Углы заточки сверла по металлу таблица: Правильные углы заточки сверла по металлу

alexxlab | 13.10.1999 | 0 | Разное

Содержание

Заточка сверла по металлу своими руками (приспособление)

В зависимости от диаметра отверстия, материала заготовки и требуемой точности сверление может производиться один прием или производится двойное рассверливание, обычно к такому приему прибегают при необходимости получения больших диаметров отверстий. Рассверливание позволяет получить более точные параметры отверстия больших диаметров из-за более точной работы второго сверла. Для высверливания отверстий в металле применяется спиральное сверло.

Устройство сверла

Рабочая часть состоит из режущих кромок, двух спиральных спинок, двух ленточек, которые связаны между собой перемычкой. Наружная поверхность инструмента образуется двумя узкими направляющими ленточками. Наружные поверхности которой образуют две спиральные канавки. По винтовым каналам, образованными спинками к режущей кромкой может подаваться охлаждающая жидкость, а также происходит удаление образующейся стружки.

Рабочая часть сверла образуется из режущих кромок, в большинстве применяемых сверел, их две. В зависимости от материала угол между режущими кромками может быть различным.

Таблица рекомендуемого угла заточки от материала заготовки.
Угол заточки сверла
Материал для сверленияУгол при вершине, град
Сталь чугун, твёрдая бронза110-120
Латунь, мягкая бронза120-130
Медь125
Алюминий140
Магниевые сплавы90
Пластик, силумин90-100
Пластмассы90-100
Камень и другие хрупкие материалы140

 

Для закрепления в станке рабочего инструмента хвостовик может иметь цилиндрическую форму или коническую, которая выполняется по стандарту 1:20 и называется – конус Морзе. Конус Морзе делится на 7 типоразмеров, № 0,- № 6. Такая конструкция обеспечивает надежную центрировку и удерживание инструмента в станке. Для того чтобы обеспечить универсальность крепления применяются переходные втулки под разный типоразмер конуса.

Таблица типоразмеров Конуса Морзе
Обозначение,

№ Конуса Морзе

КонусностьУгол конусаУгол уклона конуса
01:19,212=0,05212 °58′1 ° 29 ‘
11:20,047=0,04992 °51′1 ° 25 ‘
21:20,020=0,04992 ° 51′1 °25 ‘
31:19,922=0,05022 ° 52 ‘1 ° 26 ‘
41:19,254=0,05192 °58 ‘1 ° 29 ‘
51:19,002=0,05263 ° 00 ‘1 ° 30 ‘
61:19,180=0,05212 ° 59 ‘1 ° 29 ‘
Основные виды несоответствий, приводящие к отклонениям от заданных норм при высверливании отверстий:

1. Отклонение оси отверстия от заданного направления – причина: неправильная заточка сверла, применение более длинной рабочей части чем необходимо по заданным условиями.

2. Увеличение диаметра отверстия от заданного – причина: неправильная заточка, одна кромка режущей поверхности больше другой, не одинаковые углы 2 φ, биение шпинделя станка.

3. Превышение допустимой шероховатости обрабатываемой поверхности – причина: затупление сверла.

4. Перегрев сверла – причина: затупление сверла, повышенная подача или забитие канавок стружкой, наличие раковин или твердых включений в материале заготовки.

Если проанализировать причины брака при производстве отверстий в заготовках, то на первое место выходят две причины – это неправильная заточка и соблюдение режимов сверления.

Режимы сверления стали

Что касается режимов сверления, основным критерием является соблюдение подачи при работе.

Подачей при сверлении называется расстояние пройденное инструментом за один оборот. Для сверла с двумя режущими кромками диаметром от 6 до 25 мм это значении принимается равным для углеродистой стали от 0, 05 до 0,35 мм на один оборот при скорости резания углеродистой стали от 20 до 40 м. в мин. Для ориентации ниже приведена таблица зависимости диаметра от оборотов шпинделя станка. (Рис.2)

Таблица рекомендуемой зависимости оборотов шпинделя станка от диаметра сверла при резании не углеродистой нелегированной стали.
Рис.2

Заточка сверла

Ручная заточка

Ручная заточка обычно происходит на обдирочно – заточных станках, проще говоря – точилах. Эти аппараты бывают разных типоразмеров от больших промышленных до бытовых небольших и имеют спаренный блок из 2 наждачных кругов. Камни различаются друг от друга размером зерен, как правило один из кругов из электрокорунда – материала предназначен для обработки стальных заготовок, в том числе для заточки сверл. На стандартных заточных станках устанавливаются прямоугольные круги, которые имеют следующие элементы: две торцевые части, периферийное поверхность, два ребра. Периферийная поверхность является главной для обработки, а торцы и ребра носят вспомогательную функцию.

Согласно руководство по эксплуатации техническому обслуживанию и ремонту на заточных станках имеются горизонтальные подручники (упоры, столики) которые располагаются строго перпендикулярно плоскости вращения круга. Зазор между подручником и абразивным кругом должен составлять не более 1 мм. Главная периферийная поверхность наждачного круга должна быть ровной, без впадин и выпуклостей. Для придания правильного размера торца (правки) поверхности используются державки с резцовой вставкой из эльбора – этот способ является простым и эффективным. В отдельных случаях вставку с эльбором можно держать в пасссатижах. Пример обработки круга показан на (Рис. 3)

Рис.3 Правка торца наждачного круга эльборовым резцом.

При заточке обрабатываются режущие кромки задней поверхности, перемычка.
Режущая кромка образуется схождением канавки и задней поверхности или как ее еще называют затылком, именно задняя поверхность обрабатывается на точильном станке для придания режущей кромке остроты и нужной и геометрии. Криволинейная форма задней поверхности и занижение относительно горизонтали нужно для того чтобы режущая кромка была впереди всех точек задней поверхности. Это нужно чтобы ей ничто не мешало врезаться в материал.

Наклон режущей кромки можно проконтролировать специальным шаблоном приставив его к середине сверла, если специального шаблона нет, его легко вырезать из любого листового металла или жести, таким образом упрощается контроль за главным параметром сверла – углом, образованным режущими кромками, или его еще называют углом при вершине. Он имеет различные значения и могут доходить до 120 °.
Еще можно ориентироваться на угол между режущей кромкой и осью сверла. Для контроля параметра шаблон прикладывается к боковой поверхности и затылочной части. Здесь должна быть половина угла, то есть – 60 °.

Ещё один очень важный параметр при заточке — это симметричность, проще говоря, кромки должны быть одинаковыми по длине и углу наклона.

Рис 4. Замер шаблоном угла заточки

Правильное расположение руки при удержании сверла

для того чтобы правильно сориентировать положение сверла относительно торцевой поверхности круга на подручнике наносится маркером черту с наклоном 60°.
Это черта будет служить ориентиром для положения тела сверла. Инструмент ложится боковой поверхностью на указательный палец или пальцы ладони, которые опираются на подручника, сверху сверло прижимается большим пальцем, вторая рука держит сверло за хвостовик и управляет его движением вверх-вниз, а также фиксацией в нужном положении.

В режиме заточки участвуют обе руки, наклон хвостовика допустим, когда он будет ниже режущей кромки, а не наоборот.


Рис 5 . Удержание сверла при заточке
Сверло ориентируется так чтобы режущая кромка было горизонтально торцу кругам и очень важно чтобы при заточке торцевой поверхности сверла режущая кромка сохраняла горизонтальное положение относительно поверхности точильного камня при снятии металла с задней поверхности.

Если посмотреть сбоку на положение круга и сверла, то видно, что радиус круга уже готов предать задней поверхности наклон, чем меньше диаметр круга тем наклон больше.

Движение сверла при заточке следующие:
  • Аккуратно подводится режущая кромка до касания с абразивом и легко прижимается, после чего сразу начинается движение хвостовика, вниз не ослабляя нажима до конца прохождения;
  • Далее следует незначительные отвод сверла для его поворота на 180 °для заточки второй кромки Режущая кромка как в первом случае выставляется горизонтально, задняя поверхность обрабатывается аналогично как в первом случае, важно следить за чтобы все действия были одинаковы;
  • Если же необходимо одну режущую кромку сточить больше чем другую, тогда несколько раз не меняя положение кромки делается необходимое количество обточек.
    Для людей владеющий левой рукой лучше чем правый возможна смена рук с соблюдением всех правил.

Заточные станки «Энкор»

Модельный ряд заточных станков «Энкор» разнообразна. Диапазон мощности от 0,2 до 2,5 КВт и современные разработки позволяют использовать приборы в быту и в производственных мастерских.


Основное назначение данного прибора – это обработка инструмента, заточка сверл, уборка заусенец, снятие фасок. Линейки заточных станков «Энкор» выпускаются двух серий, первая – бытовая – предназначена для не частого использования в быту, и вторая – « Эксперт» для работы в профессиональном направлении для производственных мастерских.

Изделия «Энкор» отличаются высокой надежностью, в них применены пыле-влаго защищенные однофазные асинхронные двигатели, которые рассчитаны на долгое время работы без перегрева. Высококачественные подшипники, высокая точность изготовления валов и литой корпус делают конструкцию надежной, что позволило значительно повысить КПД машины.

Чугунное основание делает аппарат очень устойчивым. Литой корпус придает станку жесткость. Размеры заточных кругов варьируется от 125 до 250 мм. Благодаря широкой линейке изделий заточных станков «Энкор» можно выбрать изделие для выполнения точных операций и черновых работ. Быстрая смена наждачных кругов разной зернистости в совокупности с высокими оборотами двигателя превращает каждый станок в универсальный инструмент, который способен выполнять широкий спектр задач.

В комплектации заточного станка поставляется: Круги различные зернистости, регулируемые упоры, защитные кожуха, защитные экраны. Некоторые модели комплектуются увеличительным стеклом.

Универсальное приспособление для заточки из обычной гайки

А если необходимо заточить сверло без заточного станка?
Предлагаем сделать приспособление буквально за несколько минут из обычной гайки, сверло будет точиться при помощи болгарки быстро и точно.

Для приспособления подойдет гайка от М26 и больше.

Этапы изготовления (смотрим по этому поводу видио) :

  • зажимаем гайку в тиски и по граням делаем пропилы болгаркой
  • напильником убираем заусенцы с пропило
  • выравниваем неровности граней гайки, обточив их напильником.

Выточки от 2 до 4 мм одинаковые для каждой грани.

Рабочий диаметр можно затачивать в таком приспособлении от 2 до 10 мм.
Вставить инструмент в направляющие пропилы и зажать хвостовик вместе с гайкой в тиски, выдвинув наконечник инструмента над гранью гайки не более 5 мм.
Далее болгаркой затачивается выступающую часть ориентируясь на наклон граней гайки.

Проверка угла заточки проводится шаблоном из приваренных между собой гайками, прислонив заточенную часть между ними, ориентируясь на полученный угол 120 ° . При использовании для заточки с подобным приспособлением станок, то гайка с инструментом зажимается в обычную струбцину.

Усовершенствование приспособления

Но если не хочется заморачиваться струбциной можно усовершенствовать приспособление сделав в гайке до половины треугольный пропил и зажать инструмент сверху болтом вкручивая его в приваренную гайку меньшим диаметром.

Станок для заточки спиральных сверл


Заточка свела на специальных станках
Partner PP-13

Линейка станков Partner PP-13D; PP-13С; PP-13U основным различием является комплектация, все станки комплектуются цанговыми держателем кроме модели РР-13U. Эта модель комплектуется шестикулачковым прецизионным патроном

На всех станках применяется диски CBN-200. Диск для заточки затыловочной части из твердосплавных сплавов приобретается отдельно, все диски универсальные подходят ко всей линейке.

Станок PP-13С предназначен для заточки инструмента от 2 до 13 мм с углом заточки от 90 до 135 °. Скорость вращения диска 5200 оборотов в мин., мощность 180 Вт. Питание с от сети переменного тока 220 В. Вес 10 кг.

Модель комплектуется цанговыми держателями в количестве 11 штук. В станке предусмотрено 3 вида обработки: по задней поверхности подреза хвостовика, заточка инструмента происходит по задней поверхности с затыловкой и подточкой поперечной режущей кромки.

