PL126349B1 - Drill for drilling deep bores - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wiertlo do glebo¬ kich otworów, zwlaszcza wiertlo wyposazone w przestawne wkladki skrawajace. Jest ono przezna czone do wykonywania otworu w obrabianym przedmiocie wykonanym z metalu lub podobnego 5 materialu. Wkladki wiertla sa umieszczone w wier¬ tle promieniowo i odchylone od siebie o pewien kat.Znane sa wiertla do glebokich otworów zawiera¬ jace dwie lub wiecej wyjmowanych, przestawnych 10 wkladek do wiercenia. Te znane wiertla musza byc wyposazone w jedna, lub kilka tasm zuzywa¬ jacych sie, poniewaz nie znano mozliwosci usta¬ wiania wkladek tak, aby wywierane na nie sily promieniowe mogly byc zrównowazone. 11 Wyjatkiem sa tu frezy walcowo-czolowe wyposa¬ zone w pary wkladek. Przy takich urzadzeniach mozliwe jest zrównowazenie sil tnacych, ale kra¬ wedzie skrawajace sa ustawione pod katem 180° wzgledem siebie, podczas gdy krawedzie te sa 20 zwrócone promieniowo na zewnatrz i prostopadle do kierunku posuwu. W takich warunkach wy¬ twarzane sa bardzo male promieniowe sily boczne, jezeli w ogóle wystepuja. Niewielkie róznice do¬ tyczace sil tnacych jakie wystepuja w srodku wier- 25 tla w porównaniu z obwodem wiertla sa kompen¬ sowane przez dobranie dlugosci krawedzi tnacej kazdej wkladki.W przypadku wiertel wspomnianego wyzej typu, przy których krawedz skrawajaca znajduje sie pod 30 2 katem 90° wzgledem kierunku posuwu wiertla, zwanym zwykle katem nastawienia, wystepuja znaczne niedogodnosci z wkladka umieszczona ze¬ wnetrznie ze wzgledu na oslabione usuwanie wió¬ ra, podczas gdy tworzacy otwór wierzcholek tnacy podlega niepotrzebnemu obciazeniu. Niedogodnoscia wystepujaca przy centralnie umieszczonej wkladce jest glównie niepotrzebnie duzy obszar ujemnego kata przylozenia, dzialajacy niekorzystnie na zy¬ wotnosc wkladki.Celem wynalazku jest opracowanie wiertla z wkladkami ustawionymi pod takimi katami wzgle¬ dem siebie, ze sily tnace dzialajace na wkladki posrodku i przy obwodzie sa calkowicie zrówno¬ wazone, przez co eliminuje sie stosowanie jakich¬ kolwiek tasm zuzywajacych sie. Oznacza to, ze na trzon wiertla bedzie dzialac tylko moment obro¬ towy i osiowa sila posuwu.Wiertlo do glebokich otworów zawierajace trzon z dwoma przebiegajacymi osiowo wycieciami prze¬ znaczonymi do usuwania wióra i przynajmniej dwie wkladki skrawajace, które sa ustawione pro¬ mieniowo, przy czym jedna wkladka znajduje sie na obwodzie wiertla przy jednym z wyciec prze¬ znaczonych do usuwania wióra, a jej krawedz przebiega promieniowo okreslajac srednice otworu, a druga wkladka znajduje sie przy drugim wy¬ cieciu przeznaczonym do usuwania wióra i jest umieszczona blizej osi wiertla niz pierwsza wklad¬ ka, przy czym wkladki te przebiegaja osiowo za- 126 349126: 3 sadniczo na tym samym odcinku, wedlug wyna¬ lazku, charakteryzuje sie tym, ze krawedz skrawa¬ jaca wewnetrznej wkladki tworzy okreslony kat z plaszczyzna poprzeczna do krawedzi skrawajacej zewnetrznej wkladki, przy czym kat ten zawarty 5 jest