ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ
DEVICE FOR DRILLING AND HOLE-MAKING OPERATIONS

Изобретение относится к инструментам для сверления и обработки отверстий под крепежную деталь.
Изобретение может быть использовано в строительстве для крепления листовых изделий из упругих материалов, например древесных древесностружечных (ДСП), древесноволокнистых (ДВП) плит, фанерованных щитов и т.п., а также элементов строительных конструкций или изделиий из строительного материала - бетона, кирпича, камня и др. подобных материалов.
Известны инструменты для сверления отверстий в твердых строительных материалах ударно-вращательным способом - сверла, включающие, по крайней мере, рабочую часть, имеющую на торце режущую часть, изготовленную из твердого сплава, и хвостовик, с помощью которого сверло крепится в патроне ручной сверлильной машины (Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах). Гл. ред. A.M.Прохоров. Изд. 3 -. М.: Советская Энциклопедия, 1976. Т. 23. С.124.). Известные стандартные сверла предназначены исключительно для получения отверстий в однородных строительных материалах, что ограничивает их область применения. Чтобы осуществить крепление листового облицовочного изделия к стене из бетона с помощью стандартного дюбеля, требуется последовательное выполнение нескольких операций: высверливание в листовом облицовочном изделии отверстия диаметром, соответствующим диаметру дюбеля, выполнение углубления (раззенковывание) под головку дюбеля, высверливание отверстия в бетонной стене по разметке, крепление облицовочного изделия к бетонной стене посредством установки дюбеля в полученное отверстие, что требует больших затрат времени. Возможно сократить временные затраты и осуществить высверливание отверстия под дюбель одновременно (в один прием) в присоединяемом облицовочном изделии и далее в бетонном основании. Однако в этом случае затруднено вхождение крепежной детали (дюбеля) в просверленное отверстие, а также и предварительное извлечение сверла из отверстия, поскольку имеет место относительное уменьшение диаметра первоначально высверленного отверстия в облицовочном изделии за счет более упругих свойств древесного материала, из которого оно изготовлено. Поэтому требуется дополнительная операция рассверливания (увеличения диаметра) первоначально высверленного отверстия в облицовочном изделии, для выполнения которой необходимо использование дополнительного инструмента. Таким образом, очевидно, что для подготовки отверстия под крепление облицовочного изделия к бетонной стене дюбелем, кроме твердосплавного сверла, необходимо использование дополнительного инструмента: специального сверла для сверления/рассверливания отверстия в прикрепляемом облицовочном изделии, зенкер для выполнения углубления под головку дюбеля.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является инструмент для сверления и обработки отверстий под крепежные детали со шлицевыми головками (SU 1708618, B27G 15/00), содержащий зенкер, в полости которого закреплен стержень со спиральной канавкой и режущими кромками на передней (торцевой) части, хвостовик. На передней части инструмента выполнена площадка, размеры которой соответствуют размерам шлицев на головках крепежных элементов. Инструмент может быть использован при сборке деталей из дерева, при этом процесс высверливания отверстия в соединяемых деталях и образования углубления под головку крепежной детали осуществляется за одну операцию.
Недостатком этого инструмента является то, что при соединении изделий, изготовленных из различных по упругим свойствам материалов, например дерева и бетона, производительность подготовки отверстий под крепежный элемент низка. Это обусловлено тем, что для сверления дерева и бетона под один и тот же крепежный элемент необходимо наряду со сверлом по ближайшему аналогу, предназначенным для дерева, использовать твердосплавное сверло для бетона. Следовательно, область применения инструмента по ближайшему аналогу ограничена.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи расширения области применения инструмента и повышения производительности сверления и обработки отверстий за счет обеспечения возможности его использования для соединения изделий, изготовленных из различных по упругим свойствам материалов.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в инструменте для сверления и обработки отверстий под крепежную деталь, содержащем стержень со спиральной канавкой и концевой режущей частью, зенкер и хвостовик для крепления в средстве, обеспечивающем вращательное движение инструмента, часть стержня, примыкающая к зенкеру, выполнена утолщенной и имеет диаметр, больший, чем диаметр концевой режущей части, но меньший, чем наибольший диаметр зенкера, при этом утолщенная часть стержня образует дополнительную режущую часть, а концевая режущая часть выполнена твердосплавной.
