Гвинт з потайною головкою

Реферат: UA 69832 U UA 69832 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гвинта з потайною головкою, що містить нижню конічну частину, який призначений для деревини, пластика, деревовмісних плит і подібних матеріалів. Відомі чисельні варіанти конструкцій гвинтів з потайними головками. При введенні таких гвинтів в заготовку без виконання роззенківки в заготовці, до гвинта треба прикладати значний крутний момент, щоб нижня конічна частина потайної головки була вдавлена в матеріал заготовки. При введенні гвинтів у тверду деревину, наприклад, дуб або бук, без виконання попередньої роззенківки під потайну головку це може привести до поламки або деформації головки гвинта. Крім того це спричиняє значні ускладнення робітникам при введенні гвинтів з потайною головкою, і особливо, коли для введення гвинтів використовуються ручні викрутки. Попереднє виконання за допомогою свердлильного інструмента роззенківки під потайну головку гвинта в матеріалі заготовки ускладнює і уповільнює процес введення гвинтів з потайними головками. Тому на практиці також використовують гвинти з потайними головками, нижня конічна частина яких оснащена рівномірно розташованими по периметру різальними елементами із зовнішніми різальними кромками, що здатні здійснювати роззенкування під потайну головку [див., наприклад, патенті документи DE 9202650 U1, заявка ЕР 2315506 А2, RU 2314441, GB 2428761 А]. Потайні головки усіх зазначених гвинтів мають на їх нижній конічній частині різальні елементи з передніми гранями, що лежать у площинах, які проходять через подовжню вісь гвинта. Під час введення гвинта в заготовку шляхом його укручування за допомогою інструмента різальні елементи здійснюють різання матеріалу заготовки, при цьому стружка, що утворюється під час роззенкування, виштовхується назовні лише за рахунок її пружності. Тому у разі роззенкування смолянистої деревини стружка може залипати на різальних елементах, накопичуватися та спресовуватися між поверхнею зенкування заготовки і заглибленнями на нижній частині потайної головки, що затрудняє процес роззенкування внаслідок зростання зусилля, яке треба прикладати на гвинт для його подальшого введення в заготовку. Також відомий гвинт з потайною головкою [див. ЕР 0781382, фіг. 6], що містить нарізний стрижень і потайну головку, яка має верхню плоску поверхню, з боку якої в головці виконано заглиблення у вигляді неглибокого поперечного паза для привідного інструмента, і нижню конічну поверхню, що сходиться у напрямку до нарізного стрижня. На нижній частині головки виконані рівномірно розташовані по периметру вузькі ребра, які виступають над основною конічною поверхнею нижньої частини потайного головки гвинта, які виконують функцію різальних елементів. Передні грані ребер виконані паралельно і з боковим зміщенням відносно поздовжньої осі гвинта у напрямку загвинчування, а зовнішні різальні кромки різальних елементів визначають зовнішню конічну обвідну поверхню головки гвинта. Виконання передніх граней різальних елементів паралельно і з боковим зміщенням відносно подовжньої осі гвинта у напрямку його загвинчування покращує умови виконання роззенкування в матеріалі заготовки, так як на стружку з боку передніх граней інструмента під час загвинчування гвинта в заготовку діють реакційні сили, що змушують стружку рухатись назовні, усуваючи значне накопичення і спресовування її між оброблюваною поверхнею заготовки і нижньою частиною потайної головки. Гвинт з потайною головкою за патентом ЕР 0781382 вибраний як найближчий аналог корисної моделі, що заявляється. Спільними ознаками найближчого аналога і корисної моделі, що заявляється, є наступна сукупність суттєвих ознак "Гвинт з потайною головкою, що містить нарізний стрижень і потайну головку, яка має верхню плоску поверхню, з боку якої в головці виконано заглиблення для привідного інструмента, і нижню поверхню, що сходиться у напрямку до різьбового стрижня, при цьому нижня поверхня головки має декілька рівномірно розташованих по периметру різальних елементів, які мають передні грані, що виконані паралельно і з боковим зміщенням відносно поздовжньої осі гвинта у напрямку