pomiedzy plaszczyzna poprzeczna a kierun¬ kiem przeciwnym do kierunku obrotu wiertla.Oznacza to, ze powstale sily tnace dzialajace w plaszczyznie prostopadlej do osi wiertla sa równe, równolegle i skierowane przeciwnie, tak ze trzpien 10 wiertla podlega tylko momentowi obrotowemu.Korzystnym jest, jesli wewnetrzna wkladka siega do srodka wiertla i zajmuje pewien odcinek w srodku wiertla. Wkladka ta jest wkladka obrotowa pod katem w zakresie 184°—190° dla osiagniecia 15 równoleglosci z wkladka zewnetrzna. Wkladki te sa pochylone w przeciwnym kierunku pod tym samym katem skrawania patrzac w kierunku obro¬ tu. Przynajmniej jedna z wkladek ma ksztalt try- gonalny. Wiertlo korzystnie zawiera trzy wkladki, M z których jedna jest umieszczona na obwodzie a pozostale znajduja sie wewnatrz obwodu i prze¬ biegaja w róznych kierunkach promieniowych.W korzystnym rozwiazaniu wkladki skrawajacej umieszczone sa w glowicy wiertniczej z tylnym 25 rurowym walem i wnekami do usuwania wióra znajdujacymi sie przy kazdej wkladce przecho¬ dzacej osiowo w otworze czesci rurowej walu.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 30 przedstawia wiertlo wedlug wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 2 — wiertlo z fig. 1 w wi¬ doku z przodu, fig. 3 — wiertlo wykonujace otwór w przedmiocie obrabianym w widoku z boku, fig. 4 — widok osiowy wzdluz linii IV—IV z fig. 5 35 z przedstawieniem sil dzialajacych na wkladki, fig. 5 — widok z przodu wiertla z fig. 4 z przed¬ stawieniem sil dzialajacych na wkladke, fig. 6 — widok osiowy wzdluz linii VI—VI z fig. 7 wiertla zawierajacego cztery wkladki, fig. 7 — wiertlo 40 z fig. 6 w widoku z przodu, fig. 8 — widok osiowy wzdluz linii VIII—VIII z fig. 9 wiertla zawiera¬ jacego cztery wkladki, fig. 9 — wiertlo z fig. 8 w widoku z przodu, fig. 10 — widok osiowy wzdluz linii X—X rozwiertaka, dla przykladu wykonania 45 z fig. 11, fig. 11 — widok z przodu przykladu wykonania z fig. 10, fig. 12 — inny przyklad wy¬ konania wiertla wedlug wynalazku w widoku z boku, a fig. 13 wiertlo z fig, 12 w widoku z przodu. 50 Wiertlo sluzace do wykonywania w przedmiocie obrabianym cylindrycznych otworów jest pokazane na fig. 1. Wiertlo sklada sie z trzonu 10, który na swym przednim koncu jest wyposazony w dwie weglikowe wkladki 11 i 12 umieszczone po prze- 55 ciwleglych stronach osi wiertla.Osiowo przebiegajace wneki 13 i 14 sluza do usuwania wióra. Obie wkladki 11 i 12 maja po¬ srodku otwory i sa przymocowane do trzpienia wiertla 10 za pomoca centralnych wkretów ustala- 60 jacyeh (nie pokazano), które sa umieszczone w tych otworach i sa wkrecone w gwintowane otwo¬ ry trzonu. Obie wkladki 11 i 12, jak to przedsta¬ wiono na fig. 2 maja plaskie powierzchnie usytu¬ owane pod katem prostym do powierzchni kra- w 4 wedzi, przy czym sa usytuowane w trzonie 10 wiertla tak, ze patrzac w kierunku obrotu tworza pewien kat natarcia, a razem tworza cala srednice otworu. Wiertlo moze byc wyposazone we wkladki o kacie dodatnim, to jest wkladki o kacie przy¬ lozenia zawartym pomiedzy