Сверлильный инструмент
Сверлильный инструмент (10), содержащий держатель (12) инструмента, проходящий вдоль центральной оси (14) и содержащий первое гнездо (16) под режущую пластину, имеющее первую контактную поверхность (24), ориентированную параллельно центральной оси (14). Сверлильный инструмент (10) также содержит первую режущую пластину (20), закрепленную в первом гнезде (16) под режущую пластину и одной из своих сторон прилегающую к первой контактной поверхности (24), причем аксиальная часть первой режущей пластины (20) выступает в аксиальном направлении за торцевой конец (38) держателя (12) инструмента, и первая режущая пластина (20) в аксиальной части содержит первую главную режущую кромку (42), которая наклонена относительно первой воображаемой плоскости (54), ориентированной перпендикулярно центральной оси (14) и расположенной на торцевом конце (38) держателя (12) инструмента, таким образом, что радиальный наружный конец (58) первой главной режущей кромки (42) расположен на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости (54), чем радиальный внутренний конец (60) первой главной режущей кромки (42), и первая главная режущая кромка (42) не пересекает первую воображаемую плоскость (54). Первая главная режущая кромка (42) касается или пересекает вторую воображаемую плоскость (56), определенную центральной осью (14) и ориентированную перпендикулярно первой контактной поверхности (24). Достигается повышение качества обработанного отверстия и стойкости сверлильного инструмента. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.
[001] Настоящее изобретение относится к сверлильному инструменту, содержащему держатель инструмента, проходящий вдоль центральной оси и содержащий первое гнездо под режущую пластину, имеющее первую контактную поверхность, ориентированную параллельно центральной оси. Сверлильный инструмент также содержит первую режущую пластину, закрепленную в первом гнезде под режущую пластину и одной из своих сторон прилегающую к первой контактной поверхности.
[002] Предлагаемый изобретением сверлильный инструмент, в частности, подходит для обработки спеченного твердого сплава или керамики. Однако использование предлагаемого изобретением сверлильного инструмента обработкой заготовок из указанных материалов не ограничено, хотя оно является предпочтительной целью использования.
[003] Спеченный твердый сплав имеет очень высокую твердость. Наряду с использованием в качестве режущего материала спеченный твердый сплав также часто используется в технологии обработки давлением в качестве пуансона, молота или изнашивающейся детали. Обработка указанных деталей из спеченного твердого сплава традиционно производится главным образом посредством шлифования и электроэрозионной обработки. Также известны фрезерные инструменты, режущие кромки которых изготовлены из твердого сплава, покрытого алмазным слоем. Однако сверла, подходящие для обработки спеченного твердого сплава, заявителю не известны.
[004] Изготовление сквозных или глухих отверстий в заготовках из спеченного твердого сплава вследствие очень высокой твердости указанного материала на практике часто очень затруднено. В частности, если в таких (высверленных) отверстиях должна быть нарезана резьба, то становится абсолютно необходимым использование инструментов с очень точными и в то же время очень стабильными режущими кромками чрезвычайно высокой твердости. При помощи ранее известных способов электроэрозионной обработки это почти невозможно. До сих пор осуществить это удавалось только с помощью твердосплавных фрез с алмазным покрытием. Однако срок службы таких твердосплавных фрез с алмазным покрытием очень короткий, так что использование таких фрезерных инструментов оказалось дорогостоящим.
[005] Сверление спеченного твердого сплава с помощью обычных сверл до сих пор было невозможно в частности по следующим причинам. Помимо недостаточной прочности и стабильности ранее известных сверлильных инструментов, также серьезным препятствием является сильное тепловыделение во время резания спеченного твердого сплава. Кроме того, при использовании обычных сверлильных инструментов в центре сверла возникало бы слишком высокое давление, поскольку в указанном месте скорость резания сверлом, как правило, равна нулю, поскольку процесс резания происходит изнутри наружу, начиная с центра или, соответственно, вершины сверла, вокруг которой вращается сверло. Поэтому для обработки спеченного твердого сплава посредством сверления потребовались бы сверлильные инструменты, имеющие специально адаптированную для этого геометрию режущих кромок.
[006] Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить сверлильный инструмент, позволяющий преодолеть указанные выше проблемы и в частности подходящий для обработки спеченного твердого сплава и керамики.
[007] Исходя из сверлильного инструмента названного выше типа, указанная задача согласно изобретению решается благодаря тому, что аксиальная часть первой режущей пластины выступает за торцевой конец держателя инструмента, и первая режущая пластина в аксиальной части содержит первую главную режущую кромку, которая наклонена относительно первой воображаемой плоскости, ориентированной перпендикулярно центральной оси и расположенной на торцевом конце держателя инструмента, таким образом, что радиальный наружный конец первой главной режущей кромки находится на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости, чем радиальный внутренний конец первой главной режущей кромки, и первая главная режущая кромка не пересекается с первой воображаемой плоскостью, причем первая главная режущая кромка, кроме того, касается или пересекается со второй воображаемой плоскостью, определенной центральной осью и ориентированной перпендикулярно первой контактной плоскости.
