СВЕРЛО
DRILL

Настоящее изобретение относится к сверлу, содержащему прямые стружечные канавки. Сверла, содержащие прямые стружечные канавки, особенно подходят для резания дающих короткую стружку материалов. В этих сверлах стружечные канавки служат для удаления стружки.
В случае дающих длинную стружку материалов существует проблема, заключающаяся в том, что по ходу прямой стружечной канавки между выходом из стружечной канавки и прилегающей вспомогательной режущей кромкой длинная стружка зажимается. В противоположность этому, в случае дающих короткую стружку (короткостружечных) материалов такое зажимание не наблюдается. Поэтому в технологии резания обычно на протяжении уже долгого времени используются сверла с винтовыми стружечными канавками. В этом случае винтовая конфигурация стружечных канавок имеет функцию отклонения направления потока стружки, чтобы ломать стружку в стружечной канавке. Как результат этой функции стружколома винтовых стружечных канавок, в случае дающих длинную стружку (длинностружечных) материалов также образуется короткая стружка, которая может отводиться винтовой стружечной канавкой без зажимания между стружечной канавкой и вспомогательной режущей кромкой.
Недостаток в случае таких инструментов, имеющих спиральную стружечную канавку, заключается в меньшей изгибной прочности сверла.
В известных сверлах с прямыми стружечными канавками главная режущая кромка является такой же прямой, как и стружечная канавка. Благодаря идентичной форме главной режущей кромки и стружечной канавки, указанные главная режущая кромка и стружечная канавка могут шлифоваться в инструменте за одну рабочую операцию посредством шлифовального круга.
Наконец, в области сверл, имеющих спиральную стружечную канавку, известно придание главной режущей кромке, в частности, непрямой формы, чтобы влиять на свойства резания, например на остроту режущей кромки или стабильность режущей кромки.
Исходя из уровня техники, описанного в начале, целью изобретения является создание сверла, которое является прочным на изгиб и в то же время имеет стружколомное действие и является особенно подходящим для резания длинностружечного материала с получением короткой стружки.
Исходя из известного факта, что использование стружечной канавки, являющейся прямой относительно центральной продольной оси сверла, повышает жесткость сверла, впервые предлагается сочетание такого сверла с прямой стружечной канавкой с непрямой режущей кромкой. В этом случае в изобретении используется знание того, что использование криволинейной главной режущей кромки уже приводит к тому, что стружка вкручивается в прямую стружечную канавку; стружка, таким образом, уже претерпевает изменение направления из-за непрямой конфигурации режущей кромки, и это изменение направления в конечном итоге приводит к ломке стружки в стружечной канавке. Таким образом, использование непрямых режущих кромок оказывает влияние на образование стружки и поддерживает в нужном направлении. Кроме того, жесткость при кручении и изгибная прочность сверла повышаются при помощи поперечного сечения сверла с изогнутыми режущими кромками.
В принципе, в изобретении проводится различие между конструктивным исполнением сверла, имеющим выпукло искривленную главную режущую кромку, с одной стороны, и вогнуто искривленную главную режущую кромку, с другой стороны.
Конструктивное исполнение с выпукло искривленной главной режущей кромкой имеет защищенное исполнение вершины режущей кромки. Режущая кромка является, таким образом, очень износостойкой. Кроме того, в еще одном конструктивном исполнении дно стружечной канавки преимущественно подогнано к криволинейной форме главной режущей кромки. Таким образом, в одном варианте осуществления изобретения дно стружечной канавки должно быть вогнутым, следуя выпукло искривленной главной режущей кромке. В результате создается нужный положительный главный передний угол. Этот положительный главный передний угол приводит к так называемой “острой режущей кромке”. Указанная режущая кромка подходит, в частности, для резания мягких материалов.
Кроме того, дополнительно меняется конструкция дна стружечной канавки. Стружечная канавка сверла делится на две зоны, а именно: в случае выпукло искривленной главной режущей кромки - на прилегающую выпукло выполненную зону дна стружечной канавки, которая оканчивается в прилегающей вогнуто выполненной зоне дна стружечной канавки. Из-за этого изменения формы дна стружечной канавки изменяется и направление отвода стружки, так что конструктивное исполнение дна стружечной канавки может влиять на ломку стружки на участке отвода стружки в стружечной канавке. Одновременно изменяется и вспомогательная режущая кромка сверла. Выпуклая форма вспомогательной режущей кромки сверла дополняется выпуклой формой дна стружечной канавки. Это также касается вогнутой конструкции дна стружечной канавки и вспомогательной режущей кромки сверла. В одном предпочтительном конструктивном исполнении две зоны, образующие стружечную канавку сверла, имеют одинаковую длину. Таким образом, зона равной длины, имеющая вогнуто выполненное дно стружечной канавки, прилегает к выпукло выполненной зоне дна стружечной канавки.
Во втором варианте осуществления главная режущая кромка вогнуто искривлена. В зоне вершины режущей кромки, которая особенно нагружена, эта вогнуто искривленная главная режущая кромка является особенно агрессивной, что приводит к особенно высокой режущей способности. Однако, с другой стороны, вершина режущей кромки подвергается сильным воздействиям и, следовательно, подвержена износу.
