Какая зернистость круга для заточки сверл

Точность и срок службы сверла напрямую зависят от правильно подобранной зернистости абразивного круга. При заточке режущей кромки необходимо учитывать не только материал сверла, но и диаметр, угол заточки, режим резания. Ошибочный выбор зернистости приводит к перегреву, микротрещинам и ускоренному износу режущей части.

Для сверл по стали с диаметром до 10 мм оптимальна зернистость круга в пределах F46–F60 (зерно 250–350 мкм). Это позволяет получить чистую кромку без заусенцев при сохранении скорости съема материала. При заточке твердосплавных сверл предпочтительны круги F80–F120 (зерно 125–180 мкм) на бакелитовой или металлической связке, обеспечивающие минимальный износ твердосплава.

Зернистость ниже F36 используется только для грубой заточки или восстановления геометрии сильно поврежденных сверл. Для финишной доводки или переточки сверл малого диаметра (менее 3 мм) целесообразно применять круги F150 и выше. Это особенно важно при подготовке инструмента для высокоточных операций, таких как сверление печатных плат или деталей авиационной промышленности.

При выборе зернистости важно учитывать и твердость круга. Мелкое зерно при слишком мягкой связке быстро выкрашивается, а при слишком твердой – забивается. Оптимальная связка и зернистость подбираются экспериментально под конкретные условия работы и характеристики станка.

Как зернистость влияет на форму режущей кромки сверла

Зернистость абразивного круга непосредственно определяет степень шероховатости и геометрию режущей кромки сверла. Круги с зернами 80–100 образуют микропилу на кромке, обеспечивая агрессивное резание, но снижая ресурс сверла из-за повышенного износа. Такие зерна применимы только для черновой заточки, когда требуется быстрая восстановка профиля.

Для формирования точной геометрии задних и передних углов, без микросколов, используется зернистость 150–180. Эти зерна обеспечивают чистую поверхность режущей кромки и минимизируют термическое повреждение. Сверло после такой заточки стабильно работает на высоких оборотах при обработке легированных сталей и алюминиевых сплавов.

При финишной доводке, особенно для твёрдосплавных и быстрорежущих сверл, применяются круги с зернистостью 240 и выше. Это необходимо для получения минимального радиуса закругления кромки (до 0,01 мм), что критично при сверлении отверстий с высокими допусками и при автоматизированной подаче. Такая заточка снижает осевые усилия и вероятность отклонения сверла от оси.

Использование чересчур мелкой зернистости на мягких сталях приводит к заполировке кромки и снижению её режущей способности. Поэтому подбор зернистости должен соответствовать материалу сверла и условиям его эксплуатации. Оптимальный баланс достигается при соблюдении соотношения: предварительная заточка – зернистость 120–150, финиш – 180–240.

Выбор зернистости для заточки твердосплавных и быстрорежущих сверл

Для заточки твердосплавных сверл оптимальна зернистость абразива в диапазоне F240–F320. Более крупное зерно (например, F150) приводит к микросколам на режущей кромке, снижая срок службы инструмента. Мелкое зерно (F400 и выше) даёт высокое качество поверхности, но снижает производительность заточки и увеличивает тепловую нагрузку на кромку, что критично для твёрдых сплавов.

При работе с быстрорежущей сталью (HSS) рекомендуется зернистость F120–F180. Использование слишком мелкого абразива снижает съём металла и увеличивает риск перегрева, особенно при заточке без охлаждения. При восстановлении сильно изношенного инструмента допускается первичная заточка кругом F80–F100, с последующим переходом на более мелкую зернистость для доводки.

Для автоматических станков с ЧПУ, работающих с твёрдосплавными свёрлами, применяется зерно F320 с направленной системой охлаждения. Это обеспечивает минимальные геометрические отклонения и устойчивую микроструктуру режущей кромки. При ручной заточке предпочтительнее использовать зернистость F240 с обязательным применением охлаждающей жидкости.

Неправильный выбор зернистости приводит к снижению точности сверления, ускоренному износу кромки и повышенному браку. Абразив должен подбираться с учётом материала сверла, состояния износа и параметров заточного оборудования.

Рекомендованные значения зернистости для начальной и финишной заточки

Для начальной заточки сверл оптимальны абразивные круги с зернистостью от 24 до 36. Крупные зерна обеспечивают быстрый съём материала и формирование правильного угла заточки. При выборе зернистости в этом диапазоне достигается баланс между скоростью обработки и контролем геометрии режущей кромки.

