НАПРАВЛЯЮЩАЯ ПЛАСТИНА МНОГОКРАТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И СВЕРЛИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ СО СМЕННОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ ПЛАСТИНОЙ Российский патент 2023 года по МПК B23B51/04 

Данное изобретение касается сверлильного инструмента с по меньшей мере одной сменной направляющей пластиной (в дальнейшем называется также поворотной направляющей пластиной) для механической обработки со снятием материала на сверлильных станках, токарных станках, обрабатывающих центрах и других металлообрабатывающих машинах, а также касается соответствующей направляющей пластины.

Сверлильные инструменты с поворотной направляющей пластиной имеются в различных исполнениях. В качестве примера (но не окончательного списка) следует назвать сверлильные головки ВТА для глубокого сверления, эжекторные сверлильные головки, однокромочные инструменты для глубокого сверления и двухкромочные инструменты для глубокого сверления.

Данное изобретение может применяться во всех вариантах выполнения сверлильных инструментов. В дальнейшем, простоты ради, речь пойдет только о сверлильных инструментах; при этом имеются в виду все варианты выполнения сверлильных инструментов.

Сверлильные инструменты содержат как правило зажимный конец, хвостовик и сверлильную головку. Зажимный конец, хвостовик и сверлильная головка могут быть изготовлены из одной заготовки. Можно также припаивать, приваривать зажимный конец и/или сверлильную головку к хвостовику или иным образом соединять с хвостовиком. В таком случае сверлильный инструмент состоит из нескольких соединенных друг с другом конструктивных частей.

Инструмент для глубокого сверления характеризуется тем, что с его помощью могут создаваться глубокие отверстия с соотношением длины и диаметра L/D > 10. Могут быть реализованы соотношения длины и диаметра L/D > 100. Такие инструменты для глубокого сверления являются как правило однолезвийными инструментами. Благодаря этому в процессе механической обработки на инструмент действуют асимметричные поперечные силы. Это требует направления сверлильного инструмента при засверловке с помощью кондукторной втулки или направляющего отверстия, оно одновременно дает возможность того, что этот инструмент направляется по направляющим поверхностям в области сверлильной головки на переднем конце инструмента в предварительно выполненном отверстии с высокой точностью. Благодаря этому становятся возможными большие глубины сверления при незначительном уводе, т.е. при незначительном отклонении средней оси отверстия от линейной заданной траектории. К тому же эти направляющие поверхности выглаживают создаваемые стенки отверстия благодаря действию поперечных сил, поскольку они выравнивают мелкие возвышения и/или бороздки в отверстии.

Данное изобретение касается также геометрической формы поворотной направляющей пластины и паза под пластину в сверлильном инструменте для этой поворотной направляющей пластины, чтобы реализовать легкоразъемное соединение с геометрическим замыканием между поворотной направляющей пластиной и сверлильным инструментом.

Для описания предлагаемого изобретением соединения между поворотной направляющей пластиной и сверлильным инструментом используются различные понятия из геометрии, которые в дальнейшем будут кратко определены. Эти определения соответствуют обычным математическим определениям, которые можно найти, например, в справочнике "Großen Handbuch der Mathematik", Herausgeber W. Geliert, Dr. H. Küstner, Dr. M. Hellwich и H. Kästner, или в Википедии.

Параллельные плоскости: две плоскости являются параллельными, если они в любом месте находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Плоскости, между которыми нет никакого расстояния, не являются поэтому параллельными плоскостями. Таким образом, прилагательное «параллельные» включает в себя расстояние между плоскостями.

Радиальная симметрия: симметричными относительно оси вращения называются такие фигуры, точки которых путем поворота в двухмерном пространстве на угол φ вокруг точки S могут быть приведены к совмещению. Если угол φ равен 180°, то говорят о центральной симметрии. У предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины угол φ равен или меньше 120°. Точку S называют центром симметрии; у предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины он лежит на продольной оси крепежного отверстия.

Из WO 2012 172537 A1, WO 2014 104432 A1 и WO 2014 104431 A1 известны поворотные направляющие пластины и сверлильные инструменты с закрепляемыми разъемно поворотными направляющими пластинами.

В WO 2014 104431 A1 описаны поворотные направляющие пластины с прямоугольным внешним контуром. У такой поворотной направляющей пластины поверхность прилегания и направляющие поверхности расположены ортогонально относительно друг друга. В результате этой геометрии они могут использоваться только в инструментах с относительно большим диаметром отверстия.

В WO 2012 172537 A1 и WO 2014 104432 A1 описаны относительно филигранные поворотные направляющие пластин только с двумя направляющими поверхностями на одной стороне. У таких конструкций из-за филигранного выполнения передача силы между сверлильным инструментом и поворотной направляющей пластиной лимитирована. Если направляющая поверхность изношена, то поворотная направляющая пластина должна быть повернута на 180°. Если изношены обе направляющие поверхности на одной стороне, то поворотная направляющая пластина может быть повернута вокруг своей продольной оси на 180°.

