Как правильно заточить сверло по металлу: угол заточки, приспособления

Особенности и преимущества использования конусных сверл

Режущие кромки ступенчатого приспособления имеют высокий показатель прочности, за счет чего обеспечивается большой рабочий ресурс.

В отличие от обычных сверл по металлу, ступенчатый инструмент позволяет выполнить ряд работ, для которых в ином случае пришлось бы использовать перечень других инструментов.

Именно из-за подобной универсальности цена на ступенчатые сверла слишком высока.

Вторым преимуществом использования сверлильного изделия считается скорость сверления, при которой даже у тонкого листового металла не снижается качество кромки.

Помимо металла с применением конусных приспособлений, можно работать с гипсокартоном, деревом, пластиком и прочими материалами.

Его острый наконечник легко врезается в металлическое изделие с самой плотной структурой. При этом нет необходимости пользоваться центрирующим элементом, что упрощает рабочее действие.

Своеобразная конструкция конусных изделий позволяет исключить применение угловой шлифовальной машинки и надфиля, при необходимости отшлифовать готовое отверстие.

Поступательные каналы приспособления отличаются между собой размером и имеют плавный переход 35-450, что в свою очередь на 50% повышает эффективность сверлильных работ с тонким металлом.

Кроме того, их конструкция содействует усилению режущих свойств инструмента, заодно обеспечивает его плавный ход при обработке металла.

Такая насадка может использоваться как для автоматизированного, так и ручного устройства.

Особую прочность конусному изделию придает абразивное напыление.

Оно может быть выполнено из алмазной или титановой крошки, благодаря которым нет необходимости часто затачивать изделие при условии нормированных нагрузок.

Цена на конусные сверла по металлу зависит от диаметра их рабочей части и типа напыления, на данный момент может составлять от 2 тыс. до 5 тыс. рублей.

Решить проблему «рваных» отверстий, которые могут иметь различную конфигурацию, проще всего с помощью ступенчатого сверла по металлу.

При правильно подобранном диаметре инструмента, можно облагородить любую неудачную попытку сделать отверстие.

Поэтому ступенчатое сверло можно назвать приспособлением «на все случаи жизни», его хорошо иметь специалистам различных мастерских, монтажникам и домашним умельцам.

В нашем видео можно посмотреть, как работать таким инструментом.

Рекомендуемые углы заточки

Существующая сводная таблица углов заточки свёрл, является установленным стандартом требований для основных параметров режущих инструментов. В ней указаны наиболее оптимальные значения параметров инструмента для операции резания (сверления). Все эти параметры включены в соответствующий ГОСТ. Они позволяют добиться наиболее оптимального результата.

Углы заточки сверла по металлу для изготовления отверстий в заготовках, изготовленных из разных материалов, определяются на основании их физических и механических характеристик:

• твёрдостью (по выбранной шкале);
• хрупкостью;
• вязкостью (плотность).

В качестве примера можно рассмотреть инструмент, изготовленный из инструментальной стали. Для него наиболее оптимальным считается угол в пределах 120°. Применение более мягких марок стали требует его снижения до 90 градусов. На основании разработанных методик и опыта применения различных свёрл установлено, что для более мягких материалов (дерево, различные виды пластмасс, мягкие и тонкие металлы) целесообразно изготавливать инструмент более острым. Угол заточки сверла по дереву достигает 90°. Для отверстий в пористых или слишком хрупких и материалах используют увеличенный угол заточки.

Отдельно рассматриваются параметры для свёрл специальной конструкции. В свёрлах, выполненных в форму спирали, предусмотрены специальные широкие канавки. Они позволяют качественно удалять стружку во время резания. Для этого типа угол наклона спирали выбирается в 45°. При вершине он должен составлять 120-140°. Изменение его параметров зависит от твёрдости заготовки, в которой планируется изготовить отверстие.

