СВЕРЛО Российский патент 2000 года по МПК B23B51/04 E21B10/62 

Настоящее изобретение относится к конструкции сверл, в первую очередь предназначенных для сверления металлов, которые снабжены периферическими режущими пластинами, установленными в регулируемых кассетах, позволяющих регулировать диаметр резания.

Известно использование для сверл режущих пластин из цементированного карбида, которые крепятся на корпусе сверла при помощи механических зажимных устройств. В соответствии с рядом известных решений режущие пластины прежде всего устанавливают в кассетах, которые затем механически крепят к корпусу сверла с возможностью отсоединения. Такая конструкция описана, например, в патенте США N 3,726,352 и в патенте Швеции SE-C-347673, в соответствии с которыми диаметр резания регулируют путем регулировки положения периферической кассеты при помощи двух установочных винтов. По достижении желательного диаметра кассета фиксируется при помощи специального стопорного винта. Несмотря на то, что эта конструкция работает удовлетворительно, накопленный в течение нескольких лет опыт выявил некоторые недостатки. Использование двух установочных винтов вызывает появление неточности диаметра резания. Кроме того, диапазон регулировки является крайне малым, а более точно имеет порядок до 0,1 мм. Это зависит, с одной стороны, от того факта, что стопорный винт входит в расточенное отверстие в сверле, при этом зазор между стенкой указанного отверстия и стопорным винтом определяет радиальный диапазон регулировки кассеты, а с другой стороны, тем, что невозможно произвести совместную регулировку опорных вкладышей сверла относительно периферической режущей пластины. Дополнительным недостатком такой конструкции является то, что необходимо полностью вывинчивать (ослаблять) стопорный винт, когда желательно снять кассету со сверлильной головки.

Задачей настоящего изобретения является создание сверла, которое позволяет осуществлять надежную, простую и более точную регулировку диаметра резания, чем ранее известные сверла.

Второй задачей настоящего изобретения является упрощение съема кассеты.

Указанные и другие задачи достигнуты путем создания сверла, у которого на радиальной внутренней стороне периферической кассеты установлен с возможностью перемещения по оси и закрепления клин, служащий для радиального перемещения периферической кассеты и регулировки при этом диаметра резания, причем кассета крепится в желательном положении при помощи стопорного винта, который проходит в открытом пазу в сверле и ввинчен в резьбовое отверстие в периферической кассете, при этом указанный открытый паз идет под углом к радиусу сверла, и его длина увеличена радиально наружу для предотвращения воздействия центробежных сил на периферическую кассету. Сверло может содержать от одной до семи несущих пластины кассет, преимущественно от трех до пяти. Все несущие пластины кассеты, за исключением периферической кассеты, снабжены открытым пазом, через который ввинчен стопорный винт. Указанный клин закреплен винтом, который проходит через удлиненное по оси отверстие в периферической кассете. Клин упирается в наклонную к оси опорную поверхность скольжения на радиальной внутренней стороне периферической кассеты, причем клин идет под углом к этой поверхности и регулируется таким образом, что радиальная внутренняя сторона клина главным образом параллельна осевой протяженности сверла. Вокруг периферии сверла установлены один или несколько опорных вкладышей для осуществления поддержки и направления сверла в высверливаемом отверстии.

Каждый из этих вкладышей имеет базовую форму в виде параллелепипеда, прямоугольную в виде сверху, причем на каждой боковой стороне вкладыша предусмотрены крылообразные выступы, при этом каждый выступ может входить в соответствующую выемку, образованную в гнезде опорного вкладыша в корпусе сверла.

Радиальная внутренняя сторона периферической кассеты снабжена плоской опорной поверхностью, которая выполнена таким образом, что всегда упирается в соответствующий участок поверхности в гнезде кассеты сверла.

Радиальная внешняя сторона периферической кассеты снабжена опорным элементом для поддержки и направления сверла в высверливаемом отверстии.

Указанные особенности изобретения будут более ясны из последующего детального описания преимущественного варианта его осуществления, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на фиг. 1 - 7.