[008] Предлагаемый изобретением сверлильный инструмент отличается геометрией режущей кромки, специально приспособленной для обработки материалов очень высокой твердости. Характерным для указанной геометрии режущей кромки является наклон главной режущей кромки снаружи внутрь. В осевом направлении (т.е. параллельно центральной оси) радиальный наружный конец главной режущей кромки выступает за торцевой конец держателя инструмента дальше, чем радиальный внутренний конец главной режущей кромки.
[009] Таким образом, в случае предлагаемого изобретением сверлильного инструмента врезание в заготовку происходит не изнутри наружу, а снаружи внутрь. Предлагаемый изобретением инструмент не имеет центральной вершины сверла и, следовательно, выпуклой геометрии сверлильной головки, как это обычно бывает в большинстве случаев, а имеет вогнутую геометрию режущей кромки сверлильной головки. Это значительно уменьшает давление на центр сверлильной головки. Таким образом, это позволяет почти не принимать во внимание (обычно нулевую) скорость резания в центре сверла.
[0010] Для лучшего описания указанного характерного прохождения главной режущей кромки здесь делается ссылка на две воображаемые плоскости, предназначенные только для описания геометрии и положения главной режущей кромки. Первая воображаемая плоскость ориентирована перпендикулярно центральной оси и проходит чрез торцевой конец держателя инструмента или, соответственно, касается торцевого конца держателя инструмента. Она представляет собой нечто вроде вертикальной плоскости или плоскости YZ. Главная режущая кромка режущей пластины, называемая здесь первой главной режущий кромкой, наклонена относительно указанной первой воображаемой плоскости таким образом, что радиальный наружный конец первой главной режущей кромки находится на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости, чем радиальный внутренний конец первой главной режущей кромки. Однако в целом первая главная режущая кромка находится с одной стороны указанной первой воображаемой плоскости, тогда как держатель инструмента в целом находится на противоположной стороне указанной первой воображаемой плоскости.
[0011] Вторая воображаемая плоскость, предназначенная для описания геометрии и положения первой главной режущей кромки, определена центральной осью держателя инструмента и проходит перпендикулярно первой контактной поверхности. Таким образом, центральная ось держателя инструмента лежит в указанной второй воображаемой плоскости. Первая главная режущая кромка касается или пересекается с указанной второй воображаемой плоскостью. Таким образом, первая главная режущая кромка режет до центра или за центр сверлильной головки, так что, несмотря на вогнутую геометрию режущей кромки, обработка резанием происходит также в центре сверлильной головки и, следовательно, в центре высверленного отверстия материал не остается.
[0012] Благодаря геометрии первой главной режущей кромки обработка резанием при подводе сверлильного инструмента к заготовке начинается на радиальном наружном конце сверлильной головки. Это приводит к повышенной стабильности, а также высокой осевой точности и округлости в отверстии.
[0013] Первая режущая пластина предпочтительно состоит из толстопленочного алмаза, полученного химическим осаждением из паровой фазы (толстопленочного CVD-алмаза). Благодаря указанной геометрии и положению первой главной режущей кромки толстопленочный CVD-алмаз удалось использовать таким образом, что используются превосходные антифрикционные свойства толстопленочного CVD-алмаза и в то же время защищаются свойства против поломок. Таким образом, обеспечивается возможность, при помощи геометрически определенной режущей кромки эффективно и с низким напряжением обрабатывать высокотвердые материалы.
[0014] Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения первая контактная поверхность ориентирована параллельно радиальному направлению держателя инструмента, проходящему перпендикулярно центральной оси.
[0015] Таким образом, первая контактная поверхность проходит как параллельно центральной оси, так и параллельно радиальному направлению. Иначе говоря, согласно указанному варианту осуществления первая контактная поверхность проходит перпендикулярно первой и второй воображаемой плоскости. Согласно указанному варианту осуществления передача усилия между держателем инструмента и первой режущей пластиной происходит в окружном направлении, перпендикулярно радиальному направлению и центральной оси.
[0016] Согласно еще одному варианту осуществления первая главная режущая кромка ориентирована параллельно первой контактной поверхности. Относительно радиального направления или, соответственно, первой воображаемой плоскости первая главная режущая кромка предпочтительно наклонена под углом от 0,2° до 3°.
[0017] Как указано выше, первая главная режущая кромка наклонена в направлении радиально снаружи - радиально внутрь, так что возникает вогнутая геометрия режущей кромки. При обработке заготовки сначала радиальное наружное усилие резания, таким образом, постепенно передается на первую режущую пластину снаружи внутрь, вдоль первой главной режущей кромки, так что замедляется общая нагрузка первой главной режущей кромки. Это стабилизирует усилие резания и предотвращает сколы на первой главной режущей кромке.
[0018] Согласно еще одному варианту осуществления первая главная режущая кромка имеет длину, составляющую больше половины диаметра держателя инструмента.
[0019] В указанном варианте первая главная режущая кромка предпочтительно режет от самой наружной части внутрь, за центр сверлильного инструмента. В этом случае сверлильный инструмент может быть выполнен в виде однолезвийного инструмента с только одной режущей пластиной и главной режущей кромкой, а именно, с первой режущей пластиной, имеющей первую главную режущую кромку.
