Инструмент для придания шероховатости поверхности сверленого отверстия - RU2713765C2
Код документа: RU2713765C2
Чертежи
Описание
Описание
Изобретение относится к инструменту для придания шероховатости поверхности сверленого отверстия, с соединительным участоком для закрепления инструмента в бурильном станке и инструментальную головку для обработки поверхности сверленого отверстия, причем соединительный участок (12) расположен на первом конце хвостовика (16) инструмента, а инструментальная головка (14) расположена на противоположном, втором конце хвостовика (16) инструмента, и причем на инструментальной головке предусмотрены расположенные по окружности режущие средства.
Профилированные анкерные пруты, используемые для закрепления строительных элементов на основах, как известно, подвергают фиксации посредством химического строительного раствора в предварительно выполненных в основах глухих сверленых отверстиях. Глухие сверленые отверстия могут быть выполнены с помощью оснащенных алмазом инструментов. Стенки подобного сверленого отверстия в зависимости от материала основы могут быть чрезвычайно гладкими. Для надежной передачи к основе воздействующих на анкерный прут растягивающих усилий, включая высокие растягивающие усилия, строительный раствор в отвержденном состоянии предпочтительно взаимодействует со стенками сверленого отверстия с геометрическим замыканием. Подобное взаимодействие может быть реализовано благодаря приданию механическим образом шероховатости по меньшей мере части стенки сверленого отверстия, или, соответственно, ее профилированию.
Таким образом, инструменты и методы придания шероховатости поверхности сверленого отверстия указанного в начале описания типа служат прежде всего для повышения несущей способности химических строительных растворов в сверленых алмазом отверстиях. При этом сравнительно гладкую внутреннюю боковую поверхность сверленого отверстия структурируют и, например, снабжают определенными выточками.
Для выполнения подобных выточек в поверхности сверленого отверстия используют разные технические решения. Так, например, в немецких патентах DE 3143462 А1 и DE 3819650 А1 соответственно описаны инструменты, на хвостовиках которых предусмотрена коническая, или, соответственно, бочкоообразная опорная поверхность, что позволяет пользователю вручную накладывать движения качания на вращение инструмента. При этом инструментальная головка отклоняется в радиальном направлении и проникает в поверхность сверленого отверстия.
Кроме того, из немецкого патента DE 10334150 А1 известна инструментальная головка, эксцентрично расположенная на хвостовике инструмента, что позволяет обеспечивать радиальное отклонение режущих кромок, расположенных по окружности инструментальной головки.
В немецком патенте DE 19610442 А1 предложено асимметричное расположение режущих кромок инструмента, благодаря которому инструмент характеризуется дисбалансом и в режиме сверления совершает движения качания.
Недостаток известных технических решений состоит в том, что как пользователи бурильного станка, так и сам бурильный станок подвержены воздействию сильной вибрации, обусловленной движениями качания инструмента. Кроме того, результат процесса придания шероховатости зависит от его длительности, а также от режима приведения станка в действие тем или иным пользователем. Кроме того, обычно используемые для придания шероховатости режущие элементы, например, твердосплавные или алмазные режущие элементы, подвержены сильному износу, в особенности при наталкивании на арматуру или твердую породу в процессе придания шероховатости.
Другой недостаток уровня техники состоит в том, что образующаяся в процессе придания шероховатости буровая пыль может препятствовать обеспечению шероховатости должного качества. Так, например, буровая пыль может накапливаться на дне глухого сверленого отверстия, вследствие чего химический строительный раствор не может быть введен в сверленое отверстие на полную глубину. Кроме того, буровая пыль может засаливать стенки сверленого отверстия с уже приданной им шероховатостью, а, следовательно, сглаживать полученную в зоне стенок сверленого отверстия шероховатость.
С учетом вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить инструмент для придания шероховатости поверхности сверленого отверстия, который не обладает указанными выше недостатками, или эти недостатки присущи ему по меньшей мере в ограниченной степени, а также позволяет придавать шероховатость поверхности сверленого отверстия особенно простым образом, минимизировать субъективную роль пользователя и одновременно повысить удобство эксплуатации инструмента.