Для заточки выбирается цанга соответствующая диаметру рабочей части и устанавливается в патрон. Регулятором, находящимся на верхней панели прибора, устанавливается диаметр рабочей части инструмента.

Затем собранная заготовка вставляется в отверстие для затоки режущей кромки и происходит заточка. Обрабатывается сначала одна кромка затем вторая.

Станок Patner PP-13С предназначен для заточки спиральных сверл по металлу диапазоном от 2 мм до 13 мм с правой спиралью и двумя стружкоотводящими канавками.

Данные станки очень просты в эксплуатации, навык в работе приобретается очень быстро в течение 15 минут после пробной заточки. Точность заточки составляет две сотые миллиметра. Для твердосплавных напаек диск SDC – 200 приобретается отдельно.

Дополнительные технические характеристики:

  • Габариты – 320×180×190 мм;
  • Вес – 10 кг.
  • Комплектация:
  • Набор цанг от 3 мм до 13 мм; Держатель для цанг; Диск CBN для быстрорежущей стали; Шестигранники.
  • В руководстве по эксплуатации более подробно описано устройство техническое обслуживание и ремонт.
  • Дополнительно: Диск SDC-200 для твердого сплава.

 Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению  подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

     +7(499)403 39 91  

   

  Доставка подшипников  по РФ  и зарубежью.

  Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

 

 

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+7 (495) 128 22 34
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+7 (495) 128 22 34
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Правильный угол заточки сверла

В процессе сверления нередко приходится иметь дело с разными материалами. Так, в момент обработки древесины не особо обращается внимание на качество заточки, причем на самом материале это никак не отражается. При использовании металла эти показатели играют первостепенную роль. Почувствовать разницу можно в момент пользования конкретным образцом: так, если сначала бур вращается энергично, постепенно он начинает сбавлять обороты, как бы зарываясь в основании изделия.

Схема устройства сверла по металлу.

В таком случае приходится прилагать максимум физических усилий, нажимая на рукоятку. Время, за которое сверло затупляется, определяется следующими показателями:

  • число оборотов;
  • быстрота подач;
  • охлаждение.

Если эта деталь неожиданно вышла из строя, а работы предстоит еще много, и запасного инструмента под рукой нет, можно освоить технику самостоятельной очинки. Проводить такую работу можно как ручным способом, так и автоматическим. В любом случае в запасе всегда должно быть несколько таких буров. Четко организованная работа позволяет приобрести нужный угол заточки сверла, увеличить период эксплуатации, снизить показатели прилагаемой мышечной силы, способствовать проделыванию точных отверстий.

Инструменты для сверления отверстий.

Подбирая необходимый материал для обработки, следует учитывать угловые коэффициенты, они у всех изделий различны. Эти величины определяются свойствами каждого из изделий. Как только очинка будет проведена, можно уточнить эти коэффициенты угломером или шаблоном.

Чтобы осуществить подобное мероприятие, следует приготовить такие атрибуты:

  • точильный круг;
  • тумблер;
  • заглушка;
  • подставка;
  • сильный мотор;
  • провода и ось.

Во избежание опасных рецидивов станок лучше всего разместить в корпусе, сохранив с внешней стороны ось и точильное приспособление в виде круга. Изделие работает от электричества. Оно может быть подсоединено к сети и осуществлять функцию переносного и облегченного прибора.

Величина угла определяется степенью твердости используемого материала.

Он будет более тупым, если источник более плотный по структуре. Пластмассовое изделие требует соблюдения этих коэффициентов в 30-60 градусов, сталь нуждается в 130-140 таких единицах. В том случае, если не очень важны качественные результаты работы, выбирается угол в 90-100°.

Читайте также:

Ленточная пилорама своими руками – этапы создания.

Как сделать продольную порезку проката.

О создании мини пилорамы читайте здесь.

Наточка сверла вручную: характеризующие параметры

Схема угла заточки сверла.

Механический, ручной способ отточки проводится при помощи абразивного диска или специального станка. Такая методика предполагает удерживание сверла на рабочем основании и направление его к режущему краю. Ведущей рукой нужно взять хвостовик. Резак плотно соединяется с боковой частью абразивного круга. Затем эта деталь аккуратно поворачивается ведущей рукой. Сверло должно приобрести нужный уровень наклона и определенную конфигурацию.

Заточка сверла осуществляется попеременно: сначала с одного бока, а затем с другого. Необходимо следить за очинкой режущего элемента так, чтобы острая часть располагалась строго по центру. Это поможет избежать дальнейшего поворота бура в одну из плоскостей. Прилагать излишнюю силу при сверлении не стоит, это способствует удлинению времени заточки. При механическом варианте очинки возможно появление изъянов и дефектов. При неправильном расчете протяженности сверла по завершении отточки и углами наклона середина сверла может смещаться относительно оси и будет двигаться вокруг нее. Чтобы добиться лучших результатов, стоит воспользоваться точильным станком.

Вернуться к оглавлению

Отточка сверла автоматическим способом

В процессе затачивания нужно проследить за начальным углом.

Схема заточки сверла.

Ориентироваться следует именно на него, затем проверяется состояние инструмента. Присутствие значительных дефектов дает право на пользование наждаком с грубым основанием. Если степень затупления невысокая, можно провести обработку доводочным кругом. Процесс отточки бура проводится в такой последовательности: первым делом проводится обработка верхней кромки, при надавливании на которую осуществляется ее соединение с точильным кругом.

Как только заднее основание будет обработано и приобретет облик точного конуса, проводится отделка режущей части у бура. Затем осуществляется завершающая доводка. В результате правильности проведения действий размеры перемычки для сверл сечением 8 мм и более приравниваются 0,4 мм. Если эта деталь достаточно крупная, ее величина равна 1-1,5 мм. Понять процесс очинки бура сначала можно на любых других поверхностях.

Автоматический станок предназначен для обработки стальных буров сквозного и глухого типов, а также чугунов и сплавов с твердым покрытием. Оснащение такого характера наделяется различными функциями, берущими во внимание разновидности наточки, ее габариты и иные показатели. При работе на станочном оборудовании угол легко меняется, начинать можно от 90° и заканчивать показателями в 140°. Подобное оборудование используется в промышленном и бытовом пользовании. Второй вариант представляет собой станки небольшого размера, удобные для использования дома. Их предназначением является заточка сверла незначительных размеров.

Вернуться к оглавлению

Угловые коэффициенты отточки сверла для стальных поверхностей

Схема устройства для заточки сверла.

Традиционно, бур имеет вид спирали. Детали подобного вида позволяют обрабатывать сталь и древесину. Спиралевидное устройство имеет вид стержня с двумя винтовыми бороздками. Эти канавки образуют на резаке 2 пера винтообразного вида, они называются зубьями.

Спиралевидный бур имеет рабочую часть, шейку, хвостовик, лапки. В заборном корпусе находятся все режущие детали. Направляющая деталь является движущей в самом процессе резки. На перьях по спирали бура находятся ленточки цилиндрической формы. Они определяют сверлильную часть в отверстие. Излишняя ширина этой части не нужна, она приравнивается приблизительно 0, 46 мм. Лапка и хвостовик предназначены для фиксации бура в шпинделе или патроне оборудования. Сверлильный элемент может иметь шейку или обходится без нее.

Сечение сверл, измеренных ленточками, различно. Так, хвостовик отличается низкими показателями, чего не скажешь о заборном конусе. В результате снижается процент соприкосновения ленточек со стенками отверстий, трение сокращается.

Сталь затачивают под углом в 116-118°. Начало работы связывается с созданием режущего начала, спиралевидные канавки легко передвигают стружку. Удерживать сверлильный элемент следует таким образом, чтобы затачиваемая часть располагалась в противоположном месте от оси перемещения сферы. Аналогичные мероприятия осуществляются с другим краем. При обработке стальных поверхностей оптимальными показателями угла будут 140°, в то время как для основного числа сверл он составляет 120°.

Вернуться к оглавлению

Уровень наклона сверла при обработке древесины

Приемы сверления.

Дерево просверливается коловоротом или сверлилом. Для этого применяются определенные патроны в виде зажимов. Сверлило в виде винта ручного типа используется для изготовления пазов, их сечение составляет 5 мм. В момент проведения подобных мероприятий учитываются следующие факторы:

  • жесткость дерева;
  • наличие и точки нахождения трещин;
  • глубинные показатели сверления;
  • наличие гвоздей и инородных предметов.

Рыхлая структура дерева требует зенкования, а проемы значительного размера вначале просверливают с помощью тонкого сверла для придания ему нужного направления. Сквозное отверстие в момент выхода бура закрывается деревянным бруском.

В момент проведения работ инструмент должен быть направлен в противоположную от мастера сторону, глаза защищаются специальными очками. Должно быть оценено покрытие этого элемента, его центрирование в патроне.

Просверливание отверстий в древесине не предполагает излишней остроты бура, оно может работать и без периодической наточки. Но использование металла требует таких показателей в обязательном порядке. Уровень наклона сверла по дереву равен 140°.

Вернуться к оглавлению

Угловые коэффициенты заточки сверла для металлических поверхностей

При работе с металлом твердых сортов уровень наклона соответствует 120°, у более мягких поверхностей такие показатели равны 90°. Так, пластичная бронза требует 120-130°, медь – 125°, пластмасса – 100°, изделия с хрупким основанием – 140°. Как понятно, угол очинки сверла по металлу определяется структурой, мягкостью и плотностью используемых источников.

Мягкие изделия нуждаются в большем уровне наклона, что определяется производственными нормами и требованиями. При личном использовании такие показатели определяются диаметром сверла. Так, сечение в 0,25-10 мм требует 19-28°.

Как точить сверла по металлу

Выполняя отверстия в древесине, про остроту инструмента можно совершенно не беспокоится, поскольку такие режущие инструменты можно годами использовать не затачивая. Но для сверления металла острота сверла имеет важное значение.

Работать притупленным сверлом довольно сложно, поэтому его необходимо менять либо затачивать. Целесообразность замены не всегда оправдана, а зная, как правильно точить сверла по металлу, можно хорошо сэкономить на покупке новых инструментов.

Что следует учитывать

Для сверления металла необходимо использовать исключительно острые приспособления. Затупление  сверл зависит от того на каких оборотах выполняется работа, какой металл по твердости обрабатывается, с каким усилием происходит нажатие на дрель, присутствует ли охлаждение и т. д. В зависимости от этого и определяется частота заточки инструмента. Для каждого конкретного случая и сверла все индивидуально.

Типы заточек бывают совершенно различными, они определяются степенью затупления сверлильного инструмента, его диаметром, конструкцией и спецификой назначения. Есть стандартные рекомендации, которые указывают на то, как правильно точить сверла. Они не являются основными, но их соблюдение минимизирует риск порчи инструмента и образование каких-либо дефектов на нем:

  • при работе кромку приспособления необходимо держать так, чтобы она располагалась параллельно к точильному камню;
  • соблюдайте постепенное затачивание, без резких движений сверлом;
  • избегайте чрезмерного надавливания сверла на поверхность точильного круга;
  • если отсутствуют отражающие блики на обработанных поверхностях, то это свидетельствует о завершенности работы.

Также необходимо придерживаться технологически рекомендованных углов заточки для определенного вида материала.

Следует учитывать, что универсальных значений не существует. Под каждый вид обрабатываемого металла следует подбирать установленные углы заточки. Пример технологических величин указан на рисунке.

Как выполнить заточку спирального сверла

По краям режущего инструмента значение скорости резания является минимальным, но нагрев режущих кромок происходит до максимальной величины. Предусмотреть отведение тепла от углов кромок довольно проблематично. В связи с этим у приспособления начинают затупляться в первую очередь углы, а далее вся режущая кромка. В последствии происходит истирание задней части, наблюдается возникновение штрихов и рисок, которые идут от режущей кромки. При постепенном износе штрихи сливаются, образовывая одну полоску, которая идет по всей длине кромки, сужаясь к центру сверла. Поперечные кромки при превышении порога износостойкости могут попросту смяться.