И в этом варианте осуществления стружечная канавка, имеющая вогнуто выполненное дно стружечной канавки, согласована с вогнуто искривленной главной режущей кромкой. Для того чтобы обеспечить чередование вогнутой вспомогательной режущей кромки и выпуклой вспомогательной режущей кромки и обеспечить изменяющиеся зоны стружечной канавки, вогнуто выполненная зона дна стружечной канавки, прилегающая к главной режущей кромке, дополняется прилегающей, в свою очередь, к указанной вогнуто выполненной зоне зоной, имеющей выпукло выполненное дно стружечной канавки. И в этом конструктивном исполнении снова преимущественно выполнять две зоны стружечной канавки равной длины. Таким образом, вогнуто выполненная зона дна стружечной канавки имеет такую же длину, что и зона, имеющая выпукло выполненное дно стружечной канавки.
Кроме того, в случае вогнуто выполненной главной режущей кромки есть тенденция втягивания в известной мере стружки в стружечную канавку, так что стружка очень быстро отводится от активной точки главной режущей кромки.
Прямые стружечные канавки согласно изобретению могут иметь положительный наклон до 5°. Точно так же возможно и выполнение прямых стружечных канавок таким образом, что они будут иметь отрицательный наклон до -5°. Стружечные канавки с положительным или отрицательным наклоном, имеют, таким образом, по своему ходу определенный наклон.
В зоне вершины сверла или торца сверла может предусматриваться как заострение, так и крестообразная заточка или четырехгранная заточка. Кроме того, вершины режущей кромки сверла могут иметь радиус угла, то есть закругленную часть или скос угла для поддержки вершин режущей кромки. Острая, незакругленная форма угла (вершины) подходит для резания, например, алюминиевых материалов. С другой стороны, закругленная форма угла подходит для резания, например, литых материалов. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением главные режущие кромки, а также вспомогательные режущие кромки могут быть незакругленными или закругленными, или их стабильность может быть увеличенной путем выполнения скоса.
Наконец, возможно также предусмотреть в стружечной канавке более двух зон, конструктивно исполненных различно в части выполнения дна стружечной канавки. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, прежде всего, вслед за выпуклой или вогнутой режущей кромкой примыкает зона с выпуклой или вогнутой формой дна стружечной канавки, чтобы к ней прилегала зона с прямым дном стружечной канавки, к которой в свою очередь может примыкать зона с выпуклым или вогнутым дном стружечной канавки.
Настоящее изобретение впервые позволяет использование сверла с прямыми стружечными канавками для резания длинностружечных материалов и/или материала повышенной твердости.
Фиг.1 - вид в перспективном изображении вершины сверла, имеющего выпукло искривленную главную режущую кромку,
фиг.2 - еще один вид в перспективном изображении части сверла, показанной на фиг.1,
фиг.3 - вид сбоку сверла, показанного на фиг.1 и фиг.2,
фиг.4 - вид спереди в направлении стрелки IV на фиг.3,
фиг.5 - разрез V-V на фиг.3,
фиг.6 - вид сверху вершины сверла в соответствии с фиг.4 с возможными формой и положением соответствующего шлифовального круга,
фиг.7 - вид сбоку сверла, имеющего выпукло искривленную режущую кромку, прилегающую к ней зону стружечной канавки, имеющей выпукло выполненное дно стружечной канавки, и прилегающую к ней зону дна стружечной канавки, имеющую вогнутое выполнение,
фиг.8 - разрез VIII-VIII на фиг.7,
фиг.9 - разрез IX-IX на фиг.7,
фиг.10 - вид в перспективном изображении вершины сверла, имеющего вогнуто искривленную главную режущую кромку,
фиг.11 - еще один вид в перспективном изображении части сверла, показанной на фиг.10,
фиг.12 - вид сбоку сверла, показанного на фиг.10 и фиг.11,
фиг.13 - вид спереди в направлении стрелки XIII на фиг.12,
фиг.14 - разрез XIV-XIV на фиг.12,
фиг.15 - вид сверху вершины сверла в соответствии с фиг.13 с возможными формой и положением соответствующего шлифовального круга,
фиг.16 - вид сбоку сверла, имеющего вогнуто искривленную режущую кромку, прилегающую к ней зону стружечной канавки, имеющей вогнуто выполненное дно стружечной канавки, и прилегающую к ней зону дна стружечной канавки, имеющую выпуклое выполнение,
фиг.17 - разрез XVII-XVII на фиг.16,
фиг.18 - разрез XVIII-XVIII на фиг.16.
Фиг.1 показывает парно выполненную выпуклую главную режущую кромку 1, что является обычным решением в случае сверла, и выпуклое дно 2 стружечной канавки, прилегающее к выпуклым главным режущим кромкам 1. Выпукло выполненное дно 2 стружечной канавки является составной частью прямой стружечной канавки 4, проходящей в продольном направлении 3 сверла. Стружечная канавка 4 ограничивается на своей периферийной поверхности вспомогательной режущей кромкой 5. Кроме того, к выпуклой главной режущей кромке 1 прилегает соответственно главная задняя поверхность 6, а к вспомогательным режущим кромкам 5 прилегают вспомогательные задние поверхности 7. Выпуклое выполнение выпуклых главных режущих кромок 1 особенно наглядно видно на виде спереди на фиг.4. На фиг.4 видно также, что выпуклое выполнение выпуклых главных режущих кромок 1 приводит к некоторому отклонению стружки, так что стружка вовлекается в стружечные канавки 4 как бы с некоторым скручиванием.
