Сверление — одна из наиболее распространенных операций обработки на станках с ЧПУ, но получение точных и однородных отверстий зависит не только от диаметра сверла и скорости резания. Геометрия сверла также играет важную роль в производительности сверления, и угол наклона острия сверла является одним из ключевых факторов.
Угол наклона острия влияет на то, как сверло входит в заготовку, как распределяются усилия резания, как удаляется материал и насколько точно может быть выполнено отверстие. Неправильный выбор угла наклона острия может привести к чрезмерной силе нажатия, плохому качеству отверстия, износу инструмента или даже поломке сверла.
Таким образом, понимание угла наклона точки сверления может помочь производителям выбрать правильную геометрию сверла и повысить эффективность сверления с ЧПУ и качество отверстий.
Что такое Угол острия Сверла?
Угол острия сверла — это угол, образованный двумя основными режущими кромками на конце спирального сверла. Он измеряется поперек острия сверла от одной режущей кромки до другой.
Например, сверло с углом острия 118° имеет встроенный угол 118° между двумя основными режущими кромками.
Угол острия отличается от угла наклона спирали сверла, который описывает угол расположения спиральных канавок вдоль корпуса сверла. Эти две геометрические особенности по-разному влияют на производительность резания.
Угол острия в первую очередь влияет на то, как сверло проникает в заготовку и как создается усилие резания на кончике сверла.
Каковы наиболее распространенные углы сверления?
При сверлении с ЧПУ используется несколько углов наклона, но 118° и 135° являются одними из наиболее распространенных.
Угол острия 118° широко используется для сверления общего назначения, особенно при использовании обычных спиральных сверл HSS. Он обеспечивает хороший баланс между режущей способностью, прочностью инструмента и универсальными характеристиками.
Угол острия 135° обычно используется в сверлах, предназначенных для работы с более твердыми материалами и в сложных условиях обработки. Многие сверла с углом острия 135° также имеют раздвоенную или аналогичную геометрию острия, что улучшает центрирование и уменьшает количество материала, которое необходимо перемещать кромкой долота.
Однако угол заточки не следует рассматривать отдельно. Материал сверла, покрытие, угол наклона, угол разгрузки, геометрия точки разреза, материал заготовки, глубина отверстия и жесткость станка — все это может повлиять на конечную производительность сверления.
Как угол наклона точки сверления влияет на сверление С ЧПУ?
1. Это влияет на силу тяги
Одним из наиболее важных эффектов угла наклона острия является его влияние на осевую силу тяги.
Острие сверла должно погружаться в заготовку, в то время как режущие кромки удаляют материал. Геометрия острия определяет, как распределяется нагрузка при резании между режущими кромками и центральной кромкой долота.
Обычное сверло с углом сверления 118° может обеспечить эффективное проникновение во многие области применения общего назначения. Для улучшения режущих свойств и уменьшения усилия, необходимого для образования отверстия, часто используется больший угол острия, например 135°, с оптимизированной геометрией острия.
Меньшее усилие оседания может быть особенно полезным при сверлении более твердых материалов, тонких деталей или деталей с ограниченной жесткостью конструкции.
Важно отметить, что фактическая сила удара зависит не только от угла наклона наконечника. Скорость подачи, диаметр сверла, материал, геометрия сверла и условия резания также могут оказывать существенное влияние.
2. Это влияет на расположение отверстия и его центрирование
Острие сверла отвечает за направление инструмента в обрабатываемую деталь. Если при первом контакте с поверхностью сверло начинает отклоняться, возможно, полученное отверстие расположено неточно.
Больший угол заточки часто сочетается с зазубренной головкой или другой самоцентрирующейся геометрией. Это уменьшает склонность сверла проходить по поверхности до полного зацепления режущих кромок.
При обработке с ЧПУ это может быть особенно полезно при сверлении отверстий на плоских поверхностях, где важна точность позиционирования.
Однако точность позиционирования станка, крепление заготовки, биение инструмента, состояние поверхности и использование контрольного отверстия или точечного сверла также могут оказывать существенное влияние на местоположение отверстия.
3. Это влияет на производительность резки
Угол наклона режущей кромки изменяет геометрию режущих кромок и способ их взаимодействия с обрабатываемой деталью.