plaszczyzna górna a przyleglymi powierzchniami wkladki, który to kat na wkladce jest niezbedny.Przyklad wykonania wiertla z fig. 1 do 5 jest wyposazony w dwie wkladki, przy czym jedna z nich jest zewnetrzna wkladka 11 usytuowana na obwodzie, a jej krawedz przebiega bocznie tak, ze okresla ona srednice otworu, podczas gdy druga wewnetrzna wkladka 12 jest umieszczona wewnatrz obwodu wiertla, przy czym wewnetrzna wkladka 12 odchylona jest od zewnetrznej wkladki 11 w ta¬ ki sposób, ze krawedz skrawajaca wewnetrznej wkladki 12 tworzy kat cp z plaszczyzna poprzeczna wzgledem krawedzi skrawajacej zewnetrznej wkladki 11.Sily skrawajace dzialajace na wkladki 11 i 12 pokazane sa na fig. 4 i 5. Sily skrawajace, dziala¬ jace na zewnetrzna wkladke 1JL oznaczone sa przez 1, a sily dzialajace na wewnetrzna wkladke 12 sa oznaczone przez 2, sily styczne sa oznaczone przez t, sily promieniowe sa oznaczone przez r, a sily osiowe sa oznaczone przez a. Stosownie zwlaszcza do fig. 4 wypadkowe sily tnace, które dzialaja w plaszczyznie równoleglej do kierunku skrawania sa oznaczone przez R natomiast sily wypadkowe na fig. 5, które dzialaja w plaszczyznie pionowej do kierunku skrawania sa oznaczone przez P. Gdy wypadkowe sily tnace Ppi i Ppe sa równe i zwró¬ cone w przeciwnych kierunkach równoleglych, wówczas trzon wiertla nie podlega dzialaniu zad¬ nych sil promieniowych. Trzon wiertla podlega je¬ dynie dzialaniu momentu obrotowego obliczonego wedlug wzoru (Ppi * + Pp2 • b), gdzie a i b ozna¬ czaja ramiona momentu kazdej wkladki, oraz dzialaniu sily posuwu obliczonej jako suma (Pai + Pai).W tych warunkach wiertlo jest utrzymywane dokladnie posrodku otworu, a tasmy zuzywajace sie dla celów kierowania wiertla w otworze nie sa konieczne.Fig. 5 przedstawia sytuacje, kiedy wypadkowe sily tnace Ppi i Ppa sa równe i skierowane w przeciwnych równoleglych kierunkach, co zapew¬ nia równowage sil. Uzyskuje sie to przez ustawie¬ nie wewnetrznej wkladki 12 pod katem wzgledem zewnetrznej wkladkiv.11. Mozna powiedziec, ze jest to wynikiem obrócenia wkladki 12 o kat 180°+(p w stosunku do zewnetrznej wkladki 11, patrzac w kierunku obrotu wiertla. Kat cp okreslany jest zaleznoscia miedzy Pti + Ppi, natomiast c oznacza kat pomie¬ dzy Pt2 i Pp2. Inne relacje pomiedzy tymi katami przedstawiaja sie nastepujaco: Pn . Pr* tgo = -pti— i tge = —^— . Poniewaz wartosci Pn, Pt2, Pn, Pt2 sa znane, latwo mozna wyliczyc dokladna wartosc kata cp.Ponadto mozna stwierdzic, ze jezeli zastosowane wkladki maja prostoliniowe i niewielkie promie¬ niowe krzywizny narozy, które nie powoduja in-126 5 nych sil promieniowych niz spowodowane przez Pai kat nastawienia, wtedy znajomosc zaleznosci ~~p^ Pas i "~Jr~ wystarcza dla okreslenia wartosci kata cp.Korzystnym jest, jezeli wewnetrzna wkladka, w przykladzie pokazanym na fig. 1—5, ma pochylona skosnie powierzchnie przy wierzcholku skrawaja¬ cym, aby polepszyc wytrzymalosc tego wierzcholka.W przykladzie wykonania pokazanym na fig. 1—5 io wiertlo zawiera zewnetrzna wkladke 11 o kacie ustawienia a wiekszym od 90° i wewnetrzna wklad¬ ke 12 o kacie ustawienia p mniejszym od 90°, przy czym druga wkladka siega korzystnie na pewna odleglosc w kierunku osi wiertla. Charakterystycz- 15 ne dla rozwiazania ustawienie wkladek umozliwia równiez zrównowazenie sil promieniowych, nawet kiedy kat ustawienia zewnetrznej wkladki jest mniejszy niz 90°, lub gdy kat ustawienia we¬ wnetrznej wkladki jest mniejszy niz 90°. 