АЛМАЗНОЕ КОЛЬЦЕВОЕ СВЕРЛО

Полезная модель относится к машиностроению, к обработке хрупких неметаллических материалов, полимерных композиционных материалов (ПКМ) и может быть использована для сверления круглых отверстий в ПКМ диаметром свыше 20 мм.
Известны кольцевые алмазные сверла (см. ГОСТ 26339-84 «Сверла алмазные кольцевые»), содержащие цилиндрический корпус и алмазный режущий слой. При сверлении кольцевое сверло вращается вокруг своей оси с одновременной подачей инструмента вдоль ее, что при взаимодействии алмазоносных слоев с обрабатываемым ПКМ приводит к образованию в последних цилиндрического отверстия.
Известно кольцевое сверло, содержащее коронку с алмазоносным режущим слоем и хвостовик (Каталог продукции ЗАО «Полтавский алмазный инструмент»).
Общим недостатком известных конструкций является образование при сверлении керна (цилиндрического столбика), приводящего к забиванию и закупорке внутренней полости сверла обрабатываемым материалом, что может привести к потере работоспособности сверла.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является сверло алмазное кольцевое, содержащее корпус с кольцевой рабочей частью с нанесенным на ее торцевую, кольцевую поверхности алмазоносным слоем и хвостовик. Конструкция кольцевого сверла содержит три отверстия (диаметрами 3…6 мм) в осевом направлении, от торца инструмента, для облегчения удаления керна ПКМ из инструмента (Дударев А.С. Конструкции сверл и фрез для алмазно-абразивной обработки стеклопластиков и углепластиков // Известия ТулГУ. Технические науки. - 2012, №1. - С. 361-371). Данное устройство принято за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели - полый цилиндрический корпус коронки, на рабочий торец которого нанесен алмазный слой для резания, а с другой стороны выполнен хвостовик, образуя одно целое с корпусом коронки; на торцевой поверхности корпуса коронки, со стороны хвостовика выполнены отверстия для удаления керна, равномерно расположенные по окружности.
Недостатком известного сверла, принятого за прототип, является малое количество отверстий, недостаточных для извлечения керна, что приводит к снижению работоспособности сверла диаметром свыше 20 мм.
Задачей полезной модели является повышение работоспособности кольцевых алмазных сверл диаметром свыше 20 мм за счет обеспечения возможности извлечения керна из корпуса сверла.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном алмазном кольцевом сверле, содержащем полый цилиндрический корпус коронки, на рабочий торец которого нанесен алмазный слой для резания, а с другой стороны выполнен хвостовик, образуя одно целое с корпусом коронки, при этом на торцевой поверхности корпуса коронки, со стороны хвостовика выполнены отверстия для удаления керна, равномерно расположенные по окружности, размер диаметра отверстий составляет от 5 до 10 мм и количество отверстий определено по формуле:
где n - количество отверстий для удаления керна;
D - рабочий диаметр сверла;
d - диаметр отверстий для удаления керна.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - размер диаметра отверстий составляет от 5 до 10 мм; количество отверстий определено по формуле:
где n - количество отверстий для удаления керна;
D рабочий диаметр сверла;
d - диаметр отверстий для удаления керна.
Благодаря наличию отверстий указанного размера и определенному их количеству образуются дополнительные окна, через которые удобно извлекать керн, в результате чего повышается работоспособность кольцевого алмазного сверла диаметром свыше 20 мм, сохраняется керн из дорогостоящего ПКМ.
На фиг. 1 показан общий вид кольцевого алмазного сверла с показанным одним отверстием, попавшим в разрез.
На фиг. 2 - вид A на торцевую рабочую поверхность с отверстиями.
Сверло для кольцевого сверления содержит полый цилиндрический корпус 1 коронки, на рабочий торец 2 которого нанесен алмазный слой для резания. На другом торце имеется хвостовик 3, образуя одно целое с корпусом 1 коронки. На торцевой поверхности корпуса 1 коронки, в месте перехода полого корпуса 1 коронки к хвостовику 3, со стороны хвостовика 3 выполнены отверстия 4, равномерно расположенные по окружности. Размер диаметра отверстий 4 составляет от 5 до 10 мм. Если диаметр отверстий 4 меньше 5 мм, то будет затруднительно удаление керна. Если диаметр отверстий больше 10 мм, то может произойти ослабление конструкции инструмента. Количество отверстий 4 определяется по формуле:
где n - количество отверстий для удаления керна;
D - рабочий диаметр сверла;
d - диаметр отверстий для удаления керна.
Рабочий диаметр D сверла составляет более 20 мм.
Сверло для кольцевого сверления работает следующим образом.
Сверло устанавливается в патрон дрели или патрон станка. При запуске сверло получает вращающий момент и за счет подачи, осуществляемой вручную, или за счет машинной подачи вступает в контакт с ПКМ рабочим торцом 2 коронки, содержащем алмазный слой. За счет резания алмазным слоем коронки происходит процесс врезания сверла в ПКМ. При этом образуется керн, остающийся внутри коронки, керн крепко забивает внутреннюю полость сверла. Наличие отверстий 4, расположенных по окружности, позволяют выбить керн из коронки, и после этого сверло продолжит работу.
Таким образом, при применении данной конструкции сверла повышается работоспособность кольцевого алмазного сверла диаметром свыше 20 мм, сохраняется керн из дорогостоящего ПКМ, облегчается масса конструкции сверла за счет наличия указанного размера отверстий на торцевой поверхности корпуса сверла и определенному их количеству.