[0020] Предпочтительно в последнем указанном варианте осуществления радиальная часть первой режущей пластины выступает за наружную периферию держателя инструмента, и первая режущая пластина в радиальной части содержит первую вспомогательную режущую кромку, проходящую параллельно центральной оси или наклоненную относительно центральной оси под углом не больше 2°.
[0021] Указанная первая вспомогательная режущая кромка находится на большем расстоянии от центральной оси, чем радиальный наружный конец первой главной режущей кромки. Первая вспомогательная режущая кромка служит в качестве своего рода опоры, посредством которой сверлильный инструмент опирается на заготовку со стороны периферии. Таким образом, она служит главным образом в качестве направляющей. Однако в то же время в указанном месте происходит и удаление материала. Если первая вспомогательная режущая кромка слегка наклонена относительно центральной оси сверлильного инструмента, то это гарантирует лучший свободный ход, поскольку в таком случае первая вспомогательная режущая кромка большей частью уже не контактирует с обрабатываемой заготовкой и, таким образом, в указанном месте возникает меньшее трение между первой режущей пластиной и заготовкой.
[0022] Согласно еще одному варианту осуществления первая вспомогательная режущая кромка соединена с первой главной режущей кромкой посредством закругления и/или фаски.
[0023] Закругление и/или фаска образуют вершину лезвия и, таким образом, точку, в которой начинается врезание в заготовку. Таким образом, закругление или, соответственно, фаска участвуют в резании. Таким образом, здесь речь идет о своего рода угловой режущей кромке.
[0024] Согласно еще одному варианту осуществления первая вспомогательная режущая кромка наклонена относительно первой главной режущей кромки под углом меньше 90°.
[0025] Угол меньше 90° получается уже хотя бы благодаря тому, что первая главная режущая кромка, как указано выше, наклонена внутрь на некоторый угол относительно радиального направления, и одновременно первая вспомогательная режущая кромка наклонена относительно центральной оси.
[0026] Согласно еще одному варианту осуществления держатель инструмента содержит второе гнездо под режущую пластину, которое имеет вторую контактную поверхность, ориентированную параллельно центральной оси, и в котором закреплена вторая режущая пластина, одна из сторон которой прилегает ко второй контактной поверхности.
[0027] Таким образом, предлагаемый изобретением инструмент также может быть выполнен в виде двух- или многолезвийного инструмента. Вторая контактная поверхность, к которой прилегает вторая режущая пластина, предпочтительно расположена параллельно и со смещением относительно первой контактной поверхности. Смещение двух контактных поверхностей предпочтительно выполнено таким образом, что между первой главной режущей кромкой первой режущей пластины и второй главной режущей кромкой второй режущей пластины возникает зазор не более 6 сотых. Указанный зазор между режущими кромками также может быть установлен на 0. Однако две главные режущие кромки двух режущих пластин не перекрывают друг друга.
[0028] В зависимости от числа режущих пластин каждая из главных режущих кромок различных режущих пластин предпочтительно обрабатывает различный радиальный сегмент отверстия. В случае использования двух режущих пластин является предпочтительным, если первая главная режущая кромка первой режущей пластины обрабатывает отверстие от самой наружной части отверстия за центр отверстия, тогда как вторая главная режущая кромка второй режущей пластины отрабатывает только радиальную наружную область отверстия. Таким образом, в радиальной внутренней или, соответственно, центральной области отверстия режет только первая режущая пластина, тогда как в радиально наружной области отверстие отрабатывается как первой режущей пластиной, так и второй режущей пластиной.
[0029] Согласно одному из вариантов осуществления аксиальная часть второй режущей пластины выступает за торцевой конец держателя инструмента, и вторая режущая пластина в аксиальной части содержит вторую главную режущую кромку, которая наклонена относительно первой воображаемой плоскости таким образом, что радиальный наружный конец второй главной режущей кромки находится на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости, чем радиальный внутренний конец второй главной режущей кромки, и вторая главная режущая кромка не пересекается с первой воображаемой плоскостью. Таким образом, вторая главная режущая кромка второй режущей пластины, как и первая главная режущая кромка первой режущей пластины, наклонена снаружи внутрь.
[0030] Согласно еще одному варианту осуществления первая главная режущая кромка наклонена относительно первой воображаемой плоскости на первый угол, тогда как вторая главная режущая кромка наклонена относительно первой воображаемой плоскости на второй угол, не равный первому углу.
[0031] Поскольку обе главные режущие кромки предпочтительно наклонены снаружи внутрь, возникает вогнутая геометрия режущей кромки. Если смотреть сбоку, перпендикулярно двум контактным поверхностям режущих пластин, угол между первой главной режущей кромкой и второй главной режущей кромкой предпочтительно составляет меньше 180°, но больше 174°. Минимальный угол 174° возникает при наклоне двух главных режущих кромок на 3° относительно первой воображаемой плоскости.
[0032] Предпочтительно размер второй режущей пластины, измеренный в радиальном направлении, т.е. перпендикулярно центральной оси, меньше размера первой режущей пластины, измеренного в радиальном направлении.
