Свердло

Даний винахід в цілому відноситься до обертальних свердлових засобів і, більш конкретно, до свердла. Свердлові засоби і особливо свердла звичайно мають корпус загалом циліндричної форми, що закінчується головкою, і вони, як правило, мають, принаймні частина довжини їх корпусу, одну або більше гвинтових відвідних канавок, призначених для видалення осаду (пилу), який утворюється протягом свердління, з робочої частини головки та з розсвердленого отвору. Дані канавки звичайно мають один або більше гладких гвинтових скатів, по яких відводиться пил шляхом обертального руху засобу відповідно до принципу архімедового гвинта. При такому методі відведення буровий пил є "пасивним" і не бере участі у способі відведення. Досвід показав, що якщо відвідна здатність канавок недостатня або неефективна, пил може збиратися на дні отвору, який свердлять; у цьому випадку розмір частинок даного пилу зменшується і кінцеві частинки створюють пробки; потім вони блокують простір для відведення на дні отвору і приводять до більшого зношування твердосплавного осердя та сталі на голівці свердла і корпусі засобу. На додаток, ця пробка пилу веде до збільшення тиску на дно отвору. Дане явище може впливати на відведення, а саме, коли тиск перевищує певне значення, відбувається явище релаксації (відсмоктування) пробки пилу, яку потім відводять з робочої частини. Однак, необхідно уникати надмірних збільшень тиску, залишаючи достатньо здатності відвідним канавкам, тим, які не заблоковані, особливо біля голівки засобу; надмірні збільшення тиску на дні отвору викликають ривки протягом свердління та протягом явища відсмоктування пробки пилу (релаксації); даний спосіб експлуатації є таким, що завдає шкоди роботі свердла, з одного боку, із-за швидкості свердління, а з іншого, із-за строку служби, адже надмірні збільшення тиску у голівці свердла і/або різці викликають навантаження, які приводять до псування даного свердла. У наш час у свердлах таке збільшення тиску не каналізоване і роблять спроби по можливості уникнути цього, просто надаючи канавкам хорошої відвідної здатності. У патентах DE 3826239 A, US 2322894 А та DE 2013327 В описані свердла з гвинтовими канавками, такого типу, як розглядаються тут, в яких частина або вся поверхня зазначених канавок має борозни або виїмки для різних кінцевих цілей: зменшення тертя, оптимізації циклу обробки різанням, оптимізації заточування, видалення відходів шляхом вібрації. У всіх цих документах борозни або виїмки, які є малими за розміром, відповідають характеру поверхні свердла, що вже накреслене, і їх ефект полягає у поверхневій обробці. Створення зазначених борозен або виїмок може також виявитися складною і дорогою операцією при виготовленні даних свердел. Порівнюючи з таким попереднім рівнем техніки, метою даного винаходу є вдосконалення роботи свердлових засобів на основі швидкості та строку служби, але яке в той же час дозволяє зменшити вартість виробництва зазначених засобів. З цією метою, предметом винаходу є по суті свердло, в якому канавка або канавки відведення є розмежованими, принаймні частина їх довжини, за допомогою безперервного ряду граней з'єднаних одна з одною. Таким чином, головна ідея винаходу полягає у тому факті, що канавки для відведення пилу, який утворюється з матеріалу, що свердлить засіб, мають вже не суцільну спіральну форму, а складаються з малих послідовних граней, відомих як "грані", які з'єднані одна з одною та можуть мати різні форми. Більш конкретно, грані використовують для утворення множинних канавок вздовж генератрис, які можуть бути як спіральними, так і не спіральними, та які повторюють лінію, що поперемінно, симетрично або несиметрично розходиться і сходиться у напрямку поздовжньої осі свердла. Дані генератриси, які по діагоналі і/або по осі зміщуються одна від одної, роблять можливим утворення канавок відведення пилу. Форми граней, які обумовлюють канавки відведення можуть бути симетричними або несиметричними, плоскими або вигнутими або опуклими, та більшої або меншої складності. Ці грані можуть бути з'єднані одна з одною гострими краями або по радіусах внутрішніх поверхонь вигнутої або опуклої форми. Більш конкретно, безперервний ряд граней роблять таким чином, щоб створити по всій або по частині довжини кожної канавки відведення чергування ділянок меншої глибини і/або ширини, відоме як "компресійні коридори", та ділянок більшої глибини і/або ширини, відоме як "декомпресійні