При выборе угла заточки следует учитывать конструктивные особенности изделия. К ним относятся:

• Величина переднего угла. Он измеряется между касательной к передней поверхности режущего края в рассматриваемой точке и нормалью, проведенной к этой точке от поверхности вращения сверла вокруг своей оси.
• Значение заднего угла. Он находится между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке и касательной к этой же точке;
• Размер ленточки. По этим термином понимают расстояние между передней и задней плоскостями заточки.

Правильный выбор этих параметров определяет не только правильность заточки сверла, но и качество будущего отверстия.

Углы для разных материалов

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

1. 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.
2. 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.
3. Для титана и его сплавов угол заточки варьируется от 90° до 120° в зависимости от добавок и присадок.
4. 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.
5. Угол заточки сверла по дереву или пластмассы составляет 90-100°.
6. 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.

Практические рекомендации

Наждачный станок, оснащенный точильным кругом, является универсальным устройством, позволяющим даже в домашних условиях качественно заточить сверло по металлу. Используя такое устройство, технологическую операцию следует начинать с обработки задней поверхности инструмента. Сверло, которое надо заточить, удерживают по отношению к точильному кругу таким образом, чтобы его режущая часть располагалась параллельно к поверхности круга. Заточка, выполняемая по данной методике, оптимально подходит для сверл по металлу, диаметр которых не превышает 10 мм.

Чтобы качественно точить сверла, диаметр которых больше 16 мм (в том числе и оснащенные твердосплавными пластинами), лучше всего использовать наждачный станок со специальным приспособлением. Применение последнего позволяет не только контролировать угол заточки сверл значительного диаметра, но и выполнять такой процесс с максимальной безопасностью.

Точность заточки в специальном приспособлении достигается точной подгонкой и надежной фиксацией сверла в оправке

Точильные станки, оснащенные дополнительными приспособлениями, рекомендуется использовать в тех случаях, когда необходимо заточить сверла следующих категорий:

• используемые для сверления глухих отверстий, для которого характерно снижение осевого усилия резания;
• универсальные, характеризующиеся повышенной прочностью;
• применяемые для сверления глубоких отверстий и отличающиеся незначительной величиной подточки.

Основная задача, которую решают приспособления, позволяющие качественно заточить сверло по металлу на точильном станке, – это правильное ориентирование режущей части инструмента по отношению к поверхности абразивного круга. Именно поэтому в конструкции такого приспособления имеется специальная опорная плита. На нее устанавливаются сам станок, двигатель, приводящий во вращение точильный круг, а также поворотная колонка, на которой фиксируется обрабатываемый инструмент. Использование такой колонки позволяет затачивать сверла практически в любом пространственном положении, располагая их режущую часть по отношению к поверхности точильного круга под требуемыми углами.

Обзор видов

Конструкцией изделия предусмотрено две основные части: рабочая (так называемое тело с наконечником) и хвостовик. Поскольку тело имеет конусообразную форму, наконечник заострён. Благодаря этому нет необходимости использовать приспособления для центровки и можно работать даже с самым прочным материалом. Ни надфиль, ни шлифовальная машинка для доведения отверстия до идеально ровной формы не потребуются, сверло само по себе работает очень чисто. Шаги ступенек изделия могут отличаться, их размер зависит от того, какой тип имеет инструмент.

Если величина отверстия, которое может проделать сверло, менее 1,2 см, то шаг равен 1 мм. Если же более 1,2 см, тогда шаг тоже больше и составляет уже 2 мм. Чаще всего встречаются изделия с шагом, равным 5 мм.

Хвостовиком называется та часть, с помощью которой изделие закрепляется в патроне электродрели. В зависимости от того, какой приводной механизм имеет изделие, хвостовик может быть цилиндрическим, трёхгранным или шестигранным. Трёхгранники или шестигранники создают препятствие для проворачивания сверла во время работы электродрели.

