Сверло одностороннего резания с твердосплавным стеблем

Авторы патента:

Кирсанов Сергей Васильевич (RU)

Бабаев Артём Сергеевич (RU)

B23B51/00 - Режущие инструменты для сверлильных станков

Владельцы патента RU 2581541:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий малых диаметров. Сверло содержит стебель из твердого сплава, соединенный посредством цапфы с хвостовиком из стали. В стебле выполнены наружный V-образный прямой канал и внутренний прямой канал постоянного профиля, имеющий криволинейную форму почкообразного вида с различными диаметрами дуги. Хвостовик выполнен единым с цапфой. Улучшается удаление стружки из обрабатываемого отверстия, обеспечивается центрирование сверла, повышается точность получаемых отверстий малых диаметров. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сверления глубоких отверстий малых диаметров.

Из существующего уровня техники известны различные инструменты для сверления глубоких отверстий, такие как сверла одностороннего резания (ружейные), сверла БТА, эжекторные сверла и др. Наиболее пригодными для сверления глубоких отверстий малых диаметров являются сверла одностороннего резания.

Известно лопаточное сверло одностороннего резания для сверления отверстий малого диаметра (Пат. №2176176, МПК В23В 35/00). Режущая часть сверла содержит одно перо с режущей кромкой, имеющей обратную заточку, и вспомогательную кромку. Недостатком является невозможность сверления отверстий без выполнения заходного отверстия.

Известно однокромочное ружейное сверло, режущая головка которого имеет два отверстия для подачи охлаждения при сверлении, причем хотя бы одно из них имеет криволинейную или круглую форму (Заявка № JP 2013-139059 A, 2013.7.18, МПК В23В 51/06). Наличие двух отверстий в режущей головке значительно усложняет технологию ее изготовления.

Известно ружейное сверло для сверления глубоких отверстий, которое содержит режущую головку, имеющую выпускное отверстие для хладагента, сообщенное с каналом для подачи хладагента на дальней концевой поверхности на дальнем конце полой хвостовой части, имеющей канавку для отвода стружки, сечение которой в продольном направлении имеет V-образную форму на наружной поверхности и имеет внутреннее пространство, выполненное в виде канала для подачи хладагента. Режущая часть режущей головки выполнена из металлокерамического твердого сплава. Часть режущей головки, входящей в скользящий контакт с внутренней периферией, за исключением ее режущей части, состоит из материала, имеющего твердость, которая выше твердости металлокерамического твердого сплава (Пат. №2409452, МПК В23В 51/00). Наличие стального стержня уменьшает прочность и жесткость сверла.

Задача изобретения направлена на повышение точности получаемых отверстий малых диаметров за счет увеличения прочности и жесткости сверла.

Сверло одностороннего резания имеет твердосплавный стебель и хвостовик. Стебель выполнен с режущей частью единым. По всей длине стебля выполнены наружный V-образный прямой канал и внутренний прямой канал постоянного профиля, имеющий криволинейную форму почкообразного вида с диаметром D₁ одной дуги, большим диаметра D₂ другой дуги. Хвостовик выполнен единым с цапфой, в которой расположен твердосплавный стебель.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 показано сверло одностороннего резания с твердосплавным стеблем;

на фиг. 2 показана режущая часть сверла одностороннего резания с твердосплавным стеблем (вид А);

на фиг. 3 - поперечное сечение стебля сверла одностороннего резания с твердосплавным стеблем (сечение Б-Б).

на фиг. 4 - поперечное сечение соединения цапфы и стебля сверла одностороннего резания с твердосплавным стеблем (сечение В-В).

Сверло одностороннего резания с твердосплавным стеблем состоит из стебля 1 из твердого сплава, соединенного с хвостовиком 2 из стали через цапфу 3. Неразъемность стебля 1 и хвостовика 2 обеспечивается паяным соединением 4. Стебель 1 представляет собой твердосплавный пруток с наружным V-образным прямым каналом 5, на торце которого выполнена режущая часть, которая имеет режущие кромки 6 и 7 и опорную поверхность 8. Также в стебле 1 выполнен прямой внутренний канал 9, который с одной стороны соединен с каналом 10 в хвостовике 2, а со стороны режущей части формирует выпускное отверстие 11 для подачи охлаждения в зону обработки. На хвостовике 1 выполнена лыска 12, служащая для закрепления сверла на станке.