20 Mozliwe jest równiez wprowadzenie trzech wkla¬ dek, jedna z nich jest wkladka obwodowa, a po¬ zostale sa usytuowane wewnatrz obwodu wiertla, przy czym zwrócone sa w róznych kierunkach promieniowych. Mozliwe jest ponadto uzycie wkla- 25 dek z lukowymi krawedziami skrawajacymi, na przyklad o ksztalcie okregu, lub wkladek których krawedzie skrawajace maja ksztalt katowy, przy¬ kladowo o ksztalcie trygonalnym.Na fig. 6—7 przedstawiono przyklad wykonania 30 wiertla z czterema wkladkami, które przebiegaja osiowo zasadniczo na takim samym odcinku. Dwie z tych wkladek 11 i 11' sa usytuowane w tej samej plaszczyznie przy tym samym wycieciu slu¬ zacym do usuwania wióra, podczas gdy dwie pozo- 35 stale wkladki 12 i 12' sa usytuowane w oddziel¬ nych plaszczyznach równoleglych przy drugim wy¬ cieciu sluzacym do usuwania wióra, przy czym wkladka 12' usytuowana jest w powierzchni zagle¬ bienia 15. Gdy wypadkowe sily tnace dzialajace ^ na wkladki, oznaczone A, B, C i D sa parami równe i sa zwrócone w przeciwnych kierunkach równoleglych, wówczas osiagnieta jest równowaga.Na fig. 8—9 przedstawiono alternatywny przy¬ klad wykonania wiertla z czterema wkladkami skrawajacymi, z których dwie wewnetrzne 11"; i 12" sa usytuowane na przebiegajacej osiowo czesci 16 trzonu wiertla. Obie te wkladki przebie¬ gaja osiowo zasadniczo na tym samym odcinku.Dwie pozostale wkladki 11 i 12 przebiegaja osiowo na tym samym odcinku i sa usytuowane dalej od osi wiertla n|z poprzednie wkladki. Zrównowazenie sil uzyskuje sie wtedy, gdy wypadkowe sily tnace A i D dzialajace na wkladki 11 i 12 sa jednakowe pod wzgledem wartosci, ale sa zwrócone w prze¬ ciwnych kierunkach równoleglych, a równoczesnie sily wypadkowe B i C dzialajace na wkladki 11" i 12" maja podobnie jednakowe wartosci i przeciw¬ ne zwroty. 60 Na fig. 10—11 przedstawiono przyklad zastoso¬ wania rozwiazania wedlug wynalazku w rdzeniu wiertla, rozwiertaku, w którym wewnetrzna wklad¬ ka 12 wchodzi promieniowo na pewien wymiar w srodkowy otwór 17 rozwiertaka. m 6 Na fig. 12—13 przedstawiono przyklad zastosowa¬ nia rozwiazania wedlug wynalazku w glowicy wiertniczej 18 z tylnym rurowym walem 19 wy¬ posazonym w zewnetrzny gwint 20 do wkrecania w rure wiertnicza (nie pokazana).Wedlug wynalazku na glowicy wiertniczej umie¬ szczone sa dwie wkladki 11 i 12 o tak zwanym trygonalnym ksztalcie, to znaczy zasadniczo trój¬ katne wkladki maja krawedzie skrawajace sklada¬ jace sie z dwóch czesci prostych odchylonych od siebie o pewien kat.Srodek chlodzacy pompuje sie pod wysokim cis¬ nieniem wokól zewnetrznej plaszczyzny glowicy wiertniczej, podczas gdy wszystkie wióry