Изделия в виде конуса и ступенчатые свёрла различны между собой – рабочая часть имеет либо гладкую поверхность, либо ребристую в форме ступенек. Конусный буравчик представляет собой пошаговые кольцевые переходы, по которым проходит продольная канавка в виде спирали с режущими кромками. Если использовать такое изделие, то готовое отверстие не подлежит регулировке вручную – только на специальном станке. Комбинированные свёрла предназначаются для того, чтобы формировать сквозные отверстия, а также для того, чтобы нарезать отверстия в тонких листах металла.

По диаметру

Ступенчатые свёрла «ёлочка» различаются по диаметру – он может быть как минимальный, так и максимальный. Величина диаметра может достигать 58 мм.

По материалу

Ступенчатые свёрла изготавливают из стали, однако сталь может быть очень разной: от хрупкой, незакалённой, до суперпрочных сплавов. От того, насколько крепкая и закалённая сталь использована для производства буравчика, зависят и его функции.

Форма, которую имеет хвостовик, также важна. Хвостовик может быть круглым, трёхгранным или шестигранным.

По количеству и шагу ступеней

По этому критерию свёрла также делятся на несколько групп: двухступенчатые и многоступенчатые. Чем больше ступеней, тем шире спектр действий, которые пользователь может производить с буравчиком. Что касается двухступенчатых свёрл, то это специальная категория инструментов, оснащённая зенковкой непосредственно по форме шляпки шурупов.

По типу защитного покрытия

Какое защитное покрытие нанесено на изделие, легко определить по его цвету. Серое означает, что никакого покрытия нет. Чёрное – сталь закалена. Золотистое или серебристое говорит о том, что изделие обладает высокой прочностью, а также что на него нанесено напыление или абразив.

По крепости

Существуют свёрла по металлу (тонколистному и толстолистовому), дереву, пластику, стеклу. Для изготовления любого из них используется сталь, однако толщина, конфигурация и внешний вид могут быть различными.

Приспособления для заточки

Для сокращения времени работы и улучшения ее качества важно подобрать приспособление, позволяющее удерживать режущий инструмент неподвижно. Нормальная заточка сверл по металлу во многом зависит от точности выставления требуемого угла и возможности регулирования подачи в процессе точения

Большинство приспособлений позволяет точить режущий инструмент размером 3–19 мм. Для восстановления спиралевидных изделий применяются как специализированные, так и обыкновенные станки с электроприводом и системой подачи, которые можно собрать самому и установить в гараже либо подсобном помещении.

Для работы в домашних условиях нет смысла покупать дорогостоящее профессиональное оборудование: можно ограничиться точильным кругом в паре с держателем либо вовсе выполнить выправку изделия вручную.

При помощи болгарки

Помимо самой машинки, для работы также нужны тиски, в которых фиксируется отлаживаемый режущий инструмент.

Чтобы заточить сверла по металлу болгаркой, необходимо соблюдать следующую последовательность работ:

• изделие вертикально зажать в тисках;
• сначала обработать тыльную кромку до удаления следов износа;
• рабочую грань обточить под 120°.

Для недопущения перегревания сверла контакт его со шлифовальным диском должен длиться не более 1–2 секунд. Эффект достигается за счет многократного снятия тонкого слоя металла с рабочей грани.

Заточка на точиле

Заточка на точильном круге считается более удобным и безопасным способом по сравнению с болгаркой.

Если опыт не позволяет определить уровень износа сверла по металлу и выполнить его оправку на точиле «на глаз», нужно воспользоваться специальным приспособлением – держателем, устанавливаемым вблизи рабочего диска. Во избежание смещения фиксатор надежно прикрепляется посредством болтового соединения.

На обточном станке затачивание сверл по металлу не представляет никакой сложности.

Инструмент закрепляется в фиксаторе, включается точило, и рабочие кромки слегка прижимаются к кругу под нужным углом. При наличии мелких зазубрин перед точением их следует удалить равномерно со всех сторон.