Указанные выше технические проблемы решаются с помощью инструмента для придания шероховатости поверхности сверленого отверстия, с соединительным участоком для закрепления инструмента в бурильном станке и инструментальную головку для обработки поверхности сверленого отверстия, причем соединительный участок расположен на первом конце хвостовика инструмента, а инструментальная головка расположена на противоположном, втором конце хвостовика инструмента, и причем на инструментальной головке предусмотрены расположенные по окружности режущие средства. Инструментальная головка имеет по меньшей мере одну латерально сквозную прорезь, которая в аксиальном направлении простирается от торца инструментальной головки вдоль продольной оси инструмента. Кроме того, инструмент имеет вытяжной канал для отсасывания буровой пыли, по меньшей мере частично простирающийся аксиально вдоль продольной оси инструмента, и причем вытяжной канал, проходит внутри хвостовика от торца инструментальной головки и упирается в соединительное отверстие на окружности хвостовика инструмента. Соединительное отверстие может быть ориентировано, например, поперек продольной оси инструмента, в частности, под острым углом к ней.
Инструментальная головка посредством прорези, проходящей в аксиальном направлении от ее торца, разделена на свободно выступающие ребра, которые могут прогибаться в радиальном направлении во-внутрь. Подобный радиальный прогиб способствует проникновению инструментальной головки в сверленое отверстие. При этом расположенные по окружности инструментальной головки режущие средства благодаря радиально направленной пружинящей упругости могут прижиматься к поверхности сверленого отверстия, которой должна быть придана шероховатость. Таким образом, при введении инструмента в сверленое отверстие между инструментом и поверхностью сверленого отверстия может возникать радиальное усилие предварительного напряжения, которое при вращении инструмента обусловливает проникание режущих средств в поверхность сверленого отверстия. При этом радиальные усилия резания возникают благодаря упруго пружинящему предварительному напряжению без необходимости придания инструменту движений качания или эксцентриковых движений. Следовательно, в процессе придания сверленому отверстию шероховатости пользователь должен выполнять лишь соответствующее поступательное перемещение инструмента. Это позволяет минимизировать вибрацию инструмента. Кроме того, благодаря радиальной упругости инструментальной головки удается уменьшить износ режущих средств. Так, например, режущие средства в процессе придания шероховатости могут уклоняться от столкновения с соответствующими критичными структурами, например, арматурой или твердой породой, благодаря тому, что при контакте с подобными материалами режущие средства оттесняются во-внутрь, соответственно прогибаются в радиальном направлении.
Режущие средства, расположенные по окружности инструментальной головки, в частности, описывают обкатывающую окружность, диаметр которой превышает номинальный диаметр подлежащего обработке сверленого отверстия. При введении подобного инструмента в соответствующее сверленое отверстие ребра с расположенными по окружности инструментальной головки режущими средствами оттесняются поверхностью сверленого отверстия в радиальном направлении во-внутрь, вследствие чего прорезь инструментальной головки сужается. Предварительное напряжение инструмента в данном случае зависит лишь от его размеров и номинального диаметра сверленого отверстия. В соответствии с этим оказывается возможным обеспечение определенного радиального предварительного напряжения инструмента.
Через вытяжной канал из сверленого отверстия можно отсасывать образующуюся в процессе придания шероховатости буровую пыль. Благодаря этому можно избежать накапливания буровой пыли на дне глухого сверленого отверстия и засаливания шероховатой поверхности сверленого отверстия буровой пылью. Поскольку прорези переходят в вытяжной канал, их можно рассматривать в качестве части вытяжного канала.
Для оказания воздействия на всасывающую способность инструмента и приведения ее в соответствие с размерами сверленого отверстия, в частности, глубиной, а также для повышения качества очистки можно варьировать всасывающее отверстие на инструментальной головке.
Оптимальная отсасыващая способность инструмента может быть обеспечена благодаря непосредственному отсосу буровой пыли в месте ее образования, то есть у торца инструмента, а именно у торца инструментальной головки в зоне режущих средств. Для ограничения отсасывания воздушного потока в зоне режущих элементов продольные отверстия в торце инструментальной головки можно вывести к продольному отверстию хвостовика инструмента, а, следовательно, транспортировать буровую пыль от торца инструмента через хвостовик инструмента к отсасывающему патрубку.