При меньшем угле заточки наконечник сверла обычно получается более заостренным, в то время как при большем угле заточки наконечник получается более плоским. Это изменяет соотношение между длиной режущей кромки, характером проникновения и силами, действующими на сверло.
Для обработки общего назначения угол острия в 118° часто является практичным выбором, поскольку он обеспечивает сбалансированную производительность при работе с широким спектром материалов.
Однако для сложных применений острие под углом 135° в сочетании с соответствующей конструкцией острия может обеспечить лучшую стабильность и производительность резания.
4. Это влияет на прочность сверла и срок службы инструмента
Острие сверла также влияет на механическую прочность режущих кромок.
Очень агрессивная геометрия острия может обеспечить хорошее проникновение, но при определенных условиях может снизить прочность кромки. Больший угол острия может обеспечить более прочную конфигурацию режущей кромки, особенно в сочетании с подходящим рельефом и геометрией разреза.
Срок службы инструмента определяется не только углом заточки. Чрезмерная подача, неправильная скорость резания, недостаточное удаление стружки, недостаток охлаждающей жидкости, биение инструмента и неподходящее покрытие — все это может привести к преждевременному износу сверла.
По этой причине изменение угла заострения, как правило, следует рассматривать как часть общей геометрии сверла, а не как изолированную регулировку.
Угол наклона точки сверления 118° против 135°
Разница между 118° и 135° часто обсуждается при выборе сверл для обработки с ЧПУ.
Сверло с углом поворота 118° является универсальным инструментом общего назначения. Оно обычно используется для обработки мягкой стали, алюминия, пластмасс, дерева и многих других материалов, относительно простых в обработке, в зависимости от конструкции сверла и условий резания.
Сверло с углом наклона 135° часто выбирают для обработки более твердых материалов или материалов, с которыми сложнее работать. Оно также часто выпускается с разделительной головкой, которая обеспечивает более точный запуск сверла и сокращает время ходьбы.
Однако было бы неверно утверждать, что угол 135° всегда лучше, чем 118°. Правильный выбор зависит от материала обрабатываемой детали, конструкции сверла, возможностей станка, диаметра отверстия, глубины, требуемой точности и параметров резания.
Как правильно выбрать угол наклона точки сверления
Наилучший угол острия следует выбирать в соответствии с областью применения обработки, а не просто выбирать наибольший или наименьший доступный угол.
Материал заготовки
Твердость материала и обрабатываемость являются важными факторами.
Для обработки материалов общего назначения, таких как мягкая сталь, обычное сверло с углом поворота 118° может обеспечить надежную работу. Для более твердых сталей, нержавеющей стали и других материалов, трудно поддающихся обработке, может быть полезно сверло с углом поворота 135° или специальной геометрией.
Для работы с алюминием и другими мягкими материалами может потребоваться сверло, специально разработанное для удаления стружки и соответствующей геометрии скоса. В таких случаях угол наклона острия является лишь частью процесса выбора инструмента.
Диаметр и глубина отверстия
Сверла малого диаметра более чувствительны к отклонению инструмента и поломке, в то время как для глубоких отверстий требуется эффективное удаление стружки и стабильные условия резания.
При сверлении глубоких отверстий производителям следует учитывать геометрию сверла, конструкцию канавки, подачу охлаждающей жидкости, стратегию долбления и параметры резания в дополнение к углу острия.
Жесткость станка
Жесткий станок с ЧПУ и стабильная система крепления позволяют сверлу работать в соответствии с предполагаемыми условиями резания.
Если станок, приспособление или заготовка недостаточно жесткие, чрезмерное усилие или вибрация могут снизить качество обработки отверстий независимо от выбранного угла наклона
Требуемая точность обработки отверстий
Когда расположение отверстия и точность размеров имеют решающее значение, перед окончательной операцией сверления можно использовать точечное сверло, центральное сверло, контрольное отверстие или специализированную точку сверления.
Подходящая геометрия наконечника может улучшить точность запуска сверла, но она не может компенсировать чрезмерное биение инструмента, плохую фиксацию заготовки или неправильное программирование ЧПУ.
Влияет ли угол наклона точки сверления на качество отверстия?
Да. Угол наклона точки сверления может влиять на несколько аспектов качества отверстия, включая расположение отверстия, округлость, прямолинейность, образование заусенцев и чистоту поверхности.