При помощи насадки на дрель

Качественно и быстро точить сверла средних диаметров (4–10 мм) можно и без заточного круга, используя стандартные насадки для дрели.

Заточка производится в таком порядке:

• на дрель ставится насадка;
• в отверстие требуемого диаметра устанавливается сверло;
• включается дрель, изделие обтачивается с одной стороны;
• для отладки противоположной режущей грани инструмент поворачивается на 180°.

Применение насадки имеет некоторые особенности:

1. Качественная и эффективная заточка возможна только для незначительно затупившихся сверл. При наличии глубоких повреждений, как правило образующихся при значительном перегреве металла, восстановить инструмент не получится.
2. Фиксированный угол заточки. Насадка подходит только для сверл, используемых для работы с определенными материалами.

Заточка напильником или надфилем

Сверло, применяемое для обработки металла, заточить напильником либо надфилем невозможно по двум причинам:

1. Твердость материала. Даже самый лучший напильник сотрется, прежде чем исправит режущий инструмент.
2. При использовании алмазных либо абразивных брусков невозможно вручную выдержать нужный угол.

Угол заточки сверла по металлу

Например, для металлов твёрдого типа, приемлем угол заточки сверла приблизительно 120 градусов, для более мягкий металлов – 90.

Если работать придётся с мягкой бронзой, то угол при вершине будет равен 120—130 градусам; красная медь – 125; алюминий -140; пластмассы – 90-100; хрупкие материалы –140.

Угол заточки не может быть одинаковый для всех материалов!

Таким образом, угол заточки сверла устанавливается в зависимости от характеристики материала (при этом учитывается его пластичность и состояние).

Так, чем мягче материал, тем больше угол наклона. Однако этот принцип применяется на производстве.

В домашних условиях, когда одно и тоже сверло применяется для многих материалов, угол наклона зависит от диаметра сверла и меняется от 19 — 28° для сверл, которые имеют диаметр от 0,25- 10 мм.

Это интересно: Ультразвуковая ванна своими руками для чистки форсунок — объясняем детально

Технология

Чтобы качественно подточить сверло, нужны определённые приспособления. Будет ли это маленькое или большое сверло, значения не имеет – технология едина: основную работу выполняют режущие грани на конце, а боковые спиральные кромки выравнивают просверливаемое отверстие, отводя стружку в спиральные каналы.

Простейший способ заточить сверло – втулка, её внутренний диаметр равен по диаметру сечению самого сверла. Втулку закреплают жёстко под нужным углом. Она выбирается следующим образом – сверло должно чётко и с усилием входить в шаблон, не отклоняясь ни на градус. Если сверло отклонится, режущие края восстановятся неточно, и в итоге оно будет «гулять» при работе. Втулка может комплектоваться трубками из цветмета, внутренний диаметр которых равен наиболее часто встречающимся значениям диаметра изделия.

В состав шаблона входит подручное средство, облегчающее подачу сверла к точильному кругу для заточки и не позволяющее изделию сместиться в обратном направлении. Чем твёрже порода дерева, из которого выполнен брусок, тем точнее выставляется угол: так, мастер использует для подачи сверла дубовый брусок, при этом раскачка сверла в нём при заточке, его шатание исключено. Станок – например, всё то же точило – может быть самодельным: главное, чтобы точильный камень не был расцентрован, не вибрировал при работе.

Правильный угол

Величина угла определяется сортом стали или другого металла (либо сплава), в котором сверлятся отверстия. Чем меньше твёрдость металла или сплава, тем больше угол заточки. Так, для стали, чугуна и бронзы, заготовки из которых нужно сверлить, угол заточки достигает 120°, для пластика и мягких щелочных металлов типа магния – 85°.

