RU2639746C2

RU2639746C2 - Boer

Info

Publication number: RU2639746C2
Application number: RU2013145804A
Authority: RU
Inventors: Райнер ВИДМАНН; Александер ФОЛЬЦ
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2017-12-22
Also published as: CN103726789B; CN103726789A; DE102012218702A1; RU2013145804A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: boer contains a rotation axis, a shank for clamping the drill in the tool holder, and a rod for removing the drilling dust produced during drilling. At the end of the rod turned in the feeding direction, a bit head is fixed, which has a point (8) on the end facing towards the feed end. Rod with facing side in the feed direction and head with the request to the Web part are limited to relevant connecting surfaces through which the boer head is connected to the backbone. Dependence is given to determine the ratio of the diameter of the boer head to its height.

EFFECT: high drilling speed with a compact boer head shape.

16 cl, 25 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к головке для бура согласно ограничительной части пункта 1 формулы, а также к буру для сверления в твердых материалах, прежде всего в природном камне, бетоне или армированном бетоне, согласно ограничительной части пункта 9 формулы.The present invention relates to a drill head according to the restrictive part of paragraph 1 of the formula, as well as to a drill for drilling in hard materials, especially natural stone, concrete or reinforced concrete, according to the restrictive part of paragraph 9 of the formula.

Уровень техникиState of the art

Из публикации EP 1702134 B1, например, известен сверлильный инструмент с режущим элементом, выполненным в виде цельнотвердосплавного наконечника, представляющего собой головку сверлильного инструмента. Головка этого известного из уровня техники сверлильного инструмента выполнена цельной, чтобы обеспечить точность направления инструмента и высокую эффективность выемки материала.From the publication EP 1702134 B1, for example, a drilling tool with a cutting element made in the form of a solid carbide tip representing the head of a drilling tool is known. The head of this prior art drilling tool is made integral to ensure the accuracy of the direction of the tool and the high efficiency of the extraction of material.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В основу изобретения положена задача предложить головку бура и бур, которые обеспечили бы возможность сверления с повышенной скоростью.The basis of the invention is to propose a drill head and a drill that would allow drilling at an increased speed.

Эта задача решается в сверлильном инструменте указанного выше типа отличительными признаками пунктов 1 и 9 формулы изобретения.This problem is solved in the drilling tool of the type indicated above by the hallmarks of paragraphs 1 and 9 of the claims.

Целесообразные и предпочтительные варианты осуществления изобретения характеризуются в зависимых пунктах формулы.Suitable and preferred embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.

Предлагаемые в изобретении бур и головка для пего отличаются тем, что отношение диаметра головки бура к ее высоте находится в пределах особой области значений, описываемой формулой:Proposed in the invention, the drill and the head for Pego are characterized in that the ratio of the diameter of the drill head to its height is within the special range of values described by the formula:

где V - вышеупомянутое отношение, d - диаметр головки бура, а с - еще один параметр. Диаметр головки бура измеряется в миллиметрах (мм), размерности коэффициентов в многочлене (-0,0029 мм^-2 и 0,114 мм^-1) второй степени выбраны таким образом, что отношение V, а также параметр с являются безразмерными.where V is the aforementioned ratio, d is the diameter of the drill head, and c is another parameter. The diameter of the drill head is measured in millimeters (mm), the dimensions of the coefficients in the polynomial (-0.0029 mm ^-2 and 0.114 mm ^-1 ) of the second degree are chosen so that the ratio V, as well as the parameter c, are dimensionless.

Этим мероприятием достигается, в частности, то, что бур, а также его головка обладают при сверлении меньшим трением, что, кроме того, выгодно позволяет увеличить скорость сверления.This measure achieves, in particular, the fact that the drill, as well as its head, have less friction during drilling, which, in addition, favorably allows you to increase the drilling speed.

В принципе, предлагаемый в изобретении бур представляет собой сверлильный инструмент для сверления в твердых материалах, причем под твердыми материалами в контексте изобретения понимаются как природный камень, так и бетон, т.е. затвердевшая смесь, первоначально состоящая из цемента, зернистого заполнителя, воды, а также добавок, вводимых в состав смеси при необходимости. Также к просверливаемым твердым материалам можно также отнести армированный бетон, железобетон, композиционный материал, содержащий подобный твердый материал, или иные аналогичные материалы.In principle, the drill proposed in the invention is a drilling tool for drilling in solid materials, and solid materials in the context of the invention are understood to mean both natural stone and concrete, i.e. hardened mixture, initially consisting of cement, granular aggregate, water, as well as additives introduced into the mixture if necessary. Also, reinforced concrete, reinforced concrete, a composite material containing a similar solid material, or other similar materials can also be referred to drilled solid materials.

Предлагаемый в изобретении бур имеет хвостовик, предназначенный для крепления бура в держателе инструмента (патроне). Таким образом, хвостовик, как правило, по меньшей мере частично вставляется в патрон технологической машины, или сверлильной машины, в частности перфоратора, и фиксируется там. К хвостовику примыкает стержень бура, предназначенный для отвода буровой пыли (буровой мелочи). Наконец, предлагаемый в изобретении бур имеет головку, закрепленную на обращенном в направлении подачи конце стержня. При сверлении бур перемещается вдоль своей оси вращения, вокруг которой при сверлении вращаются хвостовик, стержень и головка бура, в направлении просверливаемого материала, т.е. в направлении подачи. Таким образом, у обращенного в направлении подачи конца хвостовика обычно находится стержень, на обращенном в направлении подачи конце которого закреплена головка бура. Соответственно, при сверлении первой в контакт с просверливаемым материалом вступает головка бура.The drill according to the invention has a shank for fastening the drill in a tool holder (chuck). Thus, the shank, as a rule, is at least partially inserted into the cartridge of a technological machine, or a drilling machine, in particular a perforator, and is fixed there. The shank core adjacent to the shank is designed to remove drill dust (drill trifle). Finally, the drill according to the invention has a head mounted on the end of the shaft facing the feed direction. During drilling, the drill moves along its axis of rotation, around which, when drilling, the shank, rod and drill head rotate in the direction of the material being drilled, i.e. in the feed direction. Thus, a shank is usually located at the end of the shank facing the feed direction, and a drill head is fixed at the end facing the feed direction of the shank. Accordingly, when drilling the first, the drill head comes into contact with the material being drilled.

На обращенном в направлении подачи, т.е. переднем, конце головки бура имеется острие, которое образует наивысшую, или крайнюю, в направлении подачи точку бура и которое при сверлении приставляется к просверливаемому материалу для засверливания отверстия. Головка предлагаемого в изобретении бура соединена со стержнем соединительными поверхностями, т.е. головка бура имеет соединительную поверхность, обращенную к стержню бура, а стержень, в свою очередь, имеет свою соединительную поверхность, обращенную к головке бура.Inverted in the feed direction, i.e. The front, end of the drill head has a point that forms the highest or extreme point in the feed direction of the drill and which, when drilling, is attached to the material being drilled to drill a hole. The head of the drill according to the invention is connected to the rod by connecting surfaces, i.e. the drill head has a connecting surface facing the drill rod, and the rod, in turn, has its connecting surface facing the drill head.

Высота h головки бура определяется в контексте изобретения как расстояние от обращенного в направлении подачи конца острия бура до соединительной поверхности головки бура, измеряемое вдоль оси вращения. Иначе говоря, при определении высоты h головки бура указанное расстояние измеряется от соединительной поверхности до острия бура в проекции на ось вращения.The height h of the drill head is defined in the context of the invention as the distance from the end of the drill tip facing the connecting surface to the connecting surface of the drill head, measured along the axis of rotation. In other words, when determining the height h of the drill head, the specified distance is measured from the connecting surface to the tip of the drill in projection onto the axis of rotation.

Диаметр d головки бура также определяется максимальной шириной головки, измеряемой перпендикулярно оси вращения, т.е. определяется, в частности, максимальной протяженностью поперечного сечения, охватываемого цилиндрической (боковой) поверхностью.The diameter d of the drill head is also determined by the maximum width of the head, measured perpendicular to the axis of rotation, i.e. determined, in particular, by the maximum length of the cross section covered by the cylindrical (side) surface.

Член (-0,0029 мм^-2 d²+0,114 мм^-1 d) описывает открытую книзу параболу. Тогда прибавление параметра с смещает эту параболу в стороны больших или меньших значений V (т.е. смещает параболу вдоль оси V) и формирует область значений, в которой при определенном диаметре d головки бура можно выбрать отношение V. Эта область W значений характеризуется тем, что в вышеупомянутой формуле число с может принимать значения от 0,95 до 2,85 (0,95≤c≤2,85, т.е. с может быть больше или равно 0,95 и меньше или равно 2,85). Каждому диаметру d головки бура ставится в соответствие собственная область значений, в которой может находиться отношение V. Таким образом, для определенного значения диаметра d головки бура определена область значений, в которой высоту h головки бура можно вычислить через ее диаметр d и отношение V, поскольку действительно: V=d/h, т.е. h=d/V.The term (-0.0029 mm ^-2 d ² +0.114 mm ^-1 d) describes an open parabola. Then the addition of parameter c shifts this parabola to the side of larger or smaller values of V (i.e., shifts the parabola along the V axis) and forms a range of values in which, for a certain diameter d of the drill head, one can choose the ratio V. This range of values W is characterized by that in the above formula, the number c can take values from 0.95 to 2.85 (0.95≤c≤2.85, i.e. c can be greater than or equal to 0.95 and less than or equal to 2.85). Each diameter d of the drill head is associated with its own range of values in which the ratio V can be found. Thus, for a certain value of the diameter d of the drill head, a range of values is determined in which the height h of the drill head can be calculated through its diameter d and ratio V, since valid: V = d / h, i.e. h = d / V.

Приведенная выше формула в общем случае подходит для диаметров головки бура, составляющих от 2 до 35 миллиметров. Эта область значений диаметра головки бура имеет в техническом отношении особое значение, поскольку головки диаметром менее 2 миллиметров для буров перфораторов обычно не применяются, а диаметры свыше 35 миллиметров в случае цельнотвердосплавных головок, во-первых, не обладают сколько-нибудь значительными техническими преимущества, а кроме того, по ценовым соображениям они в основном нерентабельны. Когда речь идет о сверлении в твердых материалах, что также называется бурением, важной областью применения является, как правило, ударное сверление. В целом, у предлагаемого в изобретении бура высота головки выбирается сравнительно небольшой (относительно ее диаметра). Благодаря этому также уменьшается высота поверхности износа по бокам головки бура. Уменьшение поверхности износа позволяет добиться меньшего трения. Это меньшее трение бура также создает возможность достижения более высоких скоростей сверления.The above formula is generally suitable for drill head diameters of 2 to 35 millimeters. This range of the diameter of the drill head is technically of particular importance, since heads with a diameter of less than 2 millimeters are usually not used for perforator drills, and diameters over 35 millimeters in the case of solid carbide heads, firstly, do not have any significant technical advantages, and in addition, for pricing reasons, they are mostly unprofitable. When it comes to drilling in solid materials, which is also called drilling, impact drilling is usually an important area of application. In general, for the drill according to the invention, the height of the head is selected relatively small (relative to its diameter). This also reduces the wear surface height on the sides of the drill head. Reducing the wear surface allows less friction. This lower friction of the drill also makes it possible to achieve higher drilling speeds.