Другая возможность подведения отсоса с торцевой стороны обеспечивается благодаря удлинению проходящего через инструментальную головку продольного отверстия посредством трубопровода, например, шланга или подобной ему линии, проходящей через прорезь до торца инструментальной головки. Это позволяет обеспечить отсос буровой пыли в непосредственной близости от режущих средств, а именно независимо от длины инструментальной головки, или, соответственно, от длины прорези и ее ширины. Трубопровод должен быть гибким и теплостойким, чтобы он не мешал движению ребер при введении в сверленое отверстие. Кроме того, трубопровод должен обладать достаточно большим диаметром, чтобы он не ограничивал отсос буровой пыли и в некоторых случаях образующейся буровой мелочи. Это позволяет предотвращать подсос воздуха через боковые стороны прорези, что, особенно в случае широких и длинных прорезей, может обусловливать отсос слишком малого количества буровой пыли, а также ограничивать поток воздуха в зоне торца инструментальной головки. Возможны другие альтернативные варианты сохранения гибкости прорези при одновременном обеспечении герметичности.
Предлагаемый в настоящем изобретении инструмент позволяет придавать поверхности сверленого отверстия шероховатость надежным способом при одновременном сведении к минимуму влияния пользователя и повышении удобства эксплуатации.
Другие варианты конструктивного исполнения предлагаемого в изобретении инструмента приведены в зависимых пунктах формулы изобретения и примерах его предпочтительного осуществления.
Согласно улучшенному варианту конструктивного исполнения предлагаемого в изобретении инструмента предусмотрен переходник, охватывающий хвостовик инструмента по окружности в области соединительного отверстия, причем переходник имеет соединительный патрубок для присоединения отсасывающего устройства, а также полость, которая охватывает по окружности хвостовик инструмента в зоне соединительного отверстия таким образом, что между соединительным отверстием и соединительным патрубком возникает необходимое для отведения буровой пыли сопряжение(соединение). С помощью переходника можно простым способом присоединить инструмент к отсасывающему устройству. Наличие полости, охватывающей по окружности хвостовик инструмента в зоне соединительного отверстия, способствует тому, что при вращении хвостовика инструмента существует возможность в любой момент времени обеспечивать отсос буровой пыли в зоне инструментальной головки. Буровая пыль может поступать в вытяжной канал через прорезь/прорези как с торцовой, так и с боковой стороны.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения хвостовик инструмента смонтирован в переходнике с возможностью вращения, причем инструмент, в частности, герметизирован относительно окружающей среды. В процессе придания шероховатости отсос можно осуществлять при вращении хвостовика инструмента относительно остающегося в неподвижном положении переходника. Герметизация инструмента позволяет надежно улавливать буровую пыль, а, следовательно, исключать загрязнение окружающей среды.
Согласно одному варианту конструктивного исполнения инструмента инструментальная головка может иметь по меньшей мере два проходящих вдоль прорези радиально упругих ребра, на свободных концевых участках которых, примыкающих к торцу инструментальной головки, расположены по окружности режущие средства. Близкое к торцу расположение режущих средств способствует прогибу ребер в направлении к продольной оси инструмента и приданию шероховатости поверхности сверленого отверстия вплоть до ее дна. В частности, аксиальная продольная протяженность прорези может быть кратна(соответствовать нескольким) аксиальной продольной протяженности свободного концевого участка, на котором расположены режущие средства. Чем больше аксиальная протяженность прорези в инструментальной головке, тем больше длина плеча образуемого ребрами рычага, благодаря чему облегчается радиально направленный во-внутрь прогиб расположенных в зоне концевого участка режущих средств.
