Заточка инструмента: способы, как проверить ее качество

1. Заточка режущего инструмента – определение
2. Принципы и правила заточки режущего инструмента
3. Технология и способы заточки режущих инструментов
4. Классификация заточных станков
5. Устройство станка для заточки инструментов
6. Какие дополнительные приспособления используются
7. Как проверить качество заточки инструмента

В процессе активной эксплуатации сверла, фрезы, резцы неизбежно тупятся. Чтобы их можно было использовать и дальше, должна быть выполнена заточка профессионального инструмента, и это обязательная мера, от регулярности осуществления которой зависит скорость выпуска деталей и финальная чистота их поверхностей. Поэтому в данном обзоре мы всесторонне рассмотрим, на каком оборудовании его проводить, что за способ применить в той или иной ситуации, каких принципов придерживаться и так далее. Приняв эту информацию к сведению, вы будете знать, как поддерживать правильность и остроту кромок протяжек, метчиков, дисков, пил (а значит и обеспечивать необходимое качество заготовок) и с какой периодичностью их править в зависимости от твердости обрабатываемых материалов.

Заточка режущего инструмента – определение

Это восстановление износившейся кромки – процесс шлифовки грани до тех пор, пока не будут полностью удалены все образовавшиеся затупления, неровности и зазубрины. Проводится до появления так называемого жала, то есть тонкого заусенца. Фактически представляет собой постепенное снятие слоев металла резца, фрезы, ножа вплоть до придания необходимой формы. Выполняется либо только по передней поверхности, либо исключительно по задней, либо по обеим сразу.

Для обеспечения окончательной геометрии, класса шероховатости и угла заострения после черновой обработки наступает очередь операций доводки и полировки.

Принципы и правила заточки режущего инструмента

Обработку можно осуществлять разными способами (каждый из которых будет рассмотрен отдельно), но в любом случае нужно решить две глобальные задачи, причем придерживаясь проверенных на практике рекомендаций.

Необходимо сделать первичную фаску, то есть скос кромки под определенным углом. В качестве стандарта приняты 2 величины – 25 и 30 градусов. При формировании следует:

• Использовать электрическое оборудование при наличии серьезных сколов и глубоких зазубрин (как самое эффективное).
• Выбирать абразивные круги с зернистостью 100-120 грит и с частотой вращения до 2000 об/мин.
• В процессе регулярно остужать лезвие, которое подвергается обработке, – чтобы предотвратить перегрев, ведущий к окислению поверхности грани, а значит и к размягчению металла в области кромки.
• Для ручного труда брать либо оселок с зернистостью 100-320 единиц, либо наждачную бумагу.
• По возможности выбирать абразив на базе именно оксида алюминия, потому что он обеспечит максимальное качество подготовки поверхности.

После основы заточки инструмента – создания первичной фаски – нужно перейти ко второму этапу, то есть к формированию режущей кромки. При этом следует:

• Подводить фрезу, резец, сверло к кругу под углом в 4-5 градусов больше, чем на предыдущей стадии. Здесь нужен аккуратный подход, чтобы сделать на краю микроскос.
• Использовать наждачку с фракциями 600-8000 грит и действовать ею с особенной осторожностью, делая легкие движения – так, чтобы не ухудшить качество ранее сделанных граней.
• Шлифовать в два захода, абразивами разной зернистости: сначала от 1000 до 4000, после – от 5000 до 8000 единиц.
• Задать подходящую форму кромки «тележкой», то есть приспособлением, под нужным углом фиксирующим применяемое лезвие, от узкого до широкого, от 6 до 73 мм. Благодаря специальному ролику оно сможет перемешаться вдоль всей обрабатываемой поверхности.

Отдельно отметим, что при заточке ручного инструмента, например, стамесок или ножей, важно не допускать следующих распространенных ошибок:

• Перегрев – как мы уже упоминали, процесс стоит периодически прерывать для остужения рабочей кромки, иначе металл будет перегреваться (что сопровождается сразу заметным визуальным сигналом – изменением цвета) и терять свою прочность. А зачем провоцировать преждевременный износ?
• Недостаточно надежное закрепление абразива на электроточиле. Необходимо, чтобы он плотно сидел на валу, без каких-либо перекосов. Также важно следить, чтобы в процессе его эксплуатации не наблюдалось биений осевой направляющей, ведь они способны привести к неравномерному снятию слоев материала.
• Зафиксировано только лезвие – любые заточные станки для заточки инструмента должны располагаться на хорошо укрепленной и массивной платформе, остающейся неподвижной при проведении всех операций. Верстаки или станины отлично подойдут.
• Мелкие элементы (например, сверла небольшого диаметра), проходят обработку на круге с узкими бороздками, предназначенном для широких деталей. Итоговое качество гладкости поверхности и остроты граней оказывается недостаточно высоким.

Конечную геометрию кромки и угол заострения обязательно нужно проверить: первую – при помощи обычной линейки, второй – путем подставки в специальный шаблон, выполненный из мягкого металла.