В случае затупления сверла начинают моментально издавать скрипящий звук. Если не провести своевременное заострение режущей части инструмента, то будет возникать усиленный перегрев, который в кратчайшее время приведет конструкцию к износу.

Чтобы облегчить контроль над геометрией приспособления следует поработать над созданием шаблона. Благодаря ему легко можно будет узнать в какой части инструмента требуется дополнительный съем металла. Для соблюдения симметрии, важно проводить затачивание каждого участка сверла с одинаковым нажимом к поверхности точила.

Для работы необходимо предусмотреть наличие следующих компонентов:

  • шлифовального круга;
  • втулок;
  • воды;
  • соды;
  • алюминиевых, медных или стальных листов.

Способы затачивания сверл

Правильная заточка режущего инструмента осуществляется по задней грани. Данный процесс должен быть выполнен для каждого зубца абсолютно одинаковым образом, но стоит понимать, что выполнение подобной операции вручную практически невозможно. Кроме этого, требуется создание необходимой формы граней и задание заднего угла. В связи с этим, для правильной заточки сверл по металлу необходимо использование специальных устройств. Данные работы рекомендуется проводить посредством специального оборудования и приспособлений. Но к сожалению, домашние мастерские не оснащены профессиональными устройствами, поэтому для данный целей применяются обыкновенные точильные камни.

Виды и способы затачивания определяются исходя из того, какая форма должна быть обеспечена на заднем основании инструмента. Существуют следующие виды заточек:

  • одноплоскостная;
  • двухплоскостная;
  • коническая;
  • винтовая;
  • цилиндрическая.

В домашних условиях ввиду потребностей и простоты самого процесса применяется одноплоскостной и конический способ.

Одноплоскостной

При таком способе основанию пера придается вид плоскости. Величина заднего угла равняется 29-30°. Он является наиболее простым и используется для инструментов диаметр которых не превышает 3 мм. Основной недостаток — возможное разрушение режущей кромки в процессе сверления. Чтобы этого избежать, заточку следует выполнять крайне аккуратно. Принцип заключается в прикладывании инструмента к точильному кругу и перемещении его в параллельном положении к точилу.

Конический

Для заточки конструкций, диаметр которых более 3 мм, стоит воспользоваться коническим способом. Он является более сложным, но вполне доступным для ручной работы. Для этого левая рука зажимает рабочую часть сверла, правая зажимает его хвостовик. После этого инструмент медленно подводится к вращающемуся точильному камню с выдержкой нужного угла. Делая легкие покачивания правой рукой, необходимо создать конус на задних гранях инструмента.

Заточка сверла осуществляется плавным и медленным движением без отрыва от поверхности круга. Сначала манипуляции выполняются для одной части приспособления, потом для другой. Важно правильно выдерживать углы заточки и форму на задних гранях. Для проверки полученного значения можно использовать угломер или шаблон.

Процесс заточки сверл по металлу

Заточку сверла следует производить последовательным образом, сперва обрабатывая заднюю поверхность. Выполняется процедура максимально осторожно, несколькими приемами. Инструмент должен плотно прижиматься к точильному кругу. При коническом способе, особое значение стоит уделять величине затачиваемого угла, он не должен изменяться.

Если получиться, то можно постараться выдержать форму на заднем основании приспособления, которая была обеспечена в процессе заводского производства инструмента. Это позволит сохранить задний угол на каждой из граней. В итоге задняя поверхность должна стать в форме правильного конуса, если смотреть на сверло с боковой стороны.

Затем выполняется обработка режущей части сверла. На этом этапе выдержка угла также должна быть максимально обеспечена. Окончательную доводку задних поверхностей выполняют только после этого этапа. Важно обращать внимание на перемычку, которая расположена на кончике инструмента. Если сверло обработано правильно, то ее размеры не должны превышать 0,4 мм, если диаметр сверла менее 8 мм. Необходимо следить за перемычкой, она располагается на самом кончике сверла. У более крупных приспособлений перемычка может достигать 1-1,5 мм.

Также во время рабочего процесса не должен происходить перегрев сверла, это может спровоцировать послабление стали. В результате произойдет размягчение металла и потеря твердости.

При неправильном затачивании и перегреве режущая часть на приспособлении может стать непригодной. Чтобы этого избежать, конструкцию необходимо постоянно охлаждать водой или водно-щелочным раствором, который можно приготовить из соды. Масло для этих целей использовать запрещено. В охлаждении не нуждаются твердосплавные изделия.

При ручном затачивании изделий важно придерживаться следующих правил:

  • за один проход нужно снимать небольшой слой стали;
  • заточка должна производиться на минимальной скорости вращения шлифовального круга;
  • приспособление не должно перегреваться до такой степени, чтобы его невозможно было держать в руках.

Важные рекомендации

Инструменты должны точиться против вращения точильного камня. Благодаря этому режущие кромки могут прослужить более долгий период времени, они не будут выкрашиваться. Для выполнения заточки, необходимо применять шлифовальные камни в основе которых используется электрокорунд, показатели его зернистости должны быть в пределах 30-40.

Доводку, как правило, проводят после затачивания. Она необходима для удаления мельчайших зазубрин, отшлифовывания кромок, придания гладкости режущей поверхности. Инструмент, на котором проводится доводка менее подвержен изнашиванию. Для ее проведения применяют соответствующие «мягкие» камни, то есть шлифовальные круги с зеленым карбидом, зернистостью не более 5-6.

Затачивая сверло, также следует обращать внимание на показатель симметричности, который определяется по его осям. Каждая из кромок должна быть прямолинейной и одинаковой длины. Насколько правильно выполнена операция можно узнать воспользовавшись угломером или самодельными шаблонами. Его можно изготовить в домашних условиях из медных, алюминиевых или стальных листов, толщина которых не более 1 мм. Самыми надежными являются стальные шаблоны. Посредством них можно проверять углы при вершинах, длинновые размеры режущей конструкции, углы между перемычками и кромками. Важно учитывать, что задние углы измерять крайне трудно, поэтому используя шаблон нужно проверить углы заострения. Сделать такой контрольный инструмент рекомендуется прежде чем проводить эксплуатацию сверла, то есть сразу после его приобретения. Чтобы в дальнейшем можно было максимально точно проверить их соответствие после заточки.

Также из-за разной длины режущих кромок и их наклона к осям приспособления может возникнуть неравномерная нагрузка. Если такое имеется, то сверло очень быстро выйдет из строя, поскольку перегруженная кромка износится. Не стоит забывать, сверление производится не за счет самого наконечника, а за счет боковых сторон инструмента. У многих домашних мастеров, часто встречается ошибка в заострении только вершины сверла без затачивания боковых кромок.

Заточить сверло по металлу не составит проблему, если четко следовать технологии. В связи с этим, если рассмотрение некоторых аспектов осталось непонятным, то можно просмотреть видео уроки от мастеров, имеющих большой опыт в данном ремесле.

Видео «Ручная заточка спиральных сверл. Ч.1»

Видео «Ручная заточка спиральных сверл, Ч.2»

Практическая работа №6 “Измерения геометрических параметров спирального сверла”

ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА №6

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ, СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ»

Тема 3.2 Сила резания при сверлении, зенкеровании, развертывании. Расчет режимов резания

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6

Тема «Измерения геометрических параметров спирального сверла, его заточка. Выбор режимов резания, исходя из заданной скорости сверла, зенкера, развертки»

Цель работы: Изучение геометрических параметров спирального сверла, его заточки. Выбор режимов резания, исходя из заданной скорости сверла, зенкера, развертки.

Оборудование, материалы и инструменты: спиральное сверло, штангенциркуль, инструкционная карта, калькулятор.

Литература:

  1. Сверла, их виды: https://www.youtube.com/watch?v=1JJ7GXFqizA

  2. Измерение геометрических параметров сверла: https://www.youtube.com/watch?v=-Vul24-Ayz0

  3. Как заточить сверло: https://www.youtube.com/watch?v=wY2X2IkNmf8

  4. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1986, с.115..275.

  5. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. – М.: Машиностроение, 1990, с.422.

  1. Общие сведения

Сверла по металлу, для изготовления которых используются стальные сплавы быстрорежущей группы, применяются для создания в металлических деталях как сквозных, так и глухих отверстий. Наиболее распространенными являются спиральные сверла, конструкция которых включает в себя следующие элементы:

Рисунок 1 – Конструктивные элементы спирального сверла

Если хвостовик, который может быть как цилиндрическим, так и коническим, предназначен для надежной фиксации инструмента в патроне используемого оборудования, то рабочая часть одновременно выполняет сразу несколько важных функций. Именно геометрией сверла определяются его работоспособность и режущие свойства.

Важнейшими элементами рабочей части сверла по металлу являются винтовые канавки. Их задача состоит в том, чтобы выводить из зоны обработки стружку. Геометрия спирального сверла по металлу предусматривает, что передняя сторона спиральной канавки выполняется под определенным углом, величина которого по направлению от оси инструмента к его периферийной части меняется. В процессе изготовления сверла по металлу на боковой области его спиральных элементов формируются узкие ленточки, несколько выступающие над основной поверхностью. Задача таких ленточек состоит в том, чтобы уменьшить величину трения инструмента о стенки формируемого отверстия.

Заточка сверл необходима для того, чтобы восстановить их геометрические параметры. Выбор определенного вида заточки сверла зависит от ряда факторов (диаметра инструмента, характеристик обрабатываемого металла и др.).

Наиболее универсальной является нормальная заточка (Н), при выполнении которой на рабочей части сверла формируются одна поперечная и две режущие кромки. Угол заточки сверла в данном случае составляет 118–120°. Выбирая такой вид заточки сверл, следует иметь в виду, что использовать его можно по отношению к инструментам, диаметр которых не превышает 12 мм.

Рисунок 2 – Типы заточек сверл по металлу

Все остальные виды заточки, которые обозначаются буквосочетаниями НП, НПЛ, ДП, ДПЛ, можно применять для инструментов с диаметром до 80 мм. Каждый из указанных типов заточки предполагает доведение геометрии сверла по металлу до требуемых параметров.

НП – Такая заточка подразумевает подточку поперечной кромки, что делается для уменьшения ее длины и, соответственно, для снижения нагрузок, воспринимаемых инструментом в процессе сверления.

НПЛ – В данном случае кроме поперечной кромки подточке подвергается и ленточка, что позволяет уменьшить ее ширину в области режущей части. Подточка ленточки помимо уменьшения силы трения, создаваемой при сверлении, позволяет сформировать дополнительный задний угол сверла, что способствует облегчению процесса обработки.

ДП – Это двойная заточка, совмещенная с подточкой поперечной кромки. Выполнение заточки данного вида позволяет сформировать на рабочей части сверла по металлу одну поперечную и четыре режущие кромки, имеющие вид ломаных линий.

ДПЛ – Это аналогичный предыдущему вид заточки, при котором дополнительно подтачивают ленточку. Создание четырех режущих кромок при выполнении двойной заточки необходимо для того, чтобы уменьшить угол между периферийными участками режущих кромок. Такой подход позволяет улучшить отвод тепла от режущей части инструмента и, соответственно, значительно повысить его стойкость.

Углы заточки сверла выбираются по специальным таблицам, где их значения представлены в зависимости от того, в каком именно материале необходимо сформировать отверстие.

Таблица 1- Углы заточки сверла по металлу для различных материалов

Если неправильно выбрать углы, под которыми будет затачиваться сверло, то это приведет к тому, что оно в процессе работы будет сильно нагреваться. Это в итоге может привести к его поломке. Кроме того, именно неправильно выбранные углы, используемые для заточки сверла по металлу, часто становятся основной причиной некачественно выполненного сверления.

Традиционно заточка сверл по металлу спирального типа выполняется на наждачном станке, оснащенном точильным кругом соответствующей твердости. Начинать затачивать их следует с обработки задней поверхности. Прижимая инструмент данной поверхностью к вращающемуся точильному кругу под определенным углом, надо следить за тем, чтобы на ней формировался правильный уклон.

При заточке передней режущей поверхности необходимо контролировать не только угол, под которым выполняется операция, но и размер перемычки. Очень важно, чтобы при заточке на рабочей части сверла по металлу были сформированы режущие кромки равной длины, расположенные под одним углом. Если просверлить отверстие сверлом, при заточке которого не соблюдены эти важные требования, то диаметр такого отверстия будет больше, чем поперечный размер самого инструмента.