Согласно улучшенному варианту исполнения инструмента инструментальная головка может иметь по меньшей мере две перекрещивающиеся прорези, простирающиеся в аксиальном направлении от торца инструментальной головки вдоль продольной оси инструмента. В соответствии с этим инструментальная головка может иметь четыре расположенных вдоль прорезей ребра, на каждом из которых расположены по окружности режущие средства. Увеличение числа прорезей способствует повышению радиальной упругости инструмента и позволяет особенно легко вводить его в сверленое отверстие. Согласно другому варианту осуществления изобретения в зоне инструментальной головки может быть предусмотрено большее количество перекрещивающихся прорезей.
Для обеспечения разной глубины проникания расположенных по окружности инструментальной головки режущих средств в процессе придания шероховатости первая прорезь может обладать большей протяженностью вдоль продольной оси инструмента, чем вторая прорезь.
Прорези инструментальной головки могут перекрещиваться под углом, меньшим или равным 90°. В частности, пронизывающие насквозь инструментальную головку прорези могут располагаться в основном перпендикулярно друг другу. Для корректировки радиальной жесткости отдельных ребер в качестве альтернативы прорези могут располагаться под углом друг к другу, отличающимся от 90°, соответственно ребра могут обладать разными поперечными сечениями. Так, например, в случае если угол между двумя прорезями составляет менее 90°, речь идет об инструментальной головке с четырьмя ребрами. При этом толщина стенок первой пары расположенных друг напротив друга ребер меньше толщины стенок второй пары противолежащих ребер, расположенных по соседству с ребрами первой пары. Благодаря этому удается корректировать радиальную жесткость ребер, а, следовательно, глубину проникания режущих элементов, достигаемую в процессе придания шероховатости.
Согласно другому варианту исполнения инструменту придана симметричная форма. В частности, инструмент может быть выполнен таким образом, чтобы он обладал однородной радиальной жесткостью, что позволяет исключить воздействие на него динамических нагрузок, соответственно возникновение дисбаланса в процессе придания шероховатости, обусловленное предварительным напряжением инструмента. Так, например, по меньшей мере два ребра могут обладать точечной симметрией относительно продольной оси инструмента. В качестве альтернативы или дополнительно по меньшей мере два ребра могут быть зеркально симметричны относительно плоскости инструмента, в которой лежит продольная ось инструмента. В частности, прорезь в инструменте может быть выполнена таким образом, чтобы по меньшей мере два обращенные друг к другу ребра обладали в основном параллельными плоскими поверхностями.
Для оптимизации функциональной способности предлагаемого в изобретении инструмента может потребоваться варьирование формы прорези по ее длине. Ширина прорези у торца инструментальной головки предпочтительно выбрана таким образом, чтобы два ребра при максимально необходимом прогибе режущих средств не контактировали друг с другом. При этом ширина прорези зависит от номинального диаметра сверленого отверстия, для обработки которого предназначен предлагаемый в изобретении инструмент. Ширина прорези на ее противоположном конце, то есть на удаленном от торца инструментальной головки дне прорези, определяет жесткость пружинящих ребер и при необходимости может быть меньше ширины, которой должна обладать прорезь у торца инструментальной головки. Данный вариант может быть реализован, например, благодаря градации прорези по ширине. Согласно одному варианту конструктивного исполнения предлагаемого в изобретении инструмента ширина прорези на участке продольной оси инструмента, начинающемся у торца инструментальной головки, больше ширины прорези на последующем участке, удаленном от торца и направленном к дну прорези. Инструмент подобной конструкции особенно пригоден для обработки сверленых отверстий небольшого диаметра.
Согласно улучшенному варианту исполнения предлагаемого в изобретении инструмента прорезь на ее удаленном от торца дне может иметь вогнутое закругление. Подобное закругление, в частности, может быть образовано сквозным отверстием, выполненным в инструментальной головке в направлении, поперечном продольной протяженности прорези. Подобное закругление позволяет снизить концентрацию напряжений в зоне дна прорези и регулировать жесткость пружины, соответственно усилие прижима режущих средств к стенкам сверленого отверстия.
