СПИРАЛЬНОЕ СВЕРЛО Российский патент 2014 года по МПК B23B51/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к спиральным сверлам, имеющим режущие кромки определенной формы.

Уровень техники

Самоцентровка сверла может быть достигнута посредством использования известного принципа: минимизации угла между двумя касательными вблизи перемычки, образованного между касательной к режущей кромке и осью вращения сверла. Было предложено много различных решений для достижения оптимальной геометрии вершины сверла. Конфигурация режущих кромок, в общем, и вблизи перемычки, в частности, обычно является компромиссом между прочностью вершины сверла и возможностью эффективного проникновения в обрабатываемую деталь. Сверла, имеющие, в общем, более острую конфигурацию вершины сверла, обычно более легко проникают в обрабатываемую деталь, но в большинстве случаев это может быть за счет более хрупкой вершины сверла. При более жесткой, более широкой конфигурации вершины сверла сверло становится более стойким, но при этом могут быть более сложными просверливание вершиной сверла обрабатываемой детали и центровка сверла. Важным аспектом, зависящим от геометрии вершины сверла и режущей кромки, является требуемая мощность для работы сверлильного станка, более конкретно - осевая мощность, требуемая для преодоления осевого напряжения, воздействующего на сверло во время обработки.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание новой геометрии режущей кромки и геометрии вершины сверла, благодаря которым значительно уменьшается влияние упомянутых выше недостатков, или они полностью преодолеваются.

Раскрытие изобретения

Согласно настоящему изобретению предложено спиральное сверло с осью вращения А, определяющей направление спереди назад, содержащее режущую часть и корпус сверла. Режущая часть содержит перемычку, заднюю поверхность сегмента, заднюю поверхность фаски и по меньшей мере две канавки, продолжающиеся в продольном направлении к корпусу сверла. Каждая канавка содержит переднюю поверхность и подточку, продолжающуюся от перемычки. Режущая часть дополнительно содержит по меньшей мере два режущих сегмента, каждый из которых содержит главную режущую кромку, содержащую первую режущую кромку, вторую режущую кромку и режущую кромку фаски. Подточка и задняя поверхность сегмента пересекаются по первой режущей кромке. Передняя поверхность и задняя поверхность сегмента пересекаются по второй режущей кромке, а передняя поверхность и задняя поверхность фаски пересекаются по режущей кромке фаски. Первая и вторая режущие кромки выполнены криволинейными, а кромка фаски - прямолинейной.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения при следовании вдоль оси вращения А в направлении от перемычки каждая точка главной режущей кромки, спроектированная на ось вращения, расположена дальше от перемычки, чем точка, расположенная перед ней.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения при следовании вдоль главной режущей кромки в направлении от оси вращения А каждая точка на главной режущей кромке расположена дальше от оси вращения А, чем точка, расположенная перед ней. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения задняя поверхность сегмента имеет вогнутую форму, образованную задним радиусом R_R.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения корпус сверла имеет диаметр D, а отношение заднего радиуса R_R к диаметру D составляет от 50% до 150%.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения подточка имеет первую и вторую поверхности. Первая поверхность подточки пересекает заднюю поверхность сегмента по первой режущей кромке.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первая и вторая поверхности подточки образуют угол β между ними. Угол β составляет от 60° до 105°, а предпочтительно - около 82°.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первая и вторая поверхности подточки пересекаются по линии L. Линия L образует угол γ с осью вращения А, составляющий от 20° до 50°, а предпочтительно - около 32°.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения любая заданная точка на главной режущей кромке относительно перемычки расположена позади и радиально снаружи от всех предыдущих точек на этой главной режущей кромке.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения и чтобы показать как оно может быть осуществлено на практике, ниже приводятся ссылки на приложенные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой частичный вид в перспективе спирального сверла согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 представляет собой вид сбоку спирального сверла, показанного на фиг.1;

фиг.3 представляет собой вид с торца спирального сверла, показанного на фиг.1;

фиг.4 представляет собой поперечное сечение по линии IV-IV на фиг.3; и

фиг.5 представляет собой частичный вид снизу в перспективе спирального сверла согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Следует понимать, что для простоты и ясности иллюстрации элементы, изображенные на чертежах, не обязательно должны быть выполнены точно или в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть сильно увеличены относительно других элементов для ясности, или несколько физических элементов может быть включено в один функциональный блок или элемент. Кроме того, при рассмотрении соответствующие ссылочные позиции могут повторяться на чертежах для обозначения соответствующих или подобных элементов.

Подробное описание изобретения

В нижеприведенном описании будут описаны различные особенности настоящего изобретения. Для разъяснения приведены определенные конфигурации и детали, предназначенные для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Тем не менее, для специалиста в данной области техники также будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике без отдельных деталей, представленных в данном описании. Кроме того, хорошо известные элементы могут быть опущены или упрощены, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения.