Рисунок 3 – Проверка углов заточки с помощью шаблона

Проверить соответствие основных геометрических параметров (в том числе угла заточки) сверла требуемым характеристикам можно при помощи одного шаблона.

Режимы резания при сверлении. Производительность труда при сверлении во многом зависит от скорости вращения сверла и величины подачи, т. е. на какую величину сверло углубляется за один оборот в обрабатываемую деталь.

Но скорость вращения сверла и подача не могут быть беспредельно увеличены – при слишком большой скорости вращения сверло «сгорит», а при слишком большой подаче сломается.

Скорость резания выражается формулой:

где v – скорость резания, м/мин; D – диаметр сверла, мм; n – число оборотов шпинделя в минуту; π – число, равное 3,14.

При выборе скорости резания учитывают свойства обрабатываемого материала и материала сверла, диаметр сверла, величину подачи и условия сверления (глубину сверления, наличие охлаждения и др.).

Величина подачи определяется с учетом диаметра сверла. Так, например, при обработке стали средней твердости сверлом диаметром 6 мм допускают подачу 0,15 мм/об; при диаметре сверла 12 мм – 0,25 мм/об; при диаметре сверла 20 мм – 0,30 мм/об и т. д.

По заданной скорости резания можно рассчитать и требуемое число оборотов сверла в минуту:

Правильный выбор скорости и подачи сверла оказывает большое влияние не только на производительность, но и на стойкость режущего инструмента и качество обрабатываемого отверстия. Сверло работает лучше при большой скорости резания и малой подаче.

Число оборотов, скорость и подачу можно определять и по таблицам.

  1. Задание

2.1. Посмотрите видео 1. Изучите конструктивные элементы спирального сверла, заполните таблицу:

№ п/п

Элементы сверла

Назначение

Хвостовик

Винтовая канавка

Ленточка

2.2. Посмотрите видео 2. Изучите типы заточек сверл по металлу, заполните таблицу:

№ п/п

Тип заточки

Обрабатываемые поверхности

2.3. Посмотрите видео 3. Изучите исходные данные для вашего варианта. Определите необходимый угол сверла для вашего материала по таблице 1.

2.4. Расшифруйте марку станка.

2.5. По исходным данным определите скорость резания и число оборотов сверла расчетным и табличным методами. Сравните результаты. Сформулируйте выводы.

  1. Исходные данные для расчета:

№ варианта

Станок

Обрабатываемый материал

Твердость по Бринеллю, НВ

Число оборотов шпинделя, об/мин

Диаметр сверла, мм

2А135

Нелегированная сталь, 0,1%С

100

180

27,00

2В56

Низколегированная сталь, незакаленная

200

215

38,00

2А135

Высоколегированная сталь, отожженная

150

300

29,00

2В56

Стальное литьё, нелегированное

180

375

50,00

2А135

Нержавеющая сталь, ферритная

230

400

31,00

2В56

Нелегированная сталь, 0,25%С

90

530

42,00

2А135

Низколегированная сталь, закаленная

400

520

13,00

2В56

Высоколегированная сталь, закаленная

400

700

54,00

2А135

Стальное литьё, низколегированное

200

640

35,00

2В56

Нержавеющая сталь, аустенитная

200

850

56,00

Приложение 1

Приложение 2

Калькулятор скоростей сверления и подачи

[об/мин, таблица, формулы]

Примечание : Эта статья представляет собой урок 9 из нашего бесплатного мастер-класса по подачам и скоростям

Введение в спиральные сверла и стружкообразование

Низкое спиральное сверло — один из наиболее часто используемых инструментов в арсенале слесаря. По общему мнению, он также имеет одну из самых высоких скоростей съема материала среди всех доступных инструментов. Таким образом, стоит узнать их немного лучше.

Для получения общей информации о спиральных сверлах ознакомьтесь с нашим Руководством по спиральным сверлам с ЧПУ и обработке отверстий . Если вам нужна информация о том, как максимизировать производительность спирального сверла, вы попали по адресу.

Основным фактором, влияющим на работу спирального сверла, является образование и эвакуация стружки. Чем глубже отверстие, тем больше вероятность застревания стружки. Идеальная стружка – это короткая скрученная стружка, потому что она легче всего эвакуируется. Прислушайтесь к своей спиральной дрели, чтобы получить устойчивый звук.Если звук начинается и прекращается, у вас происходит заедание чипа. Кроме того, обратите внимание на то, выходят ли хорошо закрученные чипсы или есть погнутые чипсы. Последнее является признаком заедания.

Условия входа

В зависимости от состояния поверхности скорость подачи должна варьироваться в соответствии с поверхностью. Примеры:

–  Неровная или шероховатая поверхность : Сократите подачу до 1/4 от нормальной скорости подачи, чтобы избежать сколов спирального сверла.

–  Выпуклая : Выпуклые поверхности трудно сделать, если только радиус выпуклой поверхности не превышает диаметр сверла более чем в 4 раза, и вы входите перпендикулярно выпуклому радиусу.Если это не так, отфрезеруйте плоское место, чтобы сверло могло начать работу, прежде чем пытаться сверлить.

–  Вогнутая поверхность : Не пытайтесь выполнить вогнутую поверхность, если только радиус не превышает диаметр сверла более чем в 15 раз, а сверло не центрируется на вогнутости, а не на стене. Вы можете просверлить стену вогнутой поверхности. Уменьшите подачу до 1/3 при входе. Если поверхность не соответствует этим требованиям, перед тем как сверлить, отфрезеруйте плоскость.

–  Угловой : Одинаково обрабатывать вход и выход угловых поверхностей.При входе или выходе из наклонной поверхности под углом от 2 до 5 градусов к вершине или меньше уменьшите подачу до 1/3 от нормальной, чтобы приспособиться к этому прерывистому условию резания. Для поверхностей под углом 5-10 градусов в идеале используйте сверло, угол вершины которого соответствует углу поверхности. Если угол больше 10 градусов, перед сверлением необходимо фрезеровать плоскость.

Держите их острыми!

Один из самых простых способов улучшить работу спиральных сверл — убедиться, что они остаются острыми. Вы будете чертовски использовать свои спиральные сверла, и нет ничего более раздражающего, чем тупая насадка.У спиральных сверл осталось много жизни, если вы можете их заточить. Точилки для сверл доступны в любом ценовом диапазоне, или вы можете заточить их вручную на шлифовальном станке. Я использую Drill Doctor, который дешев и сердитен, имеет все необходимые регулировки и позволяет очень легко всегда иметь под рукой острые спиральные сверла.

Используйте правильные углы при вершине и типы точек

Различные материалы выигрывают от заточки под разными углами заточки. Возможность работать под разными углами — это одна из причин иметь под рукой точильный станок или иметь хорошие возможности для ручной заточки сверл.Вы можете найти лучший угол при вершине в справочных материалах, таких как Справочник по машинному оборудованию, или вы можете использовать наш калькулятор G-Wizard , чтобы определить правильный угол при вершине для любого материала, который вы выбрали:

G-Wizard рекомендует для нержавеющей стали серии 300 либо разрезную, либо зубчатую вершину с углом 135 градусов…

В дополнение к углу, тип наконечника также полезен для максимизации производительности спирального сверла.

Обычная точка слева, точка разделения справа…

Более экзотические вершины требуют немного больше усилий, но они помогают в самоцентровке сверла, уменьшают силы резания и лучше ломают стружку.

Предварительное сверление, пилотное или ступенчатое сверление отверстий

Вокруг этой практики много споров. Нужно предварительно сверлить пилотное отверстие или нет? А ступенчатое сверление?

Значение пилотного отверстия заключается в уменьшении усилий при сверлении вокруг центра отверстия и, возможно, в более точном позиционировании сверла. Эффективность пилотного отверстия зависит от размера пилотного отверстия по сравнению с более крупным спиральным сверлом, которое последует за ним. Как правило, пилоты не рекомендуются для отверстий размером менее 1 дюйма (25–30 мм). Если вы просверливаете такую ​​маленькую дырку, просто делайте это без пилота. Это не значит, что точечное сверление не принесет пользы (см. ниже), но это отличается от пилотного отверстия на полную глубину.

Зачем отпугивать пилотов? Поскольку стружколомание происходит неправильно, если направляющее отверстие слишком велико по отношению к общему отверстию, а также потому, что быстрее обойтись без направляющего отверстия для отверстий меньше 1 дюйма или около того. Если вы видите проблему с поломкой стружки, вы можете легко понять, что ступенчатое сверление, когда вы делаете несколько проходов в отверстии все более крупными долотами, также не рекомендуется.

Есть случай, когда пилотное отверстие может быть полезно для всех размеров отверстий. Когда вы просверливаете сверло более чем в 7 раз больше диаметра сверла, может быть полезно сделать небольшое пилотное отверстие глубиной в 2 раза больше диаметра сверла.  G-Wizard автоматически предложит этот совет, когда это необходимо.

При сверлении пилотного отверстия сделайте его диаметр немного больше, чем толщина стенки большого спирального сверла, для которого вы расчищаете путь.

Точечное сверление и другие методы точного позиционирования отверстий для спиральных сверл

Используйте спиральные сверла машинной длины

Самый простой способ повысить точность сверления — это использовать спиральные сверла с длиной винтовой машины вместо длины джоббера.Более короткие биты будут меньше изгибаться и, следовательно, будут более точными. Полноразмерное спиральное сверло в любом случае редко используется при обработке металлов, так как работа становится более сложной в спешке, чем глубже отверстие.

Точечное сверление отверстия

Если вы используете твердосплавное сверло или сверло для шуруповерта, нанесение точечных швов обычно не требуется. На самом деле, большинство производителей не рекомендуют точечное сверление твердосплавным сверлом или сверлом со вставкой, потому что отверстие, просверленное точечным сверлением, более подвержено выкрашиванию карбида.Вы можете сэкономить много времени, избегая точечного сверления.

При необходимости используйте центральное сверло, чтобы найти отверстие. В то время как многие ручные слесари используют для этой цели центрирующие сверла, лучше всего подойдет настоящее точечное сверло без пилотного отверстия малого диаметра. Центровочное сверло – это специализированный инструмент для изготовления отверстий под центры токарных станков. Пилотное сверло небольшого диаметра является хрупким, а центрирующие сверла неоправданно дороже, чем точечные сверла.

Вы хотите использовать точечное сверло, угол которого равен или больше угла вершины спирального сверла.Причина в том, что вы хотите, чтобы спиральное сверло соприкасалось с отверстием центрирующего сверла на конце, а не с краями, для лучшего центрирования.

При использовании цельного твердосплавного сверла или при сверлении материалов, которые легко затвердевают при работе, следует избегать центробежного сверления.

Чтобы узнать больше, у нас также есть специальная страница точечного бурения .

Совет: кольцевые фрезы или интерполяция для больших сквозных отверстий

Усилия резания резко возрастают при больших размерах отверстий. Мало что будет налагать ограничения на мощность машины больше, чем загрузка большого спирального сверла или, что еще хуже, большого сверла с лопатой, чтобы сделать большое отверстие.Например, проворачивание 2-дюймового сверла со сменными пластинами через нержавеющую сталь серии 300 требует 8 л.с.

Есть два хороших варианта, в зависимости от того, нужно ли вам сквозное или глухое отверстие. Для сквозных отверстий лучше всего подойдет кольцевая фреза:

Кольцевая фреза удаляет заготовку, создавая кольцеобразное отверстие и оставляя центр нетронутым…

Поскольку им не нужно превращать в стружку все отверстие, а только окружность, кольцевые фрезы могут двигаться намного быстрее и с гораздо меньшей мощностью, чем спиральное сверло эквивалентного размера.К сожалению, если они не проходят до конца, невозможно извлечь оставшуюся часть, поэтому они годятся только для сквозных отверстий.

Альтернативой для глухих отверстий (которая также работает со сквозными отверстиями, но не так быстро) является использование концевой фрезы и интерполяция отверстия.

Методы обработки более глубоких отверстий

Что такое глубокая яма?