загвинчування, і зовнішні різальні кромки, що визначають зовнішню конічну обвідну поверхню головки гвинта". Недоліками відомого гвинта є те, що виконання ребер на нижній поверхні потайної головки гвинта значно зменшує поперечний перетин головки гвинта на ділянках між вузькими ребрами, що не дозволяє виконувати в головці гвинта значної глибини заглиблення для приводного інструмента у зв'язку із значним послабленням міцності головки гвинта при виконанні в ній такого заглиблення. Тому такі гвинти не придатні для використання з приводним електроінструментом, що містить хрестоподібні або багатогранні викрутки, які потребують наявності в головці гвинта відповідної форми заглиблення, що забезпечує надійну фіксацію викрутки в головці гвинта. Крім того, така конструкція потайної головки гвинта потребує складної конфігурації поверхні робочих елементів рельєфно-штампуючого штампа і значного зусилля штампування для її виготовлення. 1 UA 69832 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задачею даної корисної моделі є створення конструкції гвинта з потайною головкою для деревини та подібного матеріалу, яка позбавлена вищезазначених недоліків, полегшує введення гвинта в заготовку шляхом покращення умов різання при роззенкуванні, що виконується за допомогою різальних елементів, розміщених на нижній частині потайної головки, а також забезпечує можливість виконання в потайній головці, що містить різальні елементи на нижній частині, заглиблення у вигляді хрестоподібного паза або багатогранного заглиблення для робочого елемента приводного інструмента, а також дозволяє спростити конфігурацію робочих елементів рельєфно-штампуючого штампа, призначеного для виготовлення головки гвинта, завдяки запропонованій формі потайної головки з різальними елементами. Поставлена задача досягається за допомогою гвинта з потайною головкою, що містить нарізний стрижень і потайну головку, яка має верхню плоску поверхню, з боку якої в головці виконано заглиблення для привідного інструмента, і нижню поверхню, що сходиться у напрямку до різьбового стрижня, при цьому нижня поверхня головки має декілька рівномірно розташованих по периметру різальних елементів, які мають передні грані, що виконані паралельно і з боковим зміщенням відносно поздовжньої осі гвинта у напрямку загвинчування, і зовнішні різальні кромки, що визначають зовнішню конічну обвідну поверхню головки гвинта, в якому відповідно із запропонованою корисною моделлю кожний із різальних елементів має затилований задній кут, який утворений ділянкою випуклої конічної поверхні, що проходить від різальної кромки різального елемента до передньої грані наступного різального елемента і визначає ширину передньої грані останнього у кожній січній площині, що перпендикулярна до подовжньої осі гвинта, при цьому ширина передньої грані кожного різального елемента у поперечних січних площинах зростає при переміщенні від нижньої частини різальної кромки різального елемента до її крайньої верхньої частини. Завдяки зазначеній формі виконання потайної головки гвинта забезпечується покращення умов різання при роззенкуванні, яке здійснюється різальними елементами потайної головки, що мають задній кут, який зменшує тертя задніх неробочих поверхонь різальних елементів по матеріалу заготовки. Крім того відсутність значних заглиблень на нижній конічній поверхні потайної головки забезпечує достатню міцність потайної головки навіть у випадку виконання в ній заглиблень у вигляді хрестоподібного паза або багатогранного заглиблення для робочих елементів приводного інструмента. Запропонована форма потайної головки гвинта також дозволяє спростити конфігурацію робочих елементів рельєфно-штампуючого штампа, призначеного для виготовлення головки гвинта. Бажано, щоб потайна головка гвинта мала щонайменше чотири різальних елементи, які утворюють чотири різальні кромки. За один повний оберт гвинта кожен різальний елемент двічі здійснює різання деревини уздовж волокон (при якому відбувається розколювання волокон деревини, яке потребує прикладання меншого зусилля) і двічі поперек волокон (при якому відбувається поперечне рубання волокон деревини, яке потребує більшого