Неправильная геометрия сверла может привести к увеличению вибрации или силы резания, что может привести к снижению точности сверления и качества поверхности.
Однако качество сверления зависит от всей системы сверления. Биение инструмента, состояние шпинделя, жесткость станка, фиксация заготовки, скорость подачи, скорость резания, охлаждающая жидкость, износ сверла и свойства материала — все это может повлиять на конечный результат.
Поэтому при прецизионной обработке с ЧПУ угол наклона точки сверления лучше рассматривать как один из элементов комплексной стратегии сверления.
Угол наклона точки сверления и образование заусенцев
Заусенцы — распространенная проблема при сверлении с ЧПУ, особенно когда сверло пробивает противоположную сторону тонкой детали.
Геометрия острия сверла может влиять на способ удаления материала по мере приближения инструмента к резцу. Однако простое изменение угла острия не обязательно приведет к устранению заусенцев.
Производители также могут регулировать скорость подачи, близкую к прорыву, использовать специальную геометрию сверла, добавлять опорную пластину или выполнять вторичную операцию по удалению заусенцев.
Для тонких листов и прецизионных деталей сочетание геометрии сверления и стратегии прорыва часто является более важным, чем сам по себе угол заострения.
Распространенные проблемы, вызванные неправильным выбором сверла
Выбор неподходящего угла острия сверла или общей геометрии сверла может привести к ряду проблем с обработкой.
Чрезмерное усилие нажатия может привести к деформации заготовки или сокращению срока службы инструмента. Неправильное центрирование может привести к ошибкам в расположении отверстий. Вибрация может привести к ухудшению качества обработки поверхности и появлению отверстий большого размера или неправильной формы. Недостаточное удаление стружки может повысить температуру резания и ускорить износ инструмента.
В тяжелых случаях сверло может застрять внутри заготовки и сломаться.
Из-за этих проблем при профессиональной обработке с ЧПУ необходимо учитывать точку сверления, геометрию канавок, материал инструмента, покрытие, параметры резания и условия работы станка.
Рекомендации по сверлению с ЧПУ
Для обеспечения надежной работы сверлильного станка с ЧПУ начните с выбора сверла, разработанного специально для материала обрабатываемой детали и ее применения
Используйте подходящий угол наклона и геометрию острия, а не полагайтесь только на диаметр. Убедитесь, что инструмент правильно закреплен, и проверьте биение инструмента перед обработкой. Поддерживайте соответствующую частоту вращения шпинделя и скорость подачи, а при необходимости обеспечьте достаточное количество охлаждающей жидкости или смазки.
При работе с глубокими отверстиями обращайте особое внимание на удаление стружки. В зависимости от материала и глубины отверстия может потребоваться долбежное сверление или смазочно-охлаждающая жидкость для сквозного сверления.
Если точность позиционирования имеет решающее значение, рассмотрите возможность точечного сверления перед окончательным отверстием. Это может помочь более стабильному запуску сверла и снизить риск блуждания.
Наконец, следите за износом инструмента. Затупившееся сверло может выделять больше тепла и увеличивать усилие резания, даже если все остальные параметры обработки остаются неизменными.
Вывод
Угол наклона острия сверла является важной частью геометрии спирального сверла и напрямую влияет на производительность сверления с ЧПУ. Он влияет на то, как сверло входит в заготовку, как распределяются усилия резания, насколько точно запускается инструмент и насколько эффективно удаляется материал.
Обычно используемые углы наклона 118° и 135° имеют свои преимущества. Сверло с углом наклона 118° является универсальным выбором для многих применений общего назначения, в то время как сверло с углом наклона 135°, особенно в сочетании с разъемной конструкцией, часто используется для обработки сложных материалов и применений, где требуется улучшенная центровка и режущая способность.
Тем не менее, не существует единого угла наклона, который был бы идеальным для каждого случая сверления с ЧПУ. При правильном выборе следует учитывать материал обрабатываемой детали, диаметр сверла, глубину отверстия, жесткость станка, требуемую точность, материал сверла и покрытие, а также параметры резания.
Для прецизионной обработки с ЧПУ выбор правильной геометрии сверла — это не просто выбор угла наклона острия. Речь идет о соответствии всей конструкции инструмента и процесса обработки требованиям, предъявляемым к детали.