Абразивне архімедове свердло

Реферат: UA 92358 U UA 92358 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до інструменту для свердління отворів малого діаметра (наприклад 1-6 мм) в твердих і крихких матеріалах типа скла, кварцу, кераміки тощо, а також в полімерних композиційних матеріалах. Відомо стержневе алмазне свердло, що містить хвостовик та циліндричну абразивну частину [див. Балыков А.В. "Повышение эффективности обработки отверстий в деталях из хрупких неметаллических материалов на основе алмазного сверления", дис. на соиск. уч. степ. д. т. н. - М., 2004. - С. 47, рис. 1.7.а]. Недоліками такої конструкції є неможливість підведення СОЖ, високий рівень теплонапруженості в зоні обробки, низький рівень якості обробленої поверхні (шорсткість, деструктивний шар и т. д.) та точності форми отвору, яка виражається в відколах матеріалу на вході та виході інструменту. Найбільш близьким за технічною суттю та результату до об'єкта, що заявляється, є стержневе алмазне свердло з циліндричною алмазоносною частиною з загостреним з однієї сторони торцем [див. Балыков А.В. "Повышение эффективности обработки отверстий в деталях из хрупких неметаллических материалов на основе алмазного сверления", дис. на соиск. уч. степ. д. т. н. - М., 2004. - С. 47, рис. 1.7.в]. Таке виконання абразивної частини зменшує площу контакту на початку входу та виходу інструменту з оброблюваної поверхні, це дозволяє істотно знизити осьові зусилля на поверхневий шар матеріалу, що у свою чергу зменшує величину відколів. Недоліками вказаного свердла є неможливість підведення СОЖ в зону обробки. Це викликає високий рівень теплонапруженості в цій зоні і призводить до термічної деструкції матеріалу та швидкого зносу інструменту. Циліндрична форма абразивної частини створює важкі умови для виводу стружки. Для поліпшення стружковідведення в процесі обробки свердлу надають коливання (вгору-вниз), що знижує продуктивність обробки [див. Балыков А.В. "Повышение эффективности обработки отверстий в деталях из хрупких неметаллических материалов на основе алмазного сверления", дис. на соиск. уч. степ. д. т. н. - М., 2004. - С. 48]. Окрім вказаного, це свердло, маючи дрібну зернистість абразиву (до 63/50), забезпечує високу якість обробленої поверхні, але в той же час, за рахунок високої міри подрібнення матеріалу заготівлі і низького коефіцієнта різальної здатності  K  0,1 мм  , має низьку   мин  Н   продуктивність, яку можна підвищити шляхом збільшення зернистості абразиву, що негативно відобразиться на якості обробленої поверхні. Наприклад, при зернистості 250/200 мм [див. Алмазное сверление деталей из труднообрабатываемых K  0,25 мин  Н неметаллических материалов / А.В. Балыков, А.А. Цесарский. - М.: Машиностроение, 1980. - 65 с.]. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення кінцевої робочої частини свердла, завдяки чому забезпечуватиметься підвищення якості обробленої поверхні. Поставлена задача вирішується тим, що свердло, яке виконане у вигляді стрижня з посадочною поверхнею для кріплення в шпинделі верстата, має циліндричну абразивну частину з загостреним з однієї сторони торцем, яка виконана двошаровою у вигляді спіралі, з кроком спіралі наприклад від 1/3 до 1/10 діаметра свердла, кожен шар якої містить елементи різної зернистості, що послідовно убуває (подрібнюється), наприклад від 1/2 до 1/10 в напрямку від осі спіралі. Таке виконання робочої абразивної частини свердла дає можливість підведення СОЖ безпосередньо в зону різання, покращує умови стружковидалення та створює умови для "переривистого шліфування", що знижує рівень теплонапруженості процесу [див. Технология машиностроения: учебник / А.В. Якимов, А.А. Якимов, В.П. Ларшин, В.И. Свирщев. - Пермь: ПГТУ, 2002. - С. 221]. Забезпечується зниження сил різання, зокрема осьового зусилля різання, що зменшує величину відколів в поверхневому шарі матеріалу. Підвищується коефіцієнт різальної здатності і знижується рівня диспергування (подрібнення стружки). Це обумовлює зниження теплонапруженості в зоні обробки, підвищується зносостійкість алмазних зерен. Вказане разом дає можливість вести процес свердління на більш інтенсивних режимах обробки, зменшити шорсткість поверхні, усунути теплові дефекти і підвищувати точність форми отвору за рахунок зменшення відколів матеріалу. Суть корисної моделі пояснюється фігурами, на яких показано: Фігура 1 - конструкція двошарового Архімедового свердла. Фігура 2 - додатковий вид конструкції двошарового Архімедового свердла. 1 UA 92358 U 5 10 15 20 Двошарове Архімедове свердло складається з циліндричного корпусу 1, абразивної частини 2, крупнозернистого шару абразивної частини 3 та дрібнозернистого шару абразивної частини 4. Багатошарове клиновидне свердло працює таким чином. При свердлінні заготовок, наприклад з полімерних композиційних матеріалів, скла, кварцу, кераміки тощо, абразивне свердло обертається навколо своєї осі і здійснює осьову подачу відповідно до вибраних режимів свердління. Охолоджувальна рідина подається наприклад струменево-напірним методом до заднього торця абразивної частини і таким чином періодично попадає в зону різання. При обертанні свердла кожна ділянка ріжучої частини свердла утворює в деталі отвір обмежений максимальним діаметром цієї ділянки. Крупнозерниста ділянка 3 видаляє матеріал, що оброблюється, і утворює отвір з високою шорсткістю. По мірі заглиблення свердла в матеріал, що оброблюється, в роботу вступає шар 4 дрібної зернистості, який проходить по поверхні, що сформована, і зменшує шорсткість до потрібного рівня, обумовленого зернистістю шару 4 і режимами свердління. Таким чином, виконується сумісна чорнова і фінішна обробка отвору в одному осьовому русі свердла. Вибір величини кроку спіралі, товщини сектора з дрібною зернистістю та самої фракції зернистості може бути розраховано по відомим залежностям бездефектної чи фінішної обробки, або визначено експериментально для конкретних умов обробки, наприклад свердло діаметром 5 мм з основною зернистістю 200/160, а крок спіралі співпадає з товщиною сектора дрібної зернистості 60/40 і складає 1 мм. Конструктивно абразивний стержень з ділянками різної зернистості у вигляді спіралі може бути виконано відомими способами гальваностегії, гальванопластики, порошкової металургії, мікроплазмового напилювання та іншими. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Абразивне Архімедове свердло, яке виконане у вигляді стрижня з посадочною поверхнею для кріплення в шпинделі верстата, має циліндричну абразивну частину з загостреним з однієї сторони торцем, яке відрізняється тим, що циліндрична абразивна частина з загостреним з однієї сторони торцем виконана двошаровою у вигляді спіралі, з кроком спіралі наприклад від 1/3 до 1/10 діаметра свердла, кожен шар якої містить елементи різної зернистості, що послідовно убуває (подрібнюється), наприклад від 1/2 до 1/10 в напрямку від осі спіралі. 2 UA 92358 U 3 UA 92358 U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 4