РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОЛЬЦЕВОГО СВЕРЛЕНИЯ

Полезная модель относится к обработке материалов резанием и может быть использована для обработки сквозных отверстий относительно большого диаметра в древесине и других неметаллических материалах с сохранением не перерабатываемой в стружку сердцевины.
Известна конструкция режущего инструмента для обработки сквозных отверстий кольцевым сверлением, содержащая опорную поверхность с выполненным на нем пустотелым цилиндром, разделенным на зубья стружечными канавками, и режущие пластины, закрепленные на соответствующих задних сторонах стружечных канавок, при этом передние поверхности режущих пластин выступают над поверхностями задних торцов канавок в направлении вращения инструмента, причем каждая пластина имеет передний угол, заднюю поверхность, две торцовых поверхности и две цилиндрические поверхности (патент США №6786684, Мкл. В 23 В 51/04, опубл. 7.09.2004).
К недостаткам данной конструкции следует отнести невысокое качество поверхности обработанного отверстия, а также сколы на торце заготовки при выходе инструмента. Исключение сколов может быть обеспечено сверлением заготовки с двух сторон на глубину меньшую ее толщины, в свою очередь это накладывает жесткие требования на позиционирование инструмента и заготовки, и снижает производительность
обработки. Кроме этого, при обработке древесины возможно некоторое увеличение ширины стружки, что затрудняет отвод стружки от режущей кромки и ухудшает заполняемость стружечной канавки.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработки, исключение сколов на торце и повышение производительности при сверлении сквозных отверстий за один рабочий ход.
Указанная задача решается тем, что обработка заготовки осуществляется не отдельными зубьями, а группами из нескольких зубьев, включающих прорезающе-перерезающие зубья и режущие зубья, причем первые выполнены в виде ребер, наклоненных под углом атаки к направлению скорости главного движения резания в рассматриваемой точке и являются деформирующим и разрезающим элементом, не снимающим стружку, причем угол атаки определяется следующей зависимостью:
ω=90°+χ-arctg(tgβcosε),
где χ - угол наклона пластины;
β - угол заточки,
ε - угол заострения.
последующие зубья, являются режущими и содержат режущую кромку, образованную пересечением передней и задней поверхности, при этом
z
режущие зубья выполнены с занижением по высоте по сравнению с прорезающе-перерезающими зубьями, на величину Δ≥S,
z
где S - подача на зуб.
Кроме этого зубья обоих указанных типов могут быть выполнены правыми и левыми.
Выполнение зубьев по групповой схеме в сочетании с указанным соотношением по высоте между прорезающе-перерезающими зубьями и режущими зубьями позволит осуществлять съем стружки стабильной ширины, предварительно прорезанной прорезающе-перерезающими зубьями, что позволяет обеспечить высокое качество поверхности, кроме этого прорезающе-перерезающими зубья перерезают волокна древесины, что положительно сказывается на процессе резания, и исключает возможность сколов по волокнам при выходе инструмента. Выполнение правых и левых зубьев позволяет обеспечить одинаковые условия обработки для обеих сторон кольцевого паза, а также позволяет каждому режущему зубу снимать стружку шириной меньшей ширины обрабатываемого кольцевого паза.
Заявителю не известны режущие инструменты для обработки кольцевых отверстий с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - режущий инструмент для кольцевого сверления, общий вид;
фиг.2 - развертка боковой цилиндрической поверхности режущего инструмента на фиг.1;
фиг.3 - прорезающе-перерезающие зубья;
фиг.4 - режущие зубья и снимаемый ими припуск;
фиг.5 - расчетная схема для определения угла атаки на прорезающе-перерезающих зубьях;
фиг.6 - схема обработки.
Режущий инструмент для кольцевого сверления содержит опорную поверхность 1, на которой выполнен пустотелый цилиндр 2, имеющий режущую часть. Режущая часть цилиндра 2 разделена стружечными канавками 3 на зубья и выполнена по групповой схеме, при этом каждая группа содержит, по крайней мере, по одному прорезающе-перерезающему и режущему зубу, соответственно 4 и 5. На задних сторонах канавок 3 закреплены режущие пластины 6.
Прорезающе-перерезающие зубья 4 являются деформирующим и разрезающим элементом, не снимающим стружку, выполнены в виде ребер, не имеющих передней и задней поверхностей и наклоненных под углом атаки к направлению скорости главного движения резания в рассматриваемой точке. Угол атаки определяется следующей зависимостью:
ω=90°+χ-arctg(tgβcosε),
где: χ - угол наклона пластины;
β - угол заточки;
ε - угол заострения.
Режущие зубья 5 содержат режущую кромку, образованную пересечением передней и задней поверхностями.
z
z
Высота режущих зубьев ниже высоты прорезающе-перерезающих зубьев на величину Δ≥S, где S - подача на зуб.
Глубина стружечных канавок 3, выполненных перед режущими зубьями 5, больше глубины стружечных канавок, выполненных перед прорезающе-перерезающими зубьями 4.
Зубья 4 и 5 могут быть выполнены правыми и левыми.
Процесс работы режущего инструмента для кольцевого сверления выглядит следующим образом. Режущему инструменту, установленному на оправке, сообщается вращательное главное движение резания, при этом осевое движение подачи может быть сообщено как инструменту, так и заготовке.
Первыми в работу вступят прорезающе-перерезающие зубья 4. В зависимости от обрабатываемого материала эти зубья работают по-разному: при обработке не волокнистых материалов (например, пластмасс) они прорезают (без снятия стружки) канавки, формируя тем самым боковые стороны кольцевого паза, при обработке материалов с пересекающимися волокнами (например, текстолит) эти зубья перерезают волокна, при обработке материалов с однонаправленными волокнами (например,
древесина) они попеременно работают и как прорезающие, и как перерезающие.
В начале обработки прорезающе-перерезающие зубья 4 коснутся поверхности заготовки. После поворота инструмента на один угловой шаг между группами зубьев, они сформируют боковые стороны по всей длине окружности. После чего в работу вступят режущие зубья 5, которые начнут снимать припуск, предварительно сформированный по ширине прорезающе-перерезающими зубьями. При обработке волокнистых материалов это позволяет исключить задиры, и сколы. При этом правый и левый режущие зубья снимают каждый свою часть припуска, которые меньше, чем ширина обрабатываемого кольцевого паза.
Режущий инструмент для кольцевого сверления может быть выполнен на стандартном оборудовании с применением известных материалов.