Способ сверления отверстий и режущий инструмент для его осуществления

-:с 1 ,ИСАНИ РЕТЕН ПАТЕН Фиг 2 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(54) СПОСОБ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ ИРЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: в металлообработке иможет быть использовано в инструментальной промышленности при проектировании и изготовлении металлорежущих инструментов - сверл, разверток, зенкеров, фреэ, Сущность изобретения: режущий элемент содержит винтовые поверхности, выполненные в виде направляющейленточки 1 и спинки 2 с первым переходным участком 3 между ними, а также стружечную канавку 4, состоящую из переднего 5 и вспомогательного 6 участков со вторым переходным участком 7 между последним и спинкой 2. Профиль упомянутых винтовых поверхностей в поперечном сечении представляет собой кривые относительно сердцевины 8, На рабочем торце корпуса инструмента выполнен режущий самозатачивающийся клин, задние углы которого получены двухплоскостной заточкой и составляет 15-17 и 30-32. 2 с.п. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил, 2 табл.Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в инструментальной промышленности при проектировании и изготовлении металлорежущих инструментов - сверл, разверток, зенкеров и фрез.Целью изобретения является повышение производительности при увеличении износостойкости инструмента путем поэтапной оптимизации процесса и оптимизации конструктивных параметров инструмента.На фиг, 1 изображен общий вид режущего инструмента; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг, 3, 4, 5 и 6 - сечение Б - Б на фиг 1 соответственно для инструментов, предназначенных для сверления на глубины 5, 10, 15 их диаметров и для сверления легких сплавов; на фиг 7. - сечение В - В на фиг. 1.Режущий инструмент для сверления отверстий, преимущественно спиральное цилиндрическое сверло, содержит винтовые поверхности его таких элементов, как направляющая ленточка 1 и спинка 2 с первым переходным участком 3 между ними, а также стружечная канавка 4, состоящая из переднего 5 и вспомогательного б участков, со вторым переходным участком 7 между последним и спинкой 2, профиль которых в поперечном сечении представляет собой кривые, очерчивающие каждый элемент относительно сердцевины 8, замкнутой в окружность, вписанную касательно между дугами стружечных канавок 4 и с центром 0 на продольной оси сверла в сечении, снабженном на рабочем торце 9 режущим самозатачивающимся клином 10 с задними углами а 1 и а 2 двухплоскосной заточки и углом Р подточки фаски вдоль главных режущих кромок 11 по передней поверхности направляющей ленточки 1,Кривые профиля поперечного сечения инструмента выполнены в виде сопряженных дуг окружностей, при этом дуга АБ направляющей ленточки 1, выполнены радиусом В 1 цилиндра сверла, а дуга ВГ спинка 2, выполненная меньшим радиусом 82, с центрами 0 на оси сверла, имеют точки сопряжения с дугой БВ первого переходного участка 3 радиуса Вз в точках Б и В, соответственно, ее пересечения с дугой ленточки 1 и на линии 001 соединяющей,ее центр 01 с центром О спинки 2, а дуга стружечной канавки 4 выполненная радиусом Ка касательно к окружности сердцевины 8 диаметром О в точке Е, лежащей на линии 00 з, соединяющий их центры О и Оз, имеет точки сопряжения своим передним участком б с ленточкой 1 на пересечении их дуг в точке А 1 и вспомогательным участком 7 со вторым переходным участком 5 радиусом В 5 в точке О на прямой 020 з, соединяющей их центры 02 и Оз, при сопряжении последнего, т.е. ГД с дугой спинки 2 в точке Г, лежащей на прямОй ОГ, соединяющей ее центр 02 с центром сверла О, При этом радиусы всех дуг окружностей, очерчивающих профиль в поперечном сечении, и координаты их центров 10 связаны между собой по закону подобия,определяющиеся по следующим зависимостям:Х 1=0; У 1=0; В 1=05 б;15Х 2=0; У 2=0; К 2=047 а 2 б;Хз = 0,22 аз б; У 2 = -0,59 аз б;20 Вз = 0,16 гпз б Ха = 0,48 п 1 а б; Уа = О,Збва б:Йа = 0,5 п 1 а б;25х 5 = 0,33 гп 5 б; У 5 = -0,2 в 5 б:85 = 0,08 а 5 б;ЗО где б - наружный диаметр инструмента;Х, У, й - прямоугольные координатыцентров и радиусы дуг окружностей, очерчивающих профиль инструмента в торцовомсечении;35 в - коэффициенты, назначаемые в зависимости от конкретных(см,табл,1);= 1 - для дуги ленточки;1 = 2 - для дуги спинки;45= 3 - для дуги, сопрягающей ленточкуи спинку;= 4 - для дуги, очерчивающей стружечную канавку;= 5 - для дуги, сопрягающей спинку и 50 стружечную канавку1=1,2,3 - типы сверл.