Спіральне свердло

Реферат: Спіральне свердло має елементи кріплення й різальну частину, яка містить гвинтові канавки й дві різальні кромки з радіусом скруглення різального клина. Радіус скруглення різального клина виконаний змінним по довжині головних різальних кромок. Радіуси скруглення головних різальних кромок на периферії свердла rc дорівнюють (0,004-0,005)Rc, де R c - радіус свердла, мм. Радіуси скруглення цих кромок біля перемички визначаються з формули r  rc / 3 , мм, де rc - радіуси скруглення головних різальних кромок на периферії свердла. Радіус скруглення по довжині головних різальних кромок знаходиться в межах від r до rc. Забезпечується підвищення стійкості інструмента. UA 99556 C2 (12) UA 99556 C2 UA 99556 C2 5 10 15 20 25 30 Винахід належить до обробки металів різанням, а саме до методів підвищення якості функціональних елементів спіральних свердел. Відома конструкція спірального свердла (Патент SU 1095519, А1, МПК6 В23В 51/02, опубл. 20.12.1996), з гвинтовими стружковими канавками, нахиленими до осі свердла під гострим кутом, і задньою поверхнею, що переходить у стрічку, що відрізняється від стандартного особливою формою поперечного перерізу. Така конструкція інструмента обумовлена застосуванням для обробки обмеженої кількості оброблюваних матеріалів, а саме для свердління отворів у друкованих платах з фольгованого склотекстоліту або гетинаксу. Свердло не є досить жорстким, тому не придатне для обробки глибоких отворів через можливість відводу осі інструмента. Найбільш близьким аналогом винаходу є спіральне свердло (Патент UA 54776, А МПК7 В23В 51/02, опубл. 17.03.2003), що являє собою стебло із розташованими по спіралі на його поверхні двома різальними зубами і має по всій довжині робочої частини допоміжну гострозаточену різальну кромку з позитивними задніми кутами та відокремлену направляючу стрічку, яка розташована на відстані від допоміжної різальної кромки. Така конструкція спірального свердла потребує додаткових операцій під час його виготовлення для забезпечення необхідних геометричних параметрів інструмента. Допоміжні різальні кромки виконують тільки зачищуючу функцію, тому не очевидно, яким чином їх наявність впливає на стійкість свердла в цілому і на процес зношування головних різальних кромок, що виконують основний процес різання. До того ж допоміжні різальні кромки повинні бути гострозаточеними, що потребує регулярного їх підточування, що також не є доцільним. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення геометрії різальної частини спірального свердла, у якому за рахунок компенсації нерівномірного зношування головних різальних кромок, обумовленого впливом швидкості різання й складових сил різання забезпечується зниження зношування в процесі роботи, і, як наслідок, підвищення стійкості інструмента. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в спіральному свердлі, що має елементи кріплення й різальну частину, яка містить гвинтові канавки й дві різальні кромки з радіусом скруглення різального клина, згідно з винаходом радіус скруглення різального клина виконаний змінним по довжині головних різальних кромок, при цьому радіуси скруглення головних різальних кромок на периферії свердла r c дорівнюють (0,004...0,005)  Rc , мм, де R c радіус свердла, мм, а радіуси скруглення цих кромок біля перемички визначаються з формули r  rc / 3 , мм, де rc - радіуси скруглення головних різальних кромок на периферії свердла, при 35 40 45 50 цьому радіус скруглення по довжині головних різальних кромок перебуває в межах r  rc . На кресленні (Фіг. 1) показаний загальний вигляд свердла, позиціями й цифрами позначені: спіральне свердло 1, що містить головні різальні кромки 2, перемичку 3, R1, Ri, Rn радіуси свердла відповідно в точках 1, αi, αn на головній різальній кромці. На кресленні (Фіг. 2) показано перетин А-А, де ri - радіус скруглення різального клина в точці αi головної різальної кромки. Однією з особливостей умов роботи спіральних свердел, що впливає на умови роботи головних різальних кромок, є істотна зміна швидкості різання по їхній довжині. І чим більше діаметр свердла, тим вплив швидкості різання по довжині головних різальних кромок більше: швидкість різання збільшується прямопропорційно радіусу при переміщенні від перемички до периферії інструмента. Аналогічно, складова сили різання по довжині головних різальних кромок є змінною, збільшуючись від перемички до периферії, умови різання стають більш важкими й гостра різальна кромка втрачає свою форму й руйнується що є основною причиною нерівномірного зношування головних різальних кромок свердла. На периферії свердла інтенсивність зношування більше інтенсивності зношування біля перемички. Підвищення розміру радіусу скруглення різального клина біля перемички за межі (0,004...0,005)  Rc , мм, недоцільно, тому що призводить до затуплення клина і погіршення умов обробки. При роботі інструмента, в якому радіус скруглення головної різальної кромки біля перемички менший за r  rc / 3 , погіршується тепловідвід, міцність різального клина падає, спостерігаються мікро- і макровідколи вершини різального клина. Радіус скруглення різального 55 клина по довжині головних різальних крайок змінюється пропорційно в межах r  rc . Таким чином, процеси, що відбуваються по довжині головних різальних кромок спірального свердла відрізняються. Так у порівнянні із частинами біля перемички на периферії, внаслідок 1 UA 99556 C2 5 10 15 більшої швидкості різання, збільшується робота різання, і, як наслідок, відбувається підвищення тепловиділення, що й приводить до інтенсивного зношування. Для досягнення максимально ефективної роботи й мінімального зношування параметри кожної ділянки головних різальних кромок спірального свердла повинні відповідати тим умовам різання, у яких ця ділянка працює. Наявність радіуса скруглення головних різальних кромок на периферії інструмента, що визначається по експериментальній залежності, забезпечує поліпшення умов тепловідводу із зони різання в тіло свердла, а також сприяє мінімальному зношуванню інструмента на початкових стадіях роботи, що збільшує стійкість інструмента. Оскільки перемичка є недосконалим конструктивним елементом свердла, тому що працює з великими від'ємними передніми кутами й не стільки ріже матеріал, скільки його зминає, тим самим знижуючи стійкість інструмента. Встановлено, що наявність радіуса скруглення головних різальних кромок біля перемички, що становить одну третину від радіуса скруглення на периферії інструмента rc , поліпшує роботу й знижує зношування свердла в цій зоні різання. Експериментальні дослідження показали, що спіральні свердла зі швидкорізальної сталі 14 мм із виконаним змінним радіусом скруглення головних різальних кромок при обробці конструкційної сталі мають стійкість в 2,6 разу вище, ніж звичайні. Таким чином, установлено, що наявність змінного радіуса скруглення головних різальних кромок, що перебуває в межах r  rc , забезпечує зниження зношування спірального свердла й, відповідно, збільшення терміну служби інструмента. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Спіральне свердло, що має елементи кріплення й різальну частину, яка містить гвинтові канавки й дві різальні кромки з радіусом скруглення різального клина, яке відрізняється тим, що радіус скруглення різального клина виконаний змінним по довжині головних ріжучих кромок, при цьому радіуси скруглення головних різальних кромок на периферії свердла rc дорівнюють (0,004...0,005)  Rc , мм, де R c - радіус свердла, мм, а радіуси скруглення цих кромок біля перемички визначаються з формули r  rc / 3 , мм, де rc - радіуси скруглення головних різальних 30 кромок на периферії свердла, при цьому радіус скруглення по довжині головних різальних кромок знаходиться в межах r  rc . 2 UA 99556 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3