Режущие средства инструмента включают по меньшей мере два радиально расположенных твердосплавных и/или алмазных штифта, обращенных в сторону от продольной оси инструмента. Штифты предпочтительно образуют соответствующую режущую кромку с определенными геометрическими параметрами, что позволяет накатывать канавки, или, соответственно, выполнять внутренние выточки на поверхности сверленого отверстия. Используемые при этом штифты могут быть выполнены из жесткого материала, а ребра из упругого материала. Радиально выступающие наружу концы штифтов, в частности, обладают формой усеченного конуса или полусферы.
В соответствии с улучшенным вариантом исполнения предлагаемого в изобретении инструмента предусмотрено множество распределенных на инструментальной головке твердосплавных и/или алмазных штифтов, расположенных в аксиальном направлении и/или по окружности. Так, например, одно ребро может иметь единственный твердосплавный штифт или несколько твердосплавных штифтов. Твердосплавные штифты могут быть распределены на ребре по окружности или могут быть последовательно расположены в аксиальном направлении вдоль продольной оси инструмента. На одном ребре может быть предусмотрено, например, два или более, в частности, три твердосплавных штифта. Твердосплавные штифты могут быть расположены в аксиальном направлении на примыкающем к торцу концевом участке ребра вплотную друг к другу. В качестве альтернативы или в дополнение твердосплавные штифты могут быть распределены на наружной боковой поверхности ребра по окружности, располагаясь на одинаковом уровне относительно оси, однако с угловым смещением относительно друг друга.
В другом варианте исполнения инструмента инструментальная головка может обладать формой в основном кругового цилиндра. Диаметр цилиндра, определямый ограничивающими его в радиальном направлении наружными боковыми поверхностями, предпочтительно меньше номинального диаметра подлежащего обработке сверленого отверстия. Максимальный диаметр инструмента предпочтительно определяется расположенными на наружной боковой поверхности и обращенными в радиальном направлении наружу твердосплавными и/или алмазными штифтами, причем диаметр определяемой твердосплавными или алмазными штифтами обкатывающей окружности, в частности, превышает номинальный диаметр подлежащего обработке сверленого отверстия. Посредством одной или нескольких торцевых прорезей цилиндрическая инструментальная головка может быть разделена на несколько ребер, наружные боковые поверхности которых в поперечном продольной оси инструмента разрезе обладают формой круговых сегментов, например, формой полукруга или четверти круга. В области прорези подобные ребра могут иметь обращенные друг к другу плоские поверхности.
Кроме того, в предпочтительном улучшенном варианте исполнения инструмента длина хвостовика инструмента в аксиальном направлении по меньшей мере вдвое, предпочтительно по меньшей мере втрое превышает длину инструментальной головки. Посредством обладающего подобной конструкцией инструмента можно без особых проблем выполнять также обработку глубоких отверстий.
Хвостовик инструмента может иметь меньший диаметр, чем инструментальная головка. Подобный инструмент может отличаться легкостью, гибкостью и повышенным удобством эксплуатации.
Согласно улучшенному варианту исполнения предлагаемого в изобретении инструмента для повышения радиальных усилий предварительного напряжения при эксплуатации инструмента прорезь по меньшей мере частично заполнена упругим наполнителем, в частности, эластомером. Использование подобного наполнителя позволяет повысить радиальную жесткость инструментальной головки. Кроме того, наполнитель способствует демпфированию вибрации, или, соответственно, колебаний в процессе эксплуатации поверхности сверленого отверстия.
Вытяжной канал может быть образован в инструментальной головке посредством по меньшей мере одной прорези, а в аксиальном направлении после прорези посредством отверстия, соединенного с прорезью, соответственно с прорезями. В качестве альтернативы вытяжной канал может быть образован посредством проходящего до торца отверстия, к которому радиально распространяется по меньшей мере одна прорезь.
Прорезь (в случае нескольких прорезей), предпочтительно все прорези ориентирована(-ы) предпочтительно линейно и, кроме того, проходит(-ят) через центральную ось инструмента.
