Угол сверления 118° против 135°: полное руководство по выбору

Что такое угол вершины сверла и почему он имеет значение?

Угол вершины сверла — это внутренний угол, образованный двумя основными режущими кромками на кончике спирального сверла. Когда вы держите сверло и смотрите прямо на его кончик, вы видите V-образный клин — это угол при вершине. Это не косметическая деталь. Эта единственная геометрическая особенность напрямую управляет тремя факторами, которые определяют или мешают операции сверления: какая необходимая вам направленная вниз сила, насколько точно сверло находит свой центр и как формируется и удаляется стружка.

Более острый угол, например 90° или 118°, концентрирует силу резания на меньшей площади контакта. Сверло агрессивно проникает, но требует большей тяги и имеет тенденцию скользить перед зацеплением. Более плоский угол, например 135° или 150°, распределяет нагрузку по более широкой зоне. Упор падает, но сверлу требуется помощь в центрировании — обычно это делается с помощью разделительной головки или точечного сверла. Эти компромиссы не являются теоретическими. Они сразу же проявляются во времени цикла, качестве отверстия и стоимости инструмента.

Три параметра изменяются с каждым градусом угла при вершине:

• Сила тяги — осевая нагрузка, необходимая для вдавливания сверла в заготовку. Более острые углы увеличивают тягу; более пологие углы уменьшают его.
• Точность центрирования — способность бура стартовать точно с отметки, не ходя. Более пологие углы смещаются сильнее, если не сочетаются с самоцентрирующейся заточкой.
• Морфология чипа — толщина, скручиваемость и ломкость стружки. Угол при вершине определяет, будет ли щепа плотно укладываться, растягиваться или аккуратно ломаться для облегчения эвакуации.

Выбор угла вершины сверла без понимания этих трех рычагов — это догадки. Подбирая угол в соответствии с материалом и операцией, вы сокращаете время цикла, уменьшаете количество брака и продлеваете срок службы инструмента — часто на двузначные проценты.

Два стандарта: угол при вершине 118° и 135°

Зайдите в любой механический цех, и вы найдете коробки со сверлами под углом 118° и 135°. Эти два направления доминируют в отрасли, и не зря. Точка 118° — это классическая шлифовка общего назначения, а точка 135° стала стандартной для более твердых материалов и автоматизированных установок. Знание того, какой из них взять, меняет результат.

Острие 118° делает разрез более острым. Он хорошо работает с более мягкими материалами — алюминием, латунью, мягкой сталью, деревом и большинством пластиков. Агрессивный вход сводит к минимуму трение и выделение тепла на режущих кромках. Но та самая резкость создаёт две проблемы: большую силу тяги и склонность к блужданию на старте. Обычно вам понадобится кернер или точечное сверло, чтобы удерживать его на месте. Стружка с углом 118° имеет тенденцию быть толще на внешней кромке и тоньше ближе к центру, что хорошо работает при обработке материалов с короткой стружкой, но может привести к слипанию в материалах с длинной стружкой.

Острие 135°, часто встречающееся при заточке с раздельной точкой, распределяет режущее действие по более плоскому конусу. Он мягче входит в заготовку, снижает усилие на 30–40 % и обеспечивает более равномерную толщину стружки от центра к краю. Эта однородность имеет значение, когда вы сверлите глубокие отверстия или работаете с нержавеющей сталью, титаном и легированными сталями. Компромисс заключается в том, что более плоская точка изо всех сил пытается самоцентрироваться без точки разделения. Почти каждое качественное сверло с углом 135° сегодня поставляется с разделителем для решения именно этой проблемы.

В таблице ниже отражены функциональные различия, которые определяют решения в реальном магазине.

Если в вашем магазине продаются мелкосерийные алюминиевые детали, вам хорошо подойдет инструмент с углом 118°. Если вы обрабатываете предварительно закаленную сталь 4140 партиями, переключитесь на угол 135° и посмотрите, как график стойкости инструмента изменится в вашу пользу.

