ЦЕНТРОВОЕ СВЕРЛО
CENTRING DRILL

Изобретение относится к конструкции режущих инструментов для сверления материалов и может быть использовано в устройствах для определения физико-механических характеристик древесины, а также древесных материалов сверлением, путем определения сопротивления материала просверливанию.
Известно тонкое буровое сверло, используемое в устройствах для определения внутреннего состояния древесины посредством измерения усилия сопротивления исследуемого материала просверливанию, состоящее из плоской режущей головки диаметром больше 2 мм, пары симметричных относительно оси вращения резцов, расположенных под углом к оси вращения сверла с углом при вершине 90 градусов и диаметром хвостовика менее 2 мм, имеющего на поверхности мелкую резьбу для улучшения выведения стружки из отверстия в процессе сверления [1].
Недостатком тонкого бурового сверла является то, что резьба с мелким шагом не обеспечивает достаточного отведения стружки из отверстия в процессе сверления; при сверлении древесины поперек волокон, сверло с парой симметричных относительно оси вращения резцов, расположенных под углом к оси вращения сверла, может одновременно осуществлять резание нескольких годичных слоев древесины или древесного материала, что усредняет величину сопротивления сверлению, снижает точность измерений свойств материала.
Известно центровое сверло, используемое в устройствах для определения внутреннего состояния древесины посредством измерения усилия сопротивления исследуемого материала просверливанию, состоящее из плоской режущей головки диаметром 3 мм с направляющим центром, парой симметричных относительно оси вращения резцов, главные лезвия которых расположены перпендикулярно к оси вращения сверла [2].
Эта конструкция тонкого бурового сверла взята нами за прототип.
Недостатком центрового сверла является то, что подобная конструкция режущего инструмента ограничивает выбор скоростных режимов работы устройств для определения физико-механических характеристик древесины и древесных материалов сверлением, увеличивает при этом силы трения задних поверхностей резцов о поверхность резания в процессе сверления, снижает износостойкость режущего инструмента и точность измерений физико-механических свойств исследуемого материала.
Предлагаемое изобретение позволит решить задачи: повышения точности измерения свойств древесины и древесных материалов путем определения сопротивления материала просверливанию.
Это достигается тем, что каждый из резцов сверла имеет изменяющийся контурный угол заострения, который уменьшается, например, равномерно от боковой поверхности резца к направляющему центру на 1-35 градусов; хвостовик сверла в поперечном сечении имеет профиль правильного многоугольника, например квадрата, равномерно скрученного по своей оси.
Величина заднего контурного угла резания у боковой поверхности резца находится в диапазоне 1-35 градусов. Каждый из резцов сверла имеет изменяющийся контурный угол заострения при постоянном угле резания (то есть изменяющийся контурный задний угол резания).
На фиг. 1 представлен общий вид центрового сверла, используемого для определения свойств древесины и древесных материалов; на фиг. 2 - плоская режущая головка центрового сверла; на фиг. 3 - контурные углы резца, расположенные на расстоянии одного радиуса сверла (боковой поверхности резца); на фиг. 4 - контурные углы резца, расположенные у основания направляющего центра сверла.
Центровое сверло для определения свойств древесины и древесных материалов состоит из: хвостовика 1 с профилем правильного многоугольника в поперечном сечении, равномерно скрученного по своей оси 2; плоской режущей головки 3, направляющего центра 4 и пары симметричных относительно оси вращения сверла резцов 5, расположенных перпендикулярно оси вращения сверла 2, каждый из которых при постоянном контурном угле резания δ=α′+β′=α″+β″ имеет изменяющийся контурный угол заострения β (β′>β″). Задний контурный угол у боковой поверхности резца находится в диапазоне 1-35 градусов и равномерно увеличивается (α′<α″) к направляющему центру на 1-35 градусов.
В ходе сверления материала величина кинематического заднего угла резания не постоянна по длине режущей кромки рассматриваемого сверла и уменьшается от периферии к направляющему центру. Величина кинематического заднего угла зависит от скорости подачи сверла, скорости его вращении и расстояния от оси вращения до точки на лезвии [3]. Снижение величины кинематического заднего угла резания в ходе процесса сверления сопровождается повышением трения задней поверхности резца о поверхность резания и, как следствие, происходит снижение точности определения свойств материала. Повышается износ по задней поверхности резцов. Уменьшающийся контурный угол заострения резцов от периферии к оси вращения позволит снизить воздействие скоростных параметров процесса сверления на кинематический задний угол резания, уменьшить трение задних поверхностей резцов о поверхность резания и повысить точность определения свойств древесины и древесных материалов сверлением. Изготовление хвостовика сверла с профилем правильного многоугольника в поперечном сечении, равномерно скрученного по своей оси, позволит улучшить отвод стружки от режущей головки сверла и перемещение стружки в отверстии, что также обеспечит снижение трения и повышение точности измерения свойств древесины и древесных материалов.
Источники информации
1. Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung des inneren Zustandes von  oder Holzbauteilen: 3501841 A1. Deutsches patentamp: G01N 33/46 Kamm, Willibald F.G.; anmeldetag 22,01,85; offenlegungstag 24,07,86.
2. Bore resistance measuring apparatus including a drive unit and an attachment for a drill and or driving mechanism: 6290437 B1. United States patent: B23B 41/00 Claus M. Leimersheim, Erich H. Wiesloch; appl. no. 421904; filed Oct, 20, 1999; patented Sep. 18, 2001.
3. Бершадский А.Л. Резание древесины [Текст] / А.Л. Бершадский, Н.И. Цветкова. - Минск: Вышейш. шк, 1975. - 303 с.