СПИРАЛЬНОЕ СВЕРЛО С РАЗВЕРТКОЙ (ВАРИАНТЫ)
HELICAL DRILL WITH REAMER (VERSIONS)

Настоящее изобретение в целом относится к ручным инструментам, а более конкретно, к спиральному сверлу для использования в дрели.
Спиральные сверла могут иметь различные формы и размеры и использоваться для разнообразных целей. Обычно спиральные сверла используются для получения углублений или сквозных отверстий в материале, таком как металл или дерево. Один из типов спиральных сверл является спиральное сверло для сверления в дереве, которое главным образом применяется для формирования углублений и отверстий в дереве. При работе спиральное сверло крепится в дрели и вращается для того, чтобы режущая кромка снимала материал древесины для получения углубления или отверстия. Длинная глубокая спиральная стружечная канавка на спиральном сверле позволяет удалять материал из просверливающегося углубления или отверстия, чтобы этот материал не создавал помехи сверлению.
Спиральные сверла по дереву используются обычно при строительных работах. В частности, их используют электрики, сантехники и рабочие других специальностей, которым требуется просверлить отверстие в деревянных стойках рам для формирования каналов, для труб, кабелей и других элементов, которые следует провести через стойки. Обычно спиральное сверло вставляется в электрическую дрель. Электрическая дрель приводит сверло во вращение для сверления одного или более отверстий в деревянной стойке или в другой обрабатываемой детали.
В процессе сверления нередко попадаются гвозди и другие крепежные элементы, которые скрепляют деревянные стойки рам или используются для других целей. Контакты сверла с такими крепежными элементами могут затупить, повредить или сломать режущие кромки и поверхности спирального сверла. Если спиральное сверло тупится, оно не может эффективно сверлить древесину, что приводит к постепенному нагреванию и возможному застреванию сверла в древесине. В дополнение к этому, сложная форма спирального сверла затрудняет его повторную заточку, сокращая срок его службы.
Обычно после того, как сверло прорежет и сформирует отверстие в деревянной детали, внутренняя поверхность этого отверстия оказывается грубой, и отверстие, по меньшей мере, частично содержит фрагменты и частицы древесины. Грубая внутренняя поверхность отверстия может приводить к проблемам, препятствуя проведению трубок для электрических проводов, водяных труб, кабелей и т.п., или приводя к из заклиниванию внутри отверстий.
Обычный способ, использующийся при сверлении металла для обеспечения точного размера отверстия с хорошим качеством внутренней поверхности, состоит в использовании развертки или разверточной насадки. Развертка является многоточечным режущим инструментом с прямыми режущими кромками, которые могут иметь различные формы и размеры.
В связи с этим представляется эффективным включить участок развертки в спиральное сверло для получения более точных и гладких сверлений в дереве.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Воплощения изобретения представляют собой спиральное сверло для применения с электрической дрелью, содержащее удлиненный элемент, включающий первую концевую часть и противоположную вторую концевую часть; спиральную поверхность, имеющую центральную ось, причем спиральная поверхность задает, по меньшей мере, одну стружечную канавку; головную часть, выполненную заодно с первой концевой частью удлиненного элемента и включающую первичную режущую кромку, выполненную с возможностью захватывать и удалять материал из обрабатываемой детали, и вторичную режущую кромку, выполненную с возможностью захватывать и удалять дополнительный материал из обрабатываемой детали; верхнюю часть с нарезкой, выполненную заодно с головной частью; и хвостовик, выполненный заодно со второй концевой частью удлиненного элемента, предназначенный для крепления в дрели.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
ФИГУРА 1 - вид в перспективе со стороны спирального сверла, содержащего часть, являющуюся разверткой, в соответствии с воплощением настоящего изобретения;
ФИГ.2 - вид в перспективе спирального сверла, показанного на ФИГ.1, с другой стороны;
ФИГ.3 - вид сверху спирального сверла, показанного на ФИГ.1;
ФИГ.4 - увеличенный вид в перспективе фрагмента спирального сверла, показанного на ФИГ.1, и отверстия, выполненного этим сверлом;
ФИГ.5 - увеличенный вид в перспективе фрагмента спирального сверла, показанного на ФИГ.1 (показан хвостовик);
ФИГ.6 - увеличенный вид в перспективе фрагмента спирального сверла, показанного на ФИГ.1 (вид передней части со стороны);
ФИГ.7 - увеличенный вид в перспективе фрагмента спирального сверла, показанного на ФИГ.1 (вид передней части с другой стороны);
ФИГ.8 - увеличенный вид в перспективе спирального сверла, показанного на ФИГ.1 (показан хвостовик).