В основу изобретения положена задача создания поворотной направляющей пластины, а также сверлильного инструмента с поворотной направляющей пластиной, которые устраняют недостатки уровня техники. В частности, эта поворотная направляющая пластина должна закрепляться в сверлильном инструменте с высокой воспроизводимостью позиционирования; большие направляющие усилия должны надежно и безотказно вводиться от поворотной направляющей пластины в сверлильный инструмент. И, наконец, эта поворотная направляющая пластина должна быть применимой также в сверлильных инструментах с небольшим диаметром отверстия. «Поворачивание» и замена поворотной направляющей пластины должны быть просто и надежно осуществимы также в условиях промышленного крупносерийного производства.

Эта задача, согласно изобретению, решается посредством поворотной направляющей пластины для использования в сверлильном инструменте, причем поворотная направляющая пластина имеет поверхность прилегания, несколько направляющих поверхностей и центральное крепежное отверстие, причем поворотная направляющая пластина является симметричной относительно оси вращения по отношению к продольной оси крепежного отверстия, причем эта поверхность прилегания является плоской.

В одном варианте выполнения предлагаемая изобретением поворотная направляющая пластина имеет две стороны: «нижнюю сторону», которая выполнена как плоская поверхность прилегания, и противоположную «нижней стороне» «верхнюю сторону», на которой предусмотрено несколько направляющих поверхностей.

Направляющие поверхности (как правило их три или четыре) занимают всю или почти всю верхнюю сторону поворотной направляющей пластины. Они могут быть отделены друг от друга узкими, проходящими радиально углублениями. Эти проходящие радиально углубления служат для того, чтобы подобно канавке отделять друг от друга эти направляющие поверхности. Благодаря этому облегчается шлифовка изогнутых направляющих поверхностей.

Поскольку эти направляющие поверхности занимают (почти) всю верхнюю сторону поворотной направляющей пластины, то поворотные направляющие пластины могут выполняться относительно компактными. Поэтому они очень прочные и чрезвычайно устойчивы к нагрузке, а также могут использоваться в сверлильных инструментах с маленькими диаметрами отверстий. Во время сверления воздействующие на активную в соответствующий момент направляющую поверхность перпендикулярные силы передаются непосредственно на поверхность прилегания поворотной направляющей пластины. Она в свою очередь прилегает в плоском гнезде сверлильного инструмента, так что происходит очень непосредственная и, тем самым, очень устойчивая к нагрузке передача перпендикулярных сил между активной направляющей поверхностью и сверлильным инструментом.

Благодаря этому сверлильный инструмент очень хорошо направляется в отверстии. В результате получаются очень хорошие геометрические свойства отверстия и очень хорошие показатели срока службы режущей кромки (кромок) сверлильного инструмента.

При одной альтернативной форме поворотной направляющей пластины она имеет две стороны и центральное крепежное отверстие, причем на каждой стороне образованы поверхность прилегания и несколько направляющих поверхностей, причем поворотная направляющая пластина выполнена вращательно-симметричной относительно продольной оси крепежного отверстия, причем эти направляющие поверхности на одной стороне поворотной направляющей пластины отделены друг от друга только одним проходящим радиально углублением, и причем основание этого углубления выполнено как плоская поверхность прилегания.

Так как в этом варианте обе стороны выполнены идентично, то отличить верхнюю сторону от нижней можно только по монтажному положению поворотной направляющей пластины в сверлильном инструменте, соответственно, функционально.

Благодаря тому, что указанное основание углублений выполнено как плоская поверхность прилегания, можно на каждой стороне поворотной направляющей пластины выполнить несколько направляющих поверхностей и одну поверхность прилегания. Плоская поверхность прилегания на «нижней стороне» поворотной направляющей пластины активна тогда, когда направляющая поверхность на противоположной «верхней стороне» направляет сверлильный инструмент в отверстии. Когда все направляющие поверхности одной стороны поворотной направляющей пластины изношены, поворотная направляющая пластина поворачивается таким образом, что «верхняя сторона» и «нижняя сторона» меняют свои положения. Благодаря этому число направляющих поверхностей, а вследствие этого также срок службы поворотной направляющей пластины могут удваиваться.

Направляющие поверхности и углубления на верхней стороне, а также направляющие поверхности и углубления на нижней стороне смещены относительно друг друга; при наличии трех направляющих поверхностей на каждой стороне это смещение равно 60°. При наличии четырех направляющих поверхностей на каждой стороне смещение равно 45°.