При этом выпуклость и вогнутость участков дуг окружностей приняты по отношению к началу прямоугольных координат, 55 совпадающему с проекцией оси инструмента на поперечную плоскость.Так как все параметры предлагаемогоинструмента связаны между собой по закону подобия, то в зависимости от конкретныхусловий обработки, а именно, режущий иобрабатываемый материалы, глубина сверления, точность и качество обработки и т.д назначив коэффициенты в, получают различные исполнения см.фиг.3,4,5 и 6) профиля инструмента, приводятся в табл,2 дляразличных исполнений профиля в зависимости от глубины сверления и обрабатываемого материала,Для получения острой режущей кроми 10 и четкого перехода от ленточки к спинке инструмента на профиле имеются только две точки излома А и Б. Причем излом профиля направлен наружу, что существенно повышает прочность инструмента,Сверление осуществляют путем ведения процесса поэтапно, Сначала подрезают режущим клином 10 инструмента, затем отгибают отделяемый материал и транспортируют последний в виде стружки по 15 20 25 30 и 30-32 О, а при транспортировке перемещующуюся стружку постепенно деформируют посредством уплотнения за счет воздействия на нее в основном вторым переходным участком 7 с приданием стружке формы, 35 снижающей трение при ее движении вдль инструмента по стружечной канавке 4 и уве 55 стружечной канавке 4 навстречу перемещению инструмента с подводом и отводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ),Для поэтапной оптимизации процесса. этапы последнего ведут с разделением на последовательно связанные поэтапы, а именно, при подрезании внедрение режущего клина 10 в обрабатываемый материал ведут с увеличением угла на этапе отгиба за счет двухплоскостной заточки задних углов а 1 и а 2. соответственно, на величину 15-17 личивающий проходное сечение между стенками отверстия, стуржкой и канавкой под СОЖ. Это обеспечивает гарантированные условия для подвода жидкости в зону врезания клина 10,При этом в зависимости от свойств обрабатываемого материала и глубины сверления параметры режущего инструмента и режимы сверления взаимосвязывают и строго регламентируют. Это достигается эа счет предварительного расчета по специальной программе на ЭВМ, когда в программу вводятся все даные и получают сведения о параметрах инструмента, что и отражено в вышеприведенных табличных данных. На основе экспериментальных данныхинструмент с предлагаемым профилем обеспечивает устойчивое удаление стружки из обрабатываемого отверстия при соотно шении глубины обрабатываемого отверстия к номинальному диаметру инструмента более трех. Это объясняется тем, что объем стружечных канавок заявляемого инстру 40 45 50 мента увели длдаетсд по отношению к соответствующему объему прототипа. Уделичение толщины сердцевины и усиление сечения спинки сверла обеспечивает уделичение момента сопротивления против кручения инструмента. Трение стружки, движущейся по стружечным канавкам инструмента с заявляемым профилем значительно меньше, чем у стружки, транспортируемой по стружечной канавке инструмента-прототипа, Это обеспечивает оптимальный сход стружки за счет ее в стружечных канавках, а также до 30 снижает теплонапряженность основных режущих кромок по отношению к инструменту с прежним профилем канавок.Предлагаемая конструкция обеспечивает следующее: повышение стойкости и производительности инструмента и улучшение условий стружкоотвода за счет повышения прочности и жесткости инструмента путем оптимизации профиля в торцовом сечении, в том числе введением переходного участка от спинки к стружечной канавке: большую технологичность за счет аппроксимации профиля удобными е технологическом отношении кривыми - дугами окружностей, так как такой профиль может быть получен одним инструментом второго порядка, за одну установку на станке, предназначенного для вышлифовки винтовых канавок. предлагаемых инструментов будет иметь такуюже топологию с построением параметров по закону подобия, что и изготовляемый инструмент, что создает дополнительные удобства и возможность повысить точность при изготовлении или правке) инструмента второго порядка, например, при применении круговой интерполяции на оборудовании с ЧПУ; автоматизацию технологической подготовки производства предлагаемого инструмента у условиях АСТПП за счет полной определенности топологии и построения параметров за заводу подобия.