сверло

Формула изобретения

Сверло, содержащее пустотелый цилиндрический стержень, на торце которого выполнена рабочая поверхность, несущая режущую кромку, и установленный в стержне с возможностью осевого перемещения относительно последнего подпружиненный выталкиватель, отличающееся тем, что рабочая поверхность выполнена плоской и расположена под углом 25 30^o к оси стержня, а по периметру режущей кромки выполнена подточка, которая расположена под углом 10 20^o относительно образующей цилиндрического стержня в плоскости, перпендикулярной режущей кромке, при этом на конце выталкивателя со стороны режущей кромки закреплены введенные в сверло упорный подшипник и связанный с ним подпятник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области механической обработки, а именно к обработке отверстий в упругих, эластичных материалах, например, резинах.

Известно сверло, которое содержит пустотелый цилиндрический стержень с расположенным внутри его подпружинным штоком. Рабочая поверхность сверла выполнена цилиндрической, пересекающей стержень под прямым углом. Подпружиненный шток выступает над рабочей поверхностью, упираясь в обрабатываемый материал. Под действием осевой подачи пустотелый цилиндрический стержень опускается и происходит взаимодействие его рабочей поверхности с обрабатываемым материалом. Криволинейная рабочая поверхность сверла обеспечивает четкий рез материала по периметру окружности. Центральная часть обрабатываемого материала, образованная в процессе резания, выталкивается из полученного отверстия подпружиненным штоком [1]

Однако известное сверло имеет существенные недостатки, которые заключаются в следующем. Из-за криволинейной формы рабочей части, а именно, переменные углы заострения по длине режущей кромки. Причем величина углов заострения изменяется очень значительно от 1-2^o у начала режущей кромки до 50^o у конца рабочей части режущей кромки. Малые углы заострения у режущей кромки приводят к тому, что она в этом месте имеет низкую прочность и при работе деформируется (сминается). Это приводит к выходу сверла из строя. Большие углы заострения у конца рабочей части режущей кромки затрудняют процесс резания обрабатываемого материала, производя не резание, а смятие его. Это ухудшает качество обработанной поверхности отверстия. В связи с этим известное сверло оказывается пригодным только для сверления тонколистовых изделий, когда в работе участвует только начальная часть режущей кромки, имеющая малые углы заострения. Это значительно снижает область использования инструмента.

Кроме того, криволинейная форма рабочей поверхности сверла значительно усложняет его перетечку и требует использования шлифовального круга строго определенного диаметра, равного диаметру Д цилиндрической рабочей поверхности сверла.

Другим недостатком известного сверла является то, что подпружиненный шток выступает над рабочей поверхностью сверла. В связи с этим, он первым касается тонколистового изделия и под воздействием пружины прогибает его. В результате этого, после окончания сверления отверстия и снятия нагрузки, когда изделие восстанавливает свою форму, обрабатываемое отверстие вместо цилиндрической получает конусную форму. Кроме того, поскольку подпружиненный шток вращается вместе со сверлом относительно изделия, его рабочий концевой участок упираясь в изделие, вызывает дополнительную скручивающую деформацию последнего. Это неблагоприятно сказывается на геометрии обрабатываемого отверстия.

Обеспечить повышение производительности труда и качества обрабатываемого отверстия и расширение технологических возможностей инструмента стало возможным, используя предлагаемое сверло для обработки сквозных отверстий в толстолистовых упругих эластичных материалах, например, в бестканевой и тканевой резинах, содержащее цилиндрический трубчатый стержень с рабочей поверхностью на торце и размещенный в нем подпружиненный выталкиватель, в котором рабочий торец сверла выполнен плоским и расположен под углом =25-35^o к оси, по длине режущей кромки выполнена подточка, образующая с наружной поверхностью его в нормальных к режущей кромке сечениях углы заострения b= 10-20^o, а подпружиненный выталкиватель выполнен с возможностью регулирования положения вдоль оси сверла и рабочим концевым участком, неподвижным относительно обрабатываемого материала.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого сверла; на фиг.2 разрез А-А по фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.4-6 схема сверления с последовательными относительными положениями сверла и выталкивателя.