Оказалось предпочтительным, если углубления между направляющими поверхностями на своих радиально внешних концах выполнены T-образными. Именно тогда можно еще лучше передавать на сверлильный инструмент действующие на соответственно активную направляющую поверхность перпендикулярные силы через оптимизированную за счет этого поверхность прилегания на нижней стороне, и, при одинаковых геометрических размерах, дополнительно повысить устойчивость к нагрузке поворотной направляющей пластины.

В обоих вариантах выполнения предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины из-за ее пластинообразной конструкции и хорошего использования верхней стороны требуется очень мало места, так что предлагаемые изобретением поворотные направляющие пластины могут использоваться в сверлах с относительно небольшими диаметрами отверстия, например, 15 мм.

Предлагаемая изобретением поворотная направляющая пластина в предпочтительном варианте имеет внешний контур в форме шестиугольника или восьмиугольника. В первом примере выполнения согласно Фиг. 1, таким образом, поворотные направляющие пластины могут быть реализованы с тремя или четырьмя направляющими поверхностями с одной стороны. При варианте выполнения согласно пункту 2 формулы на поворотной направляющей пластине могут быть реализованы шесть, соответственно, восемь направляющих поверхностей.

Для того, чтобы соответственно активная направляющая поверхность могла оптимально передавать перпендикулярные силы на стенки отверстия, предусмотрено, что между продольной осью углублений и радиальным лучом, направленным от центра симметрии к углам внешнего контура, образован отличный от 0° угол α. При шестиугольном внешнем контуре этот угол как правило равен 60°. При восьмиугольном внешнем контуре этот угол α равен 45°.

Это ведет к тому, что в области углублений между направляющими поверхностями не возникает никакого контакта между стенками отверстия и поворотными направляющими пластинами, но контакт реализуется исключительно в области "активной" направляющей поверхности. Благодаря этому гарантируется оптимальная передача силы между отверстием и направляющей поверхностью. Это позитивно влияет на качество отверстий и на срок службы сверлильного инструмента.

Предлагаемые изобретением направляющие поверхности как правило изогнуты. Предпочтительно эти направляющие поверхности выполнены в виде цилиндрических поверхностей, причем диаметр этой цилиндрической поверхности несколько меньше, чем диаметр отверстия, для изготовления которого применяются сверлильный инструмент и поворотная направляющая пластина. Иначе говоря, продольная ось цилиндрической поверхности поворотной направляющей пластины и продольная ось обрабатываемого отверстия проходят не коаксиально, а на незначительном расстоянии относительно друг друга. Это расстояние между указанными продольными осями может составлять, например, 1 мм, но может составлять и несколько мм.

В предлагаемой изобретением модификации сверлильного инструмента поверхности прилегания для этой поворотной направляющей пластины и ось сверлильного инструмента проходят друг к другу под углом, составляющим от 3° до 15°. Нижний предел этого угла лежит на 0°. Иначе говоря, угол между нормальным вектором поверхности прилегания и осью сверлильного инструмента составляет от 75° до 87°. Этот угол определяется так, что только одна направляющая поверхность поворотной направляющей пластины входит в контакт с отверстием в заготовке. В таком случае эта направляющая поверхность является «активной»; другие направляющие поверхности не активны. Этот наклон поверхности прилегания имеет такой размер, что продольная ось цилиндрической активной направляющей поверхности поворотной направляющей пластины и продольная ось сверлильного инструмента, как уже описано, проходят под углом β друг к другу, который больше или равен 0°.

Вследствие симметричного относительно оси вращения выполнения предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины путем поворота поворотной направляющей пластины на угол φ 120° или 90° изношенная направляющая поверхность может деактивироваться и заменяться новой, не использованной направляющей поверхностью.

Известные из уровня техники поворотные направляющие пластины имеют только две направляющие поверхности на верхней стороне, которая расположена противоположно поверхности прилегания, так что требуется поворот направляющей пластины на 180°. У предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины угол φ меньше и в соответствии с этим число направляющих поверхностей больше.

Это повышает экономичность предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины.

Предлагаемые изобретением поворотные направляющие пластины состоят из твердого материала, например, спеченного твердого материала, кермета или керамики, который для продления срока жизни может быть снабжен еще и дополнительным слоем твердого материала. Изношенная поворотная направляющая пластина, если одна из направляющих поверхностей изношена, может быть повернута так, что активируется еще не использованная направляющая поверхность. Только когда все направляющие поверхности изношены, поворотная направляющая пластина должна быть заменена на новую, не использованную поворотную направляющую пластину.

Лежащая в основе данного изобретения поворотная направляющая пластина используется в сверлильном инструменте с по меньшей мере одной заменяемой направляющей пластиной, содержащем хвостовик, причем в сверлильной головке и/или в хвостовике предусмотрено по меньшей мере одно гнездо для приема поворотной направляющей пластины согласно одному из предыдущих пунктов формулы изобретения, и в этом гнезде или в этих гнездах имеется центральное резьбовое отверстие. С помощью центрального резьбового отверстия предлагаемая изобретением поворотная направляющая пластина может закрепляться в гнезде и при необходимости поворачиваться или переворачиваться путем ослабления крепежного винта.

