САМОСВЕРЛЯЩИЙ И САМОНАРЕЗАЮЩИЙ ВИНТ

Полезная модель относится к крепежным изделиям, а именно к самонарезающим сверлящим винтам, которые могут использоваться в строительно-монтажных работах, например, для крепления трехслойных сэндвич-панелей к несущим металлическим конструкциям зданий и сооружений.
Известен саморез со сверлом для сэндвич-панелей, имеющий находящиеся на расстоянии друг от друга основную и дополнительную резьбу, которые имеют одинаковый шаг и диаметр (RU 128267, кл. F16B 25/00; опубликовано 20.05.2013).
Устройство известного самореза не предусматривает сверление конструкций из низколегированной стали повышенной толщины.
Задача полезной модели состоит в создании самонарезающих самосверлящих винтов, которые могли бы использоваться при проектировании новых строительных узлов, выполненных из более твердых и толстых материалов.
Названная задача обеспечена техническим результатом, направленным на получение возможности сверления конструкций, выполненных, в частности, из низколегированной стали, например, марки 09Г2С, и на глубину до 25 мм включительно.
Кроме того, предложенный винт позволяет регулировать силу выталкивания стружки в зависимости от характеристик обрабатываемого материала, таких, как: твердость, хрупкость, тугоплавкость, кристаллическая структура и др., а также позволяет избегать закусывание стружки в канале сверления и обеспечивает равномерный (нормально достаточный) температурный режим сверлящей части винта.
Названный технический результат достигнут благодаря следующей совокупности признаков. Самосверлящий и самонарезающий винт, также как ближайший аналог, состоит из головки и стержня с двумя резьбовыми участками, расположенными на расстоянии друг от друга, и концевым участком, выполненным в виде спиралевидного сверла. В отличие от ближайшего аналога на режущих кромках спиралевидного сверла выполнены треугольные фаски, расположенные с контруклоном по отношению к плоскости сверления, при этом угол заточки режущих кромок сверла составляет 100÷120°.
Длина концевого участка винта, выполненного в виде спиралевидного сверла, составляет 17÷30 мм.
Названный концевой участок винта скручен относительно продольной оси стержня на угол 180÷270°.
Наибольшая глубина канала спиралевидного сверла составляет 1,4 мм.
Первый резьбовой участок стержня, расположенный ближе к головке, выполнен с большим шагом и диаметром, чем второй участок.
Второй резьбовой участок стержня, расположенный ближе к сверлу, выполнен с расположенными по спирали нитками проточки, каждая из которых имеет треугольную форму сечения.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен винт (вид сбоку); на фиг. 2 - концевой участок винта в виде сверла; на фиг. 3 - строительная конструкция в сборе; на фиг. 4 - резьбовой участок винта возле головки.
Предложенный винт 1 включает головку 2 и стержень 3, на котором образовано два резьбовых участка 4 и 5 и концевой участок в виде спиралевидного сверла 6, имеющего две режущие кромки 7 (фиг. 1).
У обычного самореза длина сверла не превышает 15 мм, что не позволяет сверлить стальные конструкции с толщиной стенок более 12 мм.
В зависимости от модификации предложенный винт имеет длину сверла 17 или 30 мм, что обеспечивает возможность выполнять отверстия и крепить винт в стальном листе, толщиной 16 и 25 мм соответственно.
Оптимальный угол заточки α режущих кромок 7 сверла составляет 100÷120° (фиг.1, 2). Величина этого угла может варьироваться в названных пределах в зависимости от твердости металла. Названный угол заточки позволяет при сверлении срезать, а не соскабливать металл, а также позиционировать и фиксировать точку начала засверливания стали, что исключает скольжение сверла в начальной стадии процесса сверления. Также этот угол обеспечивает равномерный нагрев режущей части сверла (наконечника и кромок) и повышает долговечность сверлящей части винта.
На обеих режущих кромках сверла образованы треугольные фаски 8 с контруклоном, создающие необходимый угол атаки каждой режущей кромки 7 сверла к поверхности сверления (фиг. 2). В целом указанные характеристики позволяют повысить скорость сверления, что в конечном итоге приведет к увеличению скорости сбора строительной конструкции в целом.
Кроме того, в процессе образования на концевой части винта сверла, заготовку скручивают вокруг продольной оси на угол 180÷270°, что позволяет регулировать вектор (силу и направление) выталкивания стружки из канала сверления, при этом появляется возможность уменьшить сопротивление стенок спиралевидного канала сверла, по которому отводится стружка, а также уменьшить нагрев стенок этого канала.
Регулирование глубины названного канала за счет изменения высоты выступающих режущих кромок позволяет избежать «закусывание» стружки в канале с одновременным обеспечением равномерного температурного режима в процессе сверления. Глубина канала у режущей кромки достигает 1,4 мм.
Сверло и образованные в нем каналы сформированы таким образом, чтобы выталкивающая площадка во время подъема стружки располагалось под оптимальным углом к вектору подачи стружки от режущей кромки. Эта площадка, проходящая по спирали сверла, обеспечивает максимальный и непрерывный отвод стружки из канала сверления.
Кромки 13 (фиг. 2) направляют полученную в процессе сверления стружку в канал отвода стружки и препятствуют как ее застаиванию, так и смещению в любую другую нежелательную сторону.
Как показано на фиг. 3 предложенный винт скрепляет металлическое основание 9 с сэндвич-панелью 10.
Резьбовой участок 5 винта обеспечивает его закрепление в металлическом основании 9. На этом участке расположено три нитки проточки 11, выполненные по спирали вдоль стержня винта с углом поворота 180°. Треугольная форма сечения проточки позволяет надламывать витки стружки, высвобождающейся во время нарезки резьбы и благодаря спиралевидному расположению проточки эффективно выводить стружку из зоны контакта резьбы винта с резьбой, образованной в металлическом основании 9.
Т.о. наличие указанных проточек обеспечивает эффективную нарезку резьбы в основании 9, снижая перегрев и деформацию резьбового участка 5 во время установки винта. Проточки 11 и резьба 5 выполняют функцию метчика для образования резьбового канала в основании 9.
Как показано на фиг. 4 расположенный возле головки 2 винта резьбовой участок 4 имеет больший шаг и диаметр по сравнению с резьбовым участком 5 (фиг. 1). Участок 4 имеет зонтичную форму витков, которая ориентирована следующим образом: перпендикулярная плоскость (угол не более 8°) грани витка резьбы к оси винта располагается ближе к головке винта; плоскость витка резьбы ориентированная со стороны спиралевидного сверла образует угол 35° по отношению к оси винта.
Зонтичная форма резьбы позволяет исключить смятие и прогиб обшивки строительной конструкции, а также ее смещение. Кроме того, такая форма резьбы позволяет исключить протечки в узле крепления кровельной сэндвич-панели 10, возникающие при воздействии снеговой нагрузки на покрытие во время эксплуатации строительной конструкции. Также зонтичная форма резьбы надежно удерживает наружный стальной лист 12, входящий в состав сэндвич-панели.