Как выбрать правильный угол вершины сверла для вашего материала

Твердость материала является важнейшим фактором при выборе угла при вершине. Но одной твердости недостаточно — необходимо также учитывать тип стружки, прочность на разрыв и то, затвердевает ли материал. В приведенной ниже таблице указаны распространенные обрабатываемые материалы и рекомендуемый начальный угол для стандартного спирального сверла из быстрорежущей стали или цельного твердосплавного сверла.

Для любого материала с твердостью менее 30 HRC точка 118° остается наиболее экономичным выбором. Между 30 и 45 HRC увеличьте угол до 135° — более плоский угол уменьшает выкрашивание режущей кромки и лучше распределяет тепло. При твердости твердого сплава выше 45 HRC рассмотрите угол 140° или даже 150° вместе с твердосплавной основой и немного уменьшите подачу, чтобы предотвратить разрушение инструмента.

В случае нержавеющих сталей решение определяется поведением при наклепе, а не только начальной твердостью. Медленно проникающая точка разреза под углом 135° разрезает свежий материал при каждом обороте, сводя к минимуму трение, которое в противном случае могло бы затвердеть поверхность. Твердосплавные спиральные сверла, предназначенные для обработки нержавеющей стали. сочетайте именно эту геометрию с полированной канавкой для надежного производства.

Производители сверл с внутренней подачей СОЖ, Поставщики сверл с внешней подачей СОЖ

Maton предлагает изготовленные на заказ спиральные сверла с внутренним охлаждением для мягкой стали и нержавеющей стали, Китайские производители сверл с внутренней подачей СОЖ и поставщики сверл с внешней подачей СОЖ

Посмотреть продукт →

Угол вершины сверла и материал инструмента: быстрорежущая сталь и твердый сплав

Сверла из быстрорежущей стали и цельнотвердосплавные сверла по-разному реагируют на угол заточки. HSS — это жестко. Он может поглощать более высокие ударные нагрузки и нагрузки на кромки, возникающие благодаря острой заточке 118°. Твердый сплав твердый и износостойкий, но хрупкий. Острая вершина концентрирует напряжение именно в том месте, где режущая кромка входит в рез, повышая риск образования микростружков в твердосплавных инструментах.

Для сверл HSS угол 118° остается стандартом для общего использования. Быстрорежущая сталь может слегка прогибаться под нагрузкой, а острый конец помогает ей проходить через мягкие и средней твердости материалы, не выделяя чрезмерного тепла. Однако при сверлении закаленных или абразивных материалов даже HSS выигрывает от смещения точки разделения на 135° — уменьшенное усилие и более постепенное зацепление снижают пиковую температуру на режущей кромке, заметно продлевая срок службы инструмента.

Для цельных твердосплавных сверл , 135° — это отправная точка почти для каждого применения. Более плоский угол распределяет силы резания более равномерно по кромке, защищая хрупкую основу. Твердосплавные сверла также в значительной степени полагаются на геометрию разделительной точки для самоцентрирования и предотвращения небольшого бокового отклонения, которое может привести к поломке жесткого инструмента. Когда вам нужно увеличить скорость подачи при обработке предварительно закаленных сталей, цельнотвердосплавные сверла с углом заточки 135° обеспечить допуски отверстий и стойкость инструмента, с которыми не может сравниться HSS. При обработке глубоких отверстий комбинация острия 135° и параболической канавки позволяет сверлить до 15xD за один проход без расклевывания.

Производители цельных твердосплавных сверл, Компания по производству цельных твердосплавных сверл

Как Китайские производители твердосплавных сверл и компания по производству цельных твердосплавных сверл, компания Maton поставляет оптовые твердосплавные сверла на продажу.

Посмотреть продукт →

Итог: если вы используете HSS на ручном станке из мягкой стали, подойдет угол 118°. Если вы перешли на производство с ЧПУ и твердосплавными инструментами, 135° — это нижний предел, и вам, возможно, придется подняться выше по мере повышения твердости.