Со ссылкой на чертежи, в общем, и более конкретно на фиг.1, показан частичный вид в перспективе режущей части 10 у переднего конца спирального сверла 12, имеющего ось вращения А и диаметр D согласно вариантам осуществления изобретения. Спиральное сверло 12 имеет цилиндрический корпус 14 сверла и периферийную поверхность 16. Режущая часть 10 может быть частью цельного сверла или частью сменной режущей головки и может быть выполнена из твердого сплава. Согласно некоторым вариантам осуществления режущая часть 10 содержит три одинаковых режущих сегмента 18 и три одинаковые канавки 20. Режущие сегменты 18 и канавки 20 равномерно разнесены по окружности вокруг оси вращения А. Ось вращения А, таким образом, определяет направление спереди назад корпуса 14 сверла, при этом режущая часть 10 расположена у переднего конца. Каждая канавка 20 может иметь спиральную или прямолинейную форму и продолжаться в продольном направлении вдоль корпуса 14 сверла. Согласно другим вариантам осуществления количество режущих сегментов 18 и канавок 20 может отличаться от трех, например может быть равно двум или четырем, или некоторому другому количеству.

Каждый режущий сегмент 18 имеет заднюю поверхность 22, которая продолжается радиально наружу от оси вращения А к задней поверхности 24 фаски. Задняя поверхность 24 фаски продолжается наружу к периферийной поверхности 16. Задняя поверхность 22 сегмента и задняя поверхность 24 фаски образуют главную заднюю поверхность 26. У переднего конца спирального сверла 12 расположена перемычка 28, образованная тремя дополнительными перемычками 30. Каждая дополнительная перемычка 30 образована посредством пересечения двух смежных задних поверхностей 22 сегментов. Канавка 20 пересекает главную заднюю поверхность 26 по главной режущей кромке 32, также известной как режущее ребро. Каждая канавка 20 содержит переднюю поверхность 34 и подточку 36, выполненную у переднего конца канавки 20.

Главная режущая кромка 32 образована из трех элементов режущей кромки: первой режущей кромки 38, второй режущей кромки 40 и режущей кромки 42 фаски. Первая режущая кромка 38 образована на пересечении подточки 36 и задней поверхности 22 сегмента. Вторая режущая кромка 40 образована на пересечении передней поверхности 34 и задней поверхности 22 сегмента. Режущая кромка 42 фаски образована на пересечении передней поверхности 34 и задней поверхности 24 фаски. Передняя поверхность 34 продолжается к периферийной поверхности 16, которая может содержать направляющую ленточку 44, выступающую от периферийной поверхности 16.

Первая и вторая режущие кромки 38, 40 выполнены криволинейными. Хотя может показаться, что на фиг.3 первая режущая кромка 38 выполнена прямолинейной, но она только выглядит прямолинейной, так как в представленном варианте осуществления она имеет очень большой радиус кривизны. Как показано на фиг.2, первая и вторая режущие кромки 38, 40 также имеют вогнутую криволинейную форму на виде сбоку. Согласно некоторым вариантам осуществления первая и вторая режущие кромки 38, 40 выполнены не одинаковыми. Благодаря криволинейной форме первой и второй режущих кромок 38, 40 получают неожиданные замечательные результаты при сверлении, в показателях центровки и уменьшения требующейся мощности станка.

Задняя поверхность 22 сегмента имеет вогнутую форму. Согласно некоторым вариантам осуществления вогнутая форма представляет собой часть сферы, образованной задним радиусом R_R (см. фиг.4). Отношение заднего радиуса R_R к диаметру D составляет от 50% до 150%. Подточка 36 имеет первую и вторую поверхности 46, 48. Согласно некоторым вариантам осуществления первая поверхность 46 подточки выполнена плоской. Первая поверхность 46 подточки пересекает заднюю поверхностью 22 сегмента по первой режущей кромке 38. Первая и вторая поверхности 46, 48 подточки образуют угол β между ними (см. фиг.5). Первая и вторая поверхности 46, 48 подточки пересекают линию L, которая образует угол γ с осью вращения А. Согласно некоторым вариантам осуществления угол β может составлять от 60° до 105°, а предпочтительно - 82°±5°. Независимо угол γ может составлять от 20° до 50°, а предпочтительно - 32°±3°.