Работает сверло следующим образом. При задании вращения R против часовой стрелки сверлу сообщается осевая подача. Охлаждающая среда подается через канал в хвостовике 2 и прямой внутренний канал 9 в стебле 1 и через отверстие 11 поступает в зону обработки. Криволинейная форма канала почкообразного вида с диаметром D₁ одной дуги, большим диаметра D₂ другой дуги, для подвода охлаждения увеличивает расход охлаждающей среды и повышает охлаждение режущих кромок 6 и 7, повышая их ресурс. Режущие кромки 6 и 7 осуществляют сверление отверстия и формирование стружки, которая удаляется вместе с охлаждением по наружному V-образному прямому каналу 5 в специальную емкость. Возникающие за счет осевого смещения режущих кромок в процессе сверления радиальные силы воспринимаются боковой поверхностью 8 и прижимают сверло к поверхности получаемого отверстия. Это обеспечивает центрирование сверла, снижает увод оси отверстия и колебание диаметра отверстия, а также сглаживает микронеровности поверхности отверстия. При завершении процесса сверления останавливают вращение сверла и выводят его из полученного отверстия в направлении, обратном направлению осевой подачи.

Используют сверло одностороннего резания с твердосплавным стеблем А1 и сверло по патенту №2409452. В качестве охлаждающей среды применяют масляную жидкость, которую подают в зону обработки под давлением 11 МПа и осуществляют сверление отверстий диаметром 2,05 мм и длиной 40 мм в заготовках из стали с содержанием хрома около 1% (твердость НВ=189…207). Оценивают суммарную стойкость L_∑ при сверлении по количеству просверленных отверстий до поломки сверла, максимальное колебание диаметра отверстия Δ, средний диаметр отверстия D_cp и среднее отклонение от круглости Δ_кр. Результаты указаны в табл.

Предлагаемое сверло А1

Хвостовая часть выполнена из стали, имеет длину 68 мм, наружный диаметр 10 мм и канал для подачи охлаждающей жидкости 1,8 мм. Стебель с режущей частью имеет длину 155 мм и выполнен из твердого сплава типа ВК6-ОМ по ГОСТ 3882-74, при этом режущая часть имеет длину 14 мм и площадь выпускного отверстия для подачи охлаждения 0,32 мм².

Сверло по патенту №2409452

Хвостовая часть выполнена из стали, имеет длину 68 мм, наружный диаметр 10 мм и канал для подачи охлаждающей жидкости 1,8 мм. Стебель выполнен из конструкционной стали и имеет длину 141 мм. Режущая часть, припаянная к стальному стеблю, выполнена из твердого сплава типа ВК6-ОМ по ГОСТ 3882-74, имеет длину 14 мм и площадь выпускного отверстия для подачи охлаждения 0,32 мм².

Техническим результатом является уменьшение колебаний диаметра отверстия и отклонения от круглости отверстия.

Сверло одностороннего резания, содержащее хвостовик и твердосплавный стебель с режущей частью, отличающееся тем, что твердосплавный стебель выполнен по всей длине с наружным V-образным прямым каналом и внутренним прямым каналом постоянного профиля, имеющим криволинейную форму почкообразного вида с диаметром D₁ одной дуги, большим диаметра D₂ другой дуги, при этом твердосплавный стебель расположен в цапфе, выполненной заодно с хвостовиком.

Похожие патенты:

Центровое сверло // 2579726

Изобретение относится к режущим инструментам для сверления материалов и может быть использовано в устройствах для определения физико-механических характеристик древесины и древесных материалов микросверлением.

Сборное сверло // 2578274

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке материалов сборными сверлами с механическим креплением режущих пластин. Сборное сверло содержит корпус с хвостовиком, имеющий продольную ось, совпадающую с осью сверла, канавки для отвода стружки и гнезда, в которых установлены и закреплены с помощью крепежных винтов идентичные периферийная режущая пластина и центральная режущая пластина, каждая из которых ограничена торцовыми поверхностями в форме многоугольников и боковой поверхностью.

