Алмазное кольцевое сверло Советский патент 1993 года по МПК B28D1/14 

Изобретение относится к области производства алмазного инструмента, в частности сверл для сверления отверстий в железобетонных конструкциях.

Целью изобретения является повышение срока службы инструмента.

Цель достигается тем, что алмазное кольцевое сверло снабжено дополнительным алмазным слоем, расположенным по всей торцовой поверхности корпуса под алмазными сегментами и имеющими высоту равную 0,25-0,3 высоты алмазных сегментов, причем рабочая суммарная площадь алмазных сегментов составляет 310-560 мм2 при длине алмазных сегментов, равной

1 (0.25 - 0.33) S

п

где а - число сегментов,

a S - суммарная площадь алмазных сегментов.

Кроме того, в качестве режущего алмазного слоя используют синтетические поли- кристаллические алмазные зерна.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан осевой разрез сверла, на фиг. 2 показан вид сверху, на сверло.

Сверло состоит из корпуса 1, на торце которого закреплены сегменты 2. Число сегментов на корпусе - нечетное, т.е. число сегментов равно числу пазов 3. Нечетное число сегментов позволяет против каждого паза расположить сегмент. Между корпусом и сегментами размещен сплошной алмазный слой 4.

Сегменты 2 имеет суммарную площадь S, равную 310-560 мм . Длина сегментов I

составляет 1

(0,25 - 0,33) S

п

где п - число

ел С

00

о о о ел

N

О)

сегментов.:

Экспериментально установленная рабочая площадь сегментов позволяет рабо- тать.сверлу при удельных нагрузках 20-25 кгс/см2.

При такой нагрузке поликристаллические алмазы работают в режиме самозатаивания с требуемой производительностью минимальным износом. При увеличении абочей площади создаваемая нагрузка на лмазы будет недостаточной и алмазы запо- лировываясь, . перестают работать. При меньшении рабочей площади начинается нтенсивный износ инструмента.

В отличие от сегментов по прототипу, аявляемые сегменты имеют в 2 раза большую ширину, т.е. ширина сегментов b сотавляет 3-4 мм. При работе сверла теряют наружный диаметр значительно быстрее, ем произойдет полный износ сегмента по высоте Н. Сплошной промежуточный слой позволяет уменьшить износ сверла по наружному диаметру.

Соотношение высоты сплошного слоя h и сегментов Н подобрано экспериментально и позволяет согласовать износ сегментов с износом сплошного слоя.

Увеличение высоты сплошного слоя приводит к тому, что сегменты уже износились, а ресурс сплошного слоя не был исчерпан. Снижение высоты сплошного слоя приводило к потере диаметра сверла еще задолго до полного износа высоты сегмента. Количество сегментов и промывочных, пазов должно быть нечетным, Это обеспечивает расположение сегментов напротив промывочных пазов, а размеры сегментов обеспечивают полное или почти полное перекрытие пазов, что предохраняет сверло от разрушения при пересверливании арматуры. Бетонная масса разрушается сегментами значительно быстрее, чем перерезается арматура, в связи с чем при симметричном расположении сегментов сверло перед арматурой и после нее вырабатывает канавку, и сегменты начинают ударяться о пересвер- ливаемую арматуру. При несимметричном расположении сегментов на торце сверла подобное явление исключается, так как с одной сторо ны сверла над арматурой появ- ляется паз, а с другой стороны сегмент, опирающийся на арматуру.

,. Были изготовлены сверла диаметром 40-160 мм (сверла диаметром выше 160 мм из алмазов АРС-3 и АРС-4 не работоспособны). В качестве режущих зерен использовали алмазные поликристаллы АРС-3 и АРС-4 зернистостью 500/400. Концентрация алмазов составляла 50%. Высота сегментов Н-8 мм, высота сплошного слоя h-2 и 2,4 мм.

Для изготовления сверл использовали гранулированные твердосплавной связкой

алмазы. В графитовую форму устанавливали вкладыши для образования пазов между сегментами. В промежутки между вкладышами засыпали алмазные гранулы, После

заполнения промежутков алмазные гранулы засыпали сплошным слоем для образования сплошного промежуточного слоя: устанавливали стальной трубчатый корпус и производили пропитку медью.

Сверла были испытаны при сверлении железобетона прочностью 40 МПа с гранитным наполнителем и железобетона прочностью 30 МПа с известняковым наполнителем и арматурой, Частота вращения сверла ТОО- 1000 об/мин, давление на сверло 20-25 МПа, расход воды для охлаждения 0,1-0,2 л/м.

В таблице представлены размеры сверл и результаты испытаний.

Для сравнения были изготовлены 2 серийных сверла диаметром 100 мм. Ширина рабочего слоя мм, высота мм, площадь режущей поверхности мм2, алмазы АРС-3 500/400, концентрация 75.

Средний ресурс сверла составил 6 м, средний удельный расход алмазов - 3,5 карат/м (ГОСТ 24638-85).

Сравнение заявленного сверла с серийным показывает, что первый имеет в 1,5

раза более высокий ресурс и в 2,3 раза меньший удельный расход алмазов.

Формула изобретения (.Алмазное кольцевое сверло, содержащее трубчатый корпус с режущим алмазным

слоем в виде нечетного числа равномерно расположенных на торцовой поверхности корпуса алмазных сегментов, -отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы инструмента, сверло снабжено дополнительным алмазным слоем, расположенным по всей торцовой поверхности корпуса под алмазными сегментами и имеющим высоту, равную 0,25-0,3 высоты ал- мазных сегментов, причем рабочая

суммарная площадь алмазных сегментов составляет 310-560 мм при длине алмазных сегментов, равной 1

(0.25 - 0.33) S

п

где п - число сегментов, S - суммарная пло- щадь алмазных сегментов.

2. СверлЪ по п. 1,отличающееся тем, что, в качестве режущих зерен алмазного слоя используют синтетические поликристаллические алмазные зерна.

5

А-А

Область использования: для сверления отверстий в железобетонных конструкциях. Сущность изобретения: алмазное кольцевое сверло содержит трубчатый корпус и нечетное число равномерное закрепленных на его торцовой поверхности алмазных сегментов, рабочая суммарная площадь сегментов составляет S 31fp560 мм2 при длине сегментов, равной | (0,25-0,33) S/n, при этом сверло дополнительно снабжено сплошным алмазным слоем, расположенным между корпусом и сегментами и высота сплошного слоя составляет 0,25-0,3 высоты алмазных сегментов. 2 ил., 1 табл.