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Воплощения настоящего изобретения в основном предназначены для использования с электрической дрелью. Однако следует указать, что настоящее изобретение может использоваться с ручной дрелью для выполнения отверстий в дереве и в других материалах.
Обычно спиральные сверла используются для сверления отверстий или углублений в дереве. Например, спиральные сверла обычно используются при строительных работах для сверления отверстий в дереве стоек рам для установки проходов для электрических кабелей, для проводки водопроводных труб и т.п. Обычно получающиеся при сверлении спиральными сверлами отверстия имеют грубую внутреннюю поверхность. По этой причине, когда трубка для электрических кабелей или водопроводная труба проводится через такое отверстие, она может застрять в условиях такой грубой поверхности дереве, при этом установка оказывается сопряженной с проблемами и затратами времени. Крепежные элементы в дереве также создают проблемы, так как режущие кромки спирального сверла могут затупиться, повредиться или сломаться при контакте с этими крепежными элементами во время сверления.
Спиральное сверло в соответствии с настоящим изобретением позволяет решать эти проблемы, осуществляя как операцию сверления, так и операцию развертки.
Целью данного изобретения является повышение гладкости и чистоты поверхности просверленного отверстия после завершения сверления за счет комбинирования операции сверления и развертки в одном спиральном сверле.
Обращаясь теперь к ФИГ.1-6, можно видеть, что спиральное сверло, обозначенное в целом позицией 100, содержит удлиненный элемент, или часть 102 для сверления, имеющий первую концевую часть 104a и противоположную вторую концевую часть 104b, головную часть 106, выполненную заодно с первой концевой частью 104a части 102 для сверления, и крепежную часть, или хвостовик 108, выполненную заодно со второй концевой частью 104b части 102 для сверления.
Часть 102 для сверления включает удлиненный вал 110, имеющий центральную ось 112. Вал 110 включает спиральную наружную поверхность 114, разворачивающуюся по спирали вокруг центральной оси 112 от первой концевой части 104a до второй концевой части 104b части 102 для сверления. Необходимо заметить, что спиральная наружная поверхность может проходить вокруг центральной оси 112 в один виток или в несколько витков. Спиральная наружная поверхность 114 определяет две стружечные канавки 116 на противоположных сторонах, которые также проходят по спирали вокруг центральной оси 112 от первой концевой части 104a до второй концевой части 104b части 102 для сверления. Хвостовик 108 вставляется в зажимной патрон дрели, например, электрической дрели, и зажимается в нем. Дрель вращает хвостовик 108, который в свою очередь приводит во вращение спиральное сверло 100. При вращении спирального сверла 100 срезанный материал удаляется из отверстия частью 102 для сверления, предотвращая зажим части 102 для сверления до того, как операция сверления завершится.
Изменяя глубину стружечных канавок 116, можно варьировать возможность части 102 для сверления удалять материл из просверливаемого отверстия. Например, при более глубокой стружечной канавке увеличивается скорость, с которой срезанный материал удаляется из просверливаемого отверстия. Однако выполняя глубокую стружечную канавки, получаем сокращение материала, использующегося для получения части 102 для сверления, при этом снижается структурная целостность и прочность спирального сверла 100. В иллюстрирующемся воплощении каждая стружечная канавка 116 имеет большую глубину для быстрого удаления срезанного материала. Следует заметить, что стружечные канавки могут иметь любую подходящую глубину. В показанном воплощении стружечная канавка имеет круглый профиль. Однако канавки могут быть круглыми, квадратными или любой подходящей формы.
Хвостовик 108 выполнен заодно со второй концевой частью 104b части 102 для сверления и имеет обычно гексагональную форму. Хвостовик вставляется и затягивается в зажимном патроне или в другом подобном крепежном механизме электрической дрели. Форма хвостовика 108 может быть любой, например, шестиугольной, восьмиугольной и т.п. Стенки, или наружные поверхности 118 хвостовика представляют собой зажимающиеся поверхности, контактирующие с зажимным патроном дрели и зажимающиеся в нем.