Сборное сверло // 2574621

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке сборным режущим сверлом с механическим креплением режущей головки. Сверло содержит корпус и осесимметричную режущую головку с двумя главными режущими кромками для образования просверливаемого отверстия и двумя вспомогательными режущими кромками.

Сверлильная режущая пластина // 2568540

Режущая пластина имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, периферийную боковую поверхность, соединяющую вместе верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и режущую кромку, выполненную на переходном участке между боковой поверхностью и верхней поверхностью.

Сверло // 2566700

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сверлении с использованием ручной дрели, сверлильного станка или тому подобного инструмента.

Самосверлящее расширительное крепежное средство и способ его изготовления // 2563412

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в строительстве для соединения друг с другом множества листовых деталей, в частности строительных плит.

Твердосплавное сверло из кобальтсодержащего материала для перфоратора с износостойким приповерхностным слоем // 2551341

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых в горном деле и при холодной и горячей механической обработке металлов и металлических сплавов, например, резанием.

Регулируемое сверло с механическим креплением многогранных режущих пластин // 2547365

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для выполнения отверстий в заготовке сверлами регулируемого размера. Сверло содержит корпус с продольной осью и по меньшей мере одну торцевую поверхность, содержащую элемент направления, выполненный в сочетании с по меньшей мере одной торцевой поверхностью.

Цельный режущий инструмент из двух материалов // 2544720

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении монолитных режущих инструментов, в частности фрез. Инструмент содержит корпус, по меньшей мере одну режущую кромку на его переднем конце и сердечник, установленный посредством горячей посадки в корпус и проходящий к переднему концу фрезы.

Сборное сверло с режущими пластинами // 2539255

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, сборному режущему сверлу с механическим креплением многогранных режущих пластин. Сверло содержит корпус, центральную режущую пластину, установленную рядом с осью вращения и периферийную режущую пластину, идентичную центральной режущей пластине.

Режущие инструменты, держатели режущего инструмента и режущие вставки для режущего инструмента // 2584619

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при резании материалов. Режущий элемент содержит режущую кромку, выполненную с возможностью отрезания материала от заготовки во время операции резания для формирования в ней обработанного угла α. Имеется по меньшей мере один из видов режущей кромки, в котором часть режущей кромки ограничена первой и второй линией, ориентированными тангенциально к указанной части режущей кромки в соответствующих точках А и В касания. Указанные линии формируют между собой режущий угол, соответствующий основному углу α в плане и имеющий вершину О. Для средней линии режущего угла, пересекающего часть режущей кромки в точке С, проекция С точки С части режущей кромки на линию OL, проходящую через вершину О перпендикулярно к плоскости одного вида, расположена между проекциями А' и В' соответствующих точек А и В части режущей кромки на линию OL. Приведены варианты выполнения режущего элемента, конструкция режущего инструмента, содержащего режущий элемент, раскрыты способы изготовления и модификации режущего элемента. Обеспечивается эффективное удаление стружки при резании, повышается качество обработки. 5 н. и 54 з.п. ф-лы, 95 ил.

Режущий инструмент с износостойким покрытием // 2588946

Изобретение относится к режущему инструменту с износостойким покрытием, содержащему основу и слой покрытия, расположенный на поверхности основы, в котором слой покрытия содержит первую слоистую структуру и вторую слоистую структуру. Первая слоистая структура имеет структуру, в которой два или более видов слоев с различными составами периодически уложены, а средняя толщина каждого из слоев составляет 60-500 нм. Вторая слоистая структура имеет структуру, в которой два или более видов слоев с различными составами периодически уложены, а средняя толщина каждого из слоев составляет от 2 нм до менее 60 нм. Слои, составляющие первую слоистую структуру, и слои, составляющие вторую слоистую структуру, содержат по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из металлов, включая по меньшей мере один элемент металла, выбранный из Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si, Sr, Y, Sn и Bi, и соединения, содержащие по меньшей мере один из указанных элементов металла и по меньшей мере один элемент неметалла, выбранный из углерода, азота, кислорода и бора. Повышается износостойкость инструмента, увеличивается его срок службы. 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 12 табл.