Вместе с тем, предлагаемые в изобретении головка бура, а также снабженный ею бур позволяют преодолеть существующие предубеждения, касающиеся именно процесса изготовления бура. Известные из уровня техники решения исходили из того, что в процессе изготовления бура, а именно при соединении его компонентов, удобство манипулирования закрепляемым компонентом обеспечивается лишь тогда, когда он имеет достаточно большой размер. Соответственно, существовало предубеждение, что головку сверла нужно выполнять сравнительно большой, чтобы избежать сложностей при обращении с ней в процессе производства. Несмотря на усовершенствования в технологии производства сверлильных инструментов, предлагавшиеся и внедрявшиеся с течением времени, это предубеждение в отношении необходимости использования компонентов сверл как можно больших размеров практически сохранилось.At the same time, the drill head proposed in the invention, as well as the drill provided with it, overcomes existing prejudices regarding the drilling process itself. The solutions known from the prior art proceeded from the fact that in the process of manufacturing a drill, namely when connecting its components, the convenience of manipulating a fixed component is provided only when it has a sufficiently large size. Accordingly, there was a prejudice that the drill head must be relatively large in order to avoid difficulties in handling it during production. Despite the improvements in drilling tool manufacturing technology that have been proposed and implemented over time, this prejudice regarding the need to use drill components as large as possible has been practically preserved.

Кроме того, изобретение позволяет преодолеть то предубеждение, что для достижения хорошей скорости выемки материала также обычно необходимо, чтобы головка бура имела большую зону износа, так как большее трение, которое является следствием применения большой зоны износа, обычно ведет к уменьшению скоростей сверления. Большая высота головки бура приводит к тому, что головка бура сильнее нагружается действующими на нее силами, что влечет за собой выкрашивание частей головки. Таким образом, благодаря меньшей высоте своей головки, предлагаемый в изобретении бур позволяет достигать более высокой скорости выемки (выбуривания) материала при обеспечении своей высокой прочности.In addition, the invention overcomes the prejudice that in order to achieve a good extraction rate, it is also usually necessary for the drill head to have a large wear zone, since greater friction resulting from the use of a large wear zone usually leads to a decrease in drilling speeds. The large height of the drill head leads to the fact that the drill head is more heavily loaded by the forces acting on it, which entails the chipping of parts of the head. Thus, due to the lower height of its head, the drill proposed in the invention allows to achieve a higher rate of extraction (drilling) of the material while ensuring its high strength.

Кроме того, преимуществом предлагаемых в изобретении головки бура и снабженного ею бура также является их экономичность, поскольку меньшая материалоемкость головки бура, обусловленная ее уменьшенной высотой, ведет к снижению производственных затрат. Кроме того, благодаря уменьшенной массе меньших головок, существенно уменьшаются динамические напряжения в зоне соединения между головкой и стержнем бура. Изгибающий момент, действующий на головку предлагаемого в изобретении бура во время сверления, значительно уменьшается.In addition, the advantage of the drill head proposed in the invention and the drill provided with it is also their economy, since the lower material consumption of the drill head due to its reduced height leads to lower production costs. In addition, due to the reduced mass of the smaller heads, dynamic stresses in the connection zone between the head and the drill stem are significantly reduced. The bending moment acting on the head of the drill according to the invention during drilling is significantly reduced.

В особенно полезном варианте осуществления изобретения предлагаемая головка бура изготовлена из высокопрочного материала, в частности из высокопрочного композиционного материала, включающего в себя по меньшей мере два различных материала, одним из которых предпочтительно является твердый сплав, а другим - керамика или корунд. Вместе с тем, в другом варианте осуществления изобретения головка бура может быть выполнена в виде цельнотвердосплавной головки. Корунд представляет собой минерал, содержащий оксид алюминия, и отличается своей особенной твердостью. Поэтому корунд особенно подходит в качестве конструкционного материала для изготовления инструментов. Также могут использоваться керамические материалы, отличающиеся своей особенно большой твердостью. Выбор того или иного исполнения головки, а именно цельнотвердосплавной головки или головки из композиционного материала, включающего в себя высокопрочные материалы, в основном зависит от конкретного применения и вида твердого материала, для сверления в котором рассчитывается головка. Будучи передней в направлении подачи составной частью бура, головка бура при сверлении находится непосредственно в контакте с просверливаемым твердым материалом и поэтому подвержена воздействию особенно больших нагрузок. Поэтому в большинстве случаев в качестве компонентов головки бура целесообразно предусматривать материалы, обладающие соответствующей твердостью.In a particularly useful embodiment of the invention, the drill head according to the invention is made of a high strength material, in particular a high strength composite material comprising at least two different materials, one of which is preferably a hard alloy and the other is ceramic or corundum. However, in another embodiment of the invention, the drill head can be made in the form of a solid carbide head. Corundum is a mineral containing alumina and is distinguished by its special hardness. Therefore, corundum is particularly suitable as a structural material for the manufacture of tools. Ceramic materials can also be used that are distinguished by their particularly high hardness. The choice of one or another design of the head, namely a solid carbide head or a head made of a composite material including high-strength materials, mainly depends on the specific application and type of solid material for drilling in which the head is calculated. Being a front component in the feed direction of the drill, the drill head is in direct contact with the drilled solid material during drilling and is therefore subject to especially high loads. Therefore, in most cases, it is advisable to provide materials with appropriate hardness as components of the drill head.

Кроме того, в особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения соединительные, или стыковые, поверхности головки и стержня бура выполнены плоскими и проходят перпендикулярно оси вращения. Это мероприятие позволяет еще более уменьшить объем головки бура, а соответственно, материалоемкость и себестоимость головки бура. Этот вариант осуществления изобретения, предусматривающий плоское выполнение соединительных поверхностей, является особенно удачным дополнением основного решения, составляющего сущность изобретения, поскольку это мероприятие позволяет избежать соединения головки со стержнем бура посредством системы соединения "паз-выступ". Поскольку именно при использовании системы соединения "паз-выступ" головка бура должна иметь определенную минимальную высоту, позволяющую эффективно сформировать паз, взаимодействующий с выступом, это может привести к заметному уменьшению высоты головки бура. Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения можно преодолеть то предубеждение, что достаточная прочность крепления головки на стержне бура возможна лишь при геометрическом замыкании соединения головки со стержнем, достигаемом, например, за счет входа выступа в паз. Это увеличение высоты головки бура, обусловленное применением системы соединения "паз-выступ", обычно и приводит к увеличению площади поверхностей износа, в значит, и к увеличению сил, действующих при сверлении на головку бура. По этой причине головка бура с известной из уровня техники системой соединения "паз-выступ" обычно подвержена воздействию больших нагрузок, вследствие чего она, как правило, быстрее изнашивается и поэтому часто имеет меньший срок службы. С уменьшением полной высоты головки бура уменьшается и площадь поверхности трения головки бура по краю просверливаемого отверстия.In addition, in a particularly preferred embodiment of the invention, the connecting, or butt, surface of the head and shaft of the drill is made flat and extend perpendicular to the axis of rotation. This event allows you to further reduce the volume of the drill head, and, accordingly, the material consumption and cost of the drill head. This embodiment of the invention, providing a flat execution of the connecting surfaces, is a particularly successful addition to the main solution constituting the essence of the invention, since this measure avoids connecting the head to the drill rod using the groove-protrusion connection system. Since it is precisely when using the notch-protrusion joint system that the drill head must have a certain minimum height that can effectively form the notch interacting with the protrusion, this can lead to a noticeable decrease in the height of the drill head. In addition, in this embodiment of the invention, it is possible to overcome the prejudice that sufficient head fastening on the drill rod is possible only when the connection of the head with the rod is geometrically achieved, for example, due to the protrusion entering the groove. This increase in the height of the drill head, due to the use of the groove-protrusion joint system, usually leads to an increase in the area of wear surfaces, and, consequently, to an increase in the forces acting during drilling on the drill head. For this reason, a drill head with a groove-overhang joint system known from the prior art is usually exposed to high loads, as a result of which, as a rule, it wears out faster and therefore often has a shorter service life. With a decrease in the total height of the drill head, the surface area of friction of the drill head along the edge of the drilled hole decreases.

Дополнительно к сказанному выше, негативное влияние отклонений от симметрии взаимного положения, а также неточностей углового положения, обусловленных несимметричным крепление головок на стержнях буров является, благодаря небольшой высоте головки бура, не столь выраженным. По технологическим соображениям соединительные поверхности чаще всего выполняют не совершенно плоскими, а с определенными допусками на отклонение от плоскостности. Эти допуски, в принципе, зависят от номинального диаметра бура. Также эти отклонения зависят в каждом конкретном случае от особенностей процесса соединения, выбираемого для закрепления головки бура на стержне. При больших номинальных диаметрах буров отклонения соединительных поверхностей от идеально плоских, т.е. допуски на такие отклонения, могут быть соответственно большими. Под плоской поверхностью понимается, в частности, любое соединение без использования механизмов типа "паз-выступ", а также любого рода уступов и выступов, причем предпочтительно, чтобы максимальная неплоскостность такой поверхности, т.е. максимальная разность высот между ее центром и краем, составляла 0,5 мм, особенно предпочтительно - 0,3 мм. Плоская соединительная поверхность обеспечивает возможность особенно качественной и точной выверки положения головки бура.In addition to the above, the negative effect of deviations from the symmetry of the relative position, as well as inaccuracies in the angular position due to asymmetric mounting of the heads on the drill rods, is not so pronounced due to the small height of the drill head. For technological reasons, the connecting surfaces are most often performed not completely flat, but with certain tolerances for deviation from flatness. These tolerances, in principle, depend on the nominal diameter of the drill. Also, these deviations depend in each case on the characteristics of the connection process selected for fixing the drill head on the rod. With large nominal drill diameters, deviations of the connecting surfaces from perfectly flat, i.e. tolerances for such deviations can be correspondingly large. By a flat surface is meant, in particular, any connection without using groove-protrusion mechanisms, as well as any kind of ledges and protrusions, and it is preferable that the maximum non-flatness of such a surface, i.e. the maximum height difference between its center and the edge was 0.5 mm, particularly preferably 0.3 mm. The flat connecting surface allows for particularly high-quality and accurate alignment of the drill head.

В одном варианте осуществления изобретения стержень бура может иметь, по меньшей мере частично, спираль, или винтовую канавку, для отвода буровой пыли. Буровая пыль, образующаяся в зоне головки бура при сверлении твердого материала, при подаче бура попадает в винтовую канавку/спираль и при вращении бура отводится по винтовой канавке назад в направлении, противоположном против направления подачи.In one embodiment of the invention, the drill shaft may have, at least in part, a spiral, or helical groove, for removing drill dust. Drilling dust generated in the area of the drill head during drilling of solid material falls into the helical groove / spiral when the drill is fed, and when the drill rotates, it is drawn back along the helical groove in the opposite direction to the feed direction.

В частности, при малых диаметрах сверления бур зачастую не обязательно должен иметь спираль для отвода буровой пыли. Вместо спирального исполнения, преимущественно в случае буров малого диаметра, стержень бура также может быть выполнен из круглой стали или, например, может иметь плоские выемки (лыски). В случае стержня из круглой стали или стержня с плоскими уступами головка бура обычно должна выступать в стороны на большее расстояние относительно стержня во избежание закупорки отверстия буровой пылью. Тогда буровая пыль, образующаяся при сверлении в зоне головки бура, при подаче и продвижении бура во время вращения последнего будет попадать в зону стержня. Так что если этот стержень выполнен из круглой стали или имеет лыски, то буровая пыль будет проникать в зазор между соответствующим участком стержня и стенкой уже просверленного отверстия. Если буровая пыль образуется и при дальнейшем сверлении, то она будет выдавливать буровую пыль, уже присутствующую в зоне стержня, дальше наружу. Этот отвод буровой пыли дополнительно усиливается вращением стержня.In particular, with small drilling diameters, the drill often does not necessarily have to have a spiral to remove drill dust. Instead of spiral execution, mainly in the case of small diameter drills, the drill stem can also be made of round steel or, for example, can have flat recesses (flats). In the case of a bar made of round steel or a bar with flat ledges, the drill head should usually protrude to the sides at a greater distance relative to the bar in order to avoid clogging of the hole with drill dust. Then, the drilling dust generated during drilling in the area of the drill head, when feeding and advancing the drill during the rotation of the drill, will fall into the core zone. So if this rod is made of round steel or has flats, drilling dust will penetrate into the gap between the corresponding section of the rod and the wall of the already drilled hole. If drill dust is formed during further drilling, it will squeeze drill dust already present in the core area further out. This drill dust removal is further enhanced by rotation of the shaft.

Именно при сверлении отверстий малого диаметра бур со стержнем из круглой стали или со стержнем, снабженным лысками, работает в отношении отвода буровой пыли, как правило, эффективнее, поскольку у буров очень малого диаметра винтовая канавка выполнена значительно более узкой при отводе буровой пыли создает очень большое сопротивление движению последней. При больших диаметрах сверления обычно необходимо выполнять стержень бура более прочным и жестким, чтобы он при сверлении выдерживал действующие на него нагрузки. Отвод буровой пыли посредством винтовой канавки в таких сверлах большего диаметра обычно менее проблематичен.It is during drilling of small diameter holes that a drill with a round steel rod or with a flange equipped with flats works in relation to the removal of drill dust, as a rule, it is more effective, since for drills of very small diameter the helical groove is made much narrower when removing drill dust creates a very large resistance to the movement of the latter. With large drilling diameters, it is usually necessary to make the drill rod more durable and rigid so that it can withstand the loads acting on it when drilling. The removal of drill dust through a helical groove in such larger diameter drills is usually less problematic.

Кроме того, головка бура может иметь режущую вставку. В этом варианте выполнения бура его головка имеет несколько зон, которые могут иметь различные функции. Например, режущая вставка может быть выполнена в виде твердосплавной режущей пластины. Также в качестве режущих вставок могут использоваться элементы из высокопрочных материалов, имеющие иную геометрию, например вставки, выполненные по типу зубьев и т.п. Такая режущая вставка может быть выполнена из высокопрочного материала, например, может быть выполнена полностью твердосплавной. Такая режущая пластина в принципе имеет на своем обращенном в направлении подачи конце режущую кромку. За этой режущей кромкой в направлении вращения, как правило, расположены задние поверхности, выполненные таким образом, чтобы обеспечивать как можно более быстрый вывод буровой пыли из зоны резания, Перед режущей кромкой в направлении вращения обычно предусмотрены так называемые передние поверхности, которые наряду с режущей кромкой участвуют в выемке материала. Острие бура может быть, например, частью режущей вставки. В частности, применение режущей вставки может быть выгодным в случае, если просверливаемый материал требует, например, применения особого высокопрочного материала, или если к отводу буровой пыли предъявляются особые требования, так что применение режущей вставки позволяет оптимально приспособить головку бура к требуемому варианту применения снабженного ею бура.In addition, the drill head may have a cutting insert. In this embodiment of the drill, its head has several zones, which may have different functions. For example, the cutting insert may be in the form of a carbide cutting insert. Also, elements of high-strength materials having a different geometry, for example, inserts made according to the type of teeth, etc., can be used as cutting inserts. Such a cutting insert can be made of high strength material, for example, can be made completely carbide. Such a cutting insert basically has a cutting edge at its end facing in the feed direction. Behind this cutting edge in the direction of rotation, as a rule, rear surfaces are arranged so as to provide the fastest possible removal of drill dust from the cutting zone. So-called front surfaces are usually provided in front of the cutting edge in the direction of rotation, which along with the cutting edge participate in the extraction of material. The drill tip may be, for example, part of a cutting insert. In particular, the use of a cutting insert can be advantageous if the material to be drilled requires, for example, the use of a special high-strength material, or if special requirements are imposed on the removal of drill dust, so that the use of a cutting insert makes it possible to optimally adapt the drill head to the required application with it borax.

Сбоку головки бура обычно находится поверхность износа бура или его головки. Головка бура преимущественно имеет больший диаметр по сравнению с примыкающим к ней стержнем, чтобы при сверлении поверхность износа прилегала к внутренней поверхности отверстия, или к его стенке. Такое выполнение, в частности, обеспечивает возможность отвода буровой пыли стержнем бура, тогда как собственно выемка материала обеспечивается головкой бура. Поэтому в соответствующем варианте осуществления изобретения головка бура имеет боковую, проходящую в направлении оси вращения цилиндрическую поверхность, которая предусмотрена в качестве поверхности износа, максимальная ширина которой равна диаметру сверления, а высота которой, измеряемая вдоль оси вращения, составляет по меньшей мере 60%, предпочтительно от 70 до 90%, полной высоты головки бура. Это значит, что по меньшей мере 60% высоты головки бура занимает цилиндрическая (боковая) поверхность. Выполненная таким образом головка бура является сравнительно пологой спереди, поскольку конец цилиндрической поверхности, обращенный в направлении подачи, может подниматься, заостряясь, по направлению к острию бура (находящемуся чаще всего на оси вращения бура или вблизи нее) на участке, составляющем лишь до 40% полной высоты головки бура. Если высота цилиндрической поверхности составляет уже 70% или до 90%, то соответственно часть головки бура, обращенная в направлении подачи, становится еще положе (не считая головок с дополнительными выдающимися структурами). Более широкие в радиальном направлении поверхности износа обычно увеличивают площадь поверхности стенки просверливаемого отверстия, на которую опирается бур. Радиальная протяженность поверхностей износа лучше поддерживает в отверстии головку бура, или снабженный ею бур, и способствует улучшению круглости высверливаемых отверстий. Обычно на практике форма отверстий, просверливаемых с помощью головки бура, особенно головки с режущей пластиной, является не точно круглой, а напоминает форму треугольника с закругленными углами. Механизм образования подобных отверстий геометрически сравним с конструкцией так называемого треугольника Рело. Треугольник Рело является простейшей формой эквидистантного профиля, т.е. профиля, у которого расстояние от некоторой точки до противолежащего ей угла всегда постоянно. Эта геометрическая форма отверстий возникает вследствие того, что наружная кромка, находящаяся у поверхности износа головки бура, при сверлении резко блокируется в одном месте, и таким образом сама образует новый центр вращения. Этот процесс может продолжаться, приводя на практике к образованию формы, которая выглядит аналогично такому треугольнику Рело. Благодаря тому, что поверхность износа расширена в радиальном направлении, если смотреть относительно (высоты головки), с чем связано улучшение опирания бура в отверстии, в данном варианте выполнения предлагаемого в изобретении бура обеспечивается возможность сверления более круглого отверстия. Одновременно этот вариант осуществления изобретения обеспечивает меньшее поперечное сечение получаемого отверстия по сравнению с обычным отверстием, просверливаемым другим буром, известным из уровня техники.On the side of the drill head is usually the wear surface of the drill or its head. The drill head preferably has a larger diameter compared to the shaft adjacent to it, so that when drilling, the wear surface abuts against the inner surface of the hole, or to its wall. This embodiment, in particular, provides the possibility of removal of drill dust by the drill rod, while the actual extraction of material is provided by the drill head. Therefore, in a corresponding embodiment, the drill head has a lateral cylindrical surface extending in the direction of the axis of rotation, which is provided as a wear surface, the maximum width of which is equal to the drilling diameter, and whose height, measured along the axis of rotation, is at least 60%, preferably from 70 to 90% of the total height of the drill head. This means that at least 60% of the height of the drill head is a cylindrical (side) surface. The drill head made in this way is relatively flat in front, since the end of the cylindrical surface facing in the feed direction can rise, sharpening, towards the point of the drill (most often located on or near the axis of rotation of the drill) up to 40% full height of the drill head. If the height of the cylindrical surface is already 70% or up to 90%, then, respectively, the part of the drill head facing in the feed direction becomes even more flat (not counting the heads with additional outstanding structures). Radially wider wear surfaces typically increase the surface area of the wall of the drilled hole on which the drill rests. The radial extent of the wear surfaces better supports the drill head, or the drill provided with it, in the hole and helps to improve the roundness of the drilled holes. Typically, in practice, the shape of the holes drilled with a drill head, especially a head with a cutting insert, is not exactly round, but resembles a triangle with rounded corners. The mechanism of formation of such holes is geometrically comparable with the construction of the so-called Relo triangle. The Relo triangle is the simplest form of an equidistant profile, i.e. profile, in which the distance from a point to the opposite angle is always constant. This geometric shape of the holes arises due to the fact that the outer edge located at the wear surface of the drill head, when drilling is sharply blocked in one place, and thus itself forms a new center of rotation. This process can continue, leading in practice to the formation of a shape that looks similar to such a Relo triangle. Due to the fact that the wear surface is expanded in the radial direction, when viewed relative to (head height), which is associated with an improvement in the support of the drill in the hole, in this embodiment of the drill according to the invention, it is possible to drill a more round hole. At the same time, this embodiment of the invention provides a smaller cross section of the resulting hole compared to a conventional hole drilled by another drill known in the art.

Преимуществом этого варианта осуществления изобретения является то, что головки буров в соответствующем исполнении обеспечивают уменьшение вибраций, причем этот эффект также обусловлен лучшим опиранием бура на стенки просверливаемого отверстия.An advantage of this embodiment of the invention is that the drill heads in the corresponding design provide a reduction in vibration, and this effect is also due to the better bearing of the drill on the walls of the drilled hole.

Стержень бура может иметь, по меньшей мере частично, спираль для отвода буровой пыли. Кроме того, стержень бура может иметь, например, поверхности, в которые может проникать буровая пыль, находящаяся между стержнем и стенкой отверстия. Также может быть полезной комбинация этих двух исполнений друг с другом, так что в соответствующем варианте выполнения бура его стержень на обращенном в направлении подачи конце имеет проходящую параллельно средней плоскости наружную поверхность, к которой в направлении подачи примыкает спираль для отвода буровой пыли. Средняя плоскость - это воображаемая плоскость, через которую проходит ось вращения бура. Это значит, что наружная поверхность проходит в поперечном сечении подобно секущей (направление взгляда - вдоль оси вращения). Тогда эта секущая касается в поперечном сечении окружности цилиндра стержня. Такая наружная поверхность имеет то преимущество, что буровая пыль, образующаяся при сверлении в зоне головки бура, сначала вытесняется в зону наружной поверхности, а затем отводится назад по винтовой канавке, чему способствует вращение бура. В любом случае сначала образующаяся при сверлении буровая пыль максимально быстро выводится из зоны головки бура, поскольку ей (буровой пыли) не приходится протискиваться через винтовую канавку, испытывая соответствующее сопротивление от трения в винтовой канавке. Этим достигается улучшение, в частности ускорение отвода буровой пыли.The drill stem may have, at least in part, a spiral for removing drill dust. In addition, the drill rod may have, for example, surfaces into which drill dust can penetrate between the rod and the wall of the hole. A combination of these two versions with each other can also be useful, so that in the corresponding embodiment of the drill, its shaft at the end facing the feed direction has an outer surface running parallel to the middle plane, to which a spiral for abstraction of drill dust is adjacent to the feed direction. The middle plane is the imaginary plane through which the axis of rotation of the drill passes. This means that the outer surface passes in cross section like a secant (the direction of view is along the axis of rotation). Then this secant touches in the cross section of the circumference of the rod cylinder. Such an outer surface has the advantage that drill dust generated during drilling in the area of the drill head is first forced out into the outer surface area and then retracted along the helical groove, which is facilitated by the rotation of the drill. In any case, at first the drilling dust generated during drilling is removed as quickly as possible from the area of the drill head, since it (drill dust) does not have to squeeze through the helical groove, experiencing the corresponding resistance to friction in the helical groove. This achieves an improvement, in particular, acceleration of removal of drill dust.

Кроме того, спираль также может примыкать непосредственно к обращенному в направлении подачи концу стержня у головки бура. В таком варианте осуществления изобретения достигается более контролируемое попадание буровой пыли в винтовую канавку, что позволяет избежать скопления отводимой буровой пыли, которое, в свою очередь, может привести к блокированию вращательного движения бура.In addition, the spiral can also adjoin directly to the end of the rod facing the feed head at the drill head. In such an embodiment of the invention, a more controlled penetration of drill dust into the helical groove is achieved, which avoids the accumulation of discharged drill dust, which, in turn, can block the rotational movement of the drill.

Область значений отношения диаметра головки бура к ее высоте определяется, в том числе, параметром с. Если параметр с увеличивается, отношение диаметра головки бура к ее высоте также увеличивается. При номинальном диаметре от 19,6 до 19,7 миллиметров (и при постоянных c) отношение V диаметра головки предлагаемого в изобретении бура к ее высоте является наибольшим. Парабола, которой описывается изменение отношения V в зависимости от d и с, достигает своего максимума именно в этом месте на координатной оси диаметров (точнее, при диаметре d≈19,66 миллиметра). Таким образом, при диаметре около 19,66 миллиметра значения отношения диаметра головки бура к ее высоте находятся в области примерно между 2,07 и 3,97 при 0,95<с<2,85 и в области между 2,07 и 2,62 при 0,95≤c≤1,5 (т.е. когда с больше или равно 0,95 и меньше или равно 1,5). При таком отношении величин за счет меньшей поверхности износа и более стабильного движения при сверлении может быть достигнуто увеличение скорости сверления на 15%. Предпочтительно выбирать c=1,0, в результате чего максимальное отношение V диаметра головки бура к ее высоте (при номинальном диаметре около 19,66 миллиметра) составит примерно 2,12. Для того, чтобы обеспечить как небольшие крутильные и изгибные нагрузки в зоне стыка стержня и головки бура, так и высокие скорости сверления такими бурами для перфораторного бурения, параметр с выбирается преимущественно в интервале значений между 0,95 и 1,5, предпочтительно равным 1,0.The range of the ratio of the diameter of the drill head to its height is determined, inter alia, by parameter c. If parameter c increases, the ratio of the diameter of the drill head to its height also increases. With a nominal diameter of 19.6 to 19.7 millimeters (and at constant c), the ratio V of the diameter of the head of the drill according to the invention to its height is the largest. The parabola, which describes the change in the ratio V as a function of d and c, reaches its maximum at this point on the coordinate axis of the diameters (more precisely, with a diameter d≈19.66 mm). Thus, with a diameter of about 19.66 millimeters, the ratio of the diameter of the drill head to its height is in the range between about 2.07 and 3.97 at 0.95 <s <2.85 and in the range between 2.07 and 2, 62 at 0.95 c c 1 1.5 (i.e., when c is greater than or equal to 0.95 and less than or equal to 1.5). With this ratio of values, an increase in the drilling speed by 15% can be achieved due to the smaller wear surface and more stable movement during drilling. It is preferable to choose c = 1.0, as a result of which the maximum ratio V of the diameter of the drill head to its height (with a nominal diameter of about 19.66 mm) will be approximately 2.12. In order to provide both small torsional and bending loads at the junction of the core and the drill head, and high drilling speeds with such drills for perforating drilling, the parameter c is chosen mainly in the range of between 0.95 and 1.5, preferably equal to 1, 0.

Как раз при выполнении соединительных поверхностей между головкой и стержнем бура плоскими отказаться от системы соединения "паз-выступ", использование которое неизбежно приводит к увеличению высота головки бура, целесообразно не только из соображений компактности, но и потому, что в этом случае при изготовлении бура можно точно выверить положение головки бура относительно его стержня или относительно оси вращения бура, т.е. обеспечить точно сооснос взаимное положение головки и стержня. В случае использования системы соединения "паз-выступ" точная выверка положения головки бура в отношении обеспечения вращательной симметрии бура или исключения наклона головки бура относительно оси вращения представляет определенную сложность, поскольку точность этой выверки в значительной мере предопределена предшествующими технологическими операциями. Поэтому при соединении головки со стержнем особенно целесообразно сильнее прикладывать вес в направлении неразъемного соединения головки бура со стержнем. Соответственно, это мероприятие позволяет лучше выверить положение головки бура и тем самым уменьшает нагрузки, испытываемые предлагаемой в изобретении головкой бура, по сравнению с неточно выверенной головкой. Вследствие применения неразъемного соединения стержня с головкой этим также обеспечивается увеличение срока службы бура.Just when making the connecting surfaces between the head and the drill stem flat, to abandon the groove-protrusion joint system, the use of which inevitably leads to an increase in the height of the drill head, is advisable not only for reasons of compactness, but also because in this case when manufacturing the drill you can accurately verify the position of the drill head relative to its core or relative to the axis of rotation of the drill, i.e. ensure accurate alignment of the relative position of the head and the rod. In the case of the use of the notch-joint system, the exact alignment of the position of the drill head with respect to ensuring rotational symmetry of the drill or to exclude the inclination of the drill head relative to the axis of rotation is a certain difficulty, since the accuracy of this alignment is largely predetermined by previous technological operations. Therefore, when connecting the head to the rod, it is especially advisable to apply more weight in the direction of one-piece connection of the drill head with the rod. Accordingly, this measure allows a better alignment of the position of the drill head and thereby reduces the loads experienced by the drill head of the invention, as compared to an inaccurately calibrated head. Due to the use of one-piece connection of the rod with the head, this also provides an increase in the service life of the drill.

В зависимости от конкретного варианта осуществления изобретения предлагаемый бур может быть выполнен для вращательного (безударного) сверления или для ударного сверления. Однако предлагаемое сжатое (компактное) в осевом направлении, или приземистое, выполнение головки бура с большим отношением V диаметра d головки бура к ее высоте h является особенно выгодным и обеспечивает большую стабильность именно в отношении ударного сверления. Вместе с тем, и при безударном, чисто вращательном, сверлении предлагаемый в изобретении бур характеризуется лучшей устойчивостью в отверстии непосредственно во время сверления, так что и для безударного сверления изобретение позволяет получить лучшие результаты, что касается долговечности бура, точности формы выполняемого им отверстия и скорости сверления.Depending on the particular embodiment of the invention, the proposed drill can be made for rotary (hammerless) drilling or for hammer drilling. However, the proposed compressed (compact) in the axial direction, or squat, the execution of the drill head with a large ratio of V diameter d of the drill head to its height h is particularly advantageous and provides greater stability precisely in relation to hammer drilling. At the same time, even with shockless, purely rotational drilling, the drill proposed in the invention is characterized by better stability in the hole directly during drilling, so that for hammerless drilling, the invention allows to obtain better results with regard to the durability of the drill, the accuracy of the shape of the hole and the speed drilling.

В зависимости от конкретного применения, предлагаемые в изобретении головки и снабжаемые ими буры в качестве острия могут иметь центрирующее острие с поперечной режущей кромкой либо без таковой. Если центрирующее острие имеет поперечную режущую кромку, то последняя, как правило, проходит через центрирующее острие. Это делает возможным в основном непрерывный ход режущей кромки по верхней стороне головки бура. Иногда встречаются и взаимодействующие с центрирующим острием режущие кромки, ход которых прерывается за счет поворота участков режущей кромки относительно друг друга на определенный угол. Это эффективно предотвращает перекос бура, поскольку переменный ход режущей кромки может придавать буру большую устойчивость за счет того, что режущая кромка воздействует на материал в отверстии в различных местах, расположенных с угловым смещением относительно друг друга. Центрирующее острие без поперечной режущей кромки при известных условиях обеспечивает особенно точную постановку бура в лунку, предусмотренную для засверливания отверстия. Если же центрирующее острие без поперечной режущей кромки не имеет кромки, участвующей в самом процессе сверления, то при сверлении в менее твердом материале это может обеспечивать хорошее центрирование бура во время сверления, достигаемое за счет равномерного и устойчивого вращения центрирующего острия в фиксированном месте.Depending on the specific application, the heads proposed in the invention and the drills supplied with them as a point may have a centering point with or without a transverse cutting edge. If the centering tip has a transverse cutting edge, then the latter, as a rule, passes through the centering tip. This enables a substantially continuous cutting edge movement along the upper side of the drill head. Sometimes there are also cutting edges interacting with the centering tip, the course of which is interrupted due to the rotation of the cutting edge portions relative to each other by a certain angle. This effectively prevents the skew of the drill, since the variable stroke of the cutting edge can give the drill more stability due to the fact that the cutting edge acts on the material in the hole in various places located with an angular offset relative to each other. Under known conditions, a centering tip without a transverse cutting edge provides a particularly accurate setting of the drill into the hole provided for drilling a hole. If the centering tip without a transverse cutting edge does not have an edge involved in the drilling process itself, then when drilling in a less hard material, this can provide good centering of the drill during drilling, achieved by uniform and stable rotation of the centering tip in a fixed place.

Кроме того, в еще одном варианте осуществления изобретения соединительные поверхности головки и стержня бура могут быть выполнены конгруэнтными или неконгруэнтными, причем каждое из этих двух мероприятий может иметь свои собственные преимущества: в случае конгруэнтных соединительных поверхностей обычно достигается очень хорошее согласование симметрии форм головки и стержня бура. Также конгруэнтные соединительные поверхности обычно обеспечивают улучшенную прочность соединения и большую устойчивость (стабильность), а также лучшую выверку взаимного положения головки и стержня бура. В случае же неконгруэнтных соединительных поверхностей расплав, предусмотренный для образования неразъемного соединения, может попадать в несовпадающие зоны соединительных поверхностей, тем самым обеспечивая хорошую прочность соединения и хорошую устойчивость. Конгруэнтные соединительные или стыковые поверхности имеют при одинаковой площади совпадающие формы.In addition, in yet another embodiment of the invention, the connecting surfaces of the drill head and shaft can be congruent or incongruent, each of these two measures can have its own advantages: in the case of congruent connecting surfaces, very good agreement is achieved between the symmetry of the shapes of the head and drill shaft . Also congruent connecting surfaces usually provide improved joint strength and greater stability (stability), as well as better alignment of the relative positions of the drill head and shaft. In the case of incongruent connecting surfaces, the melt provided for the formation of an integral connection may fall into the mismatched zones of the connecting surfaces, thereby ensuring good bond strength and good stability. Congruent connecting or butt surfaces have the same shape for the same area.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже со ссылкой на чертежи рассматриваются возможности осуществления изобретения с указанием других его подробностей и преимуществ. На чертежах показано:Below, with reference to the drawings, the possibilities of carrying out the invention with its other details and advantages are considered. The drawings show:

на фиг.1 - общий вид предлагаемого в изобретении бура без спирали,figure 1 is a General view proposed in the invention of the drill without a spiral,

на фиг.2 - общий вид предлагаемого в изобретении бура со спиралью,figure 2 is a General view proposed in the invention of the drill with a spiral,

на фиг.3 - вид сверху предлагаемой в изобретении твердосплавной головки с поперечной режущей кромкой,figure 3 is a top view of the proposed invention carbide head with a transverse cutting edge,

на фиг.4 - схематический вид сбоку твердосплавной головки, показанной на фиг.3, на стержне бура (изображенном только частично) с винтовыми канавками,figure 4 is a schematic side view of the carbide head shown in figure 3, on the core of the drill (only partially shown) with helical grooves,

на фиг.5 - схематический вид в продольном разрезе предлагаемой в изобретении головки бура с острием, расположенным в стороне от оси вращения бура,figure 5 is a schematic view in longitudinal section of a drill head according to the invention with a tip located away from the axis of rotation of the drill,

на фиг.6 - вид сверху на головку бура, показанную на фиг.5,in Fig.6 is a top view of the drill head shown in Fig.5,

на фиг.7 - схематический вид сбоку предлагаемой в изобретении головки бура с двойным острием, расположенным в стороне от оси вращения бура,Fig.7 is a schematic side view of the proposed in the invention of the drill head with a double tip, located on the side of the axis of rotation of the drill,

на фиг.8 - схематический вид сбоку еще одной предлагаемой в изобретении головки бура с острием, расположенным в стороне от оси вращения бура,on Fig is a schematic side view of another proposed in the invention of the drill head with a tip located away from the axis of rotation of the drill,

на фиг.9 - вид сверху на головку бура, показанную на фиг.8,Fig.9 is a top view of the drill head shown in Fig.8,

на фиг.10 - схематический местный вид бура с предлагаемой в изобретении головкой, имеющей поверхность износа, высота которой составляет 90% высоты головки бура,figure 10 is a schematic local view of the drill with the proposed invention, the head having a wear surface, the height of which is 90% of the height of the head of the drill,

на фиг.11 - схематический местный вид бура с предлагаемой в изобретении головкой, имеющей поверхность износа, высота которой составляет 60% высоты головки бура,11 is a schematic local view of the drill with the proposed invention in the head having a wear surface, the height of which is 60% of the height of the drill head,

на фиг.12 - схематический местный вид бура с предлагаемой в изобретении головкой, имеющей поверхность износа, высота которой составляет 70% высоты головки бура,on Fig is a schematic local view of the drill with the proposed invention in the head having a wear surface, the height of which is 70% of the height of the drill head,

на фиг.13 - схематический местный вид предлагаемого в изобретении бура со спиралью и прямым начальным участком спирали,on Fig is a schematic local view of the proposed invention in the drill with a spiral and a direct initial portion of the spiral,

на фиг.14 - схематический местный вид предлагаемого в изобретении бура со спиралью и без прямого начального участка спирали,on Fig - schematic local view proposed in the invention of the drill with a spiral and without a direct initial portion of the spiral,

на фиг.15-18 - схематические изображения предлагаемых в изобретении буров с поперечными режущими кромками и без них,on Fig-18 - schematic representation of the proposed invention in the invention of the drill with transverse cutting edges and without them,

на фиг.19а и 19б - схематические изображения неконгруэнтных стыковых поверхностей,on figa and 19b - schematic representation of incongruent butt surfaces,

на фиг.20а и 20б - схематические изображения конгруэнтных стыковых поверхностей,on figa and 20b are schematic images of congruent butt surfaces,

на фиг.21 и 22 - график изменения отношения V в зависимости от диаметра d головки бура для различных параметров c,on Fig and 22 is a graph of the change in the ratio V depending on the diameter d of the drill head for various parameters c,

на фиг.23-25 - схематические изображения (два вида сбоку, вид сверху) предлагаемого в изобретении бура с режущей вставкой.on Fig.23-25 - schematic images (two side views, top view) proposed in the invention of the drill with a cutting insert.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 показан бур 1 для малых номинальных диаметров, имеющий хвостовик 2, стержень 3 и головку 4. Хвостовик 2 имеет два стопорных желобка 5 для фиксации бура в патроне, а также два поводковых желобка 6 для передачи вращения. Сам бур имеет ось D вращения, вокруг которой бур вращается при сверлении. Стержень 3 имеет меньший диаметр, чем хвостовик 2. Дополнительно стержень имеет наружные поверхности 7, проходящие параллельно средней плоскости. Буровая пыль, образующаяся при сверлении в зоне головки 4 бура, может попадать в зону наружных поверхностей 7 и отводиться в направлении, противоположном направлению R подачи. Головка 4 бура имеет острие 8, расположенное на оси D вращения. Кроме того, поверхности 9 износа, которые образуют цилиндрические поверхности головки 4 бура и при сверлении непосредственно прилегают к внутренней стенке отверстия, имеют высоту HV, которая составляет 70% высоты h головки бура. Диаметр головки бура обозначен буквой d. Под бурами малых номинальных диаметров, подобными буру в особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.1, понимаются буры для выполнения узких отверстий, т.е. отверстий диаметром от 2 до 4,5 мм.Figure 1 shows the drill 1 for small nominal diameters, having a shank 2, a shaft 3 and a head 4. The shank 2 has two locking grooves 5 for fixing the drill in the cartridge, as well as two driver grooves 6 for transmitting rotation. The drill itself has a rotation axis D around which the drill rotates during drilling. The rod 3 has a smaller diameter than the shank 2. Additionally, the rod has outer surfaces 7 extending parallel to the middle plane. Drilling dust generated during drilling in the area of the drill head 4 can fall into the area of the outer surfaces 7 and be discharged in the opposite direction to the feed direction R. The head 4 of the drill has a tip 8 located on the axis D of rotation. In addition, the wear surfaces 9, which form the cylindrical surfaces of the drill head 4 and are directly adjacent to the inner wall of the hole during drilling, have a height HV, which is 70% of the height h of the drill head. The diameter of the drill head is indicated by the letter d. Under the augers of small nominal diameters, similar to a drill in a particularly preferred embodiment of the invention depicted in figure 1, are meant drills for making narrow holes, i.e. holes with a diameter of 2 to 4.5 mm.

На фиг.2 показан бур 10, имеющий хвостовик 11, стержень 12 и головку 13. Хвостовик, выполненный для обеспечения крепления бура в патроне сверлильной машины, также имеет два стопорных желобка 14 и два поводковых желобка 15. Стержень 12 выполнен меньшего диаметра, т.е. более тонким, чем хвостовик 11. В отличие от бура 1, показанного на фиг.1, у рассматриваемого бура стержень 12 снабжен спиралью, или винтовой канавкой 16. Эта винтовая канавка 16 начинается не сразу от головки 13, а от поверхности, предусмотренной между спиралью 16 и головкой 13 бура, проходящей параллельно оси D вращения и в данном варианте осуществления изобретения обозначенной номером позиции 17. Головка 13 бура также имеет острие 18, а также поверхность 19 износа. На фиг.2 острие 18 бура также находится на оси D вращения бура. Высота поверхности износа также составляет примерно 70% высоты головки бура (см. фиг.1). В случае показанного на фиг.2 бура речь идет об особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, предназначенном для сверления отверстия больших диаметров.Figure 2 shows a drill 10 having a shank 11, a shaft 12 and a head 13. The shaft, made to secure the drill in the drill chuck, also has two locking grooves 14 and two driver grooves 15. The shaft 12 is made of a smaller diameter, t. e. thinner than the shank 11. In contrast to the drill 1, shown in figure 1, the rod 12 is provided with a spiral, or screw groove 16. This screw groove 16 does not begin immediately from the head 13, but from the surface provided between the spiral 16 and a drill head 13 extending parallel to the rotation axis D and, in this embodiment, indicated by the number 17. The drill head 13 also has a tip 18, as well as a wear surface 19. In figure 2, the point 18 of the drill is also located on the axis D of rotation of the drill. The height of the wear surface is also approximately 70% of the height of the drill head (see figure 1). In the case of the drill shown in FIG. 2, it is a particularly preferred embodiment of the invention for drilling large diameter holes.

У буров, изображенных на фиг.1 и 2, стыковые поверхности F и F', посредством которых головки соединены со стержнями, выполнены практически плоскими. Соединение головок и стержней по соответствующим стыковым поверхностям является неразъемным, т.е. обеспечивается силами межатомного и/или межмолекулярного сцепления, например является сварным, паяным или клеевым соединением. Цилиндрические поверхности 9, 19, или поверхности износа проходят параллельно соответствующим осям D вращения.The drills depicted in figures 1 and 2, the butt surfaces F and F ', through which the heads are connected to the rods, are made almost flat. The connection of the heads and rods along the corresponding butt surfaces is inseparable, i.e. provided by forces of interatomic and / or intermolecular adhesion, for example, is a welded, soldered or adhesive joint. Cylindrical surfaces 9, 19, or wear surfaces extend parallel to the respective rotation axes D.

На фиг.1 поверхность 7 выполнена плоской и пересекает в остальном цилиндрическое тело стержня 3 в поперечном сечении перпендикулярно оси D вращения, подобно секущей. Таким образом, в образуемом поверхностью 7 промежуточном пространстве имеется место, куда может поступать и откуда может отводиться буровая пыль, образующаяся в зоне головки 4 бура. В соответствии с изобретением головка бура 9 (фиг.1) и 19 (фиг.2) имеет сравнительно компактную, сжатую форму, т.е. диаметр головки бура выбирается сравнительно большим относительно ее высоты h. Головки 9 и 19 буров выполнены несколько более широкими в диаметре, чем соответствующие стержни 3 и 12. Боковые поверхности 9 и 19 образует таким образом собственно поверхности износа, которые при сверлении отверстия прилегают к внутренним стенкам отверстия и тем самым вносят вклад - хотя и незначительный - в истирание материала стенки отверстия.In figure 1, the surface 7 is made flat and intersects the rest of the cylindrical body of the rod 3 in cross section perpendicular to the axis of rotation D, like a secant. Thus, in the intermediate space formed by the surface 7, there is a place where drill dust generated in the area of the drill head 4 can be supplied and from where it can be removed. In accordance with the invention, the drill head 9 (FIG. 1) and 19 (FIG. 2) has a relatively compact, compressed shape, i.e. the diameter of the drill head is selected relatively large relative to its height h. The drill heads 9 and 19 are made somewhat wider in diameter than the corresponding rods 3 and 12. The lateral surfaces 9 and 19 thus form the actual wear surfaces, which, when drilling the holes, abut against the inner walls of the hole and thereby contribute - albeit insignificantly - abrasion of the material of the wall of the hole.

На фиг.3 приведен вид сверху твердосплавной головки бура с поперечной режущей кромкой при взгляде вдоль оси вращения. На чертеже изображена твердосплавная головка 30 с поперечной режущей кромкой 31 а, причем острие 32 бура расположено на оси D вращения. Перед режущей кромкой 31 в направлении вращения расположены передние поверхности 33, а за режущей кромкой 31 в направлении вращения расположены задние поверхности 34. Режущая кромка 31 вместе с передними поверхностями 33 обеспечивает выемку материала при сверлении, а посредством задних поверхностей 34 может отводиться образующаяся при этом буровая пыль. По бокам режущего элемента 30 находятся поверхности 35 износа, которые также участвуют, хотя и незначительно, в выемке материала. Сами поверхности 35 износа также разделены таким образом, что при сверлении часть одна каждой поверхности износа находится в трущемся контакте со стенкой отверстия, а за счет небольшого излома в кривизне поверхности износа в поперечном сечении обеспечивается, во-первых, возможность выемки материала, а во-вторых возможность отвода буровой пыли. Острие 32 бура выполнено таким образом, что режущая кромка 31 проходит через все острие бура. Преимуществом этого варианта осуществления изобретения является то, что острие 32 бура участвует не только в центрировании бура, но и в выемке материала. Режущая кромка 31 заканчивается в зоне поверхностей износа ленточкой 36. В зоне острия 32 бура находится поперечная режущая кромка 31а.Figure 3 shows a top view of a carbide drill head with a transverse cutting edge when viewed along the axis of rotation. The drawing shows a carbide head 30 with a transverse cutting edge 31 a, and the tip 32 of the drill is located on the axis D of rotation. Front surfaces 33 are located in front of the cutting edge 31 in the direction of rotation, and rear surfaces 34 are located in the direction of rotation behind the cutting edge 31. The cutting edge 31 together with the front surfaces 33 provides for the extraction of material during drilling, and the drilling surface resulting from this can be removed dust. On the sides of the cutting element 30 there are wear surfaces 35, which also participate, albeit slightly, in the recess of the material. The wear surfaces 35 themselves are also divided so that during drilling a part one of each wear surface is in rubbing contact with the wall of the hole, and due to a small kink in the curvature of the wear surface in the cross section, it is possible, firstly, to remove material, and second, the possibility of removal of drill dust. The drill tip 32 is configured such that the cutting edge 31 passes through the entire drill tip. An advantage of this embodiment is that the tip 32 of the drill is involved not only in centering the drill, but also in the excavation of the material. The cutting edge 31 ends in the area of the wear surfaces with a ribbon 36. In the area of the tip 32 of the drill is a transverse cutting edge 31a.

На фиг.4 приведен вид сбоку головки 30 бура, показанной на фиг.3, причем показан фрагмент соответствующего бура со стержнем 40. Стержень 40 имеет винтовую канавку 41, а также лыску 42, проходящую параллельно оси D вращения бура. Таким образом, сразу за головкой 30 бура в направлении R подачи начинается не спираль, а лыска 42, выполненная для того, чтобы переводить буровую пыль в винтовую канавку 41. Стержень 40 бура соединен с головкой 30 бура плоской стыковой поверхностью 43. Таким образом, буровая пыль может вытесняться от головки 30 бура в зону лыски 42, а затем транспортироваться далее посредством винтовой канавки 41.Figure 4 shows a side view of the head 30 of the drill, shown in figure 3, and shows a fragment of the corresponding drill with a rod 40. The rod 40 has a helical groove 41, as well as a flange 42, parallel to the axis D of rotation of the drill. Thus, immediately after the drill head 30 in the feed direction R, not a spiral begins, but a flat 42, designed to translate drill dust into the helical groove 41. The drill rod 40 is connected to the drill head 30 with a flat butt surface 43. Thus, the drill dust can be displaced from the drill head 30 into the flats 42, and then transported further by means of a helical groove 41.

На фиг.5 показан вариант осуществления изобретения с головкой 50 бура и его стержнем 51, соединенным с головкой плоской стыковой поверхностью 52, причем острие 53 бура выполнено таким образом, что оно находится в стороне от оси D вращения. Таким образом, наивысшая точка (вершина) бура в целом или его головки 50 расположена не по центру, а в стороне от оси вращения, Преимуществом этого варианта осуществления изобретения является то, что само острие бура, поскольку оно разнесено в стороны от оси вращения, при вращении бура имеет увеличенную окружную скорость и может передавать момент вращения на просверливаемый твердый материал; поэтому центр отверстия засверливается посредством самого острия бура по площади. Поскольку смещение острия бура от оси вращения сравнительно невелико, это ведет к тому, что благодаря плоскостному засверливанию центра при сверлении достигается большая устойчивость в отношении центрирования.Figure 5 shows an embodiment of the invention with the drill head 50 and its shaft 51 connected to the head by a flat butt surface 52, the drill tip 53 being made so that it is away from the rotation axis D. Thus, the highest point (top) of the drill as a whole or its head 50 is not located in the center, but away from the axis of rotation. An advantage of this embodiment of the invention is that the tip of the drill itself, since it is spaced apart from the rotation axis, the rotation of the drill has an increased peripheral speed and can transmit the moment of rotation to the drilled solid material; therefore, the center of the hole is drilled by the edge of the drill on the area. Since the displacement of the point of the drill from the axis of rotation is relatively small, this leads to the fact that due to the planar drilling of the center during drilling, greater stability with respect to centering is achieved.

На фиг.6 приведен вид сверху на головку 50 бура, имеющую децентрированное острие 53, передние поверхности 60, задние поверхности 61 и поверхности 62 износа. Спираль обозначена номером позиции 63.FIG. 6 is a plan view of a drill head 50 having a decentered tip 53, front surfaces 60, rear surfaces 61, and wear surfaces 62. The spiral is indicated by 63.

На фиг.7 приведен схематический вид сбоку бура, имеющего головку 70, стержень 71, а также двухвершинное децентрированное острие 72, включающее в себя две отдельные вершины 72' и 72ʺ. Обе отдельные вершины 72', 72ʺ выполнены равной высоты в направлении R подачи. Этот мероприятие облегчает центрирование при первоначальной постановке бура для засверливания с двух точек зрения: во-первых, бур устойчивее опирается на просверливаемый материал в двух точках, между которыми находится точка врезания, во-вторых центрирование бура в начале его вращения остается более устойчивым. Если бур прилегает к просверливаемому материалу несимметрично, то в начале его вращения он легче соскальзывает в сторону, поскольку воспринимаемый им с одной стороны импульс не уравновешивается действующей в противоположном направлении компонентой. В остальном стержень 71 выполнен таким образом, что он также имеет спираль 73 и лыску 74, непосредственно примыкающую к головке 70 бура.7 is a schematic side view of a drill having a head 70, a shaft 71, and a two-peaked decentered tip 72, including two separate peaks 72 'and 72ʺ. Both individual vertices 72 ', 72ʺ are made of equal height in the direction R of the feed. This measure facilitates centering during the initial setting of the drill for drilling from two points of view: firstly, the drill relies more steadily on the material being drilled at two points between which there is an insertion point, and secondly, the centering of the drill at the beginning of its rotation remains more stable. If the drill adheres asymmetrically to the material being drilled, then at the beginning of its rotation it slides to the side more easily, since the impulse perceived by it from one side is not balanced by the component acting in the opposite direction. The rest of the rod 71 is made in such a way that it also has a spiral 73 and a flange 74, directly adjacent to the head 70 of the drill.

На фиг.8 (вид сбоку) и фиг.9 (вид сверху) показана одна и та же головка 80 бура, у которой острие 81 бура расположено опять же в стороне от оси вращения бура. Следует отметить, что головка 80 бура имеет режущую кромку 82, а острие бура, хотя и в данном случае образовано продолжением этой режущей кромки 82, но в целом выполнено пирамидальным.On Fig (side view) and Fig. 9 (top view) shows the same drill head 80, in which the tip of the drill 81 is located again away from the axis of rotation of the drill. It should be noted that the drill head 80 has a cutting edge 82, and the drill tip, although in this case is also formed by the continuation of this cutting edge 82, is generally pyramidal.

На фиг.10 приведен вид сбоку головки 100 бура, у которой высота HV поверхности 101 износа составляет примерно 90% полной высоты h головки бура. Острие бура выполнено в данном случае по центру головки. Таким образом, головка 100 бура имеет в целом более приземистую и уплощенную (пологую) форму, поскольку возвышение острия бура от поверхности 101 износа может занимать лишь 10% полной высоты h головки 100 бура. Такая форма выполнения позволяет увеличить дробящее действие для разрушения и выемки твердого материала.Figure 10 shows a side view of the drill head 100, in which the height HV of the wear surface 101 is about 90% of the total height h of the drill head. The drill tip is made in this case in the center of the head. Thus, the drill head 100 has a generally more squat and flattened (flat) shape, since the elevation of the drill tip from the wear surface 101 can occupy only 10% of the total height h of the drill head 100. This form of execution allows you to increase the crushing effect for the destruction and excavation of solid material.

На фиг.11 приведен вид сбоку головки 110 бура, у которой высота HV поверхности износа составляет лишь примерно 60% полной высоты h головки бура.Figure 11 shows a side view of the drill head 110, in which the height HV of the wear surface is only about 60% of the total height h of the drill head.

На фиг.12 показана головка 120 бура, у которой высота HV поверхности износа составляет 70% полной высоты h. Высота HV измеряется вдоль оси D вращения от стыковой поверхности 121 и представляет собой всю высоту поверхности 122 износа. Полная высота h головки бура также измеряется от стыковой поверхности 121 и проходит вдоль оси вращения до острия 123 бура. Своей стыковой поверхностью 121 головка 120 бура соединена со стержнем 124. Винтовая канавка 125 стержня 124 примыкает непосредственно к головке 120 бура без начального участка и без лыски.12 shows a drill head 120 in which the wear surface height HV is 70% of the total height h. The height HV is measured along the rotation axis D from the butt surface 121 and represents the entire height of the wear surface 122. The total height h of the drill head is also measured from the butt surface 121 and extends along the axis of rotation to the tip 123 of the drill. With its butt surface 121, the drill head 120 is connected to the rod 124. The helical groove 125 of the rod 124 is adjacent directly to the drill head 120 without an initial portion and without a flat.

На фиг.13 приведен вид сбоку бура 130 со стержнем 131, имеющим спираль 132. Перед местом соединения стержня 131 с головкой 133 бура стержень 131 завершается лыской 134, проходящей параллельно оси D вращения. Однако спираль 132, которая заканчивается лыской 134, имеет прямой концевой участок 135, проходящий по направлению к головке 133 бура. Этот прямой концевой участок 135, образующий спрямление спирали, влияет, в частности, на процесс отвода буровой пыли, поскольку в этом случае буровая пыль сначала вытесняется в направлении от головки бура и лишь на определенном удалении от головки бура попадает в спираль и транспортируется дальше.On Fig shows a side view of the drill 130 with a rod 131 having a spiral 132. Before the junction of the rod 131 with the head 133 of the drill rod 131 ends with a flat 134, parallel to the axis D of rotation. However, the spiral 132, which ends with the flat 134, has a straight end portion 135 extending towards the drill head 133. This straight end section 135, which forms the straightening of the spiral, influences, in particular, the process of extracting drill dust, since in this case drill dust is first forced out in the direction from the drill head and only at a certain distance from the drill head falls into the spiral and is transported further.

На фиг.14 показан бур 140, имеющий головку 141 и стержень 142, причем винтовая канавка 143 стержня 142 примыкает непосредственно к головке 141 бура (без прямого начального участка).FIG. 14 shows a drill 140 having a head 141 and a rod 142, the screw groove 143 of the rod 142 adjacent directly to the drill head 141 (without a direct start portion).

На фиг.15 показан пример бура 150, имеющего головку 151 и стержень 152 с винтовой канавкой. Твердосплавная головка 151 выполнена на своем острие 153 без поперечной режущей кромки.15 shows an example of a drill 150 having a head 151 and a shaft 152 with a helical groove. The carbide head 151 is made at its tip 153 without a transverse cutting edge.

На фиг.16 та же твердосплавная головка 151 показана при виде сверху.16, the same carbide head 151 is shown in plan view.

На фиг.17 показан режущий элемент 170 с поперечной режущей кромкой 171а, поверхностями износа 172, а также острием 173 бура, причем режущая кромка 171 проходит непрерывно через острие 173 бура.17 shows a cutting member 170 with a transverse cutting edge 171a, wear surfaces 172, and a drill tip 173, the cutting edge 171 extending continuously through the drill tip 173.

На фиг.18 показана твердосплавная головка с режущим элементом 170 при виде сбоку.On Fig shows a carbide head with a cutting element 170 when viewed from the side.

На фиг.19а и 19б показаны неконгруэнтные стыковые поверхности, а на фиг.20а и 20б - конгруэнтные стыковые поверхности. В принципе, головка бура своей стыковой поверхностью соединяется со стержнем бура. Это соединение, как правило, является неразъемным, т.е. обеспечиваемым силами межатомного и/или межмолекулярного сцепления. На фиг.19а приведен вид сверху головки 190 бура, поверхности 191 износа которой имеют специальную форму. На фиг.19б показано поперечное сечение заготовки 192, например поперечное сечение стержня. Образуемая этой заготовкой 192 стыковая поверхность 193 может соответственно служить неконгруэнтной стыковой поверхностью для присоединения головки 190 бура.On figa and 19b shows incongruent butt surfaces, and on figa and 20b - congruent butt surfaces. In principle, the drill head is connected to the drill stem by its butt surface. This connection, as a rule, is one-piece, i.e. provided by interatomic and / or intermolecular bonding forces. On figa shows a top view of the head 190 of the drill, the wear surface 191 of which have a special shape. On figb shows a cross section of the workpiece 192, for example a cross section of the rod. The butt surface 193 formed by this preform 192 may accordingly serve as a non-congruent butt surface for attaching the drill head 190.

На фиг.20а также показана головка 200 бура с поверхностью 201 износа, выполненная точно так же, как и головка 190 бура с поверхностью 191 износа. На фиг.206 показано поперечное сечение заготовки 202 со стыковой поверхностью 203, причем заготовка, или ее стыковая поверхность, точно подогнана по контуру к головке 200 бура с поверхностью 201 износа. Таким образом, в данном случае речь идет о конгруэнтных стыковых поверхностях. Вариант выполнения бура, показанный на фиг.20а, 20б, имеет то преимущество, что при этом достигаются лучшая приводка соединяемых элементов к симметрии, а в определенных случаях, и обеспечиваемое этой лучшей приводкой повышенная прочность соединения головки и стержня, лучшая выверка их взаимного положения и более устойчивая посадка головки на стержне. В случае неконгруэнтных стыковых поверхностей расплав, используемый для образования неразъемного соединения, может проникать в несовпадающие зоны, тем самым обеспечивая улучшенную прочность соединения.20 a also shows a drill head 200 with a wear surface 201, made in exactly the same way as a drill head 190 with a wear surface 191. On Fig shows a cross section of the workpiece 202 with the butt surface 203, and the workpiece, or its butt surface, is precisely fitted along the contour to the drill head 200 with the wear surface 201. Thus, in this case we are talking about congruent butt surfaces. The embodiment of the drill, shown in figa, 20b, has the advantage that in doing so, a better register of the elements to be connected to symmetry is achieved, and in certain cases, an increased strength of connection of the head and the rod provided by this better register, better alignment of their relative position and more stable fit of the head on the shaft. In the case of incongruent butt surfaces, the melt used to form an integral joint can penetrate into mismatched zones, thereby providing improved bond strength.

На фиг.21 приведено графическое представление функции V для различных параметров с в зависимости от переменной d. При этом V - отношение диаметра d головки бура к ее высоте h. Формула для V имеет следующий вид:On Fig shows a graphical representation of the function V for various parameters c depending on the variable d. Moreover, V is the ratio of the diameter d of the drill head to its height h. The formula for V is as follows:

При изменении параметра с форма функции, представляющая собой параболу, сама по себе не изменяется, а парабола лишь смещается вдоль оси V в зависимости от значения параметра c. Значение с принимает значения от 0,95 (на фиг.21 соответствует нижней параболе V(min)) до 2,85 (на фиг.21 соответствует верхней параболе F(max)). Таким образом, сдвиг между нижней кривой при c=0,95 и верхней кривой при c=2,85 составляет 1,9. У всех функций V(d,c) (для всех возможных значений c) максимум приходится на значение d(max) = около 19,66. Область W значений определяет то, какие значения может принимать отношение V в соответствии с изобретением. Указанная выше формула для V определена для диаметров d головки бура, составляющих от 2 до 35 миллиметров. (Подпись "d, мм" под координатной осью указывает на то, что диаметр d указан в миллиметрах.) Если для с выбрано значение, находящееся между 0,95 и 2,85, то парабола V находится в пределах области W значений и таким образом описывает предлагаемые в изобретении значения V.When changing the parameter c, the shape of the function, which is a parabola, does not change by itself, and the parabola only shifts along the V axis, depending on the value of parameter c. The value of c takes values from 0.95 (in Fig. 21 corresponds to the lower parabola V (min)) to 2.85 (in Fig. 21 corresponds to the upper parabola F (max)). Thus, the shift between the lower curve at c = 0.95 and the upper curve at c = 2.85 is 1.9. For all functions V (d, c) (for all possible values of c), the maximum falls on the value d (max) = about 19.66. The region W of values determines what values the ratio V may take in accordance with the invention. The above formula for V is defined for diameters d of the drill head, comprising from 2 to 35 millimeters. (The signature "d, mm" under the coordinate axis indicates that the diameter d is indicated in millimeters.) If a value between 0.95 and 2.85 is selected for c, then the parabola V is within the range of W values and thus describes the values of V.

Форма предлагаемой в изобретении функции V, описывающей отношение диаметра d головки бура к ее высоте h, также показывает, что в соответствии с изобретением имеется диаметр d, а именно диаметр максимума d(max), для которого отношение V в силу тенденции поведения функции принимает наибольшие значения. Иначе говоря, в этом случае высота h головки бура выбирается очень малой относительно диаметра d головки бура. Если диаметр d головки бура выбирается очень малым относительно d(max), то и выбираемые значения Сбудут меньше, а выбираемые значения h - больше, поскольку h=d/V. Точно так же, если диаметр d головки бура выбирается большим относительно d(max), то высота h головки бура, как правило, тоже будет выбираться большей, поскольку значения V в силу тенденции поведения функции будут меньшими. Причина этого состоит в том, что как при сравнительно малых, так и при сравнительно больших диаметрах d головок буров их выгодно выполнять не слишком приземистыми с особенно сильным уменьшением высоты головки. В принципе, высота h головки бура не сказывается на направлении бура в отверстии, а большая высота h головки бура, в принципе, также не оказывает отрицательного влияния на выемку материала. Однако вследствие большей высоты головки бура увеличивается трение, что, как правило, в свою очередь, ведет к уменьшению скорости сверления и интенсивности выемки материала. Преимуществом предлагаемого в изобретении бура является то, что в нем выгодно учитываются эти факторы влияния, также зависящие от диаметра d головки бура. Оптимизация этих факторов в отношении скорости сверления приводит к предлагаемой в изобретении формуле для отношения V диаметра d головки бура к ее высоте h.The form of the function V proposed in the invention, which describes the ratio of the diameter d of the drill head to its height h, also shows that in accordance with the invention there is a diameter d, namely the diameter of the maximum d (max), for which the ratio V takes the largest values. In other words, in this case, the height h of the drill head is selected very small relative to the diameter d of the drill head. If the diameter d of the drill head is chosen to be very small with respect to d (max), then the selected values will also be smaller, and the selected values of h will be larger, since h = d / V. In the same way, if the diameter d of the drill head is chosen to be large relative to d (max), then the height h of the drill head will, as a rule, also be chosen larger, since the values of V will be smaller due to the tendency of the function to behave. The reason for this is that both with relatively small and relatively large diameters d of the drill heads, it is advantageous to perform them not too squat with a particularly strong decrease in head height. In principle, the height h of the drill head does not affect the direction of the drill in the hole, and the large height h of the drill head, in principle, also does not adversely affect the excavation of the material. However, due to the greater height of the drill head, friction increases, which, as a rule, in turn, leads to a decrease in the drilling speed and the intensity of the excavation of the material. An advantage of the drill according to the invention is that it advantageously takes into account these influence factors, which also depend on the diameter d of the drill head. Optimization of these factors in relation to the drilling speed leads to the formula proposed in the invention for the ratio V of the diameter d of the drill head to its height h.

Поскольку определенную роль играют также такие факторы влияния, как, например, вид или условия применения бура, например то, в каком материале (например, в песчанике или железобетоне) необходимо сверлить отверстия, идет ли речь об ударном или безударном (чисто вращательном) сверлении, диаметру d головки бура присваивают не одиночное значение V, а интервал возможных значений, находящихся в области W значений. Таким образом, область W значений, используемая в соответствии с изобретением, указывает на то, в частности, как эти относящиеся к условиям применения факторы влияния сказываются на отношении V. В случае ударного сверления перфоратором с повышенной нагрузкой подходящей может быть приземистая форма головки бура с большими значениями V. При сверлении в более твердом материале также необходимо учитывать то, что не всегда можно получать высокие ударные импульсы, не подвергая бур слишком очень высоким нагрузкам. Поэтому при сверлении в более твердом материале необходимо делать выбор между высоконагружаемой головкой бура с приземистой формой и головкой бура, рассчитанной на меньшие ударные импульсы. Обычно предпочтительно, чтобы значения c, как на фиг.22, находились в интервале 0,95≤c≤1,5 (см. на фиг.22: парабола V(c=1,5)), особенно предпочтительно, чтобы c=1,0 (см. на фиг.22: парабола V(c=1)). Для того, чтобы обеспечить как небольшие крутильные и изгибные нагрузки в зоне стыка стержня и головки бура, так и высокие скорости сверления такими бурами для перфораторного бурения, параметр с выбирается преимущественно в интервале значений между 0,95 и 1,5, предпочтительно равным 1,0. Таким образом, еще один аспект изобретения заключается в осознании того, что при определенном диаметре d(max) головки бура отношение V может принимать максимальные значения.Since influence factors such as, for example, the type or conditions of use of the drill also play a role, for example, in which material (for example, in sandstone or reinforced concrete) it is necessary to drill holes, whether it is impact or shockless (purely rotational) drilling, the diameter d of the drill head is assigned not a single V value, but an interval of possible values located in the W value range. Thus, the value region W used in accordance with the invention indicates, in particular, how these influencing factors influence the ratio V. In the case of hammer drilling with an increased load, a squat form of the drill head with large values of V. When drilling in a harder material, it is also necessary to take into account the fact that it is not always possible to obtain high shock pulses without subjecting the drill to too high loads. Therefore, when drilling in a harder material, it is necessary to make a choice between a high-load drill head with a squat shape and a drill head designed for smaller shock impulses. It is usually preferred that the values of c, as in FIG. 22, are in the range of 0.95 c c 1 1.5 (see in FIG. 22: parabola V (c = 1.5)), it is particularly preferred that c = 1.0 (see FIG. 22: parabola V (c = 1)). In order to provide both small torsional and bending loads at the junction of the core and the drill head, and high drilling speeds with such drills for perforating drilling, the parameter c is chosen mainly in the range of between 0.95 and 1.5, preferably equal to 1, 0. Thus, another aspect of the invention is the realization that for a certain diameter d (max) of the drill head, the ratio V can take maximum values.

На фиг.23, 24 и 25 показан бур 300 с режущей вставкой 301. Бур 300, который на фиг.23 и 24 показан в различных видах сбоку, имеет стержень с винтовой канавкой 302 для отвода буровой пыли, не показанный на чертежах хвостовик для крепления бура в технологической/сверлильной машине и головку 303 уменьшенной (в соответствии с изобретением) высоты. Винтовая канавка 302 оканчивается, проходя в направлении подачи, лыской 304 для приема буровой пыли. Режущая вставка 301 из твердого сплава (см. вид сверху на фиг.25) имеет режущую кромку 305, поперечную режущую кромку 306, переднюю поверхность 307 и заднюю поверхность 308, а также поверхности 309 износа. Режущая вставка 301 установлена в пазу 310 бура. Остальная часть бура может изготавливаться из иного материала, нежели режущая вставка 301.On Fig, 24 and 25 shows a drill 300 with a cutting insert 301. The drill 300, which is shown in Fig.23 and 24 in various side views, has a shaft with a helical groove 302 for removing drill dust, not shown in the drawings shank for mounting drill in the technological / drilling machine and the head 303 reduced (in accordance with the invention) height. The helical groove 302 ends, passing in the feed direction, flat 304 for receiving drill dust. The carbide cutting insert 301 (see top view in FIG. 25) has a cutting edge 305, a transverse cutting edge 306, a front surface 307 and a rear surface 308, as well as a wear surface 309. The cutting insert 301 is installed in the groove 310 of the drill. The rest of the drill can be made of a different material than the cutting insert 301.

Claims

1. The head (4, 13, 30, 50, 70, 80, 100, 110, 120, 133, 141, 151, 190) of the drill for connecting with the drill stem (1, 10), intended for drilling in solid materials, before total in natural stone, concrete or reinforced concrete, and having an axis (D) of rotation, fixed on the end of the drill stem facing in the feed direction, having a point on its facing end in the feed direction and bounded by a connecting surface from the side opposite the tip (F, F ' , 43, 52, 121, 193, 203) for the possibility of connecting the drill head to the drill rod, characterized in that the ratio (V) the diameter (d) of the drill head to its height (h) is:

,

moreover, the height h of the drill head is determined by the distance from facing the end of the drill tip to the connecting surface of the drill head, measured in the direction of the axis of rotation,

the diameter d of the drill head is determined by its maximum width, measured perpendicular to the axis of rotation, and is from 2 to 35 mm, and the coefficient c is selected from the condition: 0.95≤c≤2.85.

2. The drill head according to claim 1, characterized in that it is made of high-strength material, in particular of high-strength composite material, which includes at least two different materials, one of which is preferably a hard alloy, and the other is ceramic or corundum , or is made, in particular, in the form of a solid carbide head.

3. The drill head according to claim 1, characterized in that its connecting surface (F, F ', 43, 52, 121, 193, 203) is made flat and runs perpendicular to the axis of rotation.

4. The drill head according to claim 1, characterized in that it is equipped with a cutting insert (301).

5. The drill head according to claim 1, characterized in that it has a lateral, cylindrical surface extending in the direction of the axis of rotation, which is provided as wear surfaces (9, 19, 35, 62, 101, 122, 172, 191, 201) the maximum width of which is equal to the diameter (d) of the drilling, and the height (HV) of which, measured along the axis (D) of rotation, is at least 60%, preferably from 70 to 90%, of the total height of the drill head.

6. The drill head according to claim 1, characterized in that the coefficient c is selected from the condition of 0.95≤c≤1.5 and preferably equal to 1.0.

7. The drill head according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drill tip (153) is made in the form of a centering tip without a transverse cutting edge.

8. The drill head according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drill tip (32, 173) is made in the form of a centering tip with a transverse cutting edge (31, 171).

9. A drill (1, 10) for drilling hard materials, primarily natural stone, concrete or reinforced concrete, containing an axis of rotation (D), a shank (2, 11) for clamping the drill in the tool holder and a shaft (3, 12, 40 , 51, 71, 124, 142, 152) for the removal of drill dust generated during drilling, limited by the connecting surface (F, F ', 43, 52, 121, 193, 203) with the side facing in the feed direction, characterized in that facing the feed end of the rod there is a drill head (4, 13, 30, 50, 70, 80, 100, 110, 120, 133, 141, 151, 190) of the drill, made according to one of claims 1 to 8 and connected connected to the shaft with corresponding connecting surfaces.

10. The drill (1, 10) according to claim 9, characterized in that its head is inseparably connected with the rod.

11. The drill (1, 10) according to claim 9, characterized in that the connecting surface (F, F ', 43, 52, 121, 193, 203) of the rod is made flat and runs perpendicular to the axis of rotation.

12. The drill (1, 10) according to claim 9, characterized in that the connecting surfaces of the head and the shaft are made congruent (203) or incongruent (193).

13. The drill (1, 10) according to claim 9, characterized in that the rod (12, 40, 51, 71, 124, 142, 152) has at least partially a spiral (16, 41, 73, 132, 143) for removal of drill dust.

14. The drill (1, 10) according to claim 9, characterized in that the rod at its end facing the feed direction has an outer surface (17) parallel to the middle plane, to which a spiral is attached in the feed direction to remove drill dust, the axis of rotation passes through the middle plane.

15. The drill (1, 10) according to item 13, wherein the spiral (125) is adjacent directly to the end of the rod facing the feed head at the drill head.

16. The drill (1, 10) according to one of claims 9 to 15, characterized in that it is made for hammerless drilling or for hammer drilling.