[0033] Тогда как первая главная режущая кромка предпочтительно обрабатывает отверстие от самой наружной части внутрь, за центр, вторая главная режущая кромка предпочтительно обрабатывает только радиально наружный край отверстия. Таким образом, вторая главная режущая кромка не проходит до центра или даже за центр держателя инструмента. Другими словами, вторая главная режущая кромка не пересекает и не касается второй воображаемой плоскости.
[0034] Однако согласно одному из вариантов осуществления является возможным, что вторая главная режущая кромка выступает за наружную периферию держателя инструмента, а первая режущая пластина - нет. Таким образом, в таком варианте осуществления радиальная краевая область отверстия обрабатывается только второй режущей пластиной, а радиальная внутренняя область отверстия - только первой режущей пластиной.
[0035] Независимо от того, выступает ли за наружную периферию держателя инструмента только вторая режущая пластина, или обе режущие пластины, вторая режущая пластина содержит радиальную часть, выступающую за наружную периферию держателя инструмента, причем вторая режущая пластина в радиальной части содержит вторую вспомогательную режущую кромку, проходящую параллельно центральной оси или наклоненную относительно центральной оси под углом не больше 2°.
[0036] Аналогично первой режущей пластине вторая вспомогательная режущая кромка также соединена со второй главной режущей кромкой посредством закругления и/или фаски.
[0037] Предпочтительно предлагаемый изобретением сверлильный инструмент выполнен таким образом, что он не обладает ни вращательной, ни зеркальной симметрией.
[0038] Согласно одному из вариантов осуществления каждая из режущих пластин соединена с держателем инструмента посредством когезионного соединения. Это гарантирует стабильное соединение режущих пластин с держателем инструмента.
[0039] Предпочтительно режущие пластины припаяны к держателю инструмента. Хотя в принципе возможно и сварное соединение, в данном случае предпочтительным является паяное соединение, поскольку режущие пластины предпочтительно изготовлены из толстопленочного CVD-алмаза, а держатель инструмента - предпочтительно из твердого сплава.
[0040] Разумеется, без выхода за рамки настоящего изобретения вышеназванные признаки и признаки, которые будут пояснены ниже, могут применяться не только в указанной соответствующей комбинации, но и в других комбинациях, или по отдельности.
[0041] Примеры осуществления изобретения представлены на чертежах и поясняются более подробно в нижеследующем описании. На чертежах показано следующее:
фиг. 1 - перспективный вид сверлильного инструмента, выполненного в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 - вид сбоку детали сверлильной головки сверлильного инструмента, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - вид спереди сверлильной головки сверлильного инструмента, показанного на фиг. 1;
фиг. 4 - вид сбоку сверлильной головки сверлильного инструмента, показанного на фиг. 1, без расположенных на ней режущих пластин;
фиг. 5 - перспективный вид сверлильной головки сверлильного инструмента, показанного на фиг. 1, без расположенных на ней режущих пластин;
фиг. 6 - вид сбоку сверлильной головки предлагаемого изобретением сверлильного инструмента согласно второму примеру осуществления; и
фиг. 7 - вид спереди сверлильной головки, показанной на фиг. 6.
[0042] На фиг. 1 показан перспективный вид первого примера осуществления предлагаемого изобретением сверлильного инструмента. На указанной фигуре сверлильный инструмент в целом имеет позиционное обозначение 10.
[0043] Сверлильный инструмент 10 предпочтительно выполнен таким образом, что он не обладает ни вращательной, ни зеркальной симметрией.
[0044] Сверлильный инструмент 10 содержит держатель 12 инструмента, проходящий вдоль центральной оси 14. В показанном здесь примере осуществления в области своего переднего конца держатель 12 инструмента содержит два гнезда 16, 18 под режущую пластину, которые для их лучшего различения обозначаются как первое гнездо 16 под режущую пластину и второе гнездо 18 под режущую пластину. Два гнезда 16, 18 под режущую пластину предназначены для приема двух режущих пластин 20, 22, которые здесь обозначены как первая режущая пластина 20 и вторая режущая пластина 22.
[0045] В показанном примере осуществления две режущие пластины 20, 22 имеют разный размер. Кроме различия по размеру в данном примере осуществления две режущие пластины 20, 22 также имеют не совсем одинаковую геометрию.
[0046] Хотя в показанном примере осуществления сверлильный инструмент 10 оснащен двумя режущими пластинами 20, 22, здесь следует отметить, что для функционирования сверлильного инструмента 10 также достаточно только одной из двух режущих пластин, а именно, режущей пластины 20. Точно так же сверлильный инструмент 10, не выходя за рамки настоящего изобретения, с таким же успехом может быть оснащен также более чем двумя режущими пластинами.