Глубокое отверстие – это любое отверстие глубиной более 5 диаметров. Чем глубже отверстие, тем сложнее становится извлечение стружки.Из-за этого вы должны уменьшать подачу и скорость по мере того, как яма становится глубже.

Вот удобная таблица, обобщающая методы сверления глубоких отверстий:

Подробную информацию см. в нашем Руководстве по глубокому сверлению.

Как заточить сверло на настольном шлифовальном станке

Если при сверлении вы получаете крошащуюся стружку биты, то пришло время их заточить. Острые сверла просверливают отверстия, создание длинной спиральной стружки за короткое время.Таким образом, если вы бурение отверстий занимает необычно много времени, то пришло время вам заточил биты. Существуют специальные приспособления для заточки сверл.

Профессиональный столяры будут использовать коммерческие сверла, что довольно эффективно при восстановлении исходной резкости прибора. Однако, если ваш мастерская не оборудована этим станком, можно использовать настольный шлифовальный станок так как это работает так же хорошо.

Вот руководство по заточке сверла с помощью настольного шлифовального станка:

Связанные: Настольные шлифовальные станки лучшего качества

Необходимые инструменты

  • Настольный шлифовальный станок
  • Тупые сверла
  • Кожаные перчатки
  • Тиски
  • Лоток с водой
  • Защитные очки

Процедура

Подготовка рабочего пространства

Очистить рабочее пространство, оставляя все самое необходимое для выполнения поставленной задачи.Обязательно надевайте защитные очки для защиты глаз и перчатки для береги свои руки.

Крепко держите сверло

Также, используйте тиски или приспособление для заточки, чтобы удерживать сверло на месте. Инструменты также пригодятся при работе с болгаркой, так как обеспечивают остается под прямым углом во время процесса.

Эксперты рекомендуется держать режущую кромку параллельно передней части шлифовальный круг по мере продвижения к долоту, пока он не соприкоснется с колесо.Кроме того, избегайте вращения; держите его прямо и поддерживайте угол 60 градусов. Вам также необходимо проверить биты, чтобы определить степень шероховатости.

Если биты сильно повреждены, начните с грубого круга и закончите прочь с более тонким колесом. Однако, если биты не слишком скучны, вы можете начните с более тонкого шлифовального круга.

Заточка сверл

Вы следует удерживать биту под углом 60 градусов в течение 4-5 секунд. Помните, ваша основная задача состоит в том, чтобы отшлифовать слабую поверхность сверла, а не вызывать дополнительный износ.Таким образом, вы должны сосредоточиться на заточке биты. где наконечник соприкасается с валом, чтобы получить идеальное угол. Если угол слишком острый, то бита, скорее всего, будет чрезвычайно острый.

Охладите биты в лотке с водой

Когда при заточке сверл металл удаляется, в результате чего сталь начать разогрев. Поэтому важно часто охлаждать биту. (через каждые 4-5 секунд), особенно если становится слишком жарко, чтобы держать твои голые руки.Когда бита достаточно остынет, чтобы до нее можно было дотронуться, проверьте, острые или требуется дополнительная заточка.

Если вас устраивает резкость, поверните биту на 180 градусов и повторить процедуру. Установите его под тем же углом (60 градусов), направив одинаковой ширины с каждой стороны биты. Это помогает заточить инструмент прямо и без дыр.

Также, чтобы обеспечить равномерную остроту, вы можете затачивать биту с обеих сторон сверло, переворачивая его на 180 градусов после каждого сеанса заточки в течение несколько секунд.

Проверка бита

Один раз Вы достигли желаемой остроты, проверьте сверло. Держи это прямо на кусок дерева и скрутите его руками. Если бит острый, он должен создавать отверстие даже при легком нажатии.

Если нет, проверьте наконечник и повторно заточите сверло на шлифовальном станке, установив его на наклон 60 градусов в обе стороны. Повторяйте процедуру до тех пор, пока не получите получил желаемую резкость.

Если сверло достаточно острое, вставьте его в дрель, чтобы начать сверление.Это должен ударить по дереву в течение нескольких секунд и с минимальным давлением. Кроме того, как только вы вытащите биту из обрезков древесины, она должна отбрасывать древесину. чипсы.

Рекомендуется: Настольные шлифовальные станки для заточки инструментов

Советы по обслуживанию

  • Тяга вынимайте сверло после каждого просверленного дюйма и сдувайте древесную стружку. В противном случае стружка остается упакованной в канавки сверла, что делает его очень горячий и тупой
  • Всегда имейте два набора сверл.Используйте один комплект, чтобы просверлить отверстие, а другой, чтобы завершить задачу после того, как отверстие сформировано.
  • При сверлении твердой древесины используйте технику остановки и охлаждения. Погружайте сверло в холодную воду через каждые несколько дюймов сверления

Приспособление для заточки сверл DBS-22

С помощью приспособления для заточки сверл Tormek DBS-22 теперь вы можете затачивать сверла (3-22 мм) с высочайшей точностью. Оптимальную точку можно установить в соответствии с каждым требованием сверления, которое зависит от размера сверла и материала.Вы можете полностью восстановить изношенные сверла, а также сломанные сверла до идеальной формы.

4-гранное острие

Вы создаете 4-гранное острие, которое обеспечивает идеальную производительность резания, поскольку кромка долота имеет острие, а не почти плоское, как у многих сверл. Острие с 4 гранями не будет шататься, а требуемая сила осевого усилия значительно снижена по сравнению с обычным сверлом с конусным острием.

Прецизионно заточенное 4-гранное острие выделяет меньше тепла, что также увеличивает срок службы сверла.Независимые тесты показывают, что заточенное сверло Tormek служит в 4 раза дольше, чем совершенно новое обычное сверло¹.

Контролируемая заточка

Работая в соответствии с законами физики и непрерывно охлаждая кромку, исключается риск перегрева стали, потери твердости или образования микротрещин. Вы все время имеете полный контроль и можете видеть, как происходит повышение резкости.

Сверло крепится в держателе сверла (3) на направляющей (2), которая, в свою очередь, движется по основанию (1).

 

Слева направо: опорная плита, направляющая и шаблон настройки.

Слева: держатель сверла, лупа, инструкция.

Гибкость и точность

4-гранная вершина

Край долота подходит к острию и не будет ходить. Растачивает круглое прямое отверстие с жесткими допусками.

  
Всегда одинаковые режущие кромки

Две режущие кромки заточены симметрично и работают идеально синхронно, что продлевает срок службы сверла.

 

Затачивает все углы при вершине

Может быть установлен под любым углом от 90° до 150°.

 

Всегда правильный задний угол

Оптимальный задний угол может быть установлен в соответствии с каждым требованием сверления: 7°, 9°, 11° или 14°.

 

Затачивает сверла диаметром от 3 до 22 мм

Один и тот же держатель сверл подходит для диаметров от 3 мм (1/8″) до 22 мм (7/8″).Замена патрона не требуется.

 

Вопросы и ответы

Почему 4-гранная точка более выгодна по сравнению с обычной точкой?

Значительно снижает усилие, требуемое на сердцевину сверла, т. е. на кромку долота, что снижает тепловыделение и позволяет увеличить усилие на режущие кромки. Это дает сверлу резкое улучшение режущей способности.

Почему заточенное сверло Tormek служит дольше?

Выгодное 4-гранное острие и высокоточная заточка – обе режущие кромки заточены на одинаковую длину и симметрично – обеспечивают эффективную работу сверла и значительно продлевают срок службы сверла.

От чего зависит точность и прямолинейность отверстия?

Геометрия с 4 гранями позволяет сверлу сверлить прямое и круглое отверстие с очень жесткими допусками. Крайне важно, чтобы обе режущие кромки были одинаковыми и были заточены под одним и тем же углом. Это важное требование, чтобы обе кромки работали одинаково и чтобы сверло просверлило прямолинейное отверстие, диаметр которого не превышает диаметр сверла. В противном случае на более длинную кромку будет приходиться большая часть режущей силы, она будет перегреваться и сильнее изнашиваться.В результате сверло быстро затупится и перестанет работать должным образом.

Какой угол при вершине должен быть?

Сверла обычно имеют угол при вершине 118° или 130°. Закаленная сталь и нержавеющая сталь требуют больших углов при вершине. Также алюминий лучше всего сверлить с большим углом при вершине. При сверлении плексигласа риск образования трещин при прохождении сверла через материал снижается за счет большего угла при вершине. Центрирующие сверла обычно имеют угол при вершине 90°.

Важен ли задний угол?

Выбор заднего угла имеет решающее значение для производительности резания и продолжительности сверления.Оптимальный задний угол зависит как от диаметра сверла, так и от просверливаемого материала. Для более твердого материала требуется сверло с меньшим задним углом, в то время как для более мягкого материала угол может быть больше. Стандартные сверла имеют задний угол 11° и угол при вершине 118°, что хорошо подходит для большинства работ по сверлению.

Как узнать, не перегрелась ли сталь при использовании сухого шлифовального станка?

Перегрев стали часто незаметен, но последствия таковы, что сверло быстро тупится и даже может сломаться.В отличие от обычных точилок для сверл, Tormek затачивает с водяным охлаждением, которое бережно относится к стали.

Исследование производительности сверления спиральным микросверлом с различными параметрами геометрии

Микромашины (Базель). 2017 июль; 8(7): 208.

Поступила в редакцию 29 мая 2017 г.; Принято 22 июня 2017 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

В процессе микросверления нержавеющей стали легко происходит износ, разрушение и поломка микросверла. Параметры геометрии микросверла оказывают существенное влияние на производительность микросверла. В настоящее время предлагается спиральное микросверло, и некоторые исследователи подтверждают его улучшенные характеристики сверления. В этом исследовании для анализа влияния геометрических параметров спирального микросверла на производительность сверления предлагаются математические модели винтовой боковой поверхности и шлифованной канавки, а также рассчитываются форма режущей кромки, передний угол и толщина несрезанной стружки. с помощью программного обеспечения MATLAB.Затем, на основе ортогональных испытаний, с использованием шестиосевого шлифовального станка с ЧПУ изготавливаются девять видов микросверл с различными углами при вершине, толщиной стенки и углом наклона спирали, и проводятся эксперименты по микросверлению нержавеющей стали 1Cr18Ni9Ti. Усилие сверления, высота заусенца и качество стенки отверстия измеряются и наблюдаются. Результаты показывают, что угол при вершине является основным фактором, влияющим на осевое усилие и высоту заусенца, а толщина стенки является основным фактором, влияющим на качество стенки микроотверстия.Увеличенный угол при вершине обеспечивает большую силу тяги, но приводит к меньшему выходному заусенцу. Большая толщина перемычки приводит к большему осевому усилию и высоте заусенцев, что приводит к ухудшению качества поверхности. С увеличением угла наклона спирали сила тяги и высота заусенца уменьшаются, а качество поверхности микроотверстия улучшается. Параметры геометрии с углом при вершине 70°, углом при вершине 40° и отношением толщины стенки 0,2 можно использовать для улучшения характеристик сверления микросверл с винтовой вершиной.

Ключевые слова: микросверло , параметры геометрии, производительность сверления, спиральная вершина, нержавеющая сталь

1. Введение

Микроотверстия нашли широкое применение в различных областях, от точной механики до современной электроники [1]. Метод обработки микроотверстий в основном включает электроэрозионную обработку [2], лазерную обработку [3], винтовое фрезерование [4] и сверление. Технология микросверления является основным методом точной и эффективной обработки микроотверстий благодаря широко обрабатываемым материалам, высокой скорости съема материала и высокой точности обработки.Большинство материалов с микроотверстиями — это нержавеющая сталь, высокопрочная сталь и другие труднообрабатываемые материалы. Однако в процессе микросверления материала из нержавеющей стали серьезные эффекты размера и затрудненное удаление стружки приводят к серьезному износу сверла, трещинам и поломкам.