зусилля), почергово чергуючи різання деревини уздовж і поперек волокон. Наявність щонайменше чотирьох різальних елементів, рівномірно розміщених по периферії конусної частини потайної головки гвинта забезпечує у порівнянні з меншою кількістю різальних елементів більш рівномірне силове навантаження на гвинт при введенні його в деревину, так як при різних кутових положеннях потайної головки гвинта сумарне зусилля різання усіма чотирма елементами буде вирівняне. Заглиблення для приводного інструмента може бути виконано як хрестоподібний шліц. Таке виконання заглиблення в потайній головці дозволяє використовувати для введення гвинта як звичайну ручну викрутку, так і електропривідний інструмент, леза яких надійно фіксується у заглибленні гвинта. Далі корисна модель, що заявляється, більш детально описана з посиланням на креслення, де показано: на фіг. 1 - зображення гвинта з потайною головкою на виді збоку; на фіг. 2 - зображення потайної головки гвинта на виді знизу, поперечний розріз по А-А гвинта на фіг. 1; на фіг. 3 - зображення гвинта з потайною головкою на виді збоку, аналогічне зображенню на фіг. 1, при іншому кутовому положенні гвинта відносно його поздовжньої осі (повернутого на кут φ у напрямку загвинчування); на фіг. 4 - зображення потайної головки гвинта на виді знизу, поперечний розріз по Б-Б гвинта на фіг. 2; на фіг. 5 - зображення потайної головки гвинта на виді зверху; на фіг. 6 - поздовжній осьовий перетин по В-В потайної головки гвинта на фіг. 3; на фіг. 7 - поперечний перетин по Г-Г потайної головки гвинта на фіг. 2. 2 UA 69832 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Гвинт з потайною головкою, що заявляється, містить нарізний стрижень 1 і потайну головку 2 (див. фіг. 1 і фіг. 3), яка має верхню плоску поверхню 3, з боку якої в потайній головці 2 виконано заглиблення 4 для привідного інструмента, що має вигляд хрестоподібного шліца (див. фіг. 3 і фіг. 5). Можливо також інше виконання заглиблення 4 для привідного інструмента, наприклад, під багатогранну викрутку. Потайна головка 2 має нижню поверхню 5, що сходиться у напрямку до нарізного стрижня 1 (див. фіг. 5). На нижній поверхні 5 потайної головки виконано декілька рівномірно розташованих по периметру різальних елементів, кожний з яких має передню грань 6 і зовнішню різальну кромку 7. Передні грані 6 різальних елементів виконані паралельно і з боковим зміщенням "а" відносно поздовжньої осі 8 гвинта у напрямку загвинчування (напрямок кругового обертання гвинта при введенні його в заготовку, який на фіг. 3 і фіг. 4 креслень позначений криволінійного стрілкою 9). Зовнішні різальні кромки 7 визначають зовнішню конічну обвідну поверхню головки гвинта, яка сходиться у напрямку різьбового стрижня 1 під кутом β (див. фіг. 1). На фіг. 3 і фіг. 4 зображена потайна головка яка містить чотири різальних елементи з виступаючими назовні різальними кромками 7, які у поперечному перетині потайної головки 2 мають вигляд гострих ребер (див. фіг. 7). Нижня поверхня 5 потайної головки 2 утворена чотирма ділянками випуклої конічної поверхні 10. Кожна із ділянок випуклої конічної поверхні 10 простягнена уздовж колової периферії нижньої поверхні потайної головки у напрямку, який є протилежним напрямку обертання гвинта при його введенні в заготовку (тобто, протилежний напрямку загвинчування), а саме від різальної кромки 9 відповідного різального елемента до передньої грані 6 наступного різального елемента, і в поперечному перетині має форму випуклої дуги (див. фіг. 7). У поздовжньому напрямку гвинта кожна з ділянок випуклої конічної поверхні 10 проходить від верхньої частини нижнього кільцевого конічного пояска 11 потайної головки, нижня частина якого межує з нарізним стрижнем 1, до рівня нижньої частини верхнього кільцевого циліндричного пояска 12 потайної головки, що межує з верхньою передньої поверхнею 3 потайної головки 2. На коловій периферії нижньої поверхні 5 потайної головки 2 кожна з ділянок конічної поверхні 10 при проходженні у напрямку, протилежному напрямку 8 загвинчування гвинта, від різальної кромки 7 попереднього різального елемента до передньої грані 6 наступного різального елемента