[0047] Гнезда 16, 18 под режущую пластину, в которых расположены режущие пластины 20, 22, детально показаны на фиг. 4 и 5, поскольку на указанных чертежах режущие пластины 20, 22 не изображены. Каждое из двух гнезд 16, 18 под режущую пластину имеет контактную поверхность 24 или, соответственно, 26, к которой плоско прилегает одна из двух режущих пластин 20, 22 (см. также фиг. 3). Каждая из двух контактных поверхностей 24, 26, которые здесь обозначаются как первая контактная поверхность 24 и вторая контактная поверхность 26, проходят предпочтительно параллельно центральной оси 14 держателя 12 инструмента. Две контактные поверхности 24, 26 также предпочтительно проходят параллельно друг другу и радиальному направлению 28 держателя 12 инструмента. На фиг. 3 радиальное направление 28, проходящее перпендикулярно центральной оси 14, обозначено просто стрелкой.
[0048] Кроме того, каждая из двух режущих пластин 20, 22 боковой поверхностью прилегает к еще одной опорной поверхности на держателе 12 инструмента. На фиг. 4 и 5 указанная опорная поверхность, на которую опирается первая режущая пластина 20, имеет позиционное обозначение 30. Соответствующая опорная поверхность второго гнезда 18 под режущую пластину, на которую опирается вторая режущая пластина 22, на фиг. 4 и 5 закрыта и в явном виде не показана. Однако она проходит точно так же, как опорная поверхность 30, под острым углом (угол меньше 90°) к центральной оси 14 держателя 12 инструмента.
[0049] Две режущие пластины 20, 22 предпочтительно посредством когезионного соединения соединены с держателем 12 инструмента, точнее говоря, с гнездами 16, 18 под режущую пластину. Особенно предпочтительно каждая из двух режущих пластин 20, 22 припаяна к гнезду 16, 18 под режущую пластину. Режущие пластины 20, 22 изготовлены предпочтительно из толстопленочного CVD-алмаза. Держатель 12 инструмента предпочтительно изготовлен из твердого сплава.
[0050] Режущие пластины 20, 22 вместе с передней частью держателя 12 инструмента, на которой они закреплены, образуют сверлильную головку 32, которая детально показана на фиг. 2 и 3 на виде сбоку (фиг. 2) и спереди (фиг. 3). В показанном здесь примере осуществления на указанной сверлильной головке 32 расположено два выхода 34 из каналов для охлаждающей среды, находящихся в держателе 12 инструмента. По указанным каналам в области сверлильной головки 32 может транспортироваться, например, охлажденный воздух для охлаждения режущих пластин 20, 22 во время процесса резания. Конечно, вместо воздуха по каналам для охлаждающей среды к выходам 34 для охлаждающей среды также может транспортироваться любая другая охлаждающая среда.
[0051] Стружка, снятая с заготовки, переносится по стружечным канавкам 36, проходящим от сверлильной головки 32 назад, вдоль держателя 12 инструмента. В показанном здесь примере осуществления сверлильный инструмент 10 содержит две такие стружечные канавки 36, причем одна из стружечных канавок 36 сопряжена с первой режущей пластиной 20, а другая из двух стружечных канавок 36 - со второй режущей пластиной 22.
[0052] В первом примере осуществления, показанном на фиг. 1-3, две режущие пластины 20, 22 выступают как в осевом направлении (т.е. вдоль центральной оси 14), за торцевой конец 38 держателя 12 инструмента, так и поперек указанного направления, в радиальном направлении 28, наружу, за наружную периферию 40 сверлильной головки 32.
[0053] Каждая из двух режущих пластин 20, 22 содержит главную режущую кромку 42, 44 и вспомогательную режущую кромку 46, 48. Главные режущие кромки 42, 44 находятся в аксиальной части режущих пластин 20, 22, выступающей за торцевой конец 38 держателя 12 инструмента. Вспомогательные режущие кромки 46, 48 находятся в радиальной части, выступающей за наружную периферию 40 сверлильной головки 32.
[0054] В данном случае главная режущая кромка 42 первой режущей пластины 20 обозначается как первая главная режущая кромка 42. В данном случае главная режущая кромка 44 второй режущей пластины 22 обозначается как вторая главная режущая кромка 44. Соответственно вспомогательная режущая кромка 46 первой режущей пластины 20 обозначается как первая вспомогательная режущая кромка, а вспомогательная режущая кромка 48 второй режущей пластины 22 - как вторая вспомогательная режущая кромка 48.
[0055] Первая главная режущая кромка 42 соединена с первой вспомогательной режущей кромкой 46 посредством угловой режущей кромки 50, которая может быть выполнена в виде фаски и/или закругления. Вторая главная режущая кромка 44 соединена со второй вспомогательной режущей кромкой 48 посредством второй угловой режущей кромки 52, которая также может быть выполнена в виде фаски и/или закругления. Указанные две угловые режущие кромки 50, 52 предпочтительно образуют часть соответствующей режущей пластины 20, 22, которая находится на наибольшем расстоянии от центральной оси 14 держателя 12 инструмента.
[0056] Если угловые режущие кромки 50, 52 выполнены в виде закруглений, они предпочтительно имеют радиус в диапазоне 0,1-1 мм. Если угловые режущие кромки 50, 52 выполнены в виде фасок, они предпочтительно наклонены под углом 5°-20° относительно смежных главных режущих кромок 42, 44 и имеют длину в диапазоне 0,2-1 мм.