Параметры геометрии микросверл, которые определяют форму режущей кромки, передний угол, толщину несрезанной стружки и ширину резания, оказывают большое влияние на производительность сверления, включая усилие сверления и качество отверстия [5].Поэтому было проведено множество исследований по проектированию и оптимизации геометрических параметров для повышения производительности сверла. Фу и др. обсудили влияние угла наклона спирали, толщины стенки, отношения канавок и угла первичной поверхности на производительность микросверления печатной платы, и результаты показали, что больший угол спирали, толщина стенки и соотношение канавок могут улучшить характеристики сверления при высокой – микродрель с соотношением сторон [6,7]. Чжэн и др. обнаружили, что угол при вершине, угол спирали и толщина перемычки оказывали значительное влияние на высоту заусенца и шероховатость микроотверстий печатной платы, шероховатость увеличивалась с увеличением угла при вершине и уменьшалась с увеличением угла спирали и длины кромки долота. 8,9].Основываясь на методе Тагучи и методологии поверхности отклика, Yoon et al. изучали влияние угла наклона спирали и толщины стенки на усилие сверления и износ инструмента. Результаты показали, что для микросверления печатных плат оптимальной структурой является микросверло с углом наклона спирали 42° и толщиной стенки 50 мкм [10].

Singh [11] изучил характеристики сверления композитных ламинатов UD-GFRP и обнаружил, что осевая сила увеличивается с увеличением угла при вершине, а угол при вершине 90° вызывает небольшое повреждение отверстия.Используя дробно-факторный ортогональный массив Тагучи L12 с дисперсионным анализом (ANOVA), Шайха оценил влияние геометрии сверла на силу резания и срок службы инструмента при сверлении пластика, армированного углеродным волокном (CEPR), и продемонстрировал, что угол при вершине имел значительное значение. влияние на измеренные выходы, за которыми следует угол наклона спирали [12]. Используя комбинированный подход к моделированию и эксперименту, Лаудербо проанализировал влияние параметров сверла на выход заусенца при сверлении алюминия 2024-T351 и алюминия 7075-T6 и сообщил, что толщина перемычки неизменно является важным фактором высоты заусенца [13].Чтобы свести к минимуму размер заусенцев, Gaitonde представил методологию оптимизации Тагучи для многоцелевой задачи сверления, результат показал, что угол при вершине имеет большое влияние на размер заусенцев [14].

В настоящее время некоторые исследователи предлагают микросверло со спиральным острием, и подтверждено его улучшенное сверление по сравнению с плоским и коническим сверлом [15,16]. Для визуализации дизайна и оптимизации спирального сверла Ян представил CAD-систему для численного моделирования и моделирования, основанную на модели спирального сверла, и геометрические параметры можно было разумно изменить в соответствии с различными требованиями к бурению [17].Пол и др. исследовали оптимизацию вершины сверла с винтовой вершиной для минимизации осевого усилия и крутящего момента и обнаружили, что оптимизированное сверло имеет больший передний угол и меньший угол вершины [18].

Тем не менее, текущие исследования по проектированию и оптимизации параметров геометрии микросверл сосредоточены на печатных платах, алюминии и других легкообрабатываемых материалах, а анализ материала из нержавеющей стали оставляет желать лучшего. Кроме того, спиральное микросверло не получило широкого признания и не используется, а его производительность при сверлении с различными параметрами геометрии невелика.Таким образом, в этом исследовании анализируется влияние геометрических параметров спирального микросверла на производительность сверления материала из нержавеющей стали. Во-первых, предлагаются математические модели винтовой боковой поверхности и шлифованной канавки микросверла, а также с помощью программного обеспечения MATLAB (MathWorks, Натик, Массачусетс, США). Затем с помощью шестиосевого шлифовального станка с ЧПУ изготавливаются микросверла с различными углами при вершине, толщиной стенки и углом наклона спирали, и проводится серия экспериментов по микросверлению аустенитной нержавеющей стали 1Cr18Ni9Ti.Усилие сверления, высота заусенца и качество стенки отверстия измеряются и контролируются для получения параметров оптимизированной геометрии микросверла.

2. Математическая модель спирального микросверла

2.1. Математическая модель винтовой боковой поверхности микросверла

Основанная на математической модели, предложенной Zhang [1], математическая модель боковой поверхности винтового микросверла показана на рис. x D Y D Z D -координатная рама, встроенная в тренировку, с o D , расположенная на кончике. с осью сверла и направлением X d – ось позиционирования y – координата внешнего угла C ( y c = − t 0, 2 2 t 900 сеть толщина).Уравнение спирального фланга в системе x D y D z D может быть выражен как:

F1: ZDCOSϕ – BSINϕtanθ+X¯sinβ [x¯cosчной (x¯cosСТа -r1 (x¯cosСТа -r1 (x¯cosСТа -r1 (x¯cosСТа Zd+B)]2+Y¯2/tanθ+h3πsin−1(Y¯/[X¯cosϕ−sinϕ(Zd+B)]2+Y¯2)=0,

(1)

где X¯=Xdcosβ−Ydsinβ, Y¯=Ydcosβ+Xdsinβ, θ , β , φ , B , H — параметры шлифования винтовой боковой поверхности.

Математическая модель боковой поверхности винтового микросверла.

замены x D = – x D , Y D = – Y D в Эквация Flanking Advation (равное (1), математика). F 2 ( X d , Y d , Z d ) = 0 и зависимость между 60∘R) и параметры шлифования составляют ( θ , β , ϕ , B , H ) [17]:

{ρ = G1 (θ, β, ϕ, b, h) ψ=g2(θ, β, ϕ, B, H)αfc=g3(θ, β, ϕ, B, H)αh,−60∘R=g4(θ, β, ϕ, B, H).

(2)

2.2. Математическая модель канавки микросверла

Математическая модель канавки сверла тесно связана со способом ее изготовления, а профиль канавки во многом зависит от параметров шлифования, профиля круга и положения. Профиль поперечного сечения канавки может быть получен огибающей траекторий резания [19], как показано на рис. Траектория резания может быть получена как: )/r)XPfsin(−ZPftan(β0)/r)+YPfcos(−ZPftan(β0)/r)],

(3)

где Rf(u,δ)=[XPfYPfZPf]=[R(u)cosδ+axR(u)sinδcosλ−usinλR(u)sinδsinλ+ucosλ], u , δ — параметры профиля колеса, a x и λ – параметры положения колеса.

Математическая модель канавки микросверла.

Для получения математической модели канавки сверла в системе O d X d Y d Z профиля обработаны 6 точек профиля , согласуются 6 точек канавки кубическим сплайном, а уравнение профиля поперечного сечения канавки сверла выражается как:Поверхность канавки может быть создана винтовым движением профиля поперечного сечения, поэтому уравнение параметров канавки сверла получается следующим образом:

F3:{Xd=wcosv−fH(w)sinvYd=wsinv+fH(w)cosvZd =rv/tanβ0.

(4)

3. Геометрическая характеристика спирального микросверла

Для анализа влияния геометрических параметров микросверла на производительность резания необходимо получить геометрическую характеристику микросверла с различными параметрами и обсудили в первую очередь.Геометрические параметры сверла оказывают значительное влияние на форму режущей кромки, передний угол, толщину несрезанной стружки и ширину среза и, наконец, влияют на деформацию стружки и усилие сверления. Поэтому в этой статье рассчитывается динамическое распределение переднего угла вдоль кромки долота и режущей кромки, а также определяются форма режущей кромки и толщина неразрезанной стружки.

Для любой точки Q . ) получается двумя одновременными уравнениями F 1 ( x D , Y D , Z D ) = 0 и F 3 D ) = 0 и F 3 D ) = 0 и F 3 D ) = 0 и F 9000 3 D ) = 0 и F 9000 3 D ). , Y d , Z d ) = 0.Результирующая скорость резания V e точки Q выражается как: n — скорость вращения (об/мин), а f — скорость подачи (мм/об).

Vectors G , H являются единичными векторами, нормальными для поверхности граблей и зазора, G = ( G x , G Y , G Z ) = = G Z ) = Z Z 7) = , G Z ) = (∂ F 1 /∂ x , ∂ F 1 /∂ y , ∂ F 1 /∂ Z ), H = ( H /∂ Z ), H = ( H /∂ Z ), H H /∂ Z ), H H /∂ Z ), . , ч у , ч г ) = (∂ F 3 / ∂ х , ∂ F 3 / ∂ у , ∂ F 3 /∂ z ), поэтому единичный вектор b вдоль режущей кромки может быть выражен как: b = ( г × ч )/| g × h |, а единичные векторы нормали к рабочей базовой плоскости, плоскости режущей кромки и ортогональной плоскости:

r=(rx,ry,rz​)=Ve|Ve|, s=( sx,sy,sz​)=Ve×b|Ve×b|, o=(ox,oy,oz​)=s×r.

(5)

Таким образом, динамический передний угол γ oe и угол режущей кромки инструмента κ re могут быть получены [20]: ×o)), κre=cos−1(o⋅k−(k⋅r)r|k−(k⋅r)r|), k=(0, 0, 1).

(6)

Уравнение расчета неразрезанной толщины чипа выражено как:

A C = ½ F COS (SIN – 1 ( K 1)) ) ⋅ sin κ re .

(7)

На основе математической модели и геометрического принципа для расчета численного решения используется программа в MATLAB. Геометрические параметры микросверл приведены в . Геометрические и позиционные параметры круга для шлифовки канавки приведены в .

Таблица 1

Геометрические параметры микросверла.

4.2012.673958. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]5. Галлоуэй Д.Ф. Некоторые эксперименты по влиянию различных факторов на производительность бурения.Транс. КАК Я. 1957; 79: 191–231. [Google Академия]6. Fu L., Li X., Guo Q. Разработка микробурового долота с высоким коэффициентом удлинения. Цепной мир. 2010;36:30–34. doi: 10.1108/03056121011087212. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Фу Л., Го К. Разработка сверхмалого микросверла для упаковочных материалов. Цепной мир. 2010;36:23–27. doi: 10.1108/03056121011066305. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Zheng X.H., Liu Z., An Q., Wang X., Xu Z., Chen M. Экспериментальное исследование микросверления печатной платы.Цепной мир. 2013;39:82–94. doi: 10.1108/03056121311315800. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Zheng X.H., Dong D., Huang L, An Q., Wang X., Chen M. Исследование качества сверления отверстий для крепления на печатной плате. Интер. Дж. Точность. англ. Произв. 2013; 14: 525–534. [Google Академия] 10. Юн Х.С., Ву Р., Ли Т.М., Ан С.Х. Геометрическая оптимизация микросверл с использованием методов Тагучи и методологии поверхности отклика. Интер. Дж. Точность. англ. Произв. 2011; 12:871–875. doi: 10.1007/s12541-011-0116-6. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 11.Сингх И., Бхатнагар Н., Вишванат П. Сверление однонаправленных пластиков, армированных стекловолокном: экспериментальное и конечно-элементное исследование. Матер. Дес. 2008; 29: 546–553. doi: 10.1016/j.matdes.2007.01.029. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Шиха И.С., Аспинуолл Д.К., Су С.Л., Брэдли С. Геометрия сверла и рабочие эффекты при вырезании отверстий малого диаметра в углепластике. Интер. Дж. Мах. Производство инструментов. 2009;49:1008–1014. doi: 10.1016/j.ijmachtools.2009.05.009. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Лаудербо Л.К. Анализ влияния параметров процесса на выход заусенцев при сверлении с использованием комбинированного моделирования и экспериментального подхода.Дж. Матер. Процесс. Технол. 2009; 209:1909–1919. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.04.062. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Гаитонде В.Н., Карник С.Р., Ачьюта Б.Т., Сиддесвараппа Б. Тагучи Оптимизация сверления нержавеющей стали AISI 316L для минимизации размера заусенцев с использованием многофункциональной цели, основанной на функции принадлежности. Дж. Матер. Процесс. Технол. 2008; 202: 374–379. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2007.08.013. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Лин С., Канг С.К., Эманн К.Ф. Спиральная конструкция микросверл и шлифовка.ASME Дж. Инж. Инд., 1995; 117:277–287. doi: 10.1115/1.2804332. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Канг С.К., Лин С., Эманн К.Ф. Сравнительный анализ планарных и винтовых наконечников микросверл. Транс. НАМРИ/МСП XXI. 1993; 21: 189–196. [Google Академия] 17. Ян Л., Цзян Ф. Практическая оптимизация сверл с винтовой геометрией и процесс ее шлифования. Междунар. Дж. Адв. Произв. Технол. 2013;64:1387–1394. doi: 10.1007/s00170-012-4109-0. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 18. Пол А., Капур С.Г., Девор Д.Э. Оптимизация кромки долота и формы режущей кромки для улучшения конструкции вершины спирального сверла.Интер. Дж. Мах. Производство инструментов. 2005;45:421–431. doi: 10.1016/j.ijmachtools.2004.09.010. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Чжан С.Ю., Ван Х.Б., Лян З.К., Чжоу Т.Ф., Цзяо Л., Ян П. Моделирование и оптимизация профиля канавки микросверла. Интер. Дж. Адв. Произв. Технол. : 2017. doi: 10.1007/s00170-017-0265-6. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Ван Дж. Разработка новых моделей силы бурения для улучшения геометрии точки сверления. Университет Мичигана; Мичиган, Мичиган, США: 1994. [Google Scholar]21.Ван К.Ю., Лян З.К., Ван Х.Б., Чжао В., Ву Ю., Чжоу Т. Фрактальный анализ топографии поверхности измельченного монокристаллического сапфира. заявл. Серф. науч. 2015; 327:182–189. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.11.093. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Константудис В., Пацис Г.П., Гоголидес Э. Фракталы и изменчивость характеристик устройства: ключевая роль шероховатости в микро- и нанопроизводстве. Микроэлектрон. англ. 2012;90:121–125. doi: 10.1016/j.mee.2011.04.054. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Мао Х.Дж., Цзяо Л., Гао С.F., Yi J., Peng Z., Liu Z., Yan P., Wang X. Оценка качества поверхности при торцовом фрезеровании в мезомасштабе на основе теории фракталов и метода Тагучи. Междунар. Дж. Адв. Произв. Технол.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Параметры Значение
Диаметр сверла d (мм) 0.5
Коэффициент толщины веб -толщины 0,2, 0,25, 0,3, 0,35, 0,4
Угол спирали флейты β 0 66 (° С.
Полуоточечный угол ρ (°) 50, 55, 59, 65, 70
Энд край рулевого рубца. Таблица 2