wytwo¬ rzone w otworze sa zbierane do tylu przez zagle¬ bienie usuwajace wióry 21 i 22, na glowicy wiert¬ niczej, które wystaja osiowo o ograniczona wiel¬ kosc, a nastepnie rozszerzaja sie do wewnatrz cy¬ lindrycznego otworu 23 w czesci walu 19 glowicy wiertniczej a dalej do srodka rury wiertniczej przymocowanej do niej.Jak widac na fig. 13 wewnetrzna wkladka 12 jest odchylona od zewnetrznej wkladki 11 pod ka¬ tem cp, którego wielkosc jest taka, ze sily pro¬ mieniowe sa przewazane w sposób okreslony we¬ dlug wynalazku.Jak widac z powyzszego, mozliwe jest na drodze obliczen matematycznych .wyznaczenie odpowied¬ niego kata cp wedlug wlasciwego wzoru. Wartosc tego kata cp zalezy wówczas od katów ustawienia a i (3 (fig. 4) oraz od tego jaki bedzie ksztalt uzy¬ tej wkladki.Jako przyklad odpowiedniego kata cp bierze sie pod uwage wiertlo wedlug wynalazku wyposazone w dwie wkladki o ksztalcie trygonalnym, jak po¬ kazano na fig. 12—13, przy czym kazda z tych wkladek ma wpisany okreg o srednicy 12,7 mm, przy czym wiertlo to przeznaczone jest do wierce¬ nia otworów o srednicy od 42 mm do 56 mm.W tym przypadku kat cp bedzie zawarty w grani¬ cach 4°—10°.Zastrzezenia patentowe 1. Wiertlo do glebokich otworów zawierajace trzon z dwoma przebiegajacymi osiowo wycieciami przeznaczonymi do usuwania wióra i przynajmniej dwie wkladki skrawajace, które sa ustawione pro¬ mieniowo, przy czym jedna wkladka znajduje sie na obwodzie wiertla przy jednym z wyciec prze¬ znaczonych do usuwania wióra, a jej krawedz przebiegajaca promieniowo okreslajac srednice ot¬ woru, a druga wkladka znajduje sie przy drugim wycieciu przeznaczonym do usuwania wióra i jest umieszczona blizej osi wiertla niz pierwsza wklad¬ ka, przy czym wkladki te przebiegaja osiowo za¬ sadniczo na tym samym odcinku, znamienne tym, ze krawedz skrawajaca wewnetrznej wkladki (12) tworzy okreslony kat (cp) z plaszczyzna poprzeczna do krawedzi skrawajacej zewnetrznej wkladki (11), przy czym ten kat (cp) zawarty jest pomiedzy plaszczyzna poprzeczna a kierunkiem przeciwnym do kierunku obrotu wiertla, co znaczy ze powstale sily tnace (Ppi, Pps; A, B, C, D) dzialajace w plaszczyznie prostopadlej do osi wiertla sa równe,126 349 8 równolegle i skierowane przeciwnie, tak ze trzpien wiertla (10) podlega tylko momentowi obrotowemu. 2. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienine tym, ze wewnetrzna wkladka (12) siega do srodka wiertla i korzystnie zajmuje pewien odcinek w srodku wiertla. 3. Wiertlo wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze wewnetrzna wkladka (12) jest wkladka obrotowa pod katem 184°—190° dla osiagniecia równoleglosci z zewnetrzna wkladka (11). 4. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wkladki (11, 12) sa pochylone w przeciwnym kie¬ runku pod tym samym katem skrawania patrzac w kierunku obrotu. 10 5. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze przynajmniej jedna z wkladek (11, 12) ma ksztalt trygnoalny. 6. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera trzy wkladki, z których jedna znajduje sie na obwodzie, a pozostale znajduja sie wewnatrz obwodu i przebiegaja w róznych kierunkach pro¬ mieniowych. 7. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wkladki (11, 12) sa umieszczone w glowicy wiertni¬ czej (18) z tylnym rurowym walem (19) i wneka¬ mi 13, 14) do usuwania wióra znajdujacymi sie przy kazdej wkladce przechodzacej osiowo w otwo¬ rze czesci rurowej walu (19).Fig.4 Fig.2 Fi93A\ Ppi-Ppt -A126 349 Fig. 6 H- A+B= C+D .AB_g_CD_ 1f Fig-8126 349 Fig.11 Fig.12 Fig.13 Cena 100,— zl LZGraf. Pulawy 1164 8J-04-24 90 PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Wiertlo do glebokich otworów zawierajace trzon z dwoma przebiegajacymi osiowo wycieciami przeznaczonymi do usuwania wióra i przynajmniej dwie wkladki skrawajace, które sa ustawione pro¬ mieniowo, przy czym jedna wkladka znajduje sie na obwodzie wiertla przy jednym z wyciec prze¬ znaczonych do usuwania wióra, a jej krawedz przebiegajaca promieniowo okreslajac srednice ot¬ woru, a druga wkladka znajduje sie przy drugim wycieciu przeznaczonym do usuwania wióra i jest umieszczona blizej osi wiertla niz pierwsza wklad¬ ka, przy czym wkladki te przebiegaja osiowo za¬ sadniczo na tym samym odcinku, znamienne tym, ze krawedz skrawajaca wewnetrznej wkladki (12) tworzy okreslony kat (cp) z plaszczyzna poprzeczna do krawedzi skrawajacej zewnetrznej wkladki (11), przy czym ten kat (cp) zawarty jest pomiedzy plaszczyzna poprzeczna a kierunkiem przeciwnym do kierunku obrotu wiertla, co znaczy ze powstale sily tnace (Ppi, Pps; A, B, C, D) dzialajace w plaszczyznie prostopadlej do osi wiertla sa równe,126 349 8 równolegle i skierowane przeciwnie, tak ze trzpien wiertla (10) podlega tylko momentowi obrotowemu.
2. 2. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienine tym, ze wewnetrzna wkladka (12) siega do srodka wiertla i korzystnie zajmuje pewien odcinek w srodku wiertla.
3. 3. Wiertlo wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze wewnetrzna wkladka (12) jest wkladka obrotowa pod katem 184°—190° dla osiagniecia równoleglosci z zewnetrzna wkladka (11).
4. 4. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wkladki (11, 12) sa pochylone w przeciwnym kie¬ runku pod tym samym katem skrawania patrzac w kierunku obrotu. 10
5. 5. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze przynajmniej jedna z wkladek (11, 12) ma ksztalt trygnoalny.
6. 6. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera trzy wkladki, z których jedna znajduje sie na obwodzie, a pozostale znajduja sie wewnatrz obwodu i przebiegaja w róznych kierunkach pro¬ mieniowych.
7. 7. Wiertlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wkladki (11, 12) sa umieszczone w glowicy wiertni¬ czej (18) z tylnym rurowym walem (19) i wneka¬ mi 13, 14) do usuwania wióra znajdujacymi sie przy kazdej wkladce przechodzacej osiowo w otwo¬ rze czesci rurowej walu (19). Fig.4 Fig.2 Fi93A\ Ppi-Ppt -A126 349 Fig. 6 H- A+B= C+D . AB_g_CD_ 1f Fig-8126 349 Fig.11 Fig.12 Fig.13 Cena 100,— zl LZGraf. Pulawy 1164 8J-04-24 90 PL