CZ202371A3 - Šroubovitý vrták ze slinutého karbidu - Google Patents

Abstract

Šroubovitý vrták ze slinutého karbidu je tvořen dvojitou šroubovicí ukončenou dvojicí břitů (1), přičemž hřbet každého břitu (1) tvoří první, nerovinná fazeta (2), vymezená na jedné straně ostřím (3) a na druhé straně přechodem do druhé, rovinné fazety (4). Přechod do druhé fazety (4) je tvořen vzájemným odsazením (5) fazet (2, 4) ve směru osy vrtáku, jehož výška (h) narůstá od nulové hodnoty ve středu vrtáku k obvodu vrtáku, kde nabývá hodnoty 1 % až 3 % průměru (D) vrtáku.

Description

Šroubovitý vrták ze slinutého karbidu

Oblast techniky

Vynález se týká válcového vrtáku se šroubovitými drážkami zhotoveného ze slinutého karbidu, který je určen zejména pro vrtání do austenitických ocelí.

Dosavadní stav techniky

Austenitické nerezové oceli se vyznačují několika vlastnostmi, které mají výrazně negativní vliv na proces vrtání. Je to především nízká tepelná vodivost, která je až čtyřikrát menší než u běžných uhlíkových ocelí. To ve svém důsledku znamená, že teplo, které vzniká při procesu vrtání a které je nutné odvést z místa řezu, má tendenci přecházet do nástroje, nikoli do třísky. To vede k použití vrtáků ze slinutých karbidů schopných odolávat vysokým teplotám. Ve srovnání s vrtáky z rychlořezných ocelí jsou však tyto vrtáky křehké, což vyžaduje geometrii s relativně silným jádrem. To však na druhé straně klade nároky na úpravu geometrie jejich špice, tak aby špice sama o sobě vyvíjela co nejméně tepla, jehož odvod je již s ohledem na výše uvedené obtížný.

Při zpracování austenitických nerezových ocelí rovněž představuje problém jejich vysoká adheze. Plasticita austenitických nerezových ocelí je až o 60 % vyšší než u běžných uhlíkových ocelí. To způsobuje tvorbu nárůstků na hřbetě vrtáku, resp. na následné fazetě, tzv. „blue efekt“. Možnost omezit tento jev vysokou řeznou rychlostí však limituje právě zvýšený vznik tepla.

JP 2001341020 popisuje šroubovitý vrták, u něhož má profil břitů přispět k trvanlivosti při vrtání do houževnatých materiálů, jako jsou nerezové oceli, a rovněž zabránit adhezi materiálu. Povlakovaný vrták ze slinutého karbidu má na vysunutém břitu úhel čela daný stoupáním spirály vrtáku od 35° do 45°, přičemž břit je předsunut před vodorovnou osu vrtáku o 1 až 10 % délky vnějšího obvodu vrtáku.

Ze spisů JPH 07308815 a WO 9735682 jsou známy šroubovité vrtáky ze slinutého karbidu, na jejichž hřbetě jsou vytvořeny dvě fazety, jejichž přechod je tvořen zakřivenou hranou.

Technické řešení si klade za úkol navrhnout vrták ze slinutého karbidu vhodný pro austenitické materiály, jehož geometrie brání adhezi vrtaného materiálu a umožňuje vrtat s relativně vysokou řeznou rychlostí při velkém odběru třísky, a přitom vrták vykazuje vysokou životnost.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší šroubovitý vrták ze slinutého karbidu tvořený dvojitou šroubovicí ukončenou dvojicí břitů, přičemž hřbet každého břitu tvoří první, nerovinná fazeta, vymezená na jedné straně ostřím a na druhé straně přechodem do druhé, rovinné fazety. Podstata vrtáku spočívá v tom, že přechod do druhé fazety je tvořen vzájemným odsazením fazet ve směru osy vrtáku, jehož výška narůstá od nulové hodnoty ve středu vrtáku k jeho obvodu, kde nabývá hodnoty 1 % až 3 % průměru vrtáku.

Vrták je s výhodou vybroušen tak, že úhel hřbetu v oblasti první fazety plynule narůstá od obvodu vrtáku k jeho špici, přičemž na obvodu nabývá hodnot od 6° do 10° a na špici od 14° do 18°.