90 741
Параметры Значение
Установка Угол λ (°) 60
Расстояние х (мм) 67,5625
колеса Радиус R 0 (мм) 67,5
колеса Толщина U 1 (мм) 4
колеса Угол наклона η (°) 45

Динамическое распределение переднего угла вдоль кромки долота и режущей кромки показано на и .Форма режущей кромки и соответствующая толщина несрезанной стружки показаны на и . При увеличении угла при вершине динамический передний угол вдоль режущей кромки увеличивается с небольшим запасом (показано на а), но распределение динамического переднего угла по кромке долота явно уменьшается (показано на а), что увеличивает деформацию стружки и увеличить силу тяги. Кроме того, а показывает, что кривизна формы режущей кромки становится больше с увеличением угла при вершине, что приводит к увеличению толщины несрезанной стружки (показано на а).Однако ширина разреза становится меньше, когда угол при вершине становится больше.

Динамическое распределение переднего угла вдоль кромки долота при n = 14 000 об/мин, f = 0,003 мм/об: ( a ) угол при вершине; ( b ) угол наклона спирали; ( c ) коэффициент толщины полотна.

Динамическое распределение переднего угла вдоль режущей кромки с n = 14 000 об/мин, f = 0,003 мм/об: ( a ) угол при вершине; ( b ) угол наклона спирали; и ( c ) отношение толщины полотна.

Форма режущей кромки: ( a ) угол при вершине; и ( b ) угол наклона спирали.

Толщина несрезанной стружки вдоль режущей кромки при n = 14 000 об/мин, f = 0,003 мм/об: ( a ) угол при вершине; и ( b ) угол наклона спирали.

Угол наклона винтовой линии оказывает существенное влияние на передний угол вдоль режущей кромки, более высокий угол наклона ведет к большему переднему углу, как показано на рис. b. b показывает, что кривизна формы режущей кромки становится больше с увеличением угла наклона спирали, но толщина неразрезанной стружки не имеет очевидных изменений (как показано на b).

Кроме того, увеличенный коэффициент толщины стенки приводит к увеличению неэффективной длины режущей кромки и уменьшает динамический передний угол режущей кромки, что увеличивает деформацию стружки и увеличивает осевое усилие.

4. Эксперимент по шлифованию спиральных микросверл с различными параметрами геометрии Шлифовальный станок с ЧПУ (CNS7d от Makino Seiki Co., Ltd., Канагава, Япония), как показано на . Геометрия шлифовальных кругов и конфигурация двух кругов показаны на рис. Винтовая сторона шлифуется Колесом 1, при этом

D w1 = 80 мм, u 0 = 3 мм. Канавка сверла шлифуется кругом 2, при D w2 =135 мм, u 1 = 4 мм, η = 45°.

Шестиосевой шлифовальный станок с ЧПУ.

Геометрия и конфигурация шлифовальных кругов.

Для анализа влияния параметров геометрии сверла на характеристики микросверления были разработаны ортогональные тесты в соответствии с таблицей уровней факторов, приведенной в . Затем изготавливаются девять видов микросверл с различными углами при вершине, соотношением толщины стенки и углами подъема канавки. Структура микросверла показана на , а соответствующие геометрические параметры перечислены на . Полученный результат микросверл показан на рис.

Структура микродрель.

Изготовленный результат спиральных микросверл. ( a ) ρ = 59°, β = 30°, 2 t / d = 0,25; и ( b ) ρ = 65°, β = 40°, 2 t / d = 0,3; ( c ) ρ = 70°, β = 20°, 2 t / d = 0,25.

Таблица 3

Таблица коэффициентов геометрии микросверл.

Уровень Полу-точечный угол ρ (°) СОЕДИНЕНИЕ ВЕБКА 2 T / D Угла спирали β 99567 Угла спирали 9567 Helix 9000 . 1 59 0.25 д 20
2 65 0,3 г 30
3 70 40

Таблица 4

Геометрические параметры спиральные микросверла.

No. угол + + +
+
1 2 3 4 5 6 7 8 9
угол Полу-точка ρ (°) 59 59 59 65 65 65 70 70 70
Спираль β 0 (°) 20 30 40 20 30 40 20 30 40
.15 0,125 0,125 0,125 0,125 0,15 0,125 0,15 0,125
Диаметр сверла d (мм) 0,5 Дрель диаметр хвостовика d с (мм) 3 дрель угол шеи α п (°) 10
флейта длина L (мм) 1,5 дрель вся длина л с (мм) 50 Длина выступа сверла из держателя инструмента L 0 (мм) 12

5.Эксперимент по сверлению спиральным микросверлом с различными параметрами геометрии

На обрабатывающем центре DMG (DMU80 monoBLOCK производства DMG MORI Co., Ltd., Германия) проводится серия экспериментов по сверлению с использованием различных микросверл, показанных на рис. Материал заготовки — аустенитная нержавеющая сталь 1Cr18Ni9Ti, параметры эксперимента — скорость шпинделя 14 000 об/мин при скорости подачи 0,003 мм/об.

Установка для эксперимента по сверлению на обрабатывающем центре DMG.

Усилие сверления измеряется с помощью пьезоэлектрического динамометра Kistler модели 9257B.Высота заусенца и качество стенки отверстия измеряются и наблюдаются с помощью 3D-лазерного сканирующего микроскопа (VK-100 компании Keyence Co., Ltd., Осака, Япония) и сканирующего электронного микроскопа (S4800 компании HITACHI Co., Ltd., Токио, Япония). , метод измерения высоты заусенца H ввод и H выход показан на a.

Схематическая диаграмма измерения высоты заусенцев и метода двумерного подсчета ящиков. ( a ) Измерение высоты заусенца ( b ) методом двухмерного подсчета коробок.

Более того, традиционные методы оценки топографии поверхности, такие как статистический параметр Ra, сильно зависят от фактической выборки и длины сканирования и не могут оценить качество поверхности именно в мезомасштабе [21]. Однако многие обработанные поверхности, например обработанные точением, сверлением и шлифованием, обладающие свойством самоподобия или самоаффинности, могут быть охарактеризованы фрактальной геометрией [22]. Фрактальная размерность более эффективна для оценки качества поверхности, чем традиционный метод в мезомасштабе [23].Поэтому в этой статье качество стенки отверстия оценивается с помощью фрактальной размерности D L , сгенерированной методом подсчета 2D ящиков, показанным в b и обсуждаемым в литературе [21]. Уравнение фрактальной размерности D L :

где N ( r ) — минимальное количество ящиков, покрывающих фрактальный объект, а r — размер ящика.

6. Результат сверления спиральным микросверлом с различными параметрами геометрии

Результаты эксперимента, включая осевое усилие, высоту заусенца и качество стенки отверстия, с различными геометриями сверла перечислены в .Анализ диапазона используется для оценки основного или второстепенного фактора, и результаты перечислены в .

Таблица 5

Осевое усилие, высота заусенцев и качество стенки отверстия при различных параметрах геометрии сверла.

1,55841 1,54188
ρ (°) β (°) 2 T (MM) (N) T (MM) Thrust PictS (N) 40007 (MM) (N) (MM) (N) (MM) (N) (MM) (N) (MM). Н выход (мкм) Фрактальная размерность D л
1 59 20 0.В 150 16,44 58,10 52,02 1,51179
2 59 30 0,125 14,53 56,87 46,48 1,55892
3 59 40 0,125 12,88 35,99 36,95
4 65 20 0,125 16,94 43.57 33,30 1,54190
5 65 30 0,125 15,85 42,38 28,93 1,54540
6 65 40 0,150 17.53 30,79 24,13
7 70 20 0,125 18,83 68,13 28,91 1.56302
8 70 30 0,150 19,12 74,96 33,68 1,55019
9 70 40 0,125 17,88 60,67 20.32 1,58085

Таблица 6

Результаты анализа диапазона с различными параметрами геометрии сверла.

0,021647 Уровень 1 0,021477 Уровень 1 +1,558083 Уровень 2
Геометрия Параметры Уровень толкающее усилие (Н) Н введите (мкм) Н Выход (мкм) Фрактальная размерность Д л
Угол полуострия ρ Уровень 1 14.62 50,32 45,15 1,543039
Уровень 2 16,77 38,91 28,79 1,54306
Уровень 3 18,61 67,92 27,64 1,564687
Диапазон угла 3,99 29,01 17,51
Спираль β 17,40 56.60 38,08 1,538903
Уровень 2 16,50 58,07 36,36 1,551503
Уровень 3 16,10 42,48 27,13 1,56038
Диапазон 1,31 15,59 10,94
толщина стенки 2 т 16,15 51,27 32.48
17,70 54,62 36,61 1,534619
Диапазон 1,55 3,35 4,13 0,023464

6.1. Сила сверления микросверл с различными параметрами геометрии

Сила тяги микросверл с различными геометрическими параметрами показана на , что ясно показывает фазы проникновения. Дисперсионный анализ (ANOVA) с помощью Minitab используется для оценки относительных достоинств факторов и чувствительности различных уровней.Графики основного эффекта и соответствующие результаты дисперсионного анализа для силы тяги показаны на и .

Осевое усилие микросверл с различными геометрическими параметрами. ( a ) ρ = 59°, β = 40°, 2 t / d = 0,25; ( b ) ρ = 65°, β = 20°, 2 t / d = 0,25; ( c ) ρ = 70°, β = 30°, 2 t / d = 0,3.

График главного воздействия для средней силы тяги: ( a ) угол при вершине; ( b ) спиральный угол; ( c ) толщина полотна.

Таблица 7

Результаты дисперсионного анализа для силы тяги.