Под «поворачиванием» в связи с данным изобретением понимается, что поворотная направляющая пластина поворачивается на угол φ вокруг продольной оси центрального отверстия, так что изношенная направляющая поверхность деактивируется и заменяется на не изношенную направляющую поверхность.

Под «переворачиванием» в связи с данным изобретением понимается, что в примере выполнения согласно пункту 2 формулы «верхняя сторона» и «нижняя сторона» поворотной направляющей пластины меняют свои положения и функции.

Для того, чтобы добиться оптимальной картины прилегания контактных поверхностей, продольная ось цилиндрической поверхности указанной активной направляющей поверхности и продольная ось сверлильного инструмента проходят относительно друг друга под углом β, который больше или равен 0°. Этот угол может составлять, например, 0° < β < 2°.

Оказалось предпочтительным выполнять указанное по меньшей мере одно гнездо дополняющим для внешнего контура поворотных направляющих пластин. Это означает, что гарантируется соединение с геометрическим замыканием между поворотными направляющими пластинами и гнездами. Для того, чтобы действующие радиально силы могли оптимально передаваться от сверлильного инструмента на активную направляющую поверхность и оттуда на стенки отверстия, предусмотрено, что основание гнезда является плоским. В альтернативном варианте выполнения оказалось предпочтительным, чтобы в гнезде были образованы проходящие в радиальном направлении ребра, и эти ребра выполнены дополняющими для проходящих в радиальном направлении углублений в поворотной направляющей пластине.

Благодаря этому можно использовать плоскости основания углублений в поворотных направляющих пластинах согласно пункту 2 формулы в качестве поверхностей прилегания. В этом случае рекомендуется, чтобы верхняя сторона ребер тоже имела плоскую поверхность для максимизирования контактной поверхности между поворотной направляющей пластины и ребрами.

Прилегание и опирание поворотной направляющей пластины с помощью углублений гарантирует к тому же, что это радиальное расстояние между активной направляющей поверхностью и продольной осью инструмента в течение всего времени эксплуатации поворотной направляющей пластины остается постоянным. Если бы поворотная направляющая пластина прилегала не через углубления, а направляющие поверхности прилегали бы к «нижней стороне» в пазе под пластину, то этот размер изменился бы, как только поворотная направляющая пластина повернется, и тогда уже вставленная и изношенная направляющие поверхности служат в качестве поверхности прилегания в пазе под пластину.

Передача радиальных сил со сверлильного инструмента на отверстие в альтернативном варианте выполнения согласно пункту 2 формулы может быть дополнительно улучшена, если ортогонально одному из ребер расположена поперечина, и верхняя сторона этой поперечины и верхняя сторона ребер лежат в одной плоскости. Эта поперечина поддерживает поворотную направляющую пластину в области активной направляющей поверхности и за счет этого повышает устойчивость к нагрузке и надежность предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины.

Для того, чтобы создать место для этой поперечины в особенно предпочтительном варианте изобретения предусмотрено, что одно из ребер короче, чем другие ребра.

В одной предпочтительной модификации предусмотрена промежуточная пластина, которая на ее нижней стороне плоская, а на ее верхней стороне образованы указанные ребра и поперечины. Эта промежуточная пластина своей нижней стороной примыкает к плоскости поверхности прилегания сверлильного инструмента, а своей верхней стороной предоставляет поверхность прилегания для поворотной пластины. Этот вариант предпочтителен с технологической точки зрения. В случае повреждения ребер или поперечин на верхней стороне поврежденная промежуточная пластина может быть легко заменена.

Другие преимущества и предпочтительные формы данного изобретения можно понять из прилагаемых чертежей, их описания и из формулы изобретения. Все признаки, раскрытые на чертежах, в их описании и в формуле изобретения, могут рассматриваться как существенные, как по отдельности, так и в любой комбинации друг с другом.

Краткое описание чертежей

На чертежах показано следующее.

Фиг. 1 рассверливающая головка с предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластиной согласно первому примеру выполнения, в разнесенном представлении;

Фиг. 2a), Фиг. 2b) и Фиг. 2c) первый пример выполнения поворотной направляющей пластины, различные виды;

Фиг. 3 рассверливающая головка с предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластиной согласно второму примеру выполнения, в подетальном представлении;

Фиг. 4 фрагмент с Фиг. 3;

Фиг. 5a) и Фиг. 5b) два вида предлагаемой изобретением промежуточной пластины;

Фиг. 6 второй вариант выполнения поворотной направляющей пластины 31 с шестью направляющими поверхностями, различные виды; и

Фиг. 7 головка обратного рассверливания с предлагаемыми изобретением поворотными направляющими пластинами.