Согласно другому варианту исполнения предлагаемого в изобретении инструмента в области инструментальной головки в дополнение к расположенным по окружности режущим средствам предусмотрена режущая кромка определенной геометрической формы, в частности, подобной сверлу. Так, например, торец инструментальной головки может обладать формой раздвоенной в продольном аксиальном направлении, или, соответственно, разрезной вершины сверла. В частности, два ребра с режущими средствами, или, соответственно, расположенными по окружности в зоне наружной боковой поверхности, с торцевой стороны инструментальной головки могут образовывать режущий клин. Это позволяет облегчить аксиальное проникновение инструмента, в особенности в область дна сверленого отверстия. Режущая кромка может быть образована прикрепленной к ребру режущей пластинкой или самим ребром.
Номинальный диаметр сверленого отверстия предпочтительно может быть меньше диаметра обкатывающей окружности, определяемого расположенными по окружности режущими средствами. В подобном случае введенный в сверленое отверстие инструмент обладает упруго пружинящим, радиально направленным расклинивающим действием, причем прорезь инструмента сужается. Вследствие вращения инструмента, осуществляемого с целью придания поверхности сверленого отверстия шероховатости, соответствующие расклинивающие силы способствуют проникновению режущих средств в поверхность сверленого отверстия. При этом внутренние выточки на поверхности сверленого отверстия могут быть выполнены посредством чисто поступательного перемещения инструмента пользователем вдоль продольной оси сверленого отверстия.
Шероховатость поверхности сверленого отверстия может быть придана по всей длине этого отверстия, измеренной в аксиальном направлении от его дна. От последующей очищающей обработки сверленого отверстия, например, промывки или продувки, в данном случае можно отказаться в связи с тем, что осуществляется непосредственное отсасывание буровой пыли, образующейся в процессе придания поверхности сверленого отверстия шероховатости.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых схематически показано:
на фиг. 1 вариант конструктивного исполнения предлагаемого в изобретении инструмента в аксонометрии,
на фиг. 2 продольное сечение показанного на фиг. 1 предлагаемого в изобретении инструмента,
на фиг. 3а-3с варианты расположения прорезей в области инструментальной головки в аксонометрии и ее вид спереди,
на фиг. 4а, 4b варианты расположения твердосплавных штифтов в зоне инструментальной головки,
на фиг. 5 вариант конструктивного исполнения инструментальной головки с геометрией режущей кромки,
на фиг. 6 вариант конструктивного исполнения инструментальной головки с градацией ширины прорези.
На фиг. 1 показан вариант конструктивного исполнения инструмента 10 для придания шероховатости поверхности сверленого отверстия.
Инструмент 10 имеет соединительный участок 12 для закрепления инструмента 10 в не показанном на чертеже бурильном станке, инструментальную головку 14 для обработки поверхности не показанного на чертеже сверленого отверстия и хвостовик 16 инструмента, который соединяет соединительный участок 12 с инструментальной головкой 14. Соединительный участок 12 расположен на первом конце хвостовика 16 инструмента, а инструментальная головка 14 расположена на втором, противолежащем первому концу, конце хвостовика 16 инструмента.
Протяженность хвостовика 16 вдоль аксиального направления «а» более чем в два раза превышает длину инструментальной головки 14. Диаметр хвостовика 16 инструмента соответствует диаметру соединительного участка 12 и меньше диаметра инструментальной головки 14.
Инструментальная головка 14 обладает в основном цилиндрической формой и имеет расположенные по окружности твердосплавные штифты 18, которые выступают в радиальном направлении наружу. Твердосплавные штифты 18 выступают наружу в радиальном направлении r1, перпендикулярном аксиальному направлению «а».
Инструментальная головка 14 имеет прорезь 20, которая в аксиальном направлении простирается от торца 22 головки 14 вдоль продольной оси инструмента А, а в поперечном направлении от одного участка наружной боковой поверхности инструментальной головки 14 до соответствующего противоположного участка (то есть насквозь пронизывает и разделяет инструментальную головку 14).
В соответствии с этим инструментальная головка 14 имеет два ребра 24, проходящие вдоль прорези 20. Примыкающие к торцу 22 свободные концевые участки 26 ребер 24 имеют расположенные по окружности твердосплавные штифты 18.