[0057] Для описания положения и геометрии главных и вспомогательных режущих кромок 42, 44, 46, 48 делается ссылка на две воображаемые плоскости, которые служат только для лучшего описания. На фиг. 2 и 4 две воображаемые плоскости обозначены пунктиром и имеют позиционные обозначения 54, 56. Две воображаемые плоскости 54, 56 представляют собой две плоскости, ориентированные перпендикулярно друг другу. Воображаемая плоскость 54, здесь обозначаемая как первая воображаемая плоскость 54, ориентирована перпендикулярно центральной оси 14 держателя 12 инструмента и проходит чрез торцевой конец 38 держателя 12 инструмента. Воображаемая плоскость 56, здесь обозначаемая как вторая воображаемая плоскость 56, проходит перпендикулярно воображаемой плоскости 54. Таким образом, центральная ось 14 держателя 12 инструмента лежит в указанной второй воображаемой плоскости 56. Две воображаемые плоскости 54, 56 проходят предпочтительно перпендикулярно двум контактным поверхностям 24, 26 гнезд 16, 18 под режущую пластину. Другими словами, таким образом, первая воображаемая плоскость 54 образует радиальную плоскость, проходящую через торцевой конец 38 держателя 12 инструмента. Напротив, вторая воображаемая плоскость 56 определена радиальным направлением 28 и центральной осью 14.
[0058] Первая главная режущая кромка 42 первой режущей пластины 20 наклонена относительно первой воображаемой плоскости 54 таким образом, что радиальный наружный конец 58 первой главной режущей кромки 42, смежный с первой угловой режущей кромкой 50, находится на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости 54, чем радиальный внутренний конец 60 первой главной режущей кромки 42. Однако два конца 58, 60 первой главной режущей кромки 42 расположены с одной и той же стороны первой воображаемой плоскости 54, а именно, с той стороны первой воображаемой плоскости 54, которая обращена от держателя 12 инструмента. Поэтому первая главная режущая кромка 42 не пересекает первую воображаемую плоскость 54.
[0059] Благодаря описанному расположению возникает наклон главной режущей кромки 42 относительно первой воображаемой плоскости 54 или, соответственно, относительно радиального направления 28. На фиг. 2 указанный наклон показан в виде угла α. Угол α составляет предпочтительно 0,2°-3°. Первая главная режущая кромка 42 касается или пересекается со второй воображаемой плоскостью 56. Иначе говоря, первая главная режущая кромка 42 проходит до центра сверлильного инструмента 10 (если она касается второй воображаемой плоскости 56) или за центр сверлильного инструмента 10 (если она пересекается со второй воображаемой плоскостью 56).
[0060] Первая вспомогательная режущая кромка 46 первой режущей пластины 20 проходит предпочтительно параллельно центральной оси 14 держателя 12 инструмента или наклонена относительно центральной оси 14 держателя 12 инструмента под углом не больше 2°. На фиг. 2 указанный угол обозначен как угол β.
[0061] В результате наклона первой главной режущей кромки относительно радиального направления 28 (угол α) и необязательного наклона первой вспомогательной режущей кромки 46 относительно центральной оси 14 (угол β) возникает угол γ между первой главной режущей кромкой 42 и первой вспомогательной режущей кромкой 46, составляющий предпочтительно меньше 90°. Указанный угол γ особенно предпочтительно находится в диапазоне от 85° до 89,8°.
[0062] Вторая вспомогательная режущая кромка 44 второй режущей пластины 22 также наклонена относительно первой воображаемой плоскости 54. На фиг. 2 соответствующий угол наклона обозначен как угол δ. Наклон второй главной режущей кромки 44 также выполнен таким образом, что радиальный наружный конец 62 второй главной режущей кромки 44 находится на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости 54, чем радиальный внутренний конец 64 второй главной режущей кромки 44. Вторая главная режущая кромка 44 также не пересекает первую воображаемую плоскость 54.
[0063] Таким образом, между главными режущими кромками 42, 44 возникает угол ε, составляющий меньше 180°, но предпочтительно больше 174°. Предпочтительно угол ε составляет больше 174°, но меньше 179,6°. Таким образом, благодаря главным режущим кромкам 42, 44 в целом на переднем конце сверлильной головки 32 возникает вогнутая геометрия режущих кромок.
[0064] В отличие от первой главной режущей кромки 42 первой режущей пластины 20 вторая главная режущая кромка 44 второй режущей пластины 22 не доходит до центра сверлильного инструмента 10. Поэтому вторая главная режущая кромка 44 не касается и не пересекается со второй воображаемой плоскостью 56.
[0065] В примере осуществления, показанном на фиг. 1-3, вторая вспомогательная режущая кромка 48 второй режущей пластины 22 проходит параллельно центральной оси 14 держателя 12 инструмента. Несмотря на это, точно так же, как первая вспомогательная режущая кромка 46, она может быть наклонена относительно центральной оси 14 под углом не больше 2°. Несмотря на описанные наклоны главных и вспомогательных режущих кромок 42, 44, 46, 48 под углом α, β и δ, главные и вспомогательные режущие кромки 42, 44, 46, 48 проходят предпочтительно параллельно двум контактным поверхностям 24, 26 гнезд 16, 18 под режущую пластину. Предпочтительно все без исключения главные и вспомогательные режущие кромки 42, 44, 46, 48 выполнены в виде прямолинейных режущих кромок.
