резания, образуемая всей режущей кромкой, представляет собой винтовую поверхность, касательная к которой и будет действительной плоскостью резания.

Рис. Поверхности заготовки при сверлении
Действительный задний угол в процессе резания a’ заключен между этой плоскостью и плоскостью, касательной к задней поверхности сверла.
Рис. Углы режущих кромок сверла в процессе резания
Он меньше угла, измеренного в статическом состоянии, на некоторую величину m:
a’= a — m (5.16)
tgm =s/pD (5.17)
Чем меньше диаметр окружности, на которой находится рассматриваемая точка режущей кромки, и чем больше подача s тем больше угол m и меньше действительный задний угол a’.
Действительный же передний угол в процессе резания g’ соответственно будет больше угла g измеренного после заточки в статическом состоянии:
g’=g +m (5.18)
Чтобы обеспечить достаточную величину заднего угла в процессе резания в точках режущей кромки, близко расположенных к оси сверла, а также для получения более или менее одинакового угла заострения зуба вдоль всей длины режущей кромки, задний угол заточки делается: на периферии 8 -14°, у сердцевины 20 — 27°, задний угол на ленточках сверла 0°.

Кроме переднего и заднего углов, сверло характеризуется углом наклона винтовой канавки w, углом наклона поперечной кромки y, углом при вершине 2j, углом обратной конусности j1. Угол w = 18-30°, y=55°, j1 = 2-3°, у свёрл из инструментальных сталей 2j = 60-140°.

Спиральное сверло имеет ряд особенностей, отрицательно влияющих на протекание процесса стружкообразования при сверлении:
а) уменьшение переднего утла, в различных точках режущих кромок по мере приближения рассматриваемой точки к оси сверла,
б) неблагоприятные условия резания у поперечной кромки (так как
угол резания здесь больше 90°),
в) отсутствие заднего угла у ленточек сверла, что создает большое
трение об обработанную поверхность.
Для облегчения процесса стружкообразования и повышения режущих свойств сверла производят двойную заточку сверла и подточку перемычки и ленточки.
При двойной заточке сверла вторая заточка производится под углом 2jо=70° на ширине В=2,5-15 мм.
Такая заточка повышает стойкость сверла, а при одной и той же стойкости позволяет увеличить и скорость резания.
Подточка перемычки (сердцевины) производится на длине l=3-15мм.

От такой подточки уменьшается длина поперечной кромки (размер А=1,5-7,5 мм) и величина угла резания в точках режущих кромок, расположенных вблизи перемычки сверла. Для уменьшения трения ленточек об обратную поверхность (о стенки отверстия) производится подточка ленточек под углом a1=6-8° на длине l1= 1,5-4 мм, что приводит к повышению стойкости сверла.