Дерево любой породы требует 130°. Нержавеющей стали достаточно 115°. Дело в том, что легко поддающийся металл образует за короткое время больше стружки, возникает излишнее трение, остриё сверла разогревается сильнее и быстрее. А излишнее тепло притупляет его – даже закалённая сталь, из которой изготовлен бур, отпускается при нагреве. Сталь изделия теряет твёрдость и начинает скорее тупиться.

Доводка

Довести восстанавливаемый бур в домашних условиях можно на особых стачивающих кругах, комбинирующих грубую шлифовку быстрорежущей стали с мелкозернистой. Эти круги содержат сравнительно мягкий наполнитель, ликвидирующий грубые царапины, насечки и выбоины, образующиеся при работе. Их ликвидируют, не меняя очертания режущих кромок. Эти диски ставятся на болгарку или дрель, а сверло зажимается на отдельном фиксаторе или в тисках. Если обработка с помощью кругов оказалась грубоватой, само изделие дошлифовывают при помощи вращающегося наждачного круга.

Проверка

Скорая проверка правильной заточки достигается посредством особого шаблона, замеряющего длину режущих граней, местоположение верхушки, угол скоса отводящих каналов на сверле и величину угла продольной кромки.

Подточка

Если у мастера затупилось 10-миллиметровое сверло, то изделие подтачивается со стороны передней кромки. Задача – повысить угол прорезывающей грани и снизить скос переднего острия, сужение поперечной кромки.

Это предотвращает ускоренный слом мельчайших крупинок стали с острия, а значит, и продлевает срок службы бура, даёт возможность сверлить быстрее и больше. Изделие дополнительно шлифуется под небольшой задний угол, что уменьшает силу трения в прорезываемых отверстиях.

Износ сверла

Неправильное хранение инструмента приводит к биению лезвий друг о друга, налипанию частиц обрабатываемых поверхностей и общему загрязнению спирали. Данный фактор негативно сказывается на сроке эксплуатации сверлильных инструментов, поэтому рекомендуется хранить их в специальных кейсах и подставках.

Помимо условий хранения срок износа зависит от предназначения инструмента и обрабатываемой им поверхности. Например, сверла предназначенные для работы с древесиной сохраняют свою рабочую поверхность в течение нескольких лет по причине того, что дерево — относительно мягкий материал.

В связи с тем, что металл является более твердым и прочным материалом, сверла для работы с ним изнашиваются гораздо быстрее. Работа тупым инструментом недопустима, поскольку отверстия будут проделываться дольше, сложнее, не получатся ровными. Само же сверло будет сильно нагреваться, в связи с чем дальнейший износ происходит еще быстрее и обязательно приведет к тому, что инструмент сломается. Кроме того, облом часто сопровождается разбросом мелких осколков на большой скорости, что может привести к различным травмам. Признаками того, что сверлильный инструмент затупился, являются:

1. Скрипы и прочие нестандартные звуки, издаваемые при работе;
2. Сильный нагрев инструмента;
3. Низкое качество создаваемых отверстий.

Работать тупым сверлом трудно, зачастую невозможно. Помимо того, что оно не сверлит заготовку, эксплуатация изношенного сверлильного инструмента грозит его переломом, что часто приводит к порче обрабатываемой детали и к трудностям извлечения обломанной части инструмента, застрявшей внутри поверхности.

Зависимость угла заточки от материала

Выше мы уже упоминали, что количество градусов меняется в ту или иную сторону, исходя из того, что за деталь обрабатывается. Чем она меньше, тем кромка длиннее, лучше теплоотвод, дольше срок службы. Чем больше, тем труднее центрировать инструмент на начальном этапе выполнения технологической операции.

Есть универсальная величина – 118 0 (с допуском в 2 0) и 7-12 0 соответственно. Ее выбирают тогда, когда никаких подробностей не указано. Если же известно, из чего выполнена заготовка, следует отдать предпочтение рекомендованным величинам, которые мы для наглядности свели в таблицу.

