Opis wzoru Przedmiotem wzoru u?ytkowego jest wiert?o kr?te do wykonywania otworów w materia?ach kompozytowych, zw?aszcza otworów przelotowych. Analizuj?c obecne rozwi?zania konstrukcyjne w lotnictwie, przemy?le samochodowym, czy te? sprz?cie sportowym bezspornym jest dynamiczny wzrost zastosowania materia?ów kompozytowych, jak równie? ich kombinacji z metalami, w formie pakietów materia?owych. Zwi?zane to jest z bardzo dobrymi w?a?ciwo?ciami tego typu materia?ów takimi jak wysoka wytrzyma?o??, sztywno?? i odporno?? na korozje. Potwierdzenie tego stanowi równie? publikacja autorstwa J. German pt.: „Podstawy mechaniki kompozytów” Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej, Kraków 1996. Jednak niejednorodna struktura, anizotropia oraz zbrojenie materia?ami wykazuj?cymi du?e w?a?ciwo?ci ?cierne sprawiaj?, ?e ich obróbka skrawaniem stwarza du?e trudno?ci. Dotychczas powszechnie stosowane operacje obróbkowe w kszta?towaniu wyrobów metalowych takie jak toczenie, wiercenie, frezowanie s? szeroko stosowane te? do obróbki materia?ów kompozytowych, ze wzgl?du na dost?pne wyposa?enie parków maszynowych czy do?wiadczenie pracowników. Jak ju? wspomniano materia?y wykorzystywane jako wzmocnienie w kompozytach, zw?aszcza szk?o, grafit, bor, korund, krzem, w?glik wapniowy powoduj? szybkie zu?ywanie narz?dzi, gdy? cechuj? si? wysok? twardo?ci?, cz?sto porównywaln?, a nawet wy?sz? od twardo?ci materia?ów narz?dziowych. Z uwagi na praktycznie nieograniczone mo?liwo?ci kombinacji sk?adników kompozytu (ich ilo?ci i rodzaju) i ich geometrycznej aran?acji, co ma wp?yw na ich skrawalno??, jak równie? mo?liwo?? ??czenia ich mi?dzy innymi z materia?ami metalowymi, obróbka ubytkowa stanowi powa?ne wyzwanie dla nowoczesnych konstrukcji narz?dzi. W?ród operacji obróbki ubytkowej konstrukcji z materia?ów kompozytowych, zw?aszcza wielkogabarytowych, znacz?ce miejsce zajmuje wykonywanie otworów, g?ównie przelotowych stanowi?cych otwory monta?owe. Najbardziej powszechnie stosowan? metod? wykonywania tych otworów jest wiercenie z wykorzystaniem wierte? kr?tych. Dla materia?ów kompozytowych korzystne jest zastosowanie ma?ego ?cina wiert?a w celu zredukowania si?y nacisku pochodz?cej od narz?dzia. Zjawiskiem, które sprawia najwi?cej problemów podczas wiercenia materia?ów kompozytowych jest delaminacja b?d?ca wynikiem obci??enia, pochodz?cego od wiert?a, przekraczaj?cego warto?? si? wi?zania mi?dzylaminarnego. Poza tym do istotnych negatywnych zjawisk podczas obróbki skrawaniem kompozytów nale?y zaliczy?: przypalanie materia?u matrycy, uzyskanie odpowiedniej g?adko?ci obrabianej powierzchni, uzyskanie poprawnej geometrii i wymiaru wykonywanych otworów, wyrywnie w?ókien wzmocnienia, ?uszczenie materia?u. W celu minimalizacji negatywnego wp?ywu cech charakterystycznych dla kompozytów na jako?? wykonywanych otworów stosuje si? w miar? mo?liwo?ci podpórki w strefie wiercenia, odpowiednio zmodyfikowane konstrukcje narz?dzi, mi?dzy innymi: wiert?a pi?kowe, wiert?a trepanacyjne, czy te? wykonywanie ich w dwóch zabiegach - poprzez wiercenie wst?pne i powiercanie na gotowo. Szerzej problematyka ta jest przedmiotem publikacji autorstwa C. C. Tsao, H. Hocheng pt: „Effect of exit back-up on delamination in drilling composite materials using a saw drill and core drill” International Journal of Machine Tools & Manufacture, 45 (2005), 1261-1270 oraz C.C. Tsao, H. Hocheng, “The effect of chisel length and associated pilot hole on delamination when drilling composite materials”, International Journal of Machine Tools & Manufacture 43 (11)(2003) 1087-1092. W wielu przypadkach, zw?aszcza przy wykonywaniu otworów w wielkogabarytowych elementach, cz?sto wyst?puj?cych w przemy?le lotniczym, czy te? przy produkcji sprz?tu sportowego brak jest mo?liwo?ci zastosowania na przyk?ad podpórek w strefie wiercenia, czy te? przy r?cznym ich wierceniu nie zawsze daje si? zastosowa? rozdzielenie tej operacji na dwa zabiegi - wiercenie i powiercanie. Okaza?o si? mo?liwe uzyskanie daleko id?cej poprawy warunków wiercenia otworów w materia?ach kompozytowych, eliminuj?c wcze?niej opisane problemy poprzez opracowanie do tego celu nowej konstrukcji wiert?a. Wiert?o kr?te do wykonywania otworów w materia?ach kompozytowych, zgodnie ze wzorem u?ytkowym charakteryzuje si? tym, ?e w cz??ci wierzcho?kowej posiada ostrze o dwu stopniach - wst?pnym i powiercaj?cym, przy czym d?ugo?? lw stopnia wst?pnego wynosi co najmniej 0,5 mm, a jego ?rednica dw jest mniejsza od stopnia powiercaj?cego o 0,5 do 2 mm, natomiast k?ty wierzcho?kowe ? i ? stopni wst?pnego i powiercaj?cego wynosz? od 60° do 90°. Ukszta?towanie geometrii cz??ci skrawaj?cej wiert?a wed?ug wzoru u?ytkowego w zastosowaniu do wiercenia otworów w materia?ach kompozytowych pozwoli?o na ca?kowite wyeliminowanie bardzo istotnej dotychczasowej wady, jak? jest delaminacja w strefie wyj?cia narz?dzia wyst?puj?cej zw?aszcza w przemy?le lotniczym. Uzyskano to dzi?ki podzia?owi materia?u skrawanego na cz??? jego usuwan? przez stopie? wst?pny, która usuwa oko?o 70% tego materia?u, minimalizuj?c si?? osiow? w wyniku ma?ego k?ta wierzcho?kowego tego stopnia, oraz pozostawieniu niewielkiej warstwy materia?u rozmieszczonej obwodowo dooko?a osi otworu o grubo?ci nieca?ego milimetra, dla stopnia powiercaj?cego równie? o ma?ym k?cie wierzcho?kowym. Ma?a ilo?? tego materia?u sprawia, i? wykazuje on wi?ksz? sztywno?? ni? w przypadku wiercenia konwencjonalnego. Zastosowanie ