RU2070846C1

RU2070846C1 - Drill

Info

Publication number: RU2070846C1
Application number: RU93014125A
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Холмогорцев; И.А. Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "УРАЛТРАК"
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: drill is made up as thin-walled cylindric pipe 1. Working end face 2 is flat and inclined to the axis of the pipe. The cutting edge of the drill has a thinning that forms sharpening angles of 10-20°in its cross-sections perpendicular to the cutting edge. Inside piping housing of the drill is spring-loaded pusher made up as rod 4 provided with thrust 6 connected to its bottom end through ball bearing 5. EFFECT: improved design. 6 dwg

Description

Изобретение относится к области механической обработки, а именно к обработке отверстий в упругих, эластичных материалах, например, резинах. The invention relates to the field of mechanical processing, namely to the processing of holes in elastic, elastic materials, for example, rubbers.

Известно сверло, которое содержит пустотелый цилиндрический стержень с расположенным внутри его подпружинным штоком. Рабочая поверхность сверла выполнена цилиндрической, пересекающей стержень под прямым углом. Подпружиненный шток выступает над рабочей поверхностью, упираясь в обрабатываемый материал. Под действием осевой подачи пустотелый цилиндрический стержень опускается и происходит взаимодействие его рабочей поверхности с обрабатываемым материалом. Криволинейная рабочая поверхность сверла обеспечивает четкий рез материала по периметру окружности. Центральная часть обрабатываемого материала, образованная в процессе резания, выталкивается из полученного отверстия подпружиненным штоком [1]
Однако известное сверло имеет существенные недостатки, которые заключаются в следующем. Из-за криволинейной формы рабочей части, а именно, переменные углы заострения по длине режущей кромки. Причем величина углов заострения изменяется очень значительно от 1-2^o у начала режущей кромки до 50^o у конца рабочей части режущей кромки. Малые углы заострения у режущей кромки приводят к тому, что она в этом месте имеет низкую прочность и при работе деформируется (сминается). Это приводит к выходу сверла из строя. Большие углы заострения у конца рабочей части режущей кромки затрудняют процесс резания обрабатываемого материала, производя не резание, а смятие его. Это ухудшает качество обработанной поверхности отверстия. В связи с этим известное сверло оказывается пригодным только для сверления тонколистовых изделий, когда в работе участвует только начальная часть режущей кромки, имеющая малые углы заострения. Это значительно снижает область использования инструмента.A drill is known that contains a hollow cylindrical rod with a spring-loaded rod located inside it. The working surface of the drill is cylindrical, crossing the rod at a right angle. The spring-loaded stem protrudes above the working surface, abutting against the material being processed. Under the action of the axial feed, the hollow cylindrical rod is lowered and its working surface interacts with the material being processed. The curved working surface of the drill provides a clear cut of the material around the circumference. The central part of the processed material, formed during the cutting process, is pushed out of the hole by a spring-loaded rod [1]
However, the known drill has significant disadvantages, which are as follows. Due to the curved shape of the working part, namely, variable sharpening angles along the length of the cutting edge. Moreover, the magnitude of the sharpening angles varies very significantly from 1-2 ^o at the beginning of the cutting edge to 50 ^o at the end of the working part of the cutting edge. Small sharpening angles at the cutting edge lead to the fact that it has low strength in this place and is deformed (crumpled) during operation. This leads to failure of the drill. Large sharpening angles at the end of the working part of the cutting edge complicate the process of cutting the processed material, not cutting, but crushing it. This affects the quality of the machined surface of the hole. In this regard, the known drill is only suitable for drilling thin-sheet products, when only the initial part of the cutting edge, having small sharpening angles, is involved in the work. This greatly reduces the area of use of the tool.

Кроме того, криволинейная форма рабочей поверхности сверла значительно усложняет его перетечку и требует использования шлифовального круга строго определенного диаметра, равного диаметру Д цилиндрической рабочей поверхности сверла. In addition, the curved shape of the working surface of the drill significantly complicates its overflow and requires the use of a grinding wheel of a strictly defined diameter equal to the diameter D of the cylindrical working surface of the drill.

Другим недостатком известного сверла является то, что подпружиненный шток выступает над рабочей поверхностью сверла. В связи с этим, он первым касается тонколистового изделия и под воздействием пружины прогибает его. В результате этого, после окончания сверления отверстия и снятия нагрузки, когда изделие восстанавливает свою форму, обрабатываемое отверстие вместо цилиндрической получает конусную форму. Кроме того, поскольку подпружиненный шток вращается вместе со сверлом относительно изделия, его рабочий концевой участок упираясь в изделие, вызывает дополнительную скручивающую деформацию последнего. Это неблагоприятно сказывается на геометрии обрабатываемого отверстия. Another disadvantage of the known drill is that the spring-loaded rod protrudes above the working surface of the drill. In this regard, he is the first to touch a sheet product and, under the influence of a spring, bends it. As a result of this, after drilling the hole and removing the load, when the product restores its shape, the machined hole instead of a cylindrical one gets a conical shape. In addition, since the spring-loaded rod rotates with the drill relative to the product, its working end section abutting the product causes an additional twisting deformation of the latter. This adversely affects the geometry of the hole being machined.

Обеспечить повышение производительности труда и качества обрабатываемого отверстия и расширение технологических возможностей инструмента стало возможным, используя предлагаемое сверло для обработки сквозных отверстий в толстолистовых упругих эластичных материалах, например, в бестканевой и тканевой резинах, содержащее цилиндрический трубчатый стержень с рабочей поверхностью на торце и размещенный в нем подпружиненный выталкиватель, в котором рабочий торец сверла выполнен плоским и расположен под углом λ=25-35^o к оси, по длине режущей кромки выполнена подточка, образующая с наружной поверхностью его в нормальных к режущей кромке сечениях углы заострения b= 10-20^o, а подпружиненный выталкиватель выполнен с возможностью регулирования положения вдоль оси сверла и рабочим концевым участком, неподвижным относительно обрабатываемого материала.To increase labor productivity and the quality of the machined hole and expand the technological capabilities of the tool was made possible using the proposed drill for processing through holes in thick elastic elastic materials, for example, in non-textile and fabric rubbers, containing a cylindrical tubular rod with a working surface at the end and placed in it a spring-loaded ejector, in which the working end of the drill is made flat and is located at an angle λ = 25-35 ^o to the axis, cutting along the length of the first edge, undercutting is formed, with its outer surface normal to the cutting edge of the sections, sharpening angles of b = 10-20 ^° , and the spring-loaded ejector is made with the possibility of adjusting the position along the axis of the drill and the working end section that is stationary relative to the material being processed.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого сверла; на фиг.2 разрез А-А по фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.4-6 схема сверления с последовательными относительными положениями сверла и выталкивателя. Figure 1 shows a General view of the proposed drill; in Fig.2 a section aa in Fig. 1; figure 3 section BB in figure 1; 4-6, a drilling pattern with successive relative positions of the drill and ejector.

Участок l₁ представляет собой рабочую, а участок l₂ - режущую части сверла.Section l ₁ represents the working, and section l ₂ - the cutting part of the drill.

Сверло выполнено в форме тонкостенной цилиндрической трубы 1. Рабочий торец 2 выполнен плоским и расположен под углом l=25-35^o к оси. Пересечение наружной поверхности трубы и скошенного торца образует эллиптичную режущую кромку 3. Благодаря эллиптичной форме, режущая кромка по своей длине имеет переменные углы в плане v_i. В направлении от вершины сверла к периферии угол в плане режущей кромки уменьшается от 90^o до 0^o.The drill is made in the form of a thin-walled cylindrical pipe 1. The working end 2 is made flat and is located at an angle l = 25-35 ^o to the axis. The intersection of the outer surface of the pipe and the beveled end forms an elliptical cutting edge 3. Due to the elliptical shape, the cutting edge along its length has variable angles in terms of v _i . In the direction from the top of the drill to the periphery, the angle in terms of the cutting edge decreases from 90 ^o to 0 ^o .

Угол расположения рабочего торца выбирают из условия, чтобы высота h скошенного торца была равна, примерно, двум диаметрам d сверла или вдвое перекрывала толщину обрабатываемого материала. The angle of the working end is chosen so that the height h of the beveled end is approximately equal to two drill diameters d or doubles the thickness of the processed material.

Меньшее значение угла λ(λ=25^°) принимают при обработке отверстий в материале толщиной t больше одного диаметра d сверла (t>d). Большее значение угла λ(λ=35^°) принимают при обработке отверстий в материале с меньшей толщиной t=(0,5-0,7)d.A smaller value of the angle λ (λ = 25 ^° ) is taken when processing holes in a material with a thickness t greater than one drill diameter d (t> d). A larger value of the angle λ (λ = 35 ^° ) is taken when processing holes in a material with a smaller thickness t = (0.5-0.7) d.

В результате этого длина режущей кромки 3 перекрывает толщину обрабатываемого материала. As a result, the length of the cutting edge 3 overlaps the thickness of the processed material.

Для облегчения процесса резания и уменьшения действующих сил, что очень важно при обработке упругих, пластичных материалов, например, резин, по длине режущей кромки 3 на внутренней поверхности трубы 1 выполнена подточка, образующая с наружной поверхностью трубы в нормальных к режущей кромке 3 сечениях угол заострения β. Наличие указанной подточки обеспечивает постоянную величину угла заострения по всей длине режущей кромки. Величина его принята равной 10-15^o в зависимости от свойств и твердости обрабатываемого материала и других условий обработки. При обработке отверстий в материалах с большей пластичностью принимают меньшее значение угла b. Наличие у предлагаемого сверла постоянной величины угла заострения по всей длине режущей кромки обеспечивает благоприятные условия резания, высокое качество обработанной поверхности отверстия, высокую прочность и стоимость инструмента как при обработке тонколистовых, так и толстолистовых изделий. Это расширяет область его использования.To facilitate the cutting process and reduce the acting forces, which is very important when processing elastic, plastic materials, for example rubber, along the length of the cutting edge 3, an undercut is made on the inner surface of the pipe 1, forming an angle of sharpness with the outer surface of the pipe in sections normal to the cutting edge 3 β. The presence of this undercut provides a constant value of the angle of taper along the entire length of the cutting edge. Its value is taken equal to 10-15 ^o depending on the properties and hardness of the processed material and other processing conditions. When processing holes in materials with greater ductility, a smaller value of angle b is adopted. The presence of the proposed drill a constant value of the angle of sharpness along the entire length of the cutting edge provides favorable cutting conditions, high quality of the machined surface of the hole, high strength and cost of the tool when processing thin-sheet and plate products. This expands the scope of its use.

Выполнение рабочего торца 2 предлагаемого сверла плоским, в отличие от цилиндрического у известного сверла, значительно упрощает его переточку. При этом могут использоваться абразивные круги практически любой формы и размеров. The implementation of the working end 2 of the proposed drill flat, in contrast to the cylindrical of the known drill, greatly simplifies its regrinding. In this case, abrasive wheels of almost any shape and size can be used.

Внутри трубчатого корпуса сверла расположен подпружиненный выталкиватель. Он представляет собой стержень 4, на нижней части которого через упорный шарикоподшипник 5 закреплен подпятник 6, являющийся рабочим концевым участком выталкивателя. Верхний резьбовой конец стержня закреплен на корпусе трубы гайкой 7. На стержне между корпусом сверла и упорным подшипником установлена пружина 8. Inside the tubular body of the drill is a spring-loaded ejector. It is a rod 4, on the lower part of which, through the thrust ball bearing 5, a thrust bearing 6 is fixed, which is the working end section of the ejector. The upper threaded end of the rod is fixed to the pipe body with a nut 7. A spring 8 is installed on the rod between the drill body and the thrust bearing.

Положение подпружиненного выталкивателя вдоль оси сверла регулируется, например, гайкой 7. The position of the spring-loaded ejector along the axis of the drill is regulated, for example, by nut 7.

При работе сверло устанавливают в патроне сверлильного станка, включают вращение шпинделя станка и подачу. В результате режущая кромка 3 сверла осуществляет кольцевое высверливание отверстия в обрабатываемом материале. Конструкция и геометрия режущей части сверла позволяет осуществлять его вращение как вправо, так и влево. During operation, the drill is installed in the chuck of the drilling machine, turn on the rotation of the machine spindle and feed. As a result, the cutting edge 3 of the drill performs a circular hole drilling in the processed material. The design and geometry of the cutting part of the drill allows its rotation both to the right and to the left.

С помощью гайки 7 положение подпружиненного выталкивателя регулируют таким образом, чтобы в начале сверления выталкиватель не касался обрабатываемого материала (фиг. 4) и не производил его деформации. Только в конце сверления рабочий концевой участок выталкивателя подпятник 6 упирается в обрабатываемое изделие, сжимая пружину 8 (фиг. 5). Поскольку подпятник 6 выталкивателя соединен с ним через упорный подшипник 5, он остается неподвижным относительно изделия и не вызывает его дополнительной скручивающей деформации как у известного сверла. Using a nut 7, the position of the spring-loaded ejector is adjusted so that at the beginning of drilling the ejector does not touch the material being processed (Fig. 4) and does not deform it. Only at the end of drilling the working end section of the ejector thrust bearing 6 abuts against the workpiece, compressing the spring 8 (Fig. 5). Since the thrust bearing 6 of the ejector is connected to it through the thrust bearing 5, it remains stationary relative to the product and does not cause its additional torsional deformation as in the conventional drill.

После завершения процесса сверления пружина 8 разжимается, выталкивая из трубчатого корпуса сверла оставшийся цилиндр высверленного материала (фиг. 6). After completion of the drilling process, the spring 8 is opened, pushing out the remaining cylinder of the drilled material from the tubular body of the drill (Fig. 6).

Благоприятная геометрия режущей части сверла, регулируемый выталкиватель обеспечивают высокое качество и точность обработанных отверстий при одновременном повышении производительности труда при обработке как тонко, так и толстолистовых материалов. Favorable geometry of the cutting part of the drill, an adjustable ejector ensure high quality and accuracy of machined holes while increasing labor productivity when processing both thin and plate materials.

Claims

A drill containing a hollow cylindrical rod, on the end of which a working surface is made, bearing a cutting edge, and mounted in the shaft with the possibility of axial movement relative to the last spring-loaded ejector, characterized in that the working surface is made flat and is located at an angle of 25-30 ^o to the axis of the rod, a perimeter thinning cutting edge is formed, which is arranged at an angle ^o with respect October 20 forming a cylindrical rod in a plane perpendicular to the cutting edge, while at Onze ejector side of the cutting edge secured introduced in the drill thrust bearing and an associated thrust bearing.