На каждом ребре предусмотрены, например, три твердосплавных штифта 18, расположенных в аксиальном направлении по соседству друг с другом. Режущими средствами, в качестве альтернативы твердосплавным штифтам, или в дополнение к ним, очевидно, могут являться алмазные штифты.
Ребра 24 расположены зеркально симметрично относительно плоскости, образуемой аксиальным направлением «а» и радиальным направлением r2. Ребра 24 обладают обращенными друг к другу плоскими поверхностями 28, которые находятся на фиксированном расстоянии друг от друга. Иначе говоря, прорезь 20 характеризуется в основном постоянной шириной просвета.
Прорезь на ее удаленном от торца 22 дне имеет вогнутое закругление 30. Закруглением 30 является радиальное сквозное отверстие.
Для придания шероховатости поверхности сверленого отверстия инструмент 10 с соответствующей инструментальной головкой 14 вводят в сверленое отверстие. При этом инструмент 10 закреплен в бурильном станке посредством соединительного участка 12. Номинальный диаметр сверленого отверстия меньше определяемого твердосплавными штифтами 18 наружного диаметра обкатывающей окружности инструмента 10. В связи с этим при введении инструментальной головки 14 в сверленое отверстие твердосплавные штифты 18 оттесняются поверхностью сверленого отверстия во-внутрь в радиальном направлении к продольной оси инструмента А. Вследствие этого прорезь 20 сужается. В этом положении твердосплавные штифты 18 прилегают к поверхности сверленого отверстия и с пружинящей упругостью прижимаются к ней посредством упруго изогнутых во-внутрь ребер 24.
Реализуемое посредством бурильного станке вращение инструмента приводит к прониканию твердосплавных штифтов 18 в поверхность сверленого отверстия и накатыванию в ней канавок, или, соответственно, выполнению внутренних выточек. Под сверленым отверстием может подразумеваться глухое отверстие.
Для придания поверхности сверленого отверстия шероховатости требуется лишь поступательное перемещение введенного в сверленое отверстие инструмента 10 вдоль продольной оси А. Радиальные усилия резания могут быть реализованы лишь благодаря пружинящему упругому предварительному напряжению инструментальной головки 14, а, следовательно, пользователь не должен прикладывать к инструменту 10 радиальное усилие.
На фиг. 2 показано продольное сечение предлагаемого в изобретении инструмента 10. Инструмент 10 имеет аксиально проходящий вдоль его продольной оси А вытяжной канал 11 для отсасывания буровой пыли. Вытяжной канал 11 начинается от торца 22 инструментальной головки 14 и проходит внутри хвостовика 16 инструмента, причем на данном участке вытяжной канал 11 образован прорезью 20. Прорезь упирается в центральное отверстие 40 (в данном случае глухому отверстию), которое доходит до соединительного участка 12. На окружности отверстия 40 имеется радиальное соединительное отверстие 13.
В области соединительного отверстия 13 предусмотрен переходник 15, который охватывает хвостовик 16 инструмента по окружности.
Переходник 15 имеет полость 17 и соединительный патрубок 19. Соединительный патрубок 19 предназначен для присоединения не показанного на чертеже отсасывающего устройства. Полость 17 охватывает по окружности хвостовик 16 инструмента в области отверстия 13. Подобным образом реализуется необходимое для отведения буровой пыли сопряжение отверстия 13 с соединительным патрубком 19. Хвостовик 16 инструмента смонтирован в переходнике 15 с возможностью вращения.
Инструмент 10 герметизирован относительно окружающей среды.
В процессе придания шероховатости хвостовик 16 инструмента, приводимый во вращение посредством бурильного станка, вращается внутри неподвижного переходника 15. При этом отсасывающее устройство присоединено к соединительному патрубку 19. Благодаря полости 17 отсос буровой пыли может быть обеспечен при любом угловом положении вращающегося хвостовика 16 инструмента. Буровая пыль может поступать в вытяжной канал 11 через прорези 20 как с торцевой, так и с боковой стороны.
В качестве альтернативы варианту конструктивного исполнения, показанному на фиг. 2, центральное отверстие 40 может проходить также до торца 22, причем в данном варианте исполнения отверстие обладает равномерным поперечным сечением. В этом случае прорезь 20 (прорези 20) радиально упирается (упираются) в центральное отверстие 40.
На фиг. 3-5 показаны различные варианты конструктивного исполнения инструментальной головки 14. Показанные на этих чертежах инструментальные головки 14 следует рассматривать лишь в качестве соответствующих примеров. При этом подразумевается, что в каждом из показанных на чертежах вариантов прорези 20 в аксиальном направлении упираются в вытяжной канал 11, или соответственно переходят в вытяжной канал 11, что позволяет отсасывать буровую пыль в зоне инструментальной головки. Прорези 20, в частности, можно рассматривать в качестве части вытяжного канала 11.
На фиг. 3а-3с показаны три разных варианта расположения прорезей 20 в зоне инструментальной головки 14. На фиг. 3а показана инструментальная головка 14 в аксонометрии, а также ее вид спереди. Инструментальная головка 14 имеет две прорези 20, которые перекрещиваются на центральной оси инструмента, а, следовательно, образуют в совокупности четыре ребра 22, каждое из которых имеет один твердосплавный штифт 18. Инструментальная головка 14 обладает симметричной конструкцией.
На фиг. 3b показана инструментальная головка 14, также имеющая две перекрещивающиеся прорези 20, одна из которых обладает большей протяженностью вдоль продольной оси инструмента, чем другая.
На фиг. 3с показан другой вариант конструктивного исполнения инструментальной головки 14, который отличается от двух предыдущих вариантов тем, что прорези 20 пронизывают инструментальную головку 14 не под прямым углом, а ориентированы относительно друг друга под острым углом. В соответствии с этим, как показано на виде спереди, попарно расположенные друг напротив друга ребра 24 характеризуются отличающимися от предыдущих вариантов значениями толщины стенок и поперечными сечениями.
На фиг. 4а и 4b показаны варианты расположения твердосплавных штифтов 18 в зоне инструментальной головки 14. На фиг. 4а показано аксиальное расположение твердосплавных штифтов, в то время как на фиг. 4b показано их распределение по окружности, в соответствии с которым они расположены относительно продольной оси инструмента с угловым смещением друг относительно друга.
На фиг. 5 показан вариант конструктивного исполнения инструментальной головки 14 с режущей кромкой 34. Ребра 24 на торцовой стороне сформированы подобно сверлу, причем прорезью 20 образована раздвоенная вдоль продольной оси инструмента А вершина сверла.
Инструментальная головка 14, очевидно, может быть выполнена отдельно и прикреплена к хвостовику инструмента разъемно или неразъемно.
На фиг. 6 показан вариант конструктивного исполнения инструментальной головки 14 с прорезью 20, 20', которая обладает различной шириной вдоль продольной оси инструмента А, причем ширина участка прорези 20, начинающегося у торца инструментальной головки, больше ширины последующего участка прорези 20', удаленного от торца инструментальной головки и заканчивающегося дном прорези. Благодаря наличию более широкого участка прорези 20 ребра 24 на конце инструментальной головки способны достаточно полно прогибаться в направлении к продольной оси инструмента А в соответствии с диаметром сверленого отверстия (что прежде всего относится к сверленым отверстиям небольшого диаметра), причем упругое усилие устанавливается посредством узкого участка прорези 20'.
Реферат
Инструмент содержит соединительный участок (12) для закрепления в бурильном станке и инструментальную головку (14), на которой по окружности расположены режущие средства (18). Инструментальная головка (14) имеет по меньшей мере одну латерально сквозную прорезь (20), которая в аксиальном направлении простирается от торца (22) инструментальной головки (14) вдоль продольной оси (А) инструмента, и вытяжной канал (11) для отсасывания буровой пыли, по меньшей мере частично простирающийся аксиально вдоль продольной оси (А) инструмента, причем вытяжной канал (11) проходит внутри хвостовика (16) инструмента от торца (22) инструментальной головки (14) и входит в соединительное отверстие (13) на окружности хвостовика (16). Достигается повышение удобства эксплуатации за счет снижения нагрузки на оператора. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