Благодаря тому, что концевая режущая часть стержня выполнена именно из твердого сплава, заявляемый инструмент обеспечивает одновременное (за одну операцию) высверливание отверстий в соединяемых изделиях как в верхнем, изготовленном из упругого материала (дерево, ДСП, ДВП и т.п.), так и в нижнем, изготовленном из твердого строительного материала (бетон, кирпич, камень и т.п.).
При этом благодаря выполнению части стержня, примыкающей к зенкеру, утолщенной, с диаметром, большим диаметра концевой режущей части, но меньшим, чем наибольший диаметр зенкера, и в виде дополнительной режущей части, происходит увеличение (рассверливание) диаметра первоначально просверленного отверстия в верхнем соединяемом изделии, изготовленном из материала с более упругими свойствами (дерево, ДСП, ДВП и т.п.). Это предотвращает уменьшение диаметра первоначально просверленного отверстия, возникающее вследствие упругих свойств материала и затрудняющее установку крепежного дюбеля. Рассверливание первоначально просверленного отверстия необходимо для того, чтобы крепежная деталь без затруднений входила в отверстие.
Предпочтительно, чтобы длина участка заявляемого инструмента, включающего утолщенную часть и зенкер, была равна заданной длине участка отверстия под крепежную деталь, выбираемой равной толщине верхнего соединяемого изделия, подлежащего обработке. В этом случае участок отверстия будет обработан (рассверлен) и, тем самым, приведен в соответствие с диаметром крепежной детали по всей его длине, а это исключает возникновение затруднения и напряжения при установке крепежной детали в отверстие.
Предпочтительно также, чтобы суммарная длина стержня и зенкера соответствовала длине крепежной детали. В этом случае длина отверстия будет максимально соответствовать длине крепежной детали.
Предпочтительно также, чтобы размеры и форма зенкера соответствовали размерам и форме головки крепежной детали. В этом случае размер и форма углубления под головку крепежной детали будет максимально соответствовать размеру и форме головки крепежной детали.
В случае одновременного выполнения двух последних вышеназванных условий (суммарная длина стержня и зенкера соответствует длине крепежной детали, а размеры и форма зенкера соответствуют размерам и форме головки крепежной детали) размеры и форма отверстия вместе с углублением под головку крепежной детали будут максимально соответствовать размерам и форме крепежной детали.
Увеличение длины хвостовика до 5 см сверх длины, необходимой для его крепления в средстве, обеспечивающем вращательное движение инструмента, обеспечивает более точный визуальный контроль (лучший обзор) глубины сверления отверстия в верхнем соединяемом изделии. Увеличение длины хвостовика более чем на 5 см не целесообразно, поскольку возникает опасность чрезмерной вибрации и поломки инструмента.
Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими изображениями, где на фиг.1 показан общий вид инструмента для сверления и обработки отверстий, фиг.2 (а, 6, в, г) иллюстрирует этапы сверления отверстий с помощью инструмента для сверления и обработки отверстий и установки крепежной детали (дюбеля), на фиг.3 показан вариант исполнения инструмента для сверления и обработки отверстий под крепежную деталь (дюбель) в случае, когда диаметр дюбеля равен 6 мм, диаметр утолщенной части стержня больше диаметра концевой режущей части на 1,5 мм, но меньше наибольшего диаметра зенкера на 1,5 мм и составляет 7,5 мм, длина участка, включающего утолщенную часть стержня и зенкер, равна заданной длине участка отверстия - 15 мм, которая равна толщине верхнего соединяемого изделия, суммарная длина стержня и зенкера соответствует длине дюбеля 60 мм, коническая форма зенкера соответствует форме головки крепежной детали, хвостовик инструмента удлинен на 4 см.
Инструмент для сверления и обработки отверстий (фиг.1) содержит хвостовик 1, зенкер 2, стержень 3 со спиральной канавкой, имеющий концевую режущую часть 4 из твердого сплава диаметром D1 и утолщенную часть 5, которая образует дополнительную режущую часть диаметром D2.