наближаються в радіальному напрямку до поздовжньої осі 9 гвинта (див. фіг. 7, а також фіг. 3 і фіг. 4). Завдяки цього кожний з різальних елементів у поперечному перетині потайної головки 2 має затилований задній кут "а". Величина радіального наближення ділянок конічної поверхні 10 до поздовжньої осі 7 при проходженні уздовж колової периферії бокової поверхні потайної головки 2 визначає ширину "Ь" передньої грані 6 наступного різального елемента у кожній січній площині Г-Г (див. фіг. 7), що перпендикулярна до поздовжньої осі гвинта, при цьому ширина передньої грані 6 кожного різального елемента у поперечних січних площинах Г-Г зростає при переміщенні від нижньої частини різальної кромки 7 різального елемента, яка межує з верхнім краєм кільцевого конічного пояска 11, що має діаметр "d" (див. фіг. 1) до її крайньої верхньої частини, яка закінчується на рівні нижньої частини циліндричного пояска 12, що має діаметр "D" (див. фіг. 2). На фіг. 3 пунктирною лінією показано кутове положення заглиблення 4, що виконане як хрестоподібний паз, відносно різальних кромок 7. На фіг. 6 показано поздовжній перетин потайної головки площиною В-В на фіг. З, в якому потайна головка 2 має найменшу товщину стінки, але яка є достатньою для забезпечення необхідної міцності потайної головки гвинта і гвинта в цілому при його введенні в заготовку (вгвинчуванні) за допомогою привідного інструмента. Виконання різальних елементів, що мають виступаючі назовні різальні кромки 7, із задніми кутами "а" зменшує силу різання матеріалу заготовки при роззенкуванні, яке виконується за допомогою різальних кромок при введенні (вгвинчуванні) гвинта з потайною головкою в заготовку. При цьому стружка, що утворюється при роззенкуванні заготовки різальними кромками 7, завдяки реакційним силам, що діють на неї з боку передніх граней 6 різальних елементів при обертанні гвинта в напрямку стрілки 9 завдяки його бокового зміщення "а", виштовхується по переднім граням 6 назовні у напрямку пунктирних стрілок 13 (див. фіг. 4). Це полегшує введення запропонованого гвинта з потайною головкою в заготовку, так як стружка не накопичується між поверхнею заготовки і нижньою частиною потайного головки гвинта. Наявність кільцевого циліндричного пояска 12 не перешкоджає введенню головки 2 запропонованого гвинта урівень із зовнішньою поверхнею заготовки, коли нижня частина пояска досягає поверхні заготовки, так як стружка, що утворюються при подальшому введенні гвинта накопичується у просторі між ділянками конічних поверхонь 10 і поверхнею заготовки, яка обробляється. 60 3 UA 69832 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Гвинт з потайною головкою, що містить нарізний стрижень і потайну головку, яка має верхню плоску поверхню, з боку якої в головці виконано заглиблення для привідного інструмента, і нижню поверхню, що сходиться у напрямку до різьбового стрижня, при цьому нижня поверхня головки має декілька рівномірно розташованих по периметру різальних елементів, які мають передні грані, що виконані паралельно і з боковим зміщенням відносно поздовжньої осі гвинта у напрямку загвинчування, і зовнішні різальні кромки, що визначають зовнішню конічну обвідну поверхню головки гвинта, який відрізняється тим, що кожний із різальних елементів має затилований задній кут, який утворений ділянкою випуклої конічної поверхні, що проходить від різальної кромки різального елемента до передньої грані наступного різального елемента і визначає ширину передньої грані останнього у кожній січній площині, що перпендикулярна до поздовжньої осі гвинта, при цьому ширина передньої грані кожного різального елемента у поперечних січних площинах зростає при переміщенні від нижньої частини різальної кромки різального елемента до її крайньої верхньої частини. 2. Гвинт з потайною головкою за п. 1, який відрізняється тим, що потайна головка гвинта має щонайменше чотири різальних елементи, які утворюють чотири різальні кромки. 3. Гвинт з потайною головкою за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що заглиблення для приводного інструмента виконано як хрестоподібний шліц. 20 4 UA 69832 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 5