[0066] При обработке заготовки посредством сверлильного инструмента 10 вследствие описанного наклона главных режущих кромок 42, 44 сначала в контакт с заготовкой входят угловые режущие кромки 50, 52. Таким образом, сверлильная головка 32 указанными двумя угловыми режущими кромками 50, 52 опирается на заготовку. Вследствие описанного наклона главных режущих кромок 42, 44 относительно радиального направления 28 врезание проходит снаружи внутрь. Это сильно повышает износостойкость режущих пластин 20, 22, поскольку усилие резания постепенно передается на геометрию режущей кромки снаружи внутрь и, таким образом, замедляется общая нагрузка. Это стабилизирует усилие резания, что позволяет избежать сколов на главных режущих кромках 42, 44. Благодаря исполнению режущих пластин 20, 22 в виде режущих пластин из толстопленочного CVD-алмаза, получается сверлильный инструмент с высокопрочными режущими кромками, что позволяет обрабатывать очень твердые материалы, такие как спеченный твердый сплав или керамика. Благодаря описанному наклону главных режущих кромок 42, 44 значительно уменьшается давление на центр сверлильного инструмента 10. Разработанная геометрия режущей кромки позволяет почти не принимать во внимание скорость резания в центре сверла, которая обычно равна нулю. Опора, обеспеченная углами 50, 52, приводит к повышенной стабильности и, таким образом, максимальной осевой точности и округлости в отверстии. Наклон вспомогательных режущих кромок 46, 48 позволяет минимизировать трение, возникающее на боковой поверхности отверстия.
[0067] Чтобы можно было обеспечить высокоточные свойства сверлильного инструмента 10, кроме того, является предпочтительным, чтобы геометрия режущей кромки или, соответственно, режущие кромки 42, 44, 46, 48 были изготовлены посредством лазерной обработки.
[0068] На виде сверху, представленного на фиг. 3 вида спереди, также показано следующее: две режущие пластины 20, 22 имеют предпочтительно разный размер. Первая режущая пластина 20 выполнена так, что она имеет больший размер, чем вторая режущая пластина 22, в частности в отношении ее радиальной протяженности. Предпочтительно первая режущая пластина 20 в радиальном направлении 28 имеет большую протяженность, чем половина радиуса держателя 12 инструмента. Под указанным диаметром, на фиг. 1 и 3 обозначенным как диаметр D, понимается диаметр сверлильной головки 32. В своей задней части держатель 12 инструмента содержит зажимную часть 66, имеющую предпочтительно больший диаметр по сравнению с диаметром D. Поскольку, как указано выше, первая главная режущая кромка 42 первой режущей пластины 20 режет от самой наружной части до центра или за центр, первая главная режущая кромка 42 также имеет большую длину, чем половина диаметра D сверлильной головки 32.
[0069] На виде сверху, представленного на фиг. 3 вида спереди, также обозначено расстояние d1, возникающее между двумя главными режущими кромками 42, 44. Указанное расстояние d1 должно составлять не более 6 сотых. Однако обозначенное расстояние d1 также может быть равно 0.
На фиг. 6 и 7 показан второй пример осуществления предлагаемого изобретением сверлильного инструмента 10. В указанном примере осуществления в радиальном направлении наружу, за наружную периферию 40 держателя 12 инструмента в области сверлильной головки 32 выступает только вторая режущая пластина 22. Напротив, первая вспомогательная режущая кромка 46 первой режущей пластины 20 расположена внутри держателя 12 инструмента, не выступая в радиальном направлении наружу, за наружную периферию 40 держателя 12 инструмента в области сверлильной головки 32. Однако характерные наклоны главных и вспомогательных режущих кромок 42, 44, 46, 48 не отличаются от первого примера осуществления. Таким образом, главное отличие от первого примера осуществления состоит в том, что в сверлильном инструменте 10, показанном на фиг. 6 и 7, внешний контур отверстия обрабатывается только посредством второй режущей пластины 22, а центр отверстия обрабатывается только посредством первой режущей пластины 20. Между указанной внешней областью и указанной внутренней областью отверстие обрабатывается посредством обеих режущих пластин 20, 22, как это имеет место и согласно первому примеру осуществления.
[0070] Также вполне может быть предусмотрено более двух режущих пластин, причем каждая из главных режущих кромок отдельных режущих пластин обрабатывает радиальный сегмент отверстия снаружи внутрь. Однако в случае исполнения первой режущей пластины 20, показанного на фиг. 1-3 в соответствии с первым примером осуществления, достаточным является также использование только режущей пластины 20, поскольку в случае первого примера осуществления указанная режущая пластина обрабатывает весь контур от самой наружной части до центра.