Формула изобретения 1, Способ сверления отверстий, при котором режущим клином инструмента подрезают обрабатываемый материал, отгибают последний и перемещают стружку к хвостовику инструмента по стружечной канавке, при этом вдоль последней подают смазочно-охлаждающую жидкость к режущей части инструмента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности при сверлении глубоких отверстий посредством увеличения стойкости инструмента и оптимизации режимов резания, используют инструмент с двухплоскостной заточкой зрдниХ углов, величина которых соответствует 15-17 и 30-32, а стружку при1816247 10 20 25 30 35 45 транспортировании постепенно деформируют, воздействуя на нее переходным участком между вспомогательным участком стружечной канавки и спинкой инструмента.2. Режущий инструмент для сверления отверстий, содержащий размещенный на одном из торцев корпуса режущий элемент с выполненным на нем режущим клином и винтовые поверхности в виде направляющей ленточки и спинки с первым переходным участком между ними, стружечной канавки, состоящей из переднего и вспомогательного участков с вторым переходным участком между последним и спинкой, при этом профиль упомянутых винтовых поверхностей в поперечном сечении представляет собой кривые относительно сердцевины, контур которой представляет собой окружность, причем дуги стружечных канавок являются касательными к упомянутому контуру сердцевины, при этом на режущем клине выполнены задние углы посредством двухплоскостной заточки и угол подточки фаски вдоль главных режущих кромок по передней поверхности направляющей ленточки, отлича ющийся тем,что,сцелью повышения производительности посредством увеличения стойкости сверла, кривые профиля винтовых поверхностей выполнены в виде сопряженных дуг окружностей, при этом дуга направляющей ленточки, радиус которой соответствует радиусу корпуса, и дуга спинки, радиус которой меньше радиуса последнего, имеют точки сопряжения с дугой первого переходного участка в точках ее пересечения с дугой ленточки и на линии, соединяющей ее центр с центром спинки, а дуга стружечной канавки сопрягается с окружностью сердцевины в точке, лежащей на линии, соединяющей их центры, и имеет точки сопряжения переднего участка с ленточкой на пересечении их дуг и вспомогательного участка с вторым пере.ходным участком на прямой, соединяющей их центры, причем второй переходный участок сопряжен с дугой спинки в точке, лежащей на прямой, соединяющей ее центр сцентром корпуса,3, Инструмент по п,2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при сверлении отверстий глубиной по пяти диаметров его корпуса параметры профиля имеют следующие величины в долях от последнего: ширина направляющей ленточки 0,1, радиусы дуг первого переходного участка 0,16. спинки 0,47, второго переходного участка 0,08, стружечной канавки 0,5 при сердцевине 0,2 и винтовом параметра 0,8,4. Инструмент по п.2, отл и ч а ю щийс я тем, что при сверлении отверстий глубиной до десяти диаметров его корпуса параметры профиля имеют следующие величины в долях от последнего; ширина направляющей ленточки 0,06, радиусы дуг первого переходного участка 0,2, спинки 0,483, второго переходного участка 0,148, стружечной канавки 0,502, при сердцевине 0,137 и винтовом параметре 0,596,5, Инструмент по п.2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при сверлении отверстий глубиной до пятнадцати диаметров его корпуса параметры профиля имеют следующие величины в долях от последнего: ширина направляющей ленточки 0,06, радиусы дуг первого переходного участка 0,4, спинки 0,472, второго переходного участка .012, стружечной канавки 0,56 при сердцевине 0,156 и винтовом параметре 0,6.6. Режущий инструмент по пп. 2-5, о тл и ч а ю щ и й с я тем,ч то угол подточки 40 фаски вдоль главных режущих кромок по . передней поверхности составляет 5-8 при ширине фаски 0,1-0,4 мм.1816247 12 Таблица 2 е ч.а н и е, О = 2 В - диаметр окру1 - ширина направляю в- угол наклона винто Й 2 радиус спинки,жности сердцевией ленточки й линии;"П тент" г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 аказ 1647 Тираж Подписноеиям и отк ытиям при ГКНТ СССР8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/501