Материал	Угол, 0
задний	при вершине
мягкая древесина, пластмасса, волокнистые структуры	12-15	60
твердые породы дерева, упругая резина, бакелит, ковкий каучук	90
нержавейка, сплавы коррозионных и жаропрочных сталей	12-14	127
инструментальная сталь	7-15	118-150
медь	12-15	100-118
твердая бронза, конструкционные стали, чугун (работая с литьем, из него следует выполнять двойную заточку, делая угол переходной кромки в 70-75 0)	7-12	118 +/- 2
сплавы
титановые	12	70-118
магниевые	135-140
алюминиевые	12-17	90-140
медные	12-15	118-150

Заточка сверла

Первая задача – сделать задние поверхности ровными и с одинаковым наклоном. Чтобы правильно ориентировать сверло при заточке, на подручнике абразивного круга нанесите маркером черту под углом к рабочей поверхности круга, соответствующим углу между режущей кромкой и осью сверла (половина угла при вершине). В домашних условиях обычно упрощают задачу и располагают сверло под углом 60°.

Сверло опирается на указательный палец (или на пальцы, при большом диаметре) опирающийся на подручник. Сверло следует расположить боковой стороной параллельно нанесенной контрольной линии. Сверху прижмите его большим пальцем той же руки. Вторая рука держит хвостовик и управляет перемещением сверла во всех плоскостях, фиксирует его в нужном положении. Степень прижима сверла к кругу регулируют обе руки. Не следует сильно сжимать и напрягать пальцы. Держать сверло требуется горизонтально, допускается опускание хвостовика ниже режущей части, но ни в коем случае не наоборот.

Режущая кромка должна встать горизонтально и важно сохранять такое положение в течение заточки задней поверхности. Сверло аккуратно подводится к работающему точилу, касается его с легким нажимом, затем хвостовик следует плавно опустить вниз, не ослабляя нажима

Затем сверло немного отводится назад. Операция может выполняться несколько раз, в зависимости от степени износа рабочей части.

Далее сверло разворачивается вокруг продольной оси на 180 градусов, и операция заточки повторяется для второй задней поверхности

Важно постараться не изменить первоначального положения рук и расположить кромку горизонтально, создать аналогичное первому усилие прижима. Если вторую кромку требуется сточить сильнее, чем первую, операция ее заточки повторяется большее число раз

Следом выполняется проверка обточенных поверхностей. Ее можно сделать на глаз – режущая кромка должна быть выше всех остальных поверхностей, а задние поверхности должны иметь одинаковую форму и размер. Сверло осматривается на просвет, чтобы отблески на металле не мешали, отгородите его рукой от источника света.

Результат заточки можно проверить шаблоном, прикладывая его поочередно к задним поверхностям вертикально расположенного сверла. Если заметны расхождения, следует подкорректировать на точиле менее сточенную заднюю поверхность. Длина рабочих кромок проверяется штангенциркулем – замеряется расстояние от перемычки до места перехода режущей кромки в ленточку. При расхождении параметров подтачивается более короткая кромка.

Чтобы сверло при заточке было максимально точно ориентировано под заданным углом, в качестве направляющего элемента удобно использовать обрезок стального или алюминиевого уголка с полкой 30 — 40 мм. Обрезок уголка длиной около 70 мм при помощи небольшой струбцины крепится к подручнику таким образом, чтобы сверло, прижатое к нему боковой частью, режущей кромкой попадало точно на рабочую часть абразивного круга. Прилегание боковой части к направляющей следует поддерживать в течение всего цикла заточки.

В процессе заточки сверло следует охлаждать в емкости с водой или машинным маслом – перегретый металл хуже обрабатывается и может повредиться.

Если результат заточки вас удовлетворил, желательно выполнить доводку рабочих кромок на круге из карбида кремния, придать им гладкость, что увеличивает рабочий ресурс сверла.

Видео по теме «как правильно затачивать сверла по металлу»:

https://youtube.com/watch?v=wY2X2IkNmf8