Vodicí boční fazety na obvodu vrtáku mohou být tvořeny dvěma navzájem odsazenými pásy, z nichž ve smyslu otáčení první pás navazuje na první fazetu.

- 1 CZ 2023 - 71 A3

K přívodu chladiva směrem k ostří mohou být na fazetách vytvořeny drážky případně napájené kanály vytvořenými v tělese vrtáku.

Objasnění výkresu

Vynález bude dále objasněn pomocí výkresu, na němž obr. 1 představuje celkový boční pohled na předmětný šroubovitý vrták ze slinutého karbidu, obr. 2 je boční pohled na koncovou řeznou část vrtáku, obr. 3 je řez A-A podle obr. 2 rovinou kolmou na ostří, obr. 4 je půdorys koncové části vrtáku podle obr. 2 a obr. 5 je půdorys alternativního provedení koncové části vrtáku opatřeného kanály pro přívod chladiva.

Příklady uskutečnění vynálezu

Šroubovitý vrták ze slinutého karbidu je tvořen dvojitou šroubovicí ukončenou dvojicí břitů 1, přičemž hřbet každého břitul tvoří první, nerovinná fazeta 2, vymezená na jedné straně ostřím 3 a na druhé linií přechodu do druhé, rovinné fazety 4. Jak je zřejmé z obr. 3, jsou první fazeta 2 a druhá fazeta 4 vzájemně odsazeny, nenavazují na sebe jednou hranou. Přechod z první fazety 2 do druhé fazety 4 je totiž tvořen klínovitým odsazením 5, jehož výška h narůstá od nuly ve středu vrtáku k jeho obvodu, kde nabývá hodnot od 1 % do 3 % průměru D vrtáku. Výška h odsazení 5 na obvodu je tedy závislá na průměru D vrtáku. Například byl úspěšně testován vrták o průměru D 8,0 mm s výškou h odsazení 5 0,1 mm, tj. 1,25 % průměru D vrtáku.

Vrták je vybroušen tak, že úhel α hřbetu v oblasti první fazety plynule vzrůstá od obvodu vrtáku k jeho špici, přičemž na obvodu nabývá hodnot od 6° do 10° a na špici od 14° do 18°. To snižuje nárůst úhlu δ břitu směrem ke středu vrtáku, ke kterému jinak dochází se zmenšování úhlu čela γ. To přispívá ke zvýšení řezivosti v oblasti kolem středu vrtáku.

Vodicí boční fazety 6 vrtáku jsou v provedení podle obr. 5 tvořeny dvěma navzájem odsazenými pásy 7, 8, z nichž ve smyslu otáčení první pás 7 navazuje na první fazetu 2.

K přívodu chladiva směrem k ostří 3 jsou na fazetách 2, 4 vytvořeny drážky 9. V provedení podle obr. 5 jsou drážky 9 napájeny kanály 10 vytvořenými v tělese vrtáku.

Claims (3)

1. Šroubovitý vrták ze slinutého karbidu tvořený dvojitou šroubovicí ukončenou dvojicí břitů (1), přičemž hřbet každého břitu (1) tvoří první, nerovinná fazeta (2), vymezená na jedné straně ostřím 5 (3) a na druhé straně přechodem do druhé, rovinné fazety (4), vyznačující se tím, že přechod do druhé fazety (4) je tvořen vzájemným odsazením (5) fazet (2, 4) ve směru osy vrtáku, jehož výška (h) narůstá od nulové hodnoty ve středu vrtáku k obvodu vrtáku, kde nabývá hodnoty 1 % až 3 % průměru (D) vrtáku.

2. Šroubovitý vrták podle nároku 1, vyznačující se tím, že úhel (α) hřbetu v oblasti první fazety 10 (2) plynule narůstá od obvodu vrtáku k jeho špici, přičemž na obvodu nabývá hodnot od 6° do 10° a na špici od 14° do 18°.

3. Šroubovitý vrták podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vodicí boční fazety (6) na obvodu vrtáku jsou tvořeny dvěma navzájem odsazenými pásy (7, 8), z nichž ve smyslu otáčení první pás (7) navazuje na první fazetu (2).

15 4. Šroubovitý vrták podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na fazetách (2, 4) jsou vytvořeny drážky (9) napájené kanály (10) vytvořenými v tělese vrtáku.