Хвостовик 1 обеспечивает крепление инструмента в средстве, обеспечивающем его вращательное движение. В качестве такого средства может быть использован патрон ручной машины для ударно-вращательного сверления. В одном из вариантов длина L1 хвостовика 1 может быть увеличена до 5 см сверх ее величины, необходимой для крепления хвостовика в патроне сверлильной машины, для обеспечения возможности визуального контроля степени углубления сверла инструмента в изделие.
Размеры стержня 3 со спиральной канавкой и зенкера 2 - стандартные, при этом диаметр D2 утолщенной части 5 должен быть больше диаметра D1, но меньше наибольшего диаметра зенкера. При этом предпочтительно, чтобы длина L3 участка инструмента, включающего утолщенную часть 5 и зенкер 2, была равна заданной длине В участка отверстия под крепежную деталь, суммарная длина L2 стержня 3 и зенкера 2 соответствовала длине крепежной детали 10, а размеры и форма зенкера 2 соответствовали размерам и форме головки крепежной детали 10 (фиг.2в).
Вариант исполнения инструмента для сверления и обработки отверстий под крепежную деталь (дюбель) в случае, когда диаметр дюбеля равен 6 мм, диметр утолщенной части больше концевой режущей части на 1,5 мм, но меньше наибольшего диаметра зенкера на 1,5 мм и составляет 7,5 мм, длина участка, включающего утолщенную часть и зенкер, равна заданной длине участка отверстия - 15 мм, которая равна толщине верхнего соединяемого изделия, суммарная длина стержня и зенкера соответствует длине дюбеля 60 мм, коническая форма зенкера соответствует форме головки крепежной детали, хвостовик инструмента удлинен на 4 см (представлен на фиг.3). Концевая режущая часть инструмента может быть выполнена, например, из вольфрамокобальтового сплава ВК8, содержащего в своем составе 92% карбида вольфрама и 8% кобальта.
Инструмент для сверления и обработки отверстий может быть выполнен цельным, сварным или сборным, с размерами в различных стандартных диапазонах, из материалов, обычно применяемых для изготовления режущих инструментов и обеспечивающих необходимую режущую способность.
Работа инструмента для сверления и обработки отверстий осуществляется следующим образом. Инструмент для сверления и обработки отверстий крепится хвостовиком 1 в патроне ручной машины для ударно-вращательного сверления (на чертежах не показано). По разметке или без нее высверливаются отверстия в соединяемых изделиях за одну операцию: сначала в верхнем изделии 6, например в фанерованном щите, и затем в нижнем 7, например в бетонной плите (фиг.2). За счет упругих свойств древесного материала фанерованного щита 6 диаметр высверленного в нем отверстия 8 уменьшается относительно диаметра отверстия 9, высверливаемого в бетонной плите 7 (фиг.2а). Далее, по мере углубления стержня инструмента в бетонную плиту, поскольку утолщенная часть 5 выполнена в виде дополнительной режущей части стержня 3, происходит врезание утолщенной части 5 в стенки предварительного высверленного в фанерованном щите 6 отверстия 8, рассверливание отверстия и затем зенкерование углубления под головку крепежного дюбеля 10 (фиг.2 б, в). Процесс высверливания отверстий продолжается до момента полного углубления зенкера в верхнее соединяемое изделие - в фанерованный щит 6 и контролируется визуально.
В полученные соосные отверстия 11 (фиг.2 в) вставляют соответствующую по размерам крепежную деталь (дюбель) 10 и ударом молотка 12 окончательно устанавливают ее на всю глубину (фиг.2 г), тем самым соединяя изделия - фанерованный щит 6 и бетонную плиту 7. Поскольку диаметр отверстия в фанерованном щите приведен в соответствие с диаметром крепежной детали, она без затруднений входит в отверстие.
Таким образом, инструмент для сверления и обработки отверстий, характеризующийся заявляемой совокупностью существенных признаков, позволяет за одну операцию, без использования дополнительного инструмента, получить отверстия с углублением под головку крепежной детали (дюбеля) в соединяемых изделиях, изготовленных из различных по упругим свойствам материалов, при этом отверстия по всей глубине имеют диаметры, обеспечивающие нормальное, без затруднения и напряжения, вхождение в них крепежной детали, за счет чего расширяется область применения заявляемого инструмента для сверления и обработки отверстий и повышается производительность сверления и обработки отверстий.