Головная часть 106 выполняется заодно с первой концевой частью 104а части 102 для сверления и содержит режущие кромки и режущие поверхности, которые отрезают кусочки дерева или другого материала. Для облегчения процесса сверления, подающая часть, такая как самоподающаяся верхняя часть 120 с нарезкой, выполняется заодно с первой концевою частью 104а части 102 для сверления. Верхняя часть 120 с нарезкой в целом имеет коническую форму и содержит спиральную нарезку 122 вокруг центральной оси 112 части 102 для сверления, проходящую от вершины этой части до ее основания. Нарезка определяет стружечную канавку 124, которая оборачивается вокруг центральной оси 112. Когда спиральное сверло 100 приводится во вращение электрической дрелью, верхняя часть 120 входит в материал и втягивает спиральное сверло 100 в обрабатываемую деталь, облегчая сверление отверстия в этой детали. В другом воплощении головная часть 106 содержит съемную и заменяемую верхнюю часть 120. Необходимо указать, что спиральное сверло 100 необязательно включает указанную верхнюю часть 120 с нарезкой.
Головная часть 106 включает первичную режущую кромку 126, касательную к наружной поверхности 121 верхней части 120 с нарезкой. Первичная режущая кромку 126 имеет в целом прямую режущую часть 128 и располагается вдоль одной из стружечных канавок 116. В целом криволинейная нережущая часть 130 формируется пересечением первичной режущей кромки 126, стружечной канавки 116 и площадкой 117 удаления срезанного материала. Необходимо заметить, что первичная режущая кромка 126 может располагаться вдоль одной из стружечных канавок 116, как показано на Фиг.1 и 4 или располагаться в другом положении на головной части 106. Первичная режущая поверхность 132 задается одной из стружечных канавок 116 и проходит в целом параллельно центральной оси 112 от первичной режущей кромки 126. Комбинация первичной режущей кромки 126 и первичной режущей поверхности 132 прорезает первоначальное отверстие в дереве, имеющее диаметр, существенно равный длине первичной режущей кромки 126, или двойному радиальному расстоянию от первичной режущей кромки до центральной оси 112. Первичная режущая кромка 126 вступает в контакт с деревом и срезает части древесины, когда электродрель вращает спиральное сверло 100. Следует указать, что спиральное сверло 100 включает вторую идентичную первичную режущую кромку 126, формирующуюся на верху противоположной стружечной канавки 116. Описание и работа второй первичной режущей кромки идентичны первичной режущей кромке 126. В другом воплощении, по меньшей мере, одна или обе первичные режущие кромки 126 не являются касательными внешней поверхности верхней части 120 с нарезкой. Следует также указать, что одна или обе первичные режущие кромки 126 могут составлять острый угол по отношению к центральной оси 112 (т.е., они наклоняются вверх или вниз по отношению к центральной оси).
После того, как начальное отверстие вырезано первичным режущим краем или первичной режущей кромкой 126, часть 134, выполняющая роль развертки, увеличивает и очищает внутреннюю поверхность 101 просверленного отверстия. Часть 134, выполняющая роль развертки, формируется на головной части 106 и включает переходную часть 136, которая проходит от первичной режущей кромки 126. Переходную часть 136 формирует острый угол 138 по отношению к центральной оси 112. В показанном воплощении изобретения угол 138 переходной части 136 обычно составляет 30-70°. Следует заметить, что угол 138 может быть любой соответствующей величины.
Часть 134, выполняющая роль развертки, включает вторичный режущий край, вторичный скребковый край или вторичную режущую кромку 140, которая в целом параллельна центральной оси 112, проходит от переходной части 136 и срезает или соскабливает щепки, которые остаются на внутренней поверхности 101 просверленного отверстия, сформированного первичной режущей кромкой 126. В частности, вторичная режущая кромка 140 помогает удалить неровности, щепки, частицы материала и другие фрагменты, которые остаются на грубой внутренней поверхности просверленного отверстия. Как показано на ФИГ.6, первичная режущая кромка 126 находится на втором радиальном расстоянии R2 от центральной оси 112. В представленном воплощении второе радиальное расстояние R2 больше, чем первое радиальное расстояние R1, что позволяет части 134, выполняющей роль развертки, или вторичной режущей кромке 140 увеличивать просверленное отверстие и удалять неровности, щепки, частицы материала и другие фрагменты, которые остаются на внутренней поверхности 101 отверстия 103. Переходная часть 136 обеспечивает постепенный переход от первичной режущей кромки 126 к вторичной режущей кромке 140, способствуя получению чистой и гладкой поверхности просверленного отверстия 103 после завершения сверления. Таким образом, спиральное сверло 100 в соответствии с настоящим изобретением имеет существенные преимущества при сопоставлении с известными сверлами, после которых должны применяться отдельные развертки для расширения и очистки просверленных отверстий.