Когда использовать нестандартные углы: 90°, 140° и 150°

Стандартные углы 118° и 135° охватывают примерно 80% буровых работ. Но оставшиеся 20% — тонкий листовой металл, закаленная инструментальная сталь, чугун или специальные операции по обработке отверстий — требуют углов, выходящих за пределы этого диапазона. Эти нестандартные заточки решают проблемы, которые создают стандартные углы.

A Угол при вершине 90° используется в основном в двух приложениях: центровом сверле и снятии фасок. Центровое сверло с острием под углом 90° создает идеально отцентрованное коническое гнездо, соответствующее углу угла 60° или 90° центра токарного станка. При снятии фаски сверло под углом 90° или инструмент для снятия фаски обеспечивает чистый слом кромки под углом 45° за один проход. Этот угол не предназначен для общего сверления; это прецизионный пусковой инструмент, который обеспечивает точность позиционирования до входа основного сверла. Если вы обнаружите, что ваши спиральные упражнения сбиваются в начале, центровое сверло из вольфрамовой стали с правильным углом наклона устраняет проблему до ее начала.

Производители центральных сверл из вольфрамовой стали, Компания центральных сверл из вольфрамовой стали

Как Китайские производители центральных сверл из вольфрамовой стали и компания по производству центральных сверл из вольфрамовой стали, компания Maton Supply занимается оптовой продажей центральных сверл из вольфрамовой стали.

Посмотреть продукт →

A Угол при вершине 140° находится между обычными 135 ° и более крайними 150 °. Это оптимальное решение для марок нержавеющей стали, которые подвергаются агрессивному упрочнению, для жаропрочных сплавов, таких как инконель, и для сверления глубоких отверстий в титане. Дополнительные пять градусов к вершине 135° еще больше распределяют режущую нагрузку, уменьшают концентрацию тепла и минимизируют наросты на кромке, мешающие сверлению нержавеющей стали. Многие аэрокосмические мастерские по умолчанию используют угол 140° для работы с суперсплавами.

A Угол при вершине 150° предназначен для твердых материалов с твердостью выше 45 HRC — закаленных инструментальных сталей, закаленного чугуна и некоторых цементированных деталей. Чрезвычайно плоская точка входит в материал с минимальным усилием и позволяет избежать внезапного удара по кромке, который может привести к образованию более острого угла. Поперечное сечение стружки становится очень тонким и широким, что помогает рассеивать тепло, но может затруднить разрушение стружки. Для сквозных отверстий в твердой стали угол 150° часто превосходит угол 135° по стойкости инструмента в два раза.

Точка разделения или стандартная точка: какая из них вам нужна?

Угол при вершине рассказывает только половину истории. Конфигурация вершины — стандартная или разделенная — определяет, как ведет себя кромка долота и центрируется ли сверло. Стандартные наконечники имеют одну долотообразную кромку поперек перемычки. Этот край не режет; он выдавливает материал вбок, что требует большой тяги и вызывает раскачивание сверла. Острые точки затачивают долото дополнительными гранями, превращая его в настоящую режущую кромку, которая разрезает материал с самого первого поворота.

В таблице ниже показано, что дает вам точка разделения.

Точка разделения не является обязательной в определенных условиях. Если вы сверлите тонкий листовой металл (менее 1 мм), стандартное острие будет скользить и рваться. Если вы используете ЧПУ без цикла точечного сверления, стандартная точка будет разбрасывать позиции отверстий. Если вы сверлите нержавеющую или легированную сталь с твердостью выше 35 HRC, стандартное жало быстро сгорит. Во всех этих случаях вам нужна точка разделения. При обработке глубоких отверстий сочетание точки разделения с параболической канавкой сокращает количество циклов обработки и значительно улучшает эвакуацию стружки. Цельные твердосплавные сверла для глубоких отверстий часто комбинируют точку разделения 135–140° с параболической канавкой, чтобы обрабатывать глубины более 8xD за одно погружение.