.3433 90 742
Источник дисперсионных DF СтартПоследа С.С. Adj СС Adj МС F F-тест *
Пол-точка Угол 2 23,9502 23.9502 11,9751 30,4 9,55
Угол Helix 2 2.6866 2 2.68669754 2 2,6866 2 +1,3433 9,55
Веб Толщина 1 4,7749 4,7749 4,7749 12,15 10,1
Ошибка 3 1,1788 1,1788 0,3929
Итого 8 32,5906

результаты показывают, что сила тяги увеличивается с увеличением угла точки и толщины полотна , и уменьшается с увеличением угла спирали.Поскольку передний угол является важным фактором пластической деформации материала, он оказывает большое влияние на осевую силу. Увеличенный угол при вершине обеспечивает меньшее динамическое распределение переднего угла по кромке долота (см. а), что увеличивает деформацию стружки и увеличивает осевое усилие. Кроме того, по мере увеличения угла при вершине пропорция осевой силы к силе резания увеличивается, поэтому увеличивается общая осевая сила. С увеличением угла наклона спирали увеличивается ширина резания, что увеличивает силу резания из-за того, что кривизна формы режущей кромки становится больше (см. b).Однако динамический передний угол вдоль режущей кромки увеличивается (см. б), что приведет к уменьшению силы тяги. Как правило, больший угол наклона спирали приводит к меньшей силе тяги. Кроме того, вклад кромки долота в осевое усилие огромен, увеличенная толщина стенки приводит к увеличению неэффективной длины режущей кромки и уменьшает динамический передний угол режущей кромки, как показано на с, что приводит к более высокому сила тяги.

Кроме того, статистический анализ показывает, что угол при вершине оказывает существенное влияние на силу тяги в выбранном диапазоне, поскольку значение F больше критического значения, показанного на рис. толщина перемычки, в то время как угол наклона винтовой линии оказывает умеренное влияние на силу тяги на основе результатов анализа дальности, показанных на рис.

6.2. Высота заусенцев микросверл с различными параметрами геометрии

Заусенцы образуются в процессе сверления на входной и выходной поверхности микроотверстий в результате пластической деформации. Заусенцы приведут к ухудшению качества микроотверстий и снижению долговечности и точности изделия. Входной и выходной заусенцы микроотверстий показаны на и . Тип входного заусенца тот же, в основном, в результате действия отрыва, изгиба с последующим срезанием или боковым выдавливанием.Для выходного заусенца заусенец Пуассона образуется (а) из-за того, что материал выпячивается в стороны при его сжатии, до тех пор, пока не произойдет остаточная пластическая деформация, и не образуется заусенец (в) в результате действия изгиба, а не сдвига. скол в конце сверления.

Входная фреза для спиральных микросверл с различными геометрическими параметрами. ( a ) ρ = 59°, β = 20°, 2 t / d = 0,3; и ( b ) ρ = 65°, β = 30°, 2 t / d = 0.25; ( c ) ρ = 70°, β = 40°, 2 t / d = 0,25.

Выходная фреза для спиральных микросверл с различными геометрическими параметрами. ( a ) ρ = 59°, β = 20°, 2 t / d = 0,3; и ( b ) ρ = 65°, β = 20°, 2 t / d = 0,25; ( c ) ρ = 70°, β = 30°, 2 t / d = 0.3.

Графики основных эффектов и соответствующие результаты ANOVA для высоты заусенцев показаны на и и и . Высота выходного заусенца уменьшается с увеличением угла при вершине и угла спирали и увеличивается с увеличением толщины полотна. Когда микросверло выходит из заготовки, более высокий угол при вершине удерживает рабочий материал под растягивающим напряжением, позволяя материалу очень легко резать, вместо того, чтобы выталкивать его из заготовки, изменяя направление потока стружки. Это приводит к тому, что деформация в вершине сверла меньше, чем во внешнем углу, и стружка перемещается в более раннее возможное время, чтобы избежать деформационного упрочнения, что приводит к меньшему заусенцу.Для угла спирали и толщины стенки изменение изменяет динамическое распределение переднего угла (b, c) и деформацию стружки, а затем вызывает изменение высоты заусенца. Результаты дисперсионного анализа показывают, что все три параметра оказывают большое влияние на высоту выходного заусенца в выбранном диапазоне из-за большего значения F. Кроме того, из результатов анализа диапазона, показанных на , видно, что угол при вершине имеет значение наиболее значительный эффект, за которым следует угол спирали, а толщина перемычки также имеет решающее значение для высоты выходного заусенца.Однако высота входного заусенца не зависит от угла при вершине и угла спирали в выбранном диапазоне, и угол при вершине и угол спирали оказывают на нее существенное влияние с точки зрения значения F , и основным фактором также является угол точки.

График основных эффектов для среднего значения высоты выходного заусенца: ( a ) угол при вершине; ( b ) спиральный угол; ( c ) толщина полотна.

График основных эффектов для среднего значения высоты входного заусенца: ( a ) угол при вершине; ( b ) спиральный угол; ( c ) толщина полотна.

Таблица 8

Результаты дисперсионного анализа для высоты выходного заусенца.

+
Источник дисперсионных DF СтартПоследа С.С. Adj СС Adj МС F F-тест *
Пол-точка Угол 2 575,76 575,76 287,88 108,07 9,55
Угол спирали 2 207,4787 103,93 39,02 9,55
Веб Толщина 1 34,05 34,05 34,05 12,78 10,1
Ошибка 3 7,99 7,99 2.66
Итого 8 825,66 –

Таблица 9 результаты

ANOVA для высоты входа заусенцев.

9,55 угол Спираль веб толщина
Источник дисперсионных DF СтартПоследа С.С. Adj СС Adj МС F F-тест *
Пол-точка Угол 2 1281,11 1281,11 640,56 43,94
2 444,28 444,28 222,14 15,24 9,55
1 22.41 22,41 22,41 1,54 10,1
Ошибка 3 43,74 43,74 14,58
Итого 8 1791,55

6.3. Качество обработки микроотверстий микросверлами с различными параметрами геометрии

Качество стенки микроотверстий определяет производительность микроотверстий и является важным фактором для оценки качества сверления.Морфология стенки отверстия показана на a, а один профиль получен с помощью 3D-лазерного сканирующего микроскопа, показанного на c.

Морфология стенки отверстия. ( a ) Морфология стенки отверстия; ( b ) морфология трехмерного лазерного сканирования; ( c ) профиль стенки отверстия.

На основе профиля, полученного с помощью лазерного сканирующего микроскопа, фрактальная размерность D L создается методом двумерного подсчета с использованием MATLAB. Экспериментальные результаты и анализ их диапазона приведены в и .Графики основных эффектов и соответствующие результаты ANOVA для D L показаны на и . При увеличении угла спирали и толщины полотна фрактальная размерность соответственно увеличивается и уменьшается. Однако это не является линейным с углом точки в выбранном диапазоне. Статистический анализ показывает, что толщина полотна оказывает существенное влияние на фрактальную размерность D L в выбранном диапазоне, так как значение F больше критического значения, и это основной вносящий фактор, за которым следуют угол вершины и спираль угол показан в .

График основных эффектов для среднего значения фрактальной размерности: ( a ) угол при вершине; ( b ) спиральный угол; ( c ) толщина полотна.

Таблица 10

Результаты ANOVA для фрактальной размерности.

+
Источник дисперсионных DF СтартПоследа С.С. Adj СС Adj МС F F-тест *
Пол-точка Угол 2 0,0009363 0.0009363 0.0004682 9,52 9,55
Спираль угол 2 0,0006989 0,0006989 0,0003494 7,11 9,55
Веб Толщина 1 0,0011011 0,0011011 0,0011011 22,39 10,1
Ошибка 3 0,0001475 0,0001475 0,0000492
Итого 8 0.0028838

При увеличении угла подъема стружки улучшается способность эвакуации стружки и ослабевает трение между стружкой и стенкой отверстия. Таким образом, больший угол спирали приводит к более высокому качеству поверхности. С увеличением толщины полотна пространство для стружки уменьшается, а способность эвакуации стружки снижается. Тогда большая толщина полотна приводит к ухудшению качества поверхности. Кроме того, следует отметить, что усилие тяги увеличивается с увеличением толщины стенки, уменьшается с увеличением угла наклона спирали, показанного на рис. , а плохое качество отверстия может быть связано с большей силой сверления.

7. Выводы

В этом исследовании анализируется влияние геометрических параметров спирального микросверла на эффективность сверления материала из нержавеющей стали. Предложены математические модели боковой поверхности спирали и шлифованной канавки микросверла, а также рассчитаны форма режущей кромки, передний угол и толщина несрезанной стружки микросверл с различными параметрами геометрии. С использованием девяти микросверл с различными углами при вершине, толщиной стенки и углом наклона спирали была проведена серия экспериментов по микросверлению аустенитной нержавеющей стали 1Х18Н9Т.Обсуждая усилие сверления, высоту заусенца и качество стенки отверстия, можно сделать следующие выводы:

  • (1)

    Сила тяги следует за толщиной перемычки, в то время как угол спирали оказывает умеренное влияние. Для высоты заусенца угол при вершине оказывает наиболее существенное влияние, за ним следует угол наклона спирали, а толщина перемычки также имеет решающее значение для высоты заусенца на выходе.Для качества отверстия толщина стенки является основным фактором, за которым следуют угол при вершине и угол спирали.

  • (2)

    Увеличенный угол при вершине обеспечивает меньшее динамическое распределение переднего угла вдоль кромки долота и большую долю осевой силы в общей силе резания, что увеличивает осевую силу. Однако больший угол при вершине приводит к меньшему выходному заусенцу.

  • (3)

    Увеличенная толщина перемычки приводит к увеличению неэффективной длины режущей кромки и уменьшает динамический передний угол режущей кромки, что приводит к увеличению осевого усилия и высоты заусенца, а также снижает стружку. пропускная способность, что приводит к ухудшению качества поверхности.

  • (4)

    С увеличением угла подъема спирали увеличивается динамический передний угол вдоль режущей кромки, что приводит к уменьшению осевого усилия и высоты заусенца, а также улучшается способность эвакуации стружки, что ослабляет трение между стружкой. и стенки отверстия и обеспечивают более высокое качество поверхности.

  • (5)

    Параметры геометрии с углом при вершине 70°, углом при вершине 40° и отношением толщины стенки 0,2 можно использовать для улучшения характеристик сверления микросверл с винтовой вершиной.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (№ 51575049), Национальной программы фундаментальных исследований Китая (№ 2015CB059900) и Фонда фундаментальных исследований Пекинского технологического института (BIT) (№ 51575049). 20150342013).

Вклад авторов

Чжицян Лян задумал и разработал эксперименты; Суян Чжан провел эксперименты и написал статью; Xibin Wang и Tianfeng Zhou внесли ценные предложения по статье; и Хайсин Го, Ли Цзяо и Пей Ян проанализировали данные.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Спонсоры-основатели не участвовали в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; в написании рукописи и в решении опубликовать результаты.

Ссылки

1. Чжан С.Ю., Лян З.К., Ван С.Б., Чжоу Т.Ф., Цзяо Л., Ян П., Цзянь Х.К. Процесс заточки спирального микросверла на шестиосевом шлифовальном станке с ЧПУ и его основные характеристики сверления.Междунар. Дж. Адв. Произв. Технол. 2016; 86: 2823–2835. doi: 10.1007/s00170-016-8359-0. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]2. Рашед К.А.А., Ромоли Л., Тантусси Ф., Фусо Ф., Бертончини Л., Фиаски М., Аллегрини М., Дини Г. Экспериментальная оптимизация процесса сверления микроэлектрическим разрядом с точки зрения улучшения внутренней поверхности, измеренного сдвигом. силовая микроскопия. CIRP J. Изготовитель. науч. Технол. 2014; 7:11–19. doi: 10.1016/j.cirpj.2013.10.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]3. Ромоли Л., Рашед К.А.А., Фиаски М.Экспериментальная характеристика внутренней поверхности при микросверлении распылительных отверстий: сравнение лазера ультракоротких импульсов и электроэрозионной обработки. Опц. Лазерная технология. 2014;56:35–42. doi: 10.1016/j.optlastec.2013.07.010. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]4. Olvera D., de Lacalle L.N.L., Urbikain G., Lamikiz A., Rodal P., Zamakona I. Изготовление отверстий с помощью шаровой косозубой фрезы в титановых сплавах. Мах. науч. Технол. 2012; 16: 173–188. doi: 10.1080/10