камери". Такі зміни у глибині і/або ширині можуть бути достатньо постійними або, з іншого боку, можуть бути довільними. Дана конфігурація робить можливим при використанні свердла застосовувати і підтримувати у місцевому масштабі, у канавках відведення, явища збільшення та зменшення тиску свердлового пилу для покращення його відведення. Таким чином, по-перше, пил піддається стисненню у "компресійних коридорах", відповідно накопичуючи енергію; потім ця накопичена енергія відновлюється, адже пил зменшується у "декомпресійних камерах". На додаток, постійний контроль за збільшенням тиску свердлового пилу вздовж усієї довжини корпусу засобу запобігає попаданню цього пилу назад у розсвердлений отвір під впливом сили тяжіння. Зрозуміло, що безперервний ряд граней у свердлі, яке є предметом винаходу, визначає просторову або об'ємну конфігурації канавок даного свердла, або, іншими словами, визначає загальну форму свердла і не може бути уподібнений характеру поверхні як такий, що витікає з борозен або виїмок відповідно до документів з попереднього рівня техніки, про які зазначалося вище. Беручи до уваги вищезгадані пояснення, є також очевидним те, що безперервний ряд граней викликає протягом роботи свердла більше об'ємну обробку, ніж поверхневу обробку. Іншим можливим результатом даної конфігурації є те, що вона викликає зміну товщини ребер і/або країв (або направляючих кромок) свердла і залежить від того, є профіль симетричним чи ні по відношенню до поздовжньої осі засобу. В останньому випадку нерівності на краях дозволяють оптимізувати функцію управління свердлом (завдяки існуванню "широких" областей) в отворі, водночас обмежуючи тертя об стінки отвору (завдяки існуванню "вузьких" областей). На додаток, в областях, де край є широким, утворюється додатковий опір стисненню у радіусах внутрішніх поверхонь або з'єднаннях дещо іншої форми, які складають "компресійні коридори". На підставі даної операції і особливо на підставі постійного ефекту збільшення/зменшення тиску спосіб відведення пилу вдосконалюють і можуть оптимізувати шляхом перетворення об'єму призначеного для відведення у достатньо великий. У такому випадку, це приводить до збільшення швидкості свердління, що у свою чергу робить можливим продовження строку служби свердла, адже краще відведення пилу обмежує вплив на засіб. Крім того, оскільки відвідні канавки у звичайних свердлах неодмінно мають бути утворені шляхом безперервної гвинтової обробки, грані, що розмежовують відвідні канавки у свердлі, яке є предметом винаходу, можуть бути створені шляхом прямого чи непрямого проходу одного чи більше засобів з видаленням матеріалу, але також можуть бути створені за допомогою способів деформування матеріалу, з якого зроблений корпус свердла, особливо куванням, надаючи таким чином можливість зменшити вартість виготовлення зазначених свердел. Винахід буде набагато зрозумілішим після наведення нижче описів відносно доданих схематичних креслень, в яких за допомогою прикладів зображено декілька втілень даного свердла. Фіг.1 - це вигляд свердла збоку відповідно до винаходу у першому втіленні; Фіг.2 - це частковий перспективний вигляд, більшого масштабу, який зображує частину області головки свердла Фіг.1; Фіг.3 - це інший вигляд даного свердла збоку у напрямку стрілки F1 Фіг.1; Фіг.4 - це вигляд у поперечному перерізі даного свердла за лінією V-IV Фіг.3; Фіг.5 - це інший вигляд у поперечному перерізі за лінією V-V Фіг.3; Фіг.6 - це вигляд свердла збоку відповідно до винаходу у другому втіленні; Фіг.7 - це частковий перспективний вигляд, більшого масштабу, який зображує частину області головки свердла Фіг.6; Фіг.8 - це інший вигляд даного свердла збоку у напрямку стрілки F2 Фіг.6; Фіг.9 - це вигляд у поперечному перерізі даного свердла за лінією ІХ-ІХ Фіг.8; Фіг.10 - це інший вигляд у перерізі за лінією Х-Х Фіг.8; Фіг.11 - це вигляд свердла збоку відповідно до винаходу у третьому втіленні; Фіг.12 - це частковий перспективний вигляд, більшого масштабу, який зображує частину області головки свердла Фіг.11; Фіг.13 - це інший вигляд даного свердла збоку у напрямку стрілки F3 Фіг.11; Фіг.14 - це вигляд у поперечному перерізі даного свердла за лінією XIV-XIV Фіг.13; Фіг.15 - це інший вигляд у поперечному перерізі за лінією XV-XV Фіг.13; Фіг.16 - це вигляд свердла збоку відповідно до винаходу у четвертому втіленні; Фіг.17 - це частковий перспективний вигляд, більшого масштабу, який зображує частину області головки