Описание примеров выполнения

Как уже упоминалось вначале, данное изобретение касается поворотной направляющей пластины и соответствующего сверлильного инструмента. Данное изобретение не ограничивается определенными типами сверлильных инструментов. Все сверла, сверлильные инструменты и сверлильные головки со сменными направляющими пластинами или направляющими планками могут быть оснащены такими предлагаемыми изобретением поворотными направляющими пластинами. В частности, данное изобретение пригодно для использования со сверлильными головками ВТА для глубокого сверления, с эжекторными сверлильными головками, но также с однокромочными сверлами и двухкромочными сверлами. Данное изобретение может также использоваться, в частности, на сверлильных инструментах для рассверливания отверстий. Короче говоря, данное изобретение может быть использовано во всех сверлильных инструментах с направляющими пластинами или планками.

Поскольку данное изобретение касается направляющих пластин или направляющих планок сверлильных инструментов, то здесь не будут рассматриваться геометрия режущих кромок и другие не существенные для данного изобретения элементы сверлильных инструментов. В связи с данным изобретением имеет значение лишь то, что имеется сверлильная головка, которая имеет одно или несколько гнезд для предлагаемых изобретением поворотных направляющих пластин.

На Фиг. 1 представлена рассверливающая головка в изометрии. Эта рассверливающая головка содержит сверлильную головку 1, а также режущую пластину 5, которая закреплена в кармане соответствующей формы с помощью крепежного винта 7. В таком примере выполнения на переднем конце сверлильной головки 1 с распределением по периметру расположены три поворотные направляющие пластины 3. Одна из направляющих пластин на подетальном изображении представлена так, что видно гнездо 9 для приема поворотной направляющей пластины 3. Гнездо 9 имеет плоскую поверхность 11 основания. Примерно в центре поверхности 11 основания предусмотрена внутренняя резьба 13. С помощью винта 15, ввинчиваемого во внутреннюю резьбу 13, поворотная направляющая пластина 3 фиксируется в гнезде 9 и прижимается к поверхности 11 основания. Внутренняя резьба 13 может быть позиционирована несколько не по центру, так что при затягивании винта 15 поворотная направляющая пластина 3 прижимается сбоку к стенке гнезда 9.

На Фиг. 2 поворотная направляющая пластина 3 представлена на трех различных видах (Фиг. 2a: вид сверху; Фиг. 2b: изометрия; Фиг. 2c: вид сбоку). С использованием этих видов в дальнейшем поясняется геометрия, соответственно, форма первого примера выполнения предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластиной 3.

Как можно понять на виде сверху (Фиг. 2a), поворотная направляющая пластина 3 выполнена симметричной относительно оси вращения.

Центр S симметрии лежит на продольной оси центрального крепежного отверстия 17, которое выполнено как ступенчатое отверстие. Поскольку винт 15 (см. Фиг. 1) имеет потайную головку, то верхняя часть крепежного отверстия 17 выполнена как усеченный конус.

В связи с данным изобретением, для упрощения описания, поворотная направляющая пластина 3 имеет нижнюю сторону и верхнюю сторону, противоположную нижней стороне.

Нижняя сторона является той стороной поворотной направляющей пластины 3, которая в установленном состоянии прилегает к поверхности 11 основания гнезда 9. На верхней стороне в таком примере выполнения выполнены три примерно треугольные направляющие поверхности 19. Как можно легко понять из вида сверху (Фиг. 2a) и изометрии (Фиг. 2b), в этом примере выполнения между направляющими поверхностями 19 имеется три проходящих радиально углубления 21. Поэтому направляющие поверхности 19 не переходят непосредственно друг в друга. Это облегчает изготовление изогнутых направляющих поверхностей 19. Однако, возможна также и форма без углублений между направляющими поверхностями 19.

Указанные направляющие поверхности 19 в этом примере выполнения имеют форму цилиндра, причем продольная ось этих цилиндрических поверхностей проходят не параллельно нижней стороне поворотной направляющей пластины 3, а слегка поднимается внутрь, т.е. к крепежному отверстию 17. Нижняя сторона является поверхностью 23 прилегания поворотной направляющей пластины 3 в гнезде 9.

На виде сверху понятно также, что поворотная направляющая пластина 3 имеет шестиугольную поверхность основания, причем в таком примере выполнения речь идет не о правильном шестиугольнике с шестью кромками одинаковой длины. Имеется три более длинные кромки и три более короткие кромки, чтобы предотвратить некорректную установку поворотной направляющей пластины 3. Эти углубления 21 проходят к середине более коротких кромок. Можно эту ситуацию описать и так, что радиус R от центра S симметрии к кромке 25 поворотной направляющей пластины 3 образует с продольной осью 27 углубления 21 угол α, который отличен от нуля. В представленном примере выполнения этот угол α несколько меньше 30°.