На фиг. 1 показано сверло в соответствии с настоящим изобретением в перспективном виде наклонно сверху, причем одна кассета показана в развернутом виде.

На фиг. 2 приведен развернутый вид гнезда периферической пластины сверла, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 3 показана периферическая кассета в перспективном виде наклонно сверху, в направлении к радиально внутренней стороне.

На фиг. 4 показано сверло в соответствии с настоящим изобретением в виде сбоку, частично в сечении.

На фиг. 5 показан вид сверху сверла, изображенного на фиг. 4.

На фиг. 6 показан опорный вкладыш, который преимущественно включен в сверло в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 показано гнездо опорного вкладыша в сверло в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1 показано сверло в соответствии с настоящим изобретением, которое в общем виде обозначено позицией 1. Преимущественно это сверло эжекторного типа, но оно может быть с успехом использовано и для так называемого ВТА-сверления. Сверло включает в себя коронку или сверлильную головку 2, размерный переходник 3 и участок вала 4. Участок вала 4 имеет внешнюю резьбу 5, которая предназначена для входа по резьбе известным образом в удерживающую внешнюю трубу (не показана).

Показанное на фиг. 2 сверло снабжено тремя кассетами для режущих пластин, а именно по радиусу внутрь, периферической кассетой 6 с периферической режущей пластиной 7, промежуточной кассетой 8 с промежуточной режущей пластиной 9 и центральной кассетой 10 с центральной режущей пластиной 11. Периферическая режущая пластина 7 образует диаметр отверстия в обрабатываемой детали. Смежная центральная пластина 11 перекрывает центральную ось сверла, если нет желания иметь оставшийся высверленный сердечник. В ходе вращения орбита режущей кромки промежуточной режущей пластины 9 перекрыта режущими кромками как периферической, так и промежуточной режущей пластины, чтобы получить непрерывную линию резания от центральной оси до периферии.

Число режущих пластин сверла может быть больше или меньше трех. Так, например, сверло может иметь, например, от 4 до 9 режущих пластин, причем нечетное число режущих пластин предпочтительно, когда сверло содержит два опорных вкладыша. Нашли, что число три является хорошим компромиссом между сложностью конструкции сверла, полезным сроком службы и балансировкой для диаметров резания от 20 до 105 мм.

Два канала для стружки открыты на верхней стороне сверла; имеется один общий более широкий канал 12 для периферической (внешней) режущей пластины и для центральной режущей пластины, и один несколько более узкий канал 13 для промежуточной режущей пластины. В соответствии с преимущественным вариантом противоположные нижние концы этих каналов для стружки 12, 13 заканчиваются в обращенном вверх (расширяющемся вверх) внутреннем пространстве для стружки 14 (см. фиг. 4), которое имеет форму усеченного конуса, нижняя поверхность которого повернута вверх в направлении к верхней стороне сверла.

В соответствии с настоящим изобретением периферическая кассета 6, а поэтому и рабочая режущая кромка периферической режущей пластины 7, имеет возможность регулировки по радиусу при помощи клина 15, причем стопорный винт 16 кассеты входит в паз 17. В отличие от цилиндрического отверстия этот паз обладает двумя существенными преимуществами: с одной стороны, стопорный винт 16 может перемещаться радиально (по радиусу) в пазу в ходе осуществления регулировки диаметра резания; с другой стороны, кассета целиком может быть снята с корпуса сверла при помощи поворота или вращения стопорного винта 16 всего на несколько оборотов (при этом нет необходимости полностью вывинчивать стопорный винт 16). Для дальнейшего крепления периферической кассеты против воздействия на нее центробежных сил паз 17 может иметь такую форму, что его длина у растет радиально наружу. В результате периферическая кассета не может выступать наружу радиально, если стопорный винт 16 полностью затянут. Кроме того, стопорный винт 16 преимущественно идет под углом радиально внутрь относительно периферической касательной к сверлу, что можно видеть на фиг. 5, что приводит к четкому упору соответственно между нижней стороной головки винта и соответствующей поверхностью упора над и под отверстием паза.