В приведенном выше воплощении часть 134, выполняющая роль развертки, начинается рядом с первичной режущей кромкой 126. Полагается также, что часть 134, выполняющая роль развертки, может начинаться от точки, расположенной ниже или отделенной от первичной режущей кромки 126. Кроме того, часть 134, выполняющая роль развертки, показана следующей за первичной режущей кромкой 126. На примере этого воплощении показано также спиральное сверло 100, включающее одну переходную часть 136 и одну часть 134, выполняющая роль развертки. Полагается также, что спиральное сверло 100 может включать несколько переходных частей и,/или несколько частей, выполняющих роль развертки, для того, чтобы постепенно увеличивать диаметр просверливаемого отверстия. Кроме того, следует указать, что часть 134, выполняющая роль развертки, может выполняться из цельного материала или с использованием дополнительного материала, такого как карбид, быстрорежущая сталь, и т.п.
Длина спирального сверла 100 от верхней части 120 до низа хвостовика 108 варьируется и может быть любой подходящей длины. Обычно спиральное сверло 100 имеет длину от 4 дюймов до 24 дюймов, необходимую для сохранения прочности конструкции сверла и снижения риска поломки спирального сверла 100 во время сверления. Следует заметить, что спиральное сверло может быть любой подходящей длины.
Спиральное сверло 100 изготавливается из подходящей заготовки из металла, такой как цилиндрическая заготовка из среднеуглеродистой стали с формированием различных частей сверла. В частности, первичная режущая кромка 126, переходная часть 136 и вторичная режущая кромка 140 выполняются на токарном станке в один этап, сохраняя при этом значительное время по сравнению с известными способами производства, в которых обычно осуществляется несколько этапов машинной обработки для формирования различных режущих поверхностей спирального сверла. Кроме того, первичная и вторичная режущие кромки 126, 136 и 140 имеют большую толщину, чем режущие кромки известных спиральных сверл, для повышения прочности и устойчивости при попадании спирального сверла на гвозди. Спиральное сверло 100, кроме того, имеет более простую геометрию, упрощая и повышая эффективность перезаточки по сравнению с известными спиральными сверлами, при этом повышается срок службы спирального сверла 100.
Во время работы хвостовик 108 спирального сверла 100 крепится в зажимном патроне дрели. Электрическая дрель вращает спиральное сверло 100 в направлении против часовой стрелки, как показано стрелкой на ФИГ.3. Спиральное сверло 100 направляется на деталь из дерева, например, стойку рамы, таким образом, что верхняя часть 120 с нарезкой приводится в контакт с деревом. Спиральная нарезка 122 верхней части 120 с нарезкой взаимодействует с древесиной и втягивает спиральное сверло 100 в древесину. Первичная режущая кромка 126 входит в поверхность дерева и отрезает древесину в диаметре, равном диаметру первичной режущей кромки (т.е., диаметру, равному двум радиальным расстояниям R1 от конца первичной режущей кромки до центральной оси). Переходная часть 136 приходит в контакт с древесиной и постепенно увеличивает диаметр отверстия до вторичной режущей кромки 140. Вторичная режущая кромка 140 удаляет дополнительный материал из отверстия и, в частности, удаляет заусенцы, фрагменты древесины и другие неровности внутренней поверхности отверстия, которые остаются при прохождении первичной режущей кромки 126. Получающееся просверленное отверстие 103 имеет относительно гладкую внутреннюю поверхность 101 и диаметр, равный диаметру вторичной режущей кромки 140 (т.е., диаметру, равному двум радиальным расстояниям R2 от конца вторичной режущей кромки до центральной оси).
Несмотря на то, что были показаны различные воплощения настоящего изобретения, вполне понятно, что специалист с обычными знаниям в данной области сможет предложить другие модификации, замены и альтернативы, не нарушая сущности изобретения и не выходя за его объем, которые определяются прилагающейся формулой изобретения.
Таким образом, предлагаемое сверло позволяет скомбинировать операции сверления и развертки в одном спиральном сверле. В дополнение к этому, наличие двух режущих поверхностей на головной части спирального сверла не только увеличивает развернутое отверстие, но также позволяет удалять неровности, щепки и другие фрагменты, которые остаются на внутренней поверхности отверстия, просверленного в заготовке. Наконец, переходная часть повышает гладкость и чистоту поверхности просверленного отверстия после завершения сверления.
Различные признаки заявленного изобретения внесены в формулу изобретения.