Поскольку в представленном на Фиг. 2 примере выполнения три направляющие поверхности 19 и три углубления 21 расположены симметрично относительно оси вращения, то продольные оси 27 двух углублений 21 повернуты относительно друг друга на угол φ 120°. Это означает, что путем поворота поворотной направляющей пластины 3 на 120° в гнезде изношенная направляющая поверхность 19 может быть заменена на не использованную направляющую поверхность 19.

Эта ситуация становится несколько яснее, если посмотреть на Фиг. 1. Обозначенная там ссылочной позицией 19.1 направляющая поверхность активна, если поворотная направляющая пластина 3 вставлена в гнездо 9, а винт 15 затянут. Как только эта направляющая поверхность 19.1 будет изношена, винт 15 ослабляется, поворотная направляющая пластина 3 перемещается из гнезда 9 и поворачивается на 120°, затем снова вставляется в гнездо 9 и закрепляется винтом 15. Тогда эта направляющая поверхность 19.1 больше не активна, но активны обе другие направляющие поверхности 19. Этот процесс может быть повторен дважды, пока все три направляющие поверхности 19 не будут изношены. Тогда поворотная направляющая пластина 3 больше не может использоваться и должна быть заменена на новую поворотную направляющую пластину 3.

Как можно увидеть на Фиг. 2, на внешних кромках направляющих поверхностей 19 образованы фаски 28. Эти фаски 28 препятствуют выкрашиванию направляющих поверхностей 19 и служат в качестве заходных фасок при входе в создаваемое отверстие или направляющей для засверливания, чтобы предотвратить перекос.

Продольная ось крепежного отверстия 17 обозначена позицией 29.

Если теперь вернуться к Фиг. 1, то станет ясно, что гнездо 9 имеет форму, которая соответствует шестиугольному внешнему контуру поворотной направляющей пластины 3. В углах выфрезерованы соответствующие канавки. Благодаря этому гарантируется, что не произойдет заклинивания между кромками поворотной направляющей пластины 3 и дополняющими углами гнезда 9. Кроме того, гарантируется, что передача силы между сверлильной головкой 1 и поворотной направляющей пластиной 3 в области кромок происходит по поверхности и не линейно.

С торцевой стороны сверлильной головки 1 гнездо 9 открыто. Это облегчает вставление и извлечение поворотной направляющей пластины 3 из гнезда. В противном случае зачастую было бы очень сложно извлекать из гнезда 9 поворотную направляющую пластину 3, которая вставляется в гнездо 9 лишь с незначительным зазором.

На Фиг. 3 представлена сверлильная головка, подобная показанной на Фиг. 1. На Фиг. 3 представлен второй пример выполнения поворотной направляющей пластины 31 в соединении с промежуточной деталью 33 в подетальном изображении. Поворотная направляющая пластина 31 и промежуточная деталь 33 могут использоваться альтернативно поворотной направляющей пластине 3 по Фиг. 1 и Фиг. 2. Важное отличие поворотной направляющей пластины 31 от поворотной направляющей пластины 3 заключается в том, что здесь образовано всего шесть направляющих поверхностей: три на верхней стороне и три на нижней стороне.

На Фиг. 4 в увеличенном масштабе показан фрагмент X с Фиг. 3. Поворотная направляющая пластина 31 имеет внешний контур в форме правильного шестиугольника, так что все шесть кромок имеют одинаковую длину.

Верхняя сторона и нижняя сторона поворотной направляющей пластины 31 сформированы одинаково. Однако, углубления 21 на верхней стороне и углубления 21 и направляющие поверхности 19 на нижней стороне (не видны) поворотной направляющей пластины 31 повернуты на 60° (соответствует углу φ/2) относительно друг друга.

Из фрагмента X ясно, что углубления 21 на своих радиально внешнем конце выполнены T-образными. Поперечина этого «T» проходит параллельно кромке поворотной направляющей пластины 31. Одна из поперечин на Фиг. 4 обозначена ссылочной позицией 35.

Поверхности основания T-образных углублений 21 являются плоскими, т.е. они лежат в одной общей плоскости и образуют поверхность 37 прилегания, которая взаимодействует с промежуточной деталью 33.

На Фиг. 5 промежуточная деталь 33 показана на виде сверху (Фиг. 5a) и на виде сбоку (Фиг. 5b). Промежуточная деталь 33 тоже имеет шестиугольный контур и сквозное отверстие 39 в центре. Соответственно количеству углублений 21 в поворотной направляющей пластине 31 на верхней стороне промежуточной детали 33 выполнены три ребра 41. Одно из ребер 41.1 короче, чем два других ребра 41. Ортогонально этому короткому ребру 41.1 вдоль кромки или края промежуточной детали 33 выполнена поперечина 43. Как можно видеть на виде сбоку на Фиг. 5b, верхние стороны 42 ребер 41 и верхняя сторона поперечины 43 расположены в одной плоскости. Они образуют контропору для поверхностей 37 прилегания на основаниях углублений 21 поворотной направляющей пластины 31.