Как можно видеть на фиг.5, каждая зона стружечных канавок 4, которая прилегает к вспомогательным режущим кромкам 5, также выполнена как выпуклое дно стружечной канавки 2.
Наконец, на фиг.6 показан шлифовальный круг 8, выполненный как формовочный инструмент. Этот шлифовальный круг 8 воздействует под углом на выпуклую главную режущую кромку 1 и имеет на своей боковой поверхности вогнутую обрабатывающую поверхность 9, выполненную ответно выпуклой форме выпуклой главной режущей кромки 1.
На фиг.9 показано предлагаемое сверло с выпуклой главной режущей кромкой 1. К выпуклым главным режущим кромкам 1 прилегает зона стружечных канавок 4, имеющая выпуклое дно 2 стружечной канавки, причем указанная зона показана в поперечном сечении на фиг.9. В центральном продольном направлении 3, если смотреть со стороны выпуклых главных режущих кромок 1, еще одна зона, имеющая вогнутое дно 12 стружечной канавки, прилегает к упомянутой зоне, имеющей выпуклое дно 2 стружечной канавки. Разрез зоны, имеющей вогнутое дно стружечной канавки, показан как разрез VIII-VIII на фиг.7 и на фиг.8. Из фиг.8 можно видеть, что вспомогательные режущие кромки 5 в зоне, имеющей вогнутое дно 12 стружечной канавки 4, имеют положительный передний угол.
Как показано на фиг.10, сверло имеет пару главных режущих кромок, образованную двумя вогнутыми главными режущими кромками 11. На периферии сверла вогнутые главные режущие кромки 11 каждая ограничиваются скосом 13 режущей кромки. Этот скос режущей кромки служит для стабилизации выполненной очень острой и, таким образом, агрессивной вершины 14 режущей кромки, с одной стороны, и, аналогичным образом, агрессивно режущих вспомогательных режущих кромок 5, с другой стороны.
Каждое вогнутое дно 12 стружечной канавки, то есть вогнуто выполненная зона стружечной канавки 4, прилегает к вогнутой главной режущей кромке 11 в продольном направлении 3 сверла.
Прежде всего, вогнутое прохождение вогнутых главных режущих кромок 11, а также вогнутое прохождение вогнутого дна 12 стружечной канавки можно видеть на фиг.12, фиг.13 и фиг.14. В частности, разрез IX-IX на фиг.12 и показанный на фиг.14 разрез показывают вогнутое дно 12 стружечной канавки и следующую из него агрессивную вспомогательную режущую кромку 5, имеющую положительный передний угол. Шлифовальный круг 8, воздействующий под углом на вершину сверла для обработки вогнутой главной режущей кромки 11, можно видеть на фиг.15. Этот шлифовальный круг 8 имеет на своей периферии выпуклую обрабатывающую поверхность 19, выполненную ответной к вогнутости вогнутой главной режущей кромки 11. Выпуклая обрабатывающая поверхность 19 образуется закругленной угловой зоной шлифовального круга 8.
Наконец, на фиг.16, 17 и 18 представлен комбинированный инструмент, имеющий вогнутую главную режущую кромку 11, прилегающее к ней вогнутое дно 12 стружечной канавки в стружечной канавке 4 и прилегающую в центральном продольном направлении 3, если смотреть со стороны вогнутых главных режущих кромок 11, зону, имеющую выпуклое дно 2 стружечной канавки. В этой связи на фиг.17 можно видеть, что зона, имеющая выпуклое дно 2 стружечной канавки, показанная в разрезе XVII-XVII и на фиг.17, имеет отрицательный передний угол.
В заключение, использование состоящей из выпуклых главных режущих кромок 1 пары главных режущих кромок и примыкающей к ней в центральном продольном направлении 3 инструмента зоны стружечной канавки 4, имеющей выпуклое дно 2 стружечной канавки, дает в результате преимущество, заключающееся в том, что вершины режущих кромок инструмента являются более стойкими. За счет этой большей устойчивости можно резать более вязкие материалы. Кроме того, это помогает образованию и удалению стружки.
Использование инструмента, имеющего состоящую из вогнутых главных режущих кромок 11 пару главных режущих кромок и примыкающую к ней в центральном продольном направлении 3 инструмента зону стружечных канавок 4, имеющей вогнутое дно 12 стружечной канавки, увеличивает объем стружечных канавок 4 и, таким образом, создает большее пространство для удаления стружки. В этом случае вершины 14 режущих кромок заметно более агрессивны, как и вспомогательные режущие кромки 5. Таким путем могут легче обрабатываться более хрупкие материалы или материалы, которые обладают высокой прочностью, но легко ломаются.