Поверхность инструмента, обращенную к детали, называют задней гранью. Ее отклоняют на некоторый угол от поверхности обрабатываемой детали, чтобы уменьшить трение инструмента о поверхность резания. Угол между задней гранью инструмента и поверхностью резания называют задним углом и обозначают греческой буквой α.
Угол между передней и задней гранью инструмента называют углом заострения и обозначают греческой буквой β.
Угол между передней гранью инструмента и поверхностью резания называют углом резания и обозначают греческой буквой δ. Этот угол представляет собой сумму угла заострения β и заднего угла α.
Передний и задний угол — это те углы, которые необходимо соблюдать при заточке.
А теперь найдем описанные выше грани и углы на сверле, которое совсем не похоже на инструмент, изображенный на рис. 6. Для этого рассечем режущую часть сверла (рис. 7) плоскостью АБ, перпендикулярной его режущей кромке.
Рис. 7. Углы спирального сверла
Режущая кромка — это линия пересечения передней и задней граней инструмента. Передний угол γ у сверла образует винтовая канавка. Угол наклона канавки к оси сверла определяет величину переднего угла. На рис. 7 показаны поверхность резания, угол заострения β, угол резания δ и задний угол α. Величина этих углов γ и α вдоль режущей кромки переменна, о чем будет рассказано ниже.
Сверло имеет две режущие кромки, соединенные между собой перемычкой, расположенной под углом ψ° к режущим кромкам (см. рис. 5). Очень важно правильно выбрать угол при вершине сверла 2φ, измеряемый между его режущими кромками (см. рис. 5).
Получив общее представление о геометрии режущей части сверла, поговорим подробнее о ее элементах.
Передняя грань спирального сверла представляет собой сложную винтовую поверхность. Грань — это название условное, так как слово «грань» предполагает плоскость. Винтовая канавка, поверхность которой образует переднюю грань, пересекаясь с заборным конусом, создает прямые режущие кромки (см. рис. 7).
Угол наклона винтовой канавки к оси сверла обозначают греческой буквой ω (см. рис. 5). Чем больше этот угол, тем больше передний угол и тем легче выход стружки. Но сверло с увеличением наклона винтовой канавки ослабляется. Поэтому у сверл с малым диаметром, имеющих меньшую прочность, этот угол делают меньше, чем у сверл большого диаметра.
Угол наклона винтовой канавки зависит также от материала сверла. Сверла из быстрорежущей стали могут работать в более напряженных условиях, чем сверла из углеродистой стали. Поэтому для них угол со может быть больше.
На выбор угла наклона влияют свойства обрабатываемого материала. Чем он мягче, тем угол наклона может быть больше. Но это правило применимо в производстве. В домашних условиях, где одно сверло используют для обработки разных материалов, угол наклона обычно связан с диаметром сверла и изменяется от 19 до 28° для сверл диаметром от 0,25 до 10 мм.
Увеличение угла наклона канавки приводит к ее удлинению. Поэтому при сверлении глубоких отверстий для облегчения выхода стружки угол наклона уменьшают.
Форма канавки должна создавать достаточное пространство для размещения стружки и обеспечивать легкий отвод ее из канавки, но при этом не очень ослаблять сверло. Ширина канавки должна быть приблизительно равна ширине пера.
Глубина канавки определяет толщину сердцевины сверла (см. рис. 5). От толщины сердцевины зависит прочность. Если канавку сделать глубже, стружка будет лучше размещаться, но сверло будет ослаблено. Поэтому толщину сердцевины выбирают в зависимости от диаметра сверла. В сверлах малого диаметра толщина сердцевины составляет большую долю диаметра сверла, чем в сверлах большого диаметра. Так, для сверл диаметром 0,8–1 мм ширина сердцевины 0,21-0,22 мм, а для сверл диаметром 10 мм ширина сердцевины 1,5 мм. С целью повышения прочности сверла толщину сердцевины увеличивают по направлению к хвостовику.
Винтовую канавку чаще всего полируют, чтобы облегчить сход стружки и чтобы при переточках задней грани получить ровную без зазубрин режущую кромку. Переднюю грань у сверла не перетачивают.
Конструкция винтовых канавок такова, что по мере приближения от поверхности сверла к центру их угол наклона уменьшается, а значит, уменьшается и передний угол. Условия работы режущей кромки у центра сверла будут труднее.