Технология и способы заточки режущих инструментов

Существует 4 более-менее актуальных варианта, которые различаются между собой по характеру их применения на полуавтоматические и ручные. Каждый из них обладает своими особенностями, плюсами и минусами, а также методом реализации, и поэтому заслуживает подробного рассмотрения.

На точильных станках с помощью шлифовальных кругов

Электроточило (часто встречающееся сленговое название) активно используется в небольших цехах, частных мастерских и на других подобных объектах с малой или средней загруженностью. При надежной простоте конструкции это достаточно производительное и сравнительно безопасное оборудование для заточки инструмента по металлу и дереву, причем круги у него разные:

• крупнозернистый – обдирочный, для грубой обработки;
• мелкозернистый – доводочный, для тонкой конечной шлифовки.

Сначала лезвие подносят к первому, после – ко второму. Почему нельзя пользоваться только одним абразивом? Это непрактично: только крупное зерно не сможет обеспечить достаточную остроту, исключительно мелкое – приведет к быстрому забиванию аппарата стружкой и подгоранию металла на линии фаски (а значит и к снижению его твердости, и к быстрому затуплению).

В особенно ответственных случаях по завершению обеих операций можно еще вручную пройтись по кромке оселком, действуя с предельной аккуратностью, легкими движениями.

Также такие станки популярны при заточке деревообрабатывающих инструментов со сравнительно простой формой лезвия, то есть топоров, стамесок, рубанков. Они могут быть как небольшими, рассчитанными на домашние мастерские, так и габаритными, предназначенными для крупных производств (классификацию рассмотрим позже).

Механико-химическим методом

Удобен своей быстротой и эффективностью – это несомненные плюсы способа. Также в числе преимуществ: стопроцентная гарантия отсутствия сколов, трещин и других физических дефектов, способных возникнуть в процессе шлифовки.

Реализуется по следующей схеме:

• Затупившиеся или поврежденные участки резцов покрываются составом на основе купороса, после чего инструменты закрепляются на специальном устройстве.
• В таком виде они погружаются в резервуар с раствором, содержащим абразивные частицы.
• Далее они перемещаются в жидкости под давлением.
• Происходит химическая реакция, в результате которой лезвия шлифуются как раз по смазанной кромке.

Метод достаточно точный и эффективный даже в тех случаях, когда зенкеры, развертки, метчики выполнены из твердых сплавов или отличаются нестандартно большими габаритами. Но одновременно он дорог в реализации, поэтому применяется сравнительно редко и только в промышленных масштабах, на отдельных предприятиях.

С помощью специализированных станков для заточки режущего инструмента и устройств

В данном случае операции выполняются на оборудовании, предназначенном для обработки конкретных элементов или их групп, например, для концевых фрез. Такие модели более точны, быстры, производительны. В их конструкции может быть несколько отличий от рассмотренных ранее электроточил:

• чашевидная форма абразивных камней;
• комплектация алмазными шлифовальными кругами;
• мощный электродвигатель, дающий большее число оборотов;
• массивный и устойчивый корпус для снижения вибраций;
• наличие полуавтоматического управления или ЧПУ.

Широкий парк современной и надежной техники такого класса представлен у ижевского производителя «Сармат». В каталоге компании вы найдете самые разные станки для заточки инструмента: специализированные MR-X3 и MR-X8 для концевых (радиусных) фрез, MR-26A и MR-13D для сверл, комплексные MR-F4 и другие.

Преимущество такого оборудования еще и в том, что оно может дополнительно комплектоваться различными устройствами, призванными упростить и обезопасить работу. В процессе длительной эксплуатации на промышленных предприятиях с большой загруженностью оно многократно окупает себя, поэтому от его установки есть практическая выгода.

Вручную оселком

Тонко- и мелкозернистые бруски обычно используются для правки и окончательной доводки. Но при должной сноровке с их помощью может быть выполнена заточка инструмента для резьбы по дереву, а также ножей, зубьев пил, тяпок.

В общем случае последовательность действий такая:

• Смачиваете оселок водой или мыльным раствором (или даже держите в нем, от 5 до 20 минут, в зависимости от вида камня), а после устанавливаете на ровной поверхности.
• Подносите лезвие поперек, под нужным углом, и плавными движениями от себя, слегка надавливая, скользите по брусу.
• Повторяете эту операцию раз 40-50, не забывая периодически увлажнять рабочую поверхность.

Внимание, нужно использовать абразивы разной зернистости: на 600 грит убирают сколы и заломы, восстанавливая кромку, на 1000 – удаляют заусенцы и обеспечивают остроту, на 4000-8000 проводят шлифовку и полировку.

Такой способ заточки инструмента для деревообработки удобен тем, что не нужно тратиться на станок. Он привлекает своей доступностью, но обладает и минусами. Причем главным недостатком является даже не постоянное смачивание или необходимость ручного труда, а точность. Ее крайне сложно добиться без большого опыта. Да и времени данный метод занимает изрядно. Поэтому он, как правило, применяется в домашних условиях – иногда, когда нужно поправить затупившийся нож или садовую тяпку, – а в промышленности оселок используют лишь для проведения отдельных технологических операций, например, конечной доводки (если она вообще необходима).

