Сверло кольцевое со сменными многогранными пластинами

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области обработки металлов резанием и может быть использована для сверления отверстий в трубопроводах различного назначения при помощи ручных и электромеханических приводных устройств, обеспечивающих ручную или механическую подачу инструмента.
Уровень техники
Известно сверло (патент RU 2332281 опубл. 27.08.2008),  которое содержит полый корпус с режущей частью и хвостовик. Режущая часть имеет режущие зубья и канавки для отвода стружки, переходящие в канавки для отвода стружки корпуса. Для повышения производительности за счет увеличения числа зубьев режущая часть выполнена в виде жестко соединенного с полым корпусом кольца с выступами для взаимодействия при соединении с полым корпусом с боковыми стенками соответствующих пазов, выполненных на полом корпусе. Упомянутое кольцо имеет плоскую торцовую и охватывающую цилиндрическую базовые поверхности для взаимодействия с соответствующими плоской торцовой и охватываемой цилиндрической базовыми поверхностями, выполненными на полом корпусе. Режущая часть может быть соединена с корпусом посредством пайки или склеивания.
Недостатком данной конструкции является невозможность замены или восстановления режущей части из-за того, что режущая часть соединена с корпусом посредством пайки.  Кроме того, расположение пластин в корпусе с одинаковым углом наклона режущей кромки приводит к увеличению наклепанного слоя.
Также известно кольцевое сверло (патент RU 2333818 опубл. 20.09.2008), содержащее полый корпус с режущей частью и хвостовик. Режущая часть имеет режущие зубья и канавки для отвода стружки, переходящие в канавки для отвода стружки полого корпуса.
Недостатком данной конструкции является то, что зубья имеют нулевой угол в плане φ, который представляет собой угол между режущей кромкой пластины  и обрабатываемой поверхностью, что не позволяет кольцевому сверлу самоцентрироваться в момент засверливания, а также у кольцевого сверла с нулевым углом в плане  длина активной режущей кромки в момент засверливания больше, чем у сверла, имеющего угол в плане, что приводит к появлению вибрации и выкрашиванию режущей кромки.
Ближайшим аналогом является кольцевое сверло (патент RU  193799 опубл. 15.11.2019), содержащее корпус из быстрорежущей стали, состоящий из рабочей части с разделенными стружечными канавками, режущими зубьями и присоединительной части, выполненной с центральным посадочным отверстием и шпоночным пазом на торцевой поверхности, пересекающим центральное посадочное отверстие и расположенным симметрично относительно оси вращения кольцевого сверла. Режущие зубья выполнены с главными и вспомогательными режущими кромками, причем главные режущие кромки расположены в одной плоскости перпендикулярной оси вращения кольцевого сверла с возможностью пересечения со вспомогательными режущими кромками и формирования профиля режущих зубьев клиновидной формы. При этом режущие зубья расположены так, что вспомогательная режущая кромка на одном режущем зубе расположена внутри рабочей части кольцевого сверла ближе к оси вращения, а вспомогательная режущая кромка следующего за ним режущего зуба - снаружи его рабочей части и дальше от оси вращения кольцевого сверла.
Недостатком данной конструкции является то, что инструмент представляет собой цельную конструкцию из быстрорежущей стали с заточенными зубьями. После достижения критического износа у сверла данной конструкции требуется переточка зубьев для восстановления режущих кромок, что невозможно при сверлении отверстий в трубопроводах, так как зачастую в местах сверления отсутствует специальное заточное оборудование.
Сущность полезной модели
Задача, на которую направленно заявленное техническое решение, заключается в создании кольцевого сверла, имеющего оптимизированную конструкцию, обеспечивающую наиболее эффективное сверление в трубопроводах из конструкционных сталей в условиях низкой жесткости системы.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является   повышение стойкости кольцевого сверла.
Заявленный технический результат достигается тем, что в сверле кольцевом, содержащем корпус с режущей частью, согласно предложенному решению, корпус разделен стружечными канавками с расположенными в них гнездами, в которых закреплены винтами сменные режущие пластины,  при этом режущие кромки пластин имеют отличные друг от друга углы наклона режущей кромки, находящиеся в диапазоне от -10 градусов до +10 градусов.
За счет малой ширины реза и как следствие, малого объема срезаемого металла, уменьшается нагрев в зоне стружкообразования, что в свою очередь уменьшает величину наклепанного слоя и позволяет наиболее эффективно производить сверление в трубопроводах из конструкционных сталей в условиях низкой жесткости системы. А также позволяет производить быструю смену режущих пластин при достижении износа.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 представлен общий вид кольцевого сверла, на фиг. 2 - вид сверла сбоку.
Осуществление полезной модели
Сверло кольцевое содержит корпус 1, разделенный стружечными канавками и расположенными в них гнездами, в которых закреплены винтами 7 сменные режущие пластины 2, режущие кромки которых имеют отличный друг от друга угол наклона режущей кромки. Углы наклона режущей кромки пластины 5 находятся в диапазоне от -10 градусов до +10 градусов. Устройство снабжено  сверлом с центровкой 3, которое оснащено удерживающим элементом и закреплено на корпусе  1 при помощи прижима 4, штифта 5 и болтов 6. В корпусе выполнены посадочные отверстия 8 для закрепления сверла кольцевого на шпинделе  сверла с центровкой.
Изменяя в совокупности осевой передний угол, радиальный передний уголи угол в плане, можно изменять угол наклона режущей кромки в диапазоне от отрицательных до положительных углов.
Кольцевое сверло применяется при сверлении трубы в радиальном направлении. В зависимости от соотношения диаметра обрабатываемой трубы и диаметра кольцевого сверла выбирается угол наклона режущей кромки из указанного диапазона. Чем больше разница диаметров между трубой и кольцевым сверлом, тем меньше выбирается угол наклона режущей кромки. Заявляемая конструкция позволяет осуществлять плавность врезания режущей кромки в обрабатываемую трубу.
Применение предложенной полезной модели существенно увеличивает стойкость кольцевого сверла за счет применения в качестве режущей части сменных многогранных пластин с различным углом в плане, а также увеличивает ресурсоэффективность и повышает ремонтопригодность при сверлении отверстий в трубопроводах из конструкционных сталей за счет возможности быстрого восстановления изношенных режущих кромок путем замены режущих пластин.
Заявляемая полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков. Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».