свердла Фіг.16; Фіг.18 - це інший вигляд даного свердла збоку у напрямку стрілки F4 Фіг.16; Фіг.19 - це вигляд у поперечному перерізі даного свердла за лінією XIX-XIX Фіг.18; Фіг.20 - це інший вигляд у поперечному перерізі за лінією ХХ-ХХ Фіг.18. На фігурах зображені різні форми втілення перфораційного свердла, включаючи, в основному, корпус свердла 2 циліндричної форми, що з однієї сторони закінчується головкою 3, яка має твердосплавне осердя 4, тоді як інша сторона (не видима) корпусу свердла 2 створена таким чином, щоб бути зафіксованою. Принаймні на частині довжини корпусу свердла 2, починаючи з головки 3, знаходяться відвідні канавки 5 загалом спіральної форми, які служать для відведення пилу протягом свердління отвору, використовуючи свердло. Відвідні канавки 5 відокремлені одна від одної виступаючими частинами 6 загалом спіральної форми, які звичайно називають "краями". Відповідно до винаходу, кожна відвідна канавка 5 розмежована безперервним рядом граней 7. Більш конкретно, у першому втіленні, зображеному на фігурах 1-5, грані 7 відвідних канавок 5 з'єднані одна з одною ділянками, які з'єднуються 8, що мають певний радіус кривизни. Краї 6 у свою чергу мають рівномірні або нерівномірні чергування вузьких областей 9 та широких областей 10. У прикладі, зображеному на фігурах 1-5, свердло має дві відвідні канавки 5 і 5' та форми, описані вище, як для даних канавок 5 і 5', так і для країв 6 повторюються на витку Р. Під час використання свердла, грані 7 відвідних канавок 5 і 5' утворюють разом з стінкою розсвердленого отвору "декомпресійні камери", тоді як ділянки, які з'єднуються 8, діють як "компресійні коридори". Дві канавки 5 і 5' з їх гранями 7 та їх радіусами внутрішніх поверхонь 8 можуть бути утворені тут шляхом багато канавкового різання на спіральних генератрисах, що повторюють лінію, яка симетрично або не симетрично поперемінно розходиться і сходиться у напрямку поздовжньої осі свердла, дані генератриси по діагоналі або по осі зміщуються від однієї канавки до іншої, щоб утворити певні форми відвідних канавок 5 і 5' з їх гранями 7 та їх радіусами внутрішніх поверхонь 8. На фігурах 6-10 зображена перша альтернативна форма свердла, що є предметом винаходу, складові частини, які відповідають тим, що вже були описані, позначені тут тими ж самими посилальними позиціями. У даній альтернативній формі корпус свердла 2 має чотири відвідні канавки 5, 5', 5", 5'" загалом спіральної форми. Ці канавки відрізняються тим, що безперервний ряд граней 7, округлого профілю, перетинається вздовж ліній 8', утворюючи краї, без радіусів внутрішніх поверхонь. На додаток, з однієї канавки до іншої, генератриси, що визначають грані 7 та їх з'єднання 8' мають зміщення по осі, але не по діагоналі. На фігурах 11-15 зображена друга альтернативна форма подібна до втілення фігур 6-10, яка знову, зокрема, включає корпус свердла 2 з чотирма відвідними канавками 5, 5', 5" і 5'". Грані 7 даних канавок тут також мають безрадіусові з'єднання 8' і визначені генератрисами, які мають зміщення по осі, але не по діагоналі, від однієї канавки до іншої. На відміну від попереднього показового втілення, відвідні канавки 5 і 5" тут не мають округлого профілю. На фігурах 16-20 зображена третя альтернативна форма, в якій корпус свердла 2 має три відвідні канавки 5, 5' і 5", з гранями 7, що включають безрадіусові з'єднання 8' та визначені генератрисами, які мають зміщення по осі, але не по діагоналі від однієї канавки до іншої. Відвідні канавки 5, 5' і 5'' тут мають не округлий профіль. Наведене нижче не відходить від суті винаходу, як визначено у формулі: - якщо необхідно виконати деякі модифікації ряду канавок для відведення пилу, утворених у корпусі свердла, або конфігурацію головки даного свердла та її твердосплавного осердя, або навіть якщо таке осердя відсутнє; - якщо необхідно виконати деякі модифікації ряду граней, які розмежовують зазначені канавки, та форм даних граней, що можуть виявитися як простими, так і складними, проходити у напрямку у довжину чи ширину, плоскими, вигнутими або опуклими тощо; - якщо грані мають бути з'єднані з будь-яким радіусом або кривизною починаючи від нульового значення (яке відповідає гострому краю) до найбільших значень; - якщо грані та їх з'єднання повинні бути утворені шляхом будь-якого способу обробки або відливки; - якщо дане свердло має бути призначене та придатне для свердління всіх типів матеріалів: каменю, бетону, металу тощо.