Режущий инструмент для образования круглых отверстий в стопе листов Советский патент 1984 года по МПК B26F1/16 

Изобретение относится к режущим инструментам для обработки волокнистых материалов, в частности для механической обработки бумаги и картона в пачках, а более конкретно к образованию в них круглых отверстий, например, для последующего скрепления разъемными средствами.

Известен режущий инструмент для образования круглых отверстий в стопе листов, включающий трубчатую державку с кольцевым ножом на конце, режущая кромка которого образована цилиндрической наружной поверхностью и конической внутренней.

Для уменьшения осевого усилия кромка кольцевого ножа образована снаружи цилиндрической поверхностью, а внутри - конической, при этом отверстие в трубчатой части больще диаметра малого основания усеченного конуса, образующего внутреннюю поверхность кольцевого ножа, для облегчения проталкивания кружков бумаги по отверстию державки вверх.

При образовании отверстия кольцевой нож вырезает из бумаги кружок, который после вырезания начинает вращаться вместе с ножом.

Следующий вырезанный кружок бумаги проталкивает предыдущий вверх, т.е. в направлении к меньщему основанию усеченного конуса (к горловине). Поскольку диаметр вырезанного кружка больще, чем диаметр меньшего основания усеченного конуса, то кружок бу.маги под действие.м осевого усилия, наталкиваясь на сужающиеся cteHKM конической поверхности, выгибается в противоположную сторону осевого движения инструмента, т.е. приобретает выпуклую форму и, уменьщаясь в диа.метре, проталкивается сквозь горловину, а далее по трубчатой части движется свободно вверх, поскольку его диаметр меньше диаметра отверстия в трубчатой части, а затем на конце выбрасывается.

Известный инструмент позволяет по.тучать высокое качество отверстий и практически неограниченную глубину (ограниченную только осевой устойчивостью инструмента, практически при диаметре отверстия 5-6 мм и до 300 мм), что значительно повышает производительность труда не только образования отверстий , но и за счет частичного исключения операций обрезки, подравнивания, если отверстия в пачке бумаги выполняются по частям, т.е. пачке расчленяется 1.

Однако этот инструмент отличается резким возрастанием осевого усилия (в 2040 раз) при вырезании отверстия в пачке бумаги, в которой листы бу.маги перемещаются с листа.ми картона или другого листового .материала толщиной больше нескольких листов бу.маги.

Рост осевого усилия обусловлен тем, что при вырезании отверстия прорезанная часть

картона продолжает оставаться неподвижной из-за большой толщины, коническая пробка картона не изгибается при внедрении ножа в картон, а проталкивается сквозь него, уменьшаясь в диаметре, что вызывает значительный рост осевого усилия и сильный разогрев ножа. Вследствие трения ножа о коническую пробку, вырезаемую из картона, ухудшается качество отверстия (заQ гиб кромок отверстия, искривление оси, почернение кромок от нагрева и пр.).

Целью изобретения является повышение качества обработки отверстий в пачках бумаги и картона.

5Поставленная цель достигается те.м, что

в режуще.м инструменте для образования круглых отверстий в стопе листов, включающем трубчатую державку с кольцевым ножом на конце, режущая кромка которого образована цилиндрической наружной поверхностью и конической внутренней, на последней выполнены наклонные к режущей кромке ножа трапециевидные канавки.

Причем основания канавок расположены

5 на цилиндрической образующей внутренней поверхности ножа.

На фиг. 1 изображен инструмент, разрез; на фиг. 2 - схема резания листов бумаги; на фиг. 3 - схема резания толстого слоистого материала (картона); на фиг. 4 -

0 инструмент, продольный разрез; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 2.

Режущий инстру.мент содержит трубчатую державку 1, на одном конце которой расположен кольцевой нож 2, кольцевая режущая кромка 3 которого образована

пересечением цилиндрической наружной поверхности 4 и конической внутренней 5. Противоположный конец 6 трубчатой державки 1 предназначен для крепления в щпинделе сверлильного станка, например, посредством сверлильного патрона (не показан). На этом же конце державки образовано в ее стенке поперечное отверстие 7, сообщающее ее внутреннюю полость с внешним пространством. Меньшее основание конической поверхности 5 образует горло5 вину, диаметр которой меньше, чем диаметр отверстия 9 в державке.

На конической поверхности 5 ножа 2 выполнены наклонные к режущей кро.мке 3 трапециевидные канавки 10 (или винтовые пазы), основания которых расположены

0 на цилиндрической образующей 11 (показана штрих-пунктирной линией) для удобства переточки. Позициями 12-14 показаны кружки вырезанной бумаги из пачки 15 при их последовательном движении ВДОЛЬ- оси державки, при этом в пачке 15

бу.маги образуется отверстие 16.

На фиг. 3 позицией 17 показана пробка, вырезае.мая в картоне 18, а позицией 19 - та же пробка в расслоенном состоянии.

Режущий инструмент работает следующим образом.

Конец 6 трубчатой державки устанавливается в зажимное устройство сверлильного станка. При вращении инструмента его кольцевой нож 2 режущей кромкой 3, образованной цилиндрической наружной поверхностью 4 и внутренней конической 5, вырезает при осевой подаче кружок 12 бумаги в пачке 15 бумаги, в которой образуется отверстие 16.

Кружок 12 бумаги после прорезания режущей кромкой ножа 3 начинает вращаться вместе с ножом ( с державкой). Следующий вырезанный кружок бумаги проталкивает первый по конической поверхности 5, при этом, поскольку поверхность 5 сужается, кружок 12 бумаги сжимается по диаметру, приобретая выпуклую форму. Минимальный диаметр кружка 13 бумаги имеется в горловине ножа 8. Далее кружок 14 бумаги свободно перемещается по отверстию 9 инструмента и вылетает через поперечное отверстие 7 в сборник (не показан).

При образовании отверстий в картоне 18 вырезаемая пробка 17 не вращается с ножом, как в случае вырезания кружков бумаги, а остается скрепленной с непрорезанной частью картона, если коническая поверхность 5 гладкая.

При образовании на конической поверхности 5 наклонных или винтовых канавок 10, основания 11 которых расположены на цилиндрической образующей, участки конической поверхности 5, расположенные между канавками 10, ввинчиваются в пробку 17 картона, а поскольку подача инструмента значительно меньще щага угла подъема канавок (или щага винтовых пазов), то слои картона послойно отрываются от

пробки и захватываются выступами между канавками 10 и втягиваются (ввинчиваются) в отверстие 9. при этом слои картона деформируются в выпуклые кружки, как и бумага , а сама пробка 19 картона расслаивается, становится рыхлой, при этом усилие подачи не только увеличивается, а наоборот, уменьщается, т.е. инструмент втягивается в картон ( в сплощной материал) .

При этом пазы 10 не влияют на качество и скорость резания листов бумаги, так как отрезанный кромкой 3 кружок бумаги проталкивается сквозь коническую поверхность 5, вращаять вместе с ножом. Как и в случае прорезания бумаги, расслоение пробки картона выбрасываются через отверстие 7 и попадают в сборник.

Заточка инструмента производится путем шлифовки конической поверхности 5. Для сохранения стабильности резания и геометрических параметров ножа основания канавок 10 расположены на цилиндрической образующей 11. При этом при заточке ножа геометрия ножа и канавок не нарушается.

Предлагаемое конструктивное выполнение режущего инструмента позволяет уменьщить осевое усилие при резании плотных и толстых материалов, таких как картон, т.е. создается возможность выполнять отверстия в пачках бумаги, перемежающихся картоном или другим плотным материалом, что значительно повышает производительность труда при изготовлении книг, листы которых должны заменяться с течением времени (например, каталоги, стандарты, технические описания сложных долговременных объектов и пр.).

1. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРУГЛЫХ ОТВЕРСТИЙ В СТОПЕ ЛИСТОВ, включающий трубчатую державку с кольцевым ножом на конце, режущая кромка которого образована цилиндрической наружной поверхностью и конической внутренней, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества резки, на конической поверхности выполнены наклонные к режущей кромке ножа трапециевидные канавки. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что, основания канавок расположены на цилиндрической образующей внутренней поверхности ножа. (Л 00 ел ОС