При следовании вдоль оси вращения А в направлении от перемычки 28 каждая точка главной режущей кромки 32, спроектированная на ось вращения А, расположена дальше от перемычки 28, чем точка, расположенная перед ней. Таким образом, любая заданная точка на главной режущей кромке 32 расположена, относительно перемычки 28, сзади всех предыдущих точек на этой главной режущей кромке 32. Кроме того, при следовании вдоль главной режущей кромки 32 в направлении от перемычки 28 каждая точка на главной режущей кромке 32 расположена дальше от оси вращения А, чем точка, расположенная перед ней. Таким образом, любая заданная точка на главной режущей кромке 32 расположена, относительно перемычки 28, радиально снаружи от всех предыдущих точек на этой главной режущей кромке 32.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на один или более конкретных вариантов осуществления, описание должно восприниматься в целом как поясняющее и не должно толковаться как ограничивающее изобретение показанными вариантами осуществления. Для специалистов в данной области техники могут быть очевидными различные модификации, хотя специально не показанные в данном документе, но находящиеся в пределах объема изобретения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сверлении отверстий в деталях. Спиральное сверло содержит режущую часть и корпус сверла. Режущая часть содержит перемычку, заднюю поверхность сегмента, заднюю поверхность фаски и по меньшей мере две канавки, продолжающиеся в продольном направлении к корпусу сверла. Каждая канавка содержит переднюю поверхность и подточку, продолжающуюся от перемычки. Режущая часть дополнительно содержит по меньшей мере два режущих сегмента, каждый из которых содержит первую криволинейную режущую кромку, вторую криволинейную режущую кромку и режущую кромку фаски. Создана новая геометрия режущей кромки и вершины сверла. Повышается прочность и стойкость сверла. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Спиральное сверло (12) с осью вращения А, определяющей направление спереди назад, содержащее режущую часть (10) и корпус (14) сверла, при этом режущая часть (10) содержит
перемычку (28),
по меньшей мере две канавки (20), продолжающиеся в продольном направлении к корпусу (14) сверла, причем каждая канавка (20) содержит переднюю поверхность (34) и подточку (36), продолжающуюся от перемычки (28);
по меньшей мере два режущих сегмента (18), каждый из которых содержит:
главную режущую кромку (32), содержащую первую режущую кромку (38), продолжающуюся от перемычки (28), вторую режущую кромку (40), соединенную с первой режущей кромкой (38), и режущую кромку (42) фаски, соединенную со второй режущей кромкой (40);
заднюю поверхность (22) сегмента; и
заднюю поверхность (24) фаски;
при этом подточка (36) и задняя поверхность (22) сегмента пересекаются по первой режущей кромке (38), передняя поверхность (34) и задняя поверхность (22) сегмента пересекаются по второй режущей кромке (40), а передняя поверхность (34) и задняя поверхность (24) фаски пересекаются по режущей кромке (42) фаски, причем первая и вторая режущие кромки (38, 40) выполнены криволинейными, кромка (42) фаски - прямолинейной, а первая и вторая режущие кромки (38, 40) выполнены вогнутыми криволинейными на виде сбоку.

2. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором при следовании вдоль оси вращения А в направлении от перемычки (28) каждая точка главной режущей кромки (32), спроектированная на ось вращения А, расположена дальше от перемычки (28), чем точка, расположенная перед ней.

3. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором при следовании вдоль главной режущей кромки (32) в направлении от перемычки (28) каждая точка на главной режущей кромке (32) расположена дальше от оси вращения А, чем точка, расположенная перед ней.

4. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором первая и вторая режущие кромки (38, 40) выполнены криволинейными на виде сбоку.

5. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором задняя поверхность (22) сегмента имеет вогнутую форму, образованную задним радиусом R_R.

6. Спиральное сверло (12) по п.5, в котором корпус (14) сверла имеет диаметр D, при этом 0,5<R_R/D<1,5.

7. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором подточка (36) имеет первую и вторую поверхности (46, 48), при этом первая поверхность (46) пересекает заднюю поверхность (22) сегмента по первой режущей кромке (38).

8. Спиральное сверло (12) по п.7, в котором первая и вторая поверхности (46, 48) подточки образуют угол β между ними, при этом угол β составляет от 60° до 105°.

9. Спиральное сверло (12) по п.8, в котором угол β составляет около 82°.

10. Спиральное сверло (12) по п.7, в котором первая и вторая поверхности (46, 48) подточки пересекаются по линии L, образующей угол γ с осью вращения А, составляющий от 20° до 50°.

11. Спиральное сверло (12) по п.10, в котором угол γ составляет около 32°.

12. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором:
при следовании вдоль оси вращения А в направлении от перемычки (28) каждая точка главной режущей кромки (32), спроектированная на ось вращения А, расположена дальше от перемычки (28), чем точка, расположенная перед ней; и
при следовании вдоль главной режущей кромки (32) в направлении от перемычки (28) каждая точка на главной режущей кромке (32) расположена дальше от оси вращения А, чем точка, расположенная перед ней.

13. Спиральное сверло (12) по п.1, в котором:
любая заданная точка на главной режущей кромке (32) расположена, относительно перемычки (28), сзади и радиально снаружи от всех предыдущих точек на этой главной режущей кромке (32).