Углубление 21 своей T-образной поперечиной 35 лежит на поперечине 43, так что находящаяся там «активная» направляющая поверхность 31 на верхней стороне опирается.

Как получается из Фиг. 3 и Фиг. 4, промежуточную деталь 33 лучше всего устанавливать в гнездо 9 так, чтобы поперечина 43 была позиционирована на переднем конце сверлильной головки 1. Находящаяся там направляющая поверхность 19 активна при использовании сверлильной головки. Через поперечину 35 и поперечину 43 радиальные силы, передаваемые сверлильной головкой 1 на отверстие, передаются наилучшим образом и по кратчайшему пути.

Поперечина 43, таким образом, обеспечивает наилучшую поддержку для активной направляющей поверхности 19, хотя контактная поверхность между поворотной направляющей пластиной 31 и промежуточной деталью 33 меньше, чем контактная поверхность между нижней стороной 23 поворотной направляющей пластины 3 и поверхностью 11 основания согласно первому примеру выполнения.

Несмотря на это поворотная направляющая пластина 31 согласно второму примеру выполнения точно так же устойчива к нагрузке. Основное преимущество выполнения поворотной направляющей пластины 31 согласно второму примеру следует усматривать в том, что она имеет вдвое больше направляющих поверхностей; при шестиугольном внешнем контуре имеется шесть направляющих поверхностей. Если внешний контур поворотной направляющей пластины является восьмиугольным, то в поворотную направляющую пластину может быть интегрировано даже восемь направляющих поверхностей.

На Фиг. 6 подробно показаны разные виды поворотной направляющей пластины 31 согласно второму примеру выполнения. В результате геометрия предлагаемой изобретением поворотной направляющей пластины получается очень хорошей.

На Фиг. 7 в качестве примера представлена еще одна сверлильная головка 1, в которой могут использоваться поворотные направляющие пластины 3 или 31.

Перечень ссылочных обозначений

I сверлильная головка

3 поворотная направляющая пластина

5 режущая пластина

7 крепежный винт

9 гнездо

II поверхность основания

13 внутренняя резьба

15 винт

17 крепежное отверстие (ступенчатое отверстие)

19 направляющая поверхность

21 углубление

23 нижняя сторона поворотной направляющей пластины

25 угол поворотной направляющей пластины

27 продольная ось углубления 21

28 фаска

29 продольная ось крепежного отверстия 17

31 поворотная направляющая пластина

33 промежуточная деталь

35 поперечина

37 поверхность прилегания (на основании углубления 21)

39 отверстие

41 ребро

42 верхняя сторона ребра 41 и поперечины 43

43 поперечина.

Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована в сверлильных инструментах. Раскрыты варианты конструктивного выполнения поворотной направляющей пластины и соответствующие сверлильные инструменты. Поворотные направляющие пластины имеют большое число направляющих поверхностей, что увеличивает срок их использования. Обеспечивается возможность обработки отверстий небольшого диаметра, повышается устойчивость к нагрузке и точность направления инструмента при обработке отверстия. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Поворотная направляющая пластина для использования в сверлильном инструменте, причем поворотная направляющая пластина (3) имеет поверхность (23) прилегания, несколько направляющих поверхностей (19, 19.1) и центральное крепежное отверстие (17), причем поворотная направляющая пластина (3) выполнена вращательно-симметричной относительно продольной оси (29) крепежного отверстия (17), и причем поверхность (23) прилегания выполнена плоской, отличающаяся тем, что внешний контур поворотной направляющей пластины (3, 31) имеет форму шестиугольника.

2. Поворотная направляющая пластина для использования в сверлильном инструменте, причем поворотная направляющая пластина (31) имеет две стороны и центральное крепежное отверстие (17), причем на каждой стороне образованы поверхность прилегания (37) и несколько направляющих поверхностей (19), причем поворотная направляющая пластина (31) является вращательно-симметричной относительно продольной оси (29) крепежного отверстия (17), причем направляющие поверхности (19) с одной стороны поворотной направляющей пластины (31) отделены друг от друга только проходящими радиально углублениями (21), и причем поверхность основания этих углублений (21) выполнена как плоская поверхность прилегания (37), отличающаяся тем, что углубления (21) на своих радиально внешних концах выполнены T-образными.

3. Поворотная направляющая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что внешний контур поворотной направляющей пластины (3, 31) имеет форму шестиугольника, и шестиугольник имеет чередующиеся друг с другом три более длинные кромки и три более короткие кромки.