Финишная заточка требует применения кругов с зернистостью от 60 до 120. Более мелкие зерна позволяют устранить шероховатости и микротрещины, повысить остроту режущей кромки и увеличить срок службы сверла. Для особо тонкой обработки рекомендуются зерна свыше 100, что обеспечивает гладкую поверхность и минимальное трение при резании.

При работе с твердыми материалами начальная зернистость может быть уменьшена до 16–24 для повышения прочности режущей кромки, а финишная – увеличена до 150–200 для максимально точного полирования.

Использование зернистости вне рекомендованных диапазонов приводит либо к излишнему износу инструмента, либо к снижению производительности заточки.

Особенности заточки спиральных сверл при разной зернистости круга

Выбор зернистости абразивного круга напрямую влияет на качество и скорость заточки спиральных сверл. От этого зависит точность режущих кромок, долговечность инструмента и его производительность.

• Крупнозернистые круги (25–46 гранул на дюйм):
  • Применяются для черновой заточки сверл диаметром от 10 мм и выше.
  • Удаляют металл быстро, но повышают риск перегрева режущей кромки из-за грубого контакта с поверхностью.
  • Рекомендуется использовать с охлаждением и минимальной подачей для снижения деформаций и трещин.
  • На выходе поверхность режущей кромки требует дополнительной доводки мелкозернистым кругом.
• Среднезернистые круги (60–80 гранул на дюйм):
  • Оптимальны для большинства задач по заточке спиральных сверл диаметром 3–10 мм.
  • Обеспечивают баланс между скоростью обработки и качеством режущей кромки.
  • Позволяют получить более ровную поверхность, уменьшая микротрещины.
  • Необходим контроль усилия заточки, чтобы избежать излишнего нагрева и потери твердости металла.
• Мелкозернистые круги (100–180 гранул на дюйм и выше):
  • Используются для финишной доводки и заточки сверл малого диаметра (до 3 мм).
  • Обеспечивают гладкую поверхность режущей кромки, что повышает стойкость инструмента.
  • Значительно снижают вероятность микротрещин и термических повреждений.
  • Обработка требует увеличенного времени и аккуратности, скорость съёма металла значительно ниже.

При заточке спиральных сверл важно учитывать угол заточки и форму режущей кромки, которые зависят от зернистости круга:

1. Крупнозернистый круг формирует более острые углы, но с шероховатой поверхностью, что подходит для быстрого восстановления изношенного инструмента.
2. Среднезернистый круг обеспечивает оптимальный баланс угла и гладкости, позволяя сохранить геометрию сверла при повторной заточке.
3. Мелкозернистый круг используется для точной коррекции углов и удаления микродефектов, улучшая режущие свойства.

Практические рекомендации:

• Начинайте заточку с крупнозернистого круга для быстрого удаления износа, затем переходите к среднезернистому и мелкозернистому для финишной обработки.
• Обязательно применяйте охлаждение, особенно при работе с крупнозернистыми кругами, чтобы избежать перегрева и снижения твердости металла сверла.
• Для сверл диаметром менее 3 мм предпочтительно использовать мелкозернистые круги сразу, чтобы не повредить тонкую режущую кромку.
• Регулярно проверяйте геометрию сверла после каждой стадии заточки для предотвращения искажений и перекосов.

Связь между зернистостью круга и перегревом сверла при заточке

Зернистость абразивного круга напрямую влияет на интенсивность съема материала и тепловыделение в зоне контакта. Круги с крупным зерном (F24–F36) агрессивно режут, создавая повышенную нагрузку и локальный перегрев режущей кромки сверла. Это особенно критично при заточке быстрорежущих сталей, термическая чувствительность которых приводит к снижению твердости при температуре выше 600 °C.

Использование круга с мелким зерном (F60–F80) снижает риск перегрева за счет меньшего объема съема за единицу времени и более равномерного распределения тепла. Однако чрезмерно мелкое зерно (F120 и выше) может вызывать избыточное трение и, вопреки ожиданиям, тоже способствовать повышению температуры.

Оптимальный диапазон зернистости при заточке сверл из HSS составляет F46–F60. При этом важно поддерживать достаточное охлаждение, так как даже правильно выбранная зернистость не компенсирует перегрев в условиях недостаточного отвода тепла. При работе с твердосплавными сверлами целесообразно использовать более мелкое зерно (F80) с обязательным применением охлаждающей жидкости.