Соединительное устройство и режущий инструмент // 2596542

Соединительное устройство включает в себя: две выступающие части, выполненные на первом компоненте; сквозное отверстие, образованное так, что оно проходит через второй компонент; два принимающих отверстия, которые выполнены во втором компоненте и каждое из которых образовано так, что оно соединено со сквозным отверстием, и фиксирующий компонент, имеющий первую прижимную часть и вторую прижимную часть. Фиксирующий компонент выполнен с возможностью при размещении в сквозном отверстии изменения расстояния между первой прижимной частью и второй прижимной частью вследствие приложения усилия к одной концевой части фиксирующего компонента. Первая прижимная часть и вторая прижимная часть образованы с возможностью приложения усилия фиксации к любой одной соответствующей выступающей части из двух выступающих частей, введенных в два принимающих отверстия. Достигается повышение надежности соединения компонентов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 25 ил.

Способ получения цементированного карбида // 2618035

Группа изобретений относится к получению цементированного карбида, который может быть использован для изготовления режущего инструмента. Способ включает стадии формирования шлама, содержащего жидкость для измельчения, порошки связующих металлов, первую порошковую фракцию и вторую порошковую фракцию, измельчение, сушку, прессование и спекание шлама. Первая порошковая фракция, полученная из лома рециркулированного цементированного карбида с использованием процесса извлечения Zn, включает такие элементы, как W, С, Со, и по меньшей мере один или более таких элементов, как Та, Ti, Nb, Cr, Zr, Hf и Mo. Вторая порошковая фракция включает первичное сырье из WC. При этом первую порошковую фракцию подвергают стадии предварительного измельчения до стадии формирования шлама для получения среднего размера зерен, составляющего от 0,2 до 1,5 мкм. Обеспечивается получение цементированного карбида, включающего мелкозернистую гамма-фазу. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 табл., 6 пр.

Сверло с покрытием // 2618292

Группа изобретений относится к нанесению покрытий на подложки и может быть использовано для нанесения покрытий на поверхности инструментов и деталей. Сверло с покрытием, которое выполнено по меньшей мере на сверлильной головке сверла и имеет по меньшей мере один слой, нанесенный магнетронным распылением импульсами высокой мощности (HIPIMS-слой), который нанесен непосредственно на корпус сверла. HIPIMS-слой имеет по меньшей мере один слой по меньшей мере из одного нитрида, и/или карбида, и/или оксида. На HIPIMS-слое предусмотрен слой из аморфного углерода или углеродсодержащий слой (DLC-слой). Слой из аморфного углерода или DLC-слой предусмотрен на HIPIMS-слое в форме металлсодержащего DLC-слоя, при этом содержание металла в DLC-слое постепенно сокращается по направлению к поверхности. Слои получаются плотными и однородными, имеют хорошее сцепление с незначительной шероховатостью поверхности. Увеличивается срок службы инструментов с таким покрытием. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

Режущий инструмент с покрытием // 2635055

Изобретение относится к режущему инструменту с покрытием, содержащему подложку и слой покрытия, образованный на внешней поверхности этой подложки. Слой покрытия включает в себя по меньшей мере один слой соединения Ti. Слой соединения Ti содержит соединение, содержащее элементарный титан и по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из C, N, O и B. В слое соединения Ti предусмотрена окруженная трещинами область, если рассматривать сверху полированную поверхность, по существу, параллельную поверхности подложки. Внутри эта область снабжена прерывистыми трещинами, в которой один конец или оба конца упомянутых трещин не упираются в трещины, которые составляют упомянутую область. Соотношение между среднечисленной плотностью (А) этой области и среднечисленной плотностью (B) прерывистой трещины удовлетворяет условию 0,7<B/A<2. В результате получают режущий инструмент с покрытием, имеющим превосходную устойчивость к скалыванию, износостойкость, а также устойчивость к разрушению, что повышает срок службы инструмента. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.