Спиральное сверло

Полезная модель относится к обработке металлов резанием, в частности к конструкции спиральных сверл с каналами для принудительного охлаждения.
Из уровня техники известно спиральное сверло, в корпусе которого выполнены спиральные каналы, предназначенные для подвода СОЖ к режущим кромкам сверла (патент Германии №3601385 С2, опубл. 23.07.1987).
Известный аналог весьма эффективен, поскольку позволяет охлаждать непосредственно режущую кромку, однако, область его применения ограничивается твердосплавным инструментом, технология производства которого позволяет закладывать в конструкцию каналы сложной формы. Изготовить такие каналы в инструменте из, например, быстрорежущей стали не представляется возможным.
Наиболее близким к заявленному - прототипом - является спиральное сверло, корпус которого выполнен с Y-образным каналом подачи СОЖ, центральная часть которого размещена вдоль оси сверла, а два ответвления выходят на задние поверхности пера сверла (Изобретение №671940 МПК: В23В 51/06).
Применение такой конструкции не ограничено используемым инструментальным материалом, однако, к недостаткам следует отнести относительно низкую стойкость сверла, обусловленную невысокой эффективностью охлаждения зоны резания.
Задача полезной модели - повышение интенсивности и равномерности охлаждения зоны резания.
Технический результат - повышение стойкости спирального сверла.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в спиральном сверле, корпус которого выполнен с Y-образным каналом подачи СОЖ, центральная часть которого размещена вдоль оси сверла, а два ответвления выходят на задние поверхности пера сверла, в корпусе выполнены два дополнительных ответвления, соединяющих центральную часть канала с участками задних поверхностей пера сверла между ответвлениями и соответствующими спинками сверла, причем дополнительные ответвления выполнены с пересечением стружечных канавок, при этом дополнительные ответвления могут быть выполнены с частичным или полным пересечением стружечных канавок.
Полезная модель поясняется иллюстрациями, где
- на Фиг. 1 представлен общий вид заявленного сверла;
- на Фиг. 2 - вид А на Фиг. 1;
- на Фиг. 3 - сечение Б - Б на Фиг. 2;
- на Фиг. 4 - вид Б на Фиг. 1 (увеличено), вар. 1 - когда дополнительные ответвления выполнены с частичным пересечением стружечных канавок;
- на Фиг. 5 - вид Б на Фиг. 1 (увеличено), вар. 2 - когда дополнительные ответвления выполнены с полным пересечением стружечных канавок;
- на Фиг. 6 - диаграмма распределения температуры по режущей кромке сверла (а - без охлаждения, б - с охлаждением согласно прототипу, в - с охлаждением согласно полезной модели).
На представленных иллюстрациях проставленные позиции имеют следующие значения:
1 - Y-образный канал;
2 - корпус сверла;
3 - перо сверла;
4 - центральная часть канала 1 подачи СОЖ;
5 - ответвления канала 1 подачи СОЖ;
6 - дополнительные ответвления канала 1 подачи СОЖ;
7 - пересечение (вскрытие) дополнительным ответвлением стружечной канавки сверла;
8 - окончание дополнительного ответвления 6;
9 - стружечная канавка;
10 - задняя поверхность
11 - спинка сверла
12 - передняя поверхность
Полезная модель основана на оптимизации подачи СОЖ в зоны I и II с максимальным нагревом (Фиг. 5). В соответствии с полезной моделью в корпусе сверла выполнены два дополнительных ответвления 6, соединяющих центральную часть 4 канала 1 с участками задних поверхностей 10 пера 3 сверла между ответвлениями 5 и соответствующими спинками 11 сверла, причем дополнительные ответвления 6 выполнены с пересечением стружечных канавок 9, экспериментально установлена целесообразность:
- выполнения дополнительных ответвлений 6 с частичным пересечением стружечных канавок 9 в сверлах из быстрорежущей стали для обработки конструкционных сталей;
- выполнения дополнительных ответвлений 6 с полным пересечением стружечных канавок 9 в сверлах из быстрорежущей стали для обработки жаропрочных и легированных сталей.
Заявленное спиральное сверло работает следующим образом.
СОЖ подается по центральной части 4 Y-образного канала 1 и подводится к зоне резания каждой режущей кромки сверла двумя ответвлениями: на заднюю поверхность 10 через ответвления 5; на переднюю поверхность 12 дополнительным ответвлением 6.
Ответвление 5 охлаждает непосредственно сердцевину сверла и заднюю поверхность режущей кромки, (зона I на Фиг. 5), подводя жидкость максимально близко к режущей кромке, увеличивая интенсивность ее охлаждения. Дополнительное ответвление 6 образованным за счет пересечения стружечной канавки 9 вскрытием 7 охлаждает переднюю поверхность режущей кромки (зона II на Фиг. 5а), тем самым выравнивая нагрев в зоне резания. Окончание 8 дополнительного ответвления 6 позволяет частично выводить из зоны резания излишний и уже нагретый СОЖ, стабилизируя распределение тепла вдоль режущей кромки (Фиг. 5в). Дополнительное ответвление 6 вместе с окончанием 8 выполняются одним проходом и в различных исполнениях (Фиг. 3и 4) могут образовывать различные пересечения (вскрытия) 7 со стружечной канавкой, что обеспечивает нужное направление/распределение СОЖ на режущих кромках сверла.
Опыты показали, что применение заявленной полезной модели обеспечивает лучшее выравнивание температуры на режущих кромках Фиг. 5в по сравнению с прототипом (Фиг. 5б), что повышает стойкость спирального сверла до 15%.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача - повышение интенсивности и равномерности охлаждения зоны резания - решена, а заявленный технический результат - повышение стойкости спирального сверла -достигнут.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к обработке металлов резанием, в частности, к конструкции спиральных сверл с каналами для принудительного охлаждения;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.