Классификация заточных станков

Разнообразие выпускаемых сегодня моделей разделяют сразу по нескольким параметрам.

По производительности:

• любительские – для личного пользования, в гараже, на даче;
• полупрофессиональные – для небольших мастерских;
• промышленные – для крупных предприятий.

По способу управления:

• ручные – нужно держать обрабатываемый предмет;
• полуавтоматические – вы задаете параметры, техника выполняет операции;
• с ЧПУ – действуют по шаблону загруженной программы.

Можно также условно разделить оборудование по применению тех лезвий, форму которых оно восстанавливает. Таким образом, различают станки для заточки столярного и слесарного инструмента, деревообрабатывающего, садового и тому подобное. Но все они входят в одну из двух общих групп классификации, каждую из которых стоит рассмотреть подробнее.

Универсальные

Это модели, способные обработать практически любую плоскую кромку – как ножа, так и топора или стамески.

Привлекают широтой своего применения, но уступают конкретно предназначенному оборудованию в производительности и точности. Их возможностей вполне достаточно в условиях полупрофессионального использования и на небольших предприятиях. Но на крупных промышленных заводах, в условиях постоянной высокой загруженности, они идут в связке с более мощной техникой, и на них еще проводят операции шлифовки, исправления брака, доводки. Схема их исполнения, как правило, свободно консольная.

Специализированные

Применяются при восстановлении формы и остроты лезвий предметов разного типа. Например, Оптико-профиле шлифовальный 395М1.

Станок MR-13D – это высокопроизводительное оборудование для заточки сверл по металлу и только их, а модель MR-X3 предназначена уже для концевых фрез. А так же есть и комплексные (комбинированные варианты GD 6025Q).

За счет своей конкретной направленности отличаются максимальной производительностью, поэтому устанавливаются и эксплуатируются на предприятиях с самыми серьезными объемами работ, что сказывается на их конфигурации. Так, например, корпусы у них подчеркнуто массивные для минимизации вибраций и закрепляются на бетонных или металлических основаниях, абразивные камни частично или полностью скрыты, управление – полуавтоматическое или числовое программное.

Устройство станка для заточки инструментов

Существует большое количество моделей, но все они примерно похожи по своей конструкции.

• Основным элементом является электродвигатель в корпусе, снабженном опорами, которые фиксируются на верстаке (станине) болтами.
• С обеих сторон мотора, параллельно друг другу, установлено по вращающемуся абразиву (круги толщиной от 16 до 32 мм, диаметром – от 150 до 250 мм, чашевидные головки и тому подобное).
• К ним под нужным углом подносят обрабатываемый предмет, опирающийся на подставку – либо вручную, нажимая на педаль и заставляя двигаться вал, либо механически, при ЧПУ или полуавтоматическом управлении.

Обычно также предусмотрена защита от искр в виде экрана, есть дополнительная комплектация лампами для подсветки и дисковой щеткой для очистки ржавчины.

Какие дополнительные приспособления используются

Обычно это:

• фиксаторы для жесткого закрепления;
• рамки с направляющими;
• насадки для топоров, ножниц, ленточных пил, рубанков.

В общем случае это всевозможные устройства, помогающие восстановить кромки предметов нестандартной формы.

Как проверить качество заточки инструмента

В домашних условиях – на глаз, в производственных – измерив следующие показатели:

• угол заострения – определяете его с помощью любого подходящего угломера, причем с точностью до 1 градуса;
• непрямолинейность кромки – прикладываете лезвие к линейке и смотрите, есть ли волнистости, вогнутости или выпуклости, и укладываются ли образованные из-за них зазоры в рамки ГОСТов и ТУ;
• ширина – зафиксировав ножки штангенциркуля на концах резца, выясняете, сколько она в миллиметрах, и сравниваете с актуальными допусками;
• шероховатость поверхностей граней – сопоставляете ее с эталонной;
• глубина выкрошин (должна быть не более 0,025 мм) – вооружаетесь микроскопом ИТ или БМИ типа и проверяете место обработки.

В дополнение – таблица углов заточки режущего инструмента. Прилагаем ее, чтобы вы понимали, какие фаски делать при восстановлении кромок.

Тип резца	Твердость материала, HRC	Угол, градусы
Ножи
для хлеба и овощей	50-58	10-15
для корнеплодов	52-55	20-25
для мяса	55-58	25-30
охотничьи	55-58	30-33
бытовые	52-55
по металлу	55-63	5-25
Рубанки	55-63	20-30
Стамески	55-58	25-35
Лезвия электрофуганков	55-63

Теперь вы знаете, как восстановить остроту затупившейся тяпки на даче или отшлифовать пилу в домашних условиях. А если вам требуется высокоэффективное, надежное, эргономичное и безопасное оборудование для небольшой личной мастерской или крупного промышленного предприятия, вы всегда найдете качественные специализированные и универсальные станки для заточки инструмента в каталоге их ижевского производителя – компании «Сармат».