1. Сверлильный инструмент (10), содержащий:
держатель (12) инструмента, проходящий вдоль центральной оси (14) и содержащий первое гнездо (16) под режущую пластину и второе гнездо (18) под режущую пластину, причем первое гнездо (16) под режущую пластину содержит первую контактную поверхность (24), ориентированную параллельно центральной оси (14), а второе гнездо (18) под режущую пластину содержит вторую контактную поверхность (26), ориентированную параллельно центральной оси (14),
первую режущую пластину (20), выполненную из толстопленочного CVD-алмаза, соединенную с первым гнездом (16) под режущую пластину посредством когезионного соединения, и одной из своих сторон прилегающую к первой контактной поверхности (24), и
вторую режущую пластину (22), изготовленную из толстопленочного CVD-алмаза, соединенную со вторым гнездом (18) под режущую пластину посредством когезионного соединения, и одной из своих сторон прилегающую ко второй контактной поверхности (26),
в котором аксиальная часть первой режущей пластины (20) выступает в аксиальном направлении за торцевой конец (38) держателя (12) инструмента, и первая режущая пластина (20) в аксиальной части содержит первую главную режущую кромку (42), которая наклонена относительно первой воображаемой плоскости (54), ориентированной перпендикулярно центральной оси (14) и расположенной на торцевом конце (38) держателя (12) инструмента, таким образом, что радиальный наружный конец (58) первой главной режущей кромки (42) расположен на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости (54), чем радиальный внутренний конец (60) первой главной режущей кромки (42), и первая главная режущая кромка (42) не пересекается с первой воображаемой плоскостью (54), и
в котором первая главная режущая кромка (42) касается или пересекается со второй воображаемой плоскостью (56), определенной центральной осью (14) и ориентированной перпендикулярно первой контактной плоскости (24).
2. Сверлильный инструмент по п.1, в котором первая контактная поверхность (24) ориентирована параллельно радиальному направлению (28) держателя (12) инструмента, проходящему перпендикулярно центральной оси (14).
3. Сверлильный инструмент по п.1 или 2, в котором первая главная режущая кромка (42) ориентирована параллельно первой контактной поверхности (24).
4. Сверлильный инструмент по одному из пп.1-3, в котором первая главная режущая кромка (42) наклонена под углом от 0,2° до 3° относительно первой воображаемой плоскости (54).
5. Сверлильный инструмент по одному из пп.1-4, в котором первая главная режущая кромка (42) имеет длину, составляющую больше половины диаметра (D) держателя (12) инструмента.
6. Сверлильный инструмент по одному из пп.1-5, в котором радиальная часть первой режущей пластины (20) выступает за наружную периферию (40) держателя (12) инструмента, и первая режущая пластина (20) в радиальной части содержит первую вспомогательную режущую кромку (46), проходящую параллельно центральной оси (14) или наклоненную относительно центральной оси (14) под углом не больше 2°.
7. Сверлильный инструмент по п.6, в котором первая вспомогательная режущая кромка (46) соединена с первой главной режущей кромкой (42) посредством закругления и/или фаски (50).
8. Сверлильный инструмент по п.6 или 7, в котором первая вспомогательная режущая кромка (46) наклонена относительно первой главной режущей кромки (42) под углом меньше 90°.
9. Сверлильный инструмент по п.1, в котором вторая контактная поверхность (26) расположена параллельно и со смещением относительно первой контактной поверхности (24).
10. Сверлильный инструмент по п.1 или 9, в котором аксиальная часть второй режущей пластины (22) выступает за торцевой конец (38) держателя (12) инструмента, при этом вторая режущая пластина (22) в аксиальной части содержит вторую главную режущую кромку (44), которая наклонена относительно первой воображаемой плоскости (54) таким образом, что радиальный наружный конец (62) второй главной режущей кромки (44) находится на большем расстоянии от первой воображаемой плоскости (54), чем радиальный внутренний конец (64) второй главной режущей кромки (44), и вторая главная режущая кромка (44) не пересекает первую воображаемую плоскость (54).
11. Сверлильный инструмент по п.10, в котором первая главная режущая кромка (42) наклонена относительно первой воображаемой плоскости (54) на первый угол (α), а вторая главная режущая кромка (44) наклонена относительно первой воображаемой плоскости (54) на второй угол (δ), не равный первому углу (α).
12. Сверлильный инструмент по п.11, в котором на виде сбоку первая и вторая главные режущие кромки (42, 44) образуют угол (ε) меньше 180°, но больше 174°.
13. Сверлильный инструмент по одному из пп.1-12, в котором размер второй режущей пластины (22), измеренный в радиальном направлении (28), т.е. перпендикулярно центральной оси (14), меньше размера первой режущей пластины (28), измеренного в радиальном направлении (28).
14. Сверлильный инструмент по одному из пп.10-12, в котором вторая главная режущая кромка (44) не касается и не пересекается со второй воображаемой плоскостью (56).
15. Сверлильный инструмент по одному из пп.1-14, в котором вторая режущая пластина (22) выступает за наружную периферию (40) держателя (12) инструмента, а первая режущая пластина (20) - нет.
16. Сверлильный инструмент по одному из пп.1-15, причем сверлильный инструмент (10) не обладает ни вращательной, ни зеркальной симметрией.