Игнорирование зависимости между зернистостью и тепловыделением часто приводит к отпуску режущей кромки, образованию побежалости и снижению стойкости инструмента. Для минимизации рисков перегрева необходимо комбинировать правильно подобранную зернистость, прерывистый режим съема и эффективную подачу охлаждения.

Влияние зернистости на скорость износа абразивного круга

Зернистость напрямую определяет интенсивность изнашивания абразивного круга при заточке сверл. Круги с крупным зерном (например, F36–F46) характеризуются меньшим количеством абразивных частиц на единицу площади. Это снижает тепловую нагрузку и способствует более равномерному распределению давления, благодаря чему износ происходит медленнее. Однако такие круги не подходят для высокоточной заточки, особенно при работе с твердыми сплавами.

При использовании мелкозернистых кругов (F80 и выше) износ усиливается за счёт повышенного трения и более плотного контакта с материалом сверла. Каждое зерно подвергается значительной нагрузке, быстро теряя режущие свойства. При этом велика вероятность засаливания поверхности круга, что дополнительно увеличивает износ и снижает эффективность резания.

Для оптимального соотношения между скоростью износа и качеством заточки рекомендуется использовать зернистость F54–F60 при заточке стандартных сверл по стали. В случае карбидных сверл предпочтение следует отдавать F80, но с учётом регулярной правки круга и снижения подачи на заточку. Это позволяет компенсировать ускоренный износ и сохранить геометрию режущей кромки.

При выборе зернистости необходимо учитывать и тип связки. Например, при использовании керамической связки ускоренный износ мелкозернистых кругов выражен меньше, чем у кругов на бакелитовой основе. Комбинирование оптимальной зернистости и соответствующей связки существенно снижает производственные потери на переустановку и правку круга.

Как зернистость влияет на точность угла заточки сверла

Зернистость абразивного круга напрямую определяет геометрию режущей кромки сверла, включая точность угла заточки. Крупнозернистые круги (например, F36–F60) снимают металл быстрее, но создают значительные отклонения от заданного угла за счёт глубокой шероховатости поверхности и нестабильного контакта. Это особенно критично при заточке спиральных сверл малого диаметра, где даже незначительное отклонение угла приводит к биению и снижению ресурса инструмента.

Для обеспечения угловой точности предпочтительны круги зернистостью F80–F120. Они обеспечивают равномерное съёмывание материала и позволяют выдерживать угол при вершине с погрешностью не более ±0,5°. Такая зернистость минимизирует образование микротрещин и обеспечивает плавный переход между фасками, что критично при ручной заточке и на станках без ЧПУ.

При окончательной доводке, особенно для сверл по металлу с высокой твёрдостью, применяют круги зернистостью F150–F240. Они формируют гладкую поверхность с минимальной шероховатостью (до Ra 0.2 мкм), что позволяет достичь высокой повторяемости угла и симметрии кромок без дополнительной правки.

При выборе зернистости необходимо учитывать не только диаметр сверла, но и материал заготовки. Например, для сверл по нержавеющей стали применение кругов F120 позволяет добиться стабильного угла 118° без перегрева режущей части.

Ошибки при выборе зернистости круга и их последствия для ресурса сверла

Неправильный выбор зернистости абразивного круга при заточке сверл напрямую влияет на срок их службы, геометрию режущей кромки и точность сверления. Ниже приведены конкретные ошибки и их последствия.

• Использование слишком грубого зерна (F24–F36):
  • Образование грубых рисок на режущей кромке, что снижает стойкость сверла.
  • Повышенное тепловыделение, вызывающее отпуск или микротрещины на рабочей поверхности.
  • Увеличение биения при сверлении, ухудшение точности отверстий.
• Использование слишком мелкого зерна (F80–F120) при грубой правке:
  • Неэффективное снятие материала, перегрев режущей кромки.
  • Увеличение времени заточки без улучшения качества.
  • Засаливание круга, приводящее к снижению режущей способности и перегрузке сверла в работе.
• Игнорирование назначения сверла:
  • Для быстрорежущей стали (HSS) оптимально использовать зернистость F46–F60.
  • Для твердосплавных сверл – F60–F80, так как излишне грубое зерно повреждает твердосплавные пластины.
  • При заточке ступенчатых сверл рекомендуется комбинированная заточка: грубая (F46) и последующая доводка (F80).

Выбор зернистости должен учитывать диаметр сверла, материал режущей части и тип обрабатываемого материала. При работе с углеродистой сталью и цветными металлами важно избегать чрезмерно мелкого зерна, чтобы не перегревать кромку и не снижать стойкость инструмента.

Вопрос-ответ: