Сверло Советский патент 1993 года по МПК B23B51/02 

со С

Использование: в области обработки металлов резанием, в частности для сверления составных разнородных материалов в виде сочетания слоев из полимерных композиционных материалов и металла. Сущность изобретения: сверло содержит пусто- телый стержень с р азмещенным внутри него штоком. На стержне выполнена режущая кромка в виде пересечения стержня (1) с тороидальной поверхностью. На средней части стержня выполнен кольцевой выступ с прорезью С-образной формы. В прорези размещена подпружиненная вставка, имеющая форму прорези. На одном торце вставки выполнен буртик, а на другом торце - режущие зубья. На стержне установлена перемещающаяся втулка, взаимодействующая с буртиком. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и предназначено для сверления составных разнородных материалов в виде сочетания слоев из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и металла.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является сверло, содержащее пустотелый цилиндрический стержень с режущей кромкой на торце и размещенный в нем подпружиненный цилиндрический шток, причем режущая кромка выполнена в виде пересечения цилиндрического стержня с тороидальной поверхностью.

В данном сверле достигается снижение усилий резания и уменьшение обьема пыле- видных отходов при обработке полимерного композиционного материала (ПКМ), однако при использовании данного сверла для обработки составного материала из верхнего слоя ПКМ и нижнего металлического слоя усилие резания после обработки верхнего слоя резко увеличивается, что приводит к интенсивному износу режущей кромки сверла и ухудшению качества обработанных отверстий.

Цель предполагаемого изобретения - повышение точности стойкости сверла и улучшение качества обработки отверстий при сквозном сверлении составных разнородных материалов из полимерных композиционных материалов и металла.

На фиг.1 изображено предлагаемое сверло, общий вид в рабочем положении при установке на изделие; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Сверло показано в процессе сверления слоя из ПКМ составного разнородного материала.

Сверло содержит цилиндрический пустотелый стержень 1 с размещенным внутри

2 vi vi

о VI

него цилиндрическим штоком 2 и пружиной 3, поджимаемой резьбовой пробкой 4. На стержне 1 выполнена режущая кромка 5 в виде пересечения стержня 1 с тороидальной поверхностью 6.

На средней части пустотелого стержня 1 выполнен кольцевой выступ 7 с прорезью 8 С-образной формы и удалена часть стенки 9, примыкающая к ней, причем прорезь 8 расположена диаметрально противоположно вершине 10 режущей кромки 5,

В прорези 8 размещена подпружиненная пружиной 11,например, в виде пакета тарельчатйх пружин вставка 12 соответствующей прорези формы/имеющая на верхнем торце буртик 13, а на нижнем торце режущие зубья 14 с геометрией заточки, соответствующей обработке металла.

На стержне 1 установлена нажимная втулка 15 с резьбовой пробкой 4, взаимодействующая с буртиком 13 вставки 12.

В стенке стержня выполнено окно 16, внутри которого расположен запрессованный в стенке нажимной втулки 15 штифт 17, закрепляющий втулку 15 на стержне 1 с возможностью их взаимного перемещения на величину подачи при сверлении металлического слоя, с учетом величины предварительного смещения а вершины 1-0 режущей кромки 5 относительно вершины 18 режущей кромки зубьев 14.

В неработающем положении сверла цилиндрический шток 2 выступает под воздей- ствием пружины 3 над вершиной 10 режущей кромки 5, а вершина 10 режущей кромки 5 выступает над вершиной 18 режущей кромки зубьев 14 на величину

а (0,4-0,6) б,

где б - толщина слоя из ПКМ (показана на фиг.З),

Величина а выбрана оптимальной исходя из.следующих условий:

при а 0,4 ухудшаются условия обработки слоя из ПКМ при одновременном резании этого слоя обеими режущими частями 5 и 14;

при а 0,6 увеличивается длина сверла и холостой ход сжатия пружины 11.

Сверло предназначено для обработки составных разнородных материалов типа сочетания верхнего слоя из ПКМ 19 и нижнего металлического 20.

Сверло работает следующим образом.

После установки сверла в патроне детали цилиндрический шток 2, удерживающий вращающийся инструмент в заданном положении, устанавливается в размеченное и керненное место. При воздействии осевого

усилия сверло врезается вершиной 10 режущей кромки 5 в слой 19 из ПКМ разнородного составного материала обрабатываемой детали, обеспечивая вырезание отверстия в

этом слое без выкрашивания, сколов и ворсистости его поверхности, В процессе сверления слоя из ПКМ образуется кольцевой паз с остающимся внутри сверла центральной пробкой 21 этого обработанного материала. После контакта вершины 10 режущей кромки 5 с металлическим слоем 20 составного разнородного материала обрабатываемой детали, увеличенное усилие подачи сверла приводит к сжатию пружины 11 и

осевому перемещению втулки 15 сверла относительно цилиндрического стержня 1, Одновременно с этим, под действием нажатия втулки 15 на буртик 13 вставки 12 последняя перемещается относительно стержня 1 на

величину а, врезаясь вершиной 18 режущих кромок зубьев 14 в металлический слой 20 составного материала детали. После этого обе режущие кромки сверла 5 и 14 перемещаются в металлическом слое 20

одновременно под действием подачи, однако при этом режущая кромка 14 разгружает режущую кромку 5 за счет более интенсивного резания, соответствующего геометрии заточки именно для обработки металла. Поеле окончания сверления образуется центральная пробка 21 с металлическим слоем, которая выталкивается из обработанного отверстия детали.

Использование предлагаемого технического решения дает возможность повысить стойкость сверла и улучшить качество обработки отверстий при сквозном сверлении составных разнородных материалов, например из полимерных композиционных материалов и металла, за счет обработки указанных материалов разными режущими кромками с геометрией заточки, оптимальной для каждого из указанных слоев, разнородного материала.

Соответствующим подбором жесткости пружины 11 и величины подачи сверла может быть достигнуто разгружение вершины 10 режущей кромки 5 от врезания в слой металла таким образом, что она будет

скользить по поверхности металлического слоя, в процессе резания этого слоя зубьями 14. Тем самым достигается повышение стойкости сверла. Расположение вставки с режущими зубьями на торце противоположно основанию режущей кромки пустотелого цилиндрического стержня обеспечивает наилучшие условия для удаления пылевидных отходов и металлической стружки в процессе сверления.

Формула изобретения 1. Сверло, содержащее пустотелый цилиндрический стержень с режущей кромкой на его торце, выполненное в виде пересечения цилиндрического стержня с тороидальной поверхностью, и размещенный в стержне подпружиненный шток, отличаю щ.- е е с я тем, что, с целью повышения точности и стойкости сверла при сквозном сверлении составных разнородных материалов из полимерных композиционных материалов и металла, сверло снабжено втулкой, установленной на стержне с возможностью осевого перемещения, и подпружиненной вставкой, имеющей на торце режущие

3

Ф чг. i

зубья, причем на другом торце вставки выполнен буртик, предназначенный для взаимодействия с втулкой, а на средней части стержня выполнен кольцевой выступ с прорезью С-образной формы, предназначенной для размещения вставки.имеющей форму, соответствующую форме прорези, при этом вставка установлена с возможностью осевого перемещения, а ее режущие зубья смещены относительнорежущей кромки стержня.

2. Сверло по п.1,отличающееся тем, что прорезь на выступе стержня расположена диаметрально противоположно вершине его режущей кромки,