Участок l₁ представляет собой рабочую, а участок l₂ - режущую части сверла.

Сверло выполнено в форме тонкостенной цилиндрической трубы 1. Рабочий торец 2 выполнен плоским и расположен под углом l=25-35^o к оси. Пересечение наружной поверхности трубы и скошенного торца образует эллиптичную режущую кромку 3. Благодаря эллиптичной форме, режущая кромка по своей длине имеет переменные углы в плане v_i. В направлении от вершины сверла к периферии угол в плане режущей кромки уменьшается от 90^o до 0^o.

Угол расположения рабочего торца выбирают из условия, чтобы высота h скошенного торца была равна, примерно, двум диаметрам d сверла или вдвое перекрывала толщину обрабатываемого материала.

Меньшее значение угла (=25) принимают при обработке отверстий в материале толщиной t больше одного диаметра d сверла (t>d). Большее значение угла (=35) принимают при обработке отверстий в материале с меньшей толщиной t=(0,5-0,7)d.

В результате этого длина режущей кромки 3 перекрывает толщину обрабатываемого материала.

Для облегчения процесса резания и уменьшения действующих сил, что очень важно при обработке упругих, пластичных материалов, например, резин, по длине режущей кромки 3 на внутренней поверхности трубы 1 выполнена подточка, образующая с наружной поверхностью трубы в нормальных к режущей кромке 3 сечениях угол заострения . Наличие указанной подточки обеспечивает постоянную величину угла заострения по всей длине режущей кромки. Величина его принята равной 10-15^o в зависимости от свойств и твердости обрабатываемого материала и других условий обработки. При обработке отверстий в материалах с большей пластичностью принимают меньшее значение угла b. Наличие у предлагаемого сверла постоянной величины угла заострения по всей длине режущей кромки обеспечивает благоприятные условия резания, высокое качество обработанной поверхности отверстия, высокую прочность и стоимость инструмента как при обработке тонколистовых, так и толстолистовых изделий. Это расширяет область его использования.

Выполнение рабочего торца 2 предлагаемого сверла плоским, в отличие от цилиндрического у известного сверла, значительно упрощает его переточку. При этом могут использоваться абразивные круги практически любой формы и размеров.

Внутри трубчатого корпуса сверла расположен подпружиненный выталкиватель. Он представляет собой стержень 4, на нижней части которого через упорный шарикоподшипник 5 закреплен подпятник 6, являющийся рабочим концевым участком выталкивателя. Верхний резьбовой конец стержня закреплен на корпусе трубы гайкой 7. На стержне между корпусом сверла и упорным подшипником установлена пружина 8.

Положение подпружиненного выталкивателя вдоль оси сверла регулируется, например, гайкой 7.

При работе сверло устанавливают в патроне сверлильного станка, включают вращение шпинделя станка и подачу. В результате режущая кромка 3 сверла осуществляет кольцевое высверливание отверстия в обрабатываемом материале. Конструкция и геометрия режущей части сверла позволяет осуществлять его вращение как вправо, так и влево.

С помощью гайки 7 положение подпружиненного выталкивателя регулируют таким образом, чтобы в начале сверления выталкиватель не касался обрабатываемого материала (фиг. 4) и не производил его деформации. Только в конце сверления рабочий концевой участок выталкивателя подпятник 6 упирается в обрабатываемое изделие, сжимая пружину 8 (фиг. 5). Поскольку подпятник 6 выталкивателя соединен с ним через упорный подшипник 5, он остается неподвижным относительно изделия и не вызывает его дополнительной скручивающей деформации как у известного сверла.

После завершения процесса сверления пружина 8 разжимается, выталкивая из трубчатого корпуса сверла оставшийся цилиндр высверленного материала (фиг. 6).

Благоприятная геометрия режущей части сверла, регулируемый выталкиватель обеспечивают высокое качество и точность обработанных отверстий при одновременном повышении производительности труда при обработке как тонко, так и толстолистовых материалов.