Производители спиральных сверл для глубоких отверстий, поставщики спиральных сверл

Китайские производители сверл для глубоких отверстий и поставщики спиральных сверл, завод спиральных сверл для глубоких отверстий, Maton предлагает спиральные сверла на заказ для стали, чугуна, нержавеющей стали.

Посмотреть продукт →

Угол вершины сверла и стойкость инструмента: что говорят данные

Срок службы инструмента — это не просто функция покрытия или охлаждающей жидкости: угол при вершине оказывает прямое, измеримое влияние. В контролируемых испытаниях инструментальной стали твердостью 45 HRC твердосплавное сверло с углом наклона 135° и разделённой вершиной прослужило твердосплавное сверло с углом 118° примерно на 40 % при одинаковых условиях скорости, подачи и подачи СОЖ. Причина не загадочна. Острие 135° снижает пиковую температуру в углу режущей кромки, где начинается наибольшая часть износа, и распределяет механическую нагрузку по более длинной режущей кромке.

Более острый угол 118° заставляет режущую кромку входить в материал почти перпендикулярно направлению подачи, концентрируя нагрузку на небольшой площади. По мере повышения твердости на краях появляются микросколы, ускоряется износ задней поверхности и в конечном итоге происходит катастрофический выход из строя. Угол 135° обеспечивает более мелкую режущую кромку заготовки, что уменьшает мгновенную толщину стружки и выравнивает температурный профиль.

В материалах, образующих абразивные порошки — чугуне, некоторых композитах — угол сверла испытывает устойчивую эрозию. Острие под углом 135° или 140° распределяет износ по большей длине кромки, дольше сохраняя допуск сверла. В высокопроизводительных цехах переключение угла от 118° до 135° на поковке с твердостью 50 HRC может сократить число замен инструмента за смену с четырех до двух, что вдвое увеличивает время безотказной работы шпинделя.

Данные проясняют один момент: если вы сверлите что-либо с твердостью выше 30 HRC и хотите, чтобы инструмент имел стабильный срок службы, базовым показателем будет 135°. На каждые 5 HRC увеличения выше 40 добавляйте еще 5° к углу заточки — 140° при 45 HRC, 150° при 50 HRC — и согласовывайте это с твердосплавной основой и качественной заточкой с раздельной вершиной.

Краткий справочник: блок-схема выбора угла точки сверления

Если вам нужно быстро принять решение в цеху, следуйте этой упрощенной логике. Начните с материала заготовки, проверьте твердость, затем учтите глубину отверстия и материал сверла. Путь приведет вас прямо к рекомендованному углу точки.

1. Определите группу материала — алюминий, сталь, нержавеющая сталь, титан, чугун или пластик.
2. Измерьте или оцените твердость в HRC или HB. При температуре менее 30 HRC оставайтесь на уровне 118°. Выше 30 HRC переместите минимум на 135°.
3. Если материал затвердевает (нержавеющая сталь, никелевые сплавы), используйте угол от 135° до 140° с точкой раскола независимо от начальной твердости.
4. Для отверстий глубиной более 5xD выберите точку разделения 135° или 140° с параболическими канавками для облегчения удаления стружки.
5. Если вы используете цельные твердосплавные сверла, по умолчанию установите точку разделения 135° и увеличивайте угол, когда твердость превышает 40 HRC.
6. Для тонких листов (< 1 мм) используйте точку разделения, чтобы предотвратить скатывание; точный угол может составлять 118° или 135° в зависимости от листового материала.
7. Для центрового сверления и снятия фаски используйте специальное центровое сверло под углом 90° или инструмент для снятия фаски, а не модифицированное спиральное сверло.

Эта последовательность охватывает подавляющее большинство задач по сверлению в типичной мастерской или на производстве. В случае сомнений сначала проверьте точку разделения 135° на любом материале с твердостью выше 30 HRC. Наказанием за неправильный выбор является испорченная деталь или сломанный инструмент; Награда за правильный выбор — тихий шпиндель, точные отверстия и предсказуемая стоимость инструмента.