4. Поворотная направляющая пластина по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что продольная ось (27) углублений (21) и направленный от центра (S) симметрии к углам внешнего контура (25) радиальный луч (R) образуют между собой угол α, отличный от нуля.

5. Поворотная направляющая пластина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что направляющие поверхности (19.1, 19) выполнены изогнутыми.

6. Поворотная направляющая пластина по п. 5, отличающаяся тем, что направляющие поверхности (19.1, 19) выполнены в виде цилиндрических поверхностей, и продольная ось цилиндрической поверхности проходит в непосредственной близости от продольной оси сверлильного инструмента.

7. Поворотная направляющая пластина по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что продольная ось направляющей поверхности (19, 19.1) и поверхность (23) прилегания образуют между собой угол от 3° до 15°.

8. Поворотная направляющая пластина по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что каждая направляющая поверхность (19, 19.1) путем поворота на угол ϕ 120° или 90° может быть приведена к наложению с другой направляющей поверхностью (19, 19.1) на противоположной поверхности прилегания (23, 37) стороне поворотной направляющей пластины (3, 31).

9. Сверлильный инструмент с по меньшей мере одной заменяемой направляющей пластиной, содержащий хвостовик, зажимный конец, сверлильную головку с по меньшей мере одной режущей кромкой и продольной осью, причем в сверлильной головке (1) и/или в хвостовике предусмотрено по меньшей мере одно гнездо (9) для приема поворотной направляющей пластины (3, 31) по любому из пп. 1-8, и в этом гнезде или в этих гнездах (9) выполнено по меньшей мере приблизительно центральное резьбовое отверстие с внутренней резьбой (13), при этом форма по меньшей мере одного гнезда (9) соответствует шестиугольному внешнему контуру поворотной направляющей пластины (3, 31), и в углах выфрезерованы канавки.

10. Сверлильный инструмент по п. 9, отличающийся тем, что поверхность (11) основания указанного по меньшей мере одного гнезда (9) выполнена плоской, и по меньшей мере в одном гнезде (9) образованы проходящие в радиальном направлении ребра (41), причем эти ребра (41) выполнены дополняющими к проходящим в радиальном направлении углублениям (21) в поворотной направляющей пластине (31), причем верхняя сторона (42) ребер (41) выполнена плоской, и верхние стороны (42) лежат в одной плоскости.

11. Сверлильный инструмент с по меньшей мере одной сменной направляющей пластиной, содержащий хвостовик, зажимный конец, сверлильную головку с по меньшей мере одной режущей кромкой и продольной осью, причем в сверлильной головке (1) и/или в хвостовике предусмотрено по меньшей мере одно гнездо (9) для приема поворотной направляющей пластины (3, 31) по любому из пп. 1-8, и причем в этом гнезде или в гнездах (9) имеется по меньшей мере приблизительно центральное резьбовое отверстие с внутренней резьбой (13), при этом поверхность (11) основания по меньшей мере одного гнезда (9) выполнена плоской, причем в гнезде (9) расположена промежуточная деталь (33), причем внешний контур промежуточной детали (33) соответствует внешнему контуру поворотной направляющей пластины (31), причем нижняя сторона промежуточной детали (33) выполнена плоской, и на верхней стороне промежуточной детали (33) образованы проходящие в радиальном направлении ребра (41), причем эти ребра (41) выполнены дополняющими для проходящих в радиальном направлении углублений (21) в поворотной направляющей пластине (31), причем верхняя сторона (42) ребер (41) выполнена плоской, и верхние стороны (42) лежат в одной плоскости.

12. Сверлильный инструмент по любому из пп. 9-11, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно гнездо (9) выполнено дополняющим для внешнего контура поворотных направляющих пластин (3, 31).

13. Сверлильный инструмент по любому из пп. 9-11, отличающийся тем, что продольная ось цилиндрической поверхности поворотной направляющей пластины (3, 31) и продольная ось сверлильного инструмента (1) образуют между собой угол, который меньше или равен 2°, предпочтительно меньше или равен 1°.

14. Сверлильный инструмент по любому из пп. 10-13, отличающийся тем, что ортогонально одному из ребер (41) расположена поперечина (43), и верхняя сторона (42) поперечины (43) и верхние стороны (42) ребер (41) лежат в одной плоскости.

15. Сверлильный инструмент по любому из пп. 10-14, отличающийся тем, что одно из ребер (41) короче, чем другие ребра (41).

16. Сверлильный инструмент по любому из пп. 9-15, отличающийся тем, что поверхность прилегания поворотной направляющей пластины (31) и ось сверлильного инструмента образуют между собой угол от 3° до 15°.

17. Сверлильный инструмент по любому из пп. 9-16, отличающийся тем, что он представляет собой однокромочное сверло для глубокого сверления или двухкромочное сверло для глубокого сверления.