Клин 15, который играет существенную роль в соответствии с настоящим изобретением, имеет толщину, которая сужается по оси внутрь. Он упирается в наклонную по оси, направленную по радиусу внутрь опорную поверхность 18 скольжения (см. фиг.3), которая преимущественно наклонена в диапазоне от 3 до 25^o, относительно центральной оси сверла или осей вращения. Клин привинчивают к кассете при помощи винта 19, который проходит через отверстие 20 в кассете. Отверстие 20 удлинено (расширено) в осевом направлении для того, чтобы позволить осуществлять осевое перемещение клина и в результате точную настройку по радиусу периферической режущей пластины. Осевой угол поверхности 18 главным образом так же велик, как и угол между двумя основными поверхностями клина 15, так что та сторона клина, которая лежит напротив гнезда кассеты 30, расположена главным образом в осевой плоскости, аналогично поверхности основания гнезда кассеты. При достижении желательного диаметра резания периферическую кассету фиксируют в этом положении при помощи стопорного винта 16. Резьбовое отверстие в кассете для стопорного винта 16 может быть глухим или сквозным.

Преимущественно внутренняя по радиусу сторона периферической кассеты имеет образованную в ее нижней части плоскую опорную поверхность 29, которая по меньшей мере в некоторой степени всегда упирается в соответствующую часть поверхности гнезда кассеты сверла 30. Следовательно, при выборе положения периферической режущей кромки кассета наклонена относительно точки или линии в нижней части кассеты. Эта линия обычно является верхней или нижней продольной краевой линией опорной поверхности 29.

В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения другие кассеты, то есть в данном случае промежуточная и центральная кассеты, также имеют пазы вместо сквозных отверстий для ввода в них стопорного винта. Так, например, как это показано на фиг. 1, промежуточная кассета 8 снабжена пазом 21, через который идет стопорный винт 22. Паз имеет заплечик 23, в который упирается нижняя поверхность головки стопорного винта. Начиная от отверстия паза, этот заплечик наклонен по оси вниз, чтобы блокировать кассету тангенциально, когда затянут стопорный винт. Центральная кассета имеет одинаковое устройство.

Для того чтобы осуществлять поддержку и направление сверла в высверливаемом отверстии, в сверле предусмотрены два опорных вкладыша 24 с телом из цементированного карбида. Периферическая кассета 6 также снабжена опорным элементом (прокладкой) 31 из подходящего материала, такого как бакелит. В соответствии с предпочтительным вариантом каждый из опорных вкладышей 24 имеет главным образом базовую форму в виде параллелепипеда, прямоугольную в виде сверху (в плане). Преимущественно каждый из опорных вкладышей 24 имеет два выступа 25 в виде крыльев, по одному с каждой продольной стороны вкладыша. Каждый из этих выступов имеет в основном форму кругового сегмента, причем выступы в основном образуют зеркальные изображения друг друга. Продольный разрез или длина каждого из "крыльев" составляет от 1/5 до 3/5 полной длины длинной стороны вкладыша 24, а преимущественно от 1/4 до 1/2 этой длины. Внешняя по радиусу сторона 17 каждого опорного вкладыша в некоторой степени закруглена, чтобы упираться в просверленное в обрабатываемой детали отверстие. Кроме того, опорный вкладыш имеет расположенное по центру сквозное отверстие 18 для крепления опорного вкладыша в сверле при помощи соответствующего стопорного винта.

На фиг. 7 показано гнездо 27 для установки опорного вкладыша. Гнездо 27 имеет главным образом плоское основание (дно). С двух сторон имеются две выемки 28, форма и размер которых соответствуют геометрической форме двух крылообразных выступов 25 вкладыша. В результате опорный вкладыш, который был поврежден на одной его стороне, может быть ослаблен и повернут на пол-оборота, так как его короткая сторона не должна работать как опорная поверхность. Кроме того, при помощи подложенного вниз слоя прокладок различной толщины легко может быть произведена установка различных диаметров. В этом случае они (прокладки) имеют вид в плане, который главным образом соответствует опорному вкладышу, причем прокладки лежат под опорным вкладышем как отдельный элемент. Кроме того, гнездо опорного вкладыша 27 легко может быть выполнено (отфрезеровано) целиком при помощи одной только торцевой фрезы.

Конструкция в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает ряд преимуществ в сравнении с ранее известными конструктивными решениями. Так, например, может быть обеспечена очень простая и одновременно очень надежная регулировка диаметра резания. Среди прочего, указанное достигнуто за счет того, что клин с винтом обеспечивает высокую жесткость конструкции, так как поверхность контакта является большой, в результате чего получают точную регулировку. Кроме того, регулировка упрощена за счет того, что большие перемещения в осевом направлении приводят к малым диаметральным перемещениям. Более того, периферическая кассета может быть снята (с корпуса сверла) очень просто.

Изобретение относится преимущественно к металлообработке. Сверло для сверления металлов имеет на лицевой части несущие режущие пластины кассеты (кассеты с установленными в них режущими пластинами), например 3, 5 или 7 кассет. Периферическая кассета несет периферическую режущую пластину. Эта периферическая кассета закреплена в корпусе сверла при помощи стопорного винта, который идет в пазу, имеющемся в сверлильной головке. Радиально внутри от периферической кассеты имеется клин, который может быть перемещен по оси и в результате может регулировать радиальное положение периферической кассеты и режущей пластины, а следовательно, и диаметр резания. По достижении желательной регулировки по радиусу периферическую режущую пластину фиксируют (закрепляют) стопорным винтом. Осуществляется надежная, простая и очень точная регулировка диаметра резания. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сверло, содержащее периферическую кассету (6), в которой установлена периферическая режущая пластина (7), которая определяет диаметр резания, отличающееся тем, что на радиальной внутренней стороне периферической кассеты установлен с возможностью перемещения по оси и закрепления клин (15), служащий для радиального перемещения периферической кассеты и регулировки при этом диаметра резания, причем кассета крепится в желательном положении при помощи стопорного винта (16), который проходит в открытом пазу (17) в сверле и ввинчен в резьбовое отверстие в периферической кассете (6), при этом указанный открытый паз (17) идет под углом к радиусу сверла и его длина увеличена радиально наружу для предотвращения воздействия центробежных сил на периферическую кассету. 2. Сверло по п.1, отличающееся тем, что оно содержит от одной до семи несущих пластины кассет, преимущественно, от трех до пяти. 3. Сверло по п.1 или 2, отличающееся тем, что все несущие пластины кассеты (8, 10), за исключением периферической кассеты, снабжены открытым пазом, через который ввинчен стопорный винт. 4. Сверло по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что клин (15) закреплен винтом (19), который проходит через удлиненное по оси отверстие (20) в периферической кассете (6). 5. Сверло по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что клин (5) упирается в наклонную к оси опорную поверхность скольжения (18) на радиальной внутренней стороне периферической кассеты (6), причем клин идет под углом к этой поверхности и регулируется так, что радиальная внутренняя сторона клина главным образом параллельна осевой протяженности сверла. 6. Сверло по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что вокруг периферии сверла установлены один или несколько опорных вкладышей (24) для осуществления поддержки и направления сверла в высверливаемом отверстии. 7. Сверло по п. 6, отличающееся тем, что каждый опорный вкладыш имеет базовую форму в виде параллелепипеда, прямоугольную в виде сверху, причем на каждой боковой стороне вкладыша предусмотрены крылообразные выступы (25), при этом каждый выступ может входить в соответствующую выемку (28), образованную в гнезде (27) опорного вкладыша в корпусе сверла. 8. Сверло по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что в нижней части его основания радиальная внутренняя сторона периферической кассеты (6) снабжена плоской опорной поверхностью (29), которая выполнена так, что всегда упирается в соответствующий участок поверхности в гнезде кассеты (30) сверла. 9. Сверло по одному из пп.1 - 8, отличающееся тем, что радиальная внешняя сторона периферической кассеты (6) снабжена опорным элементом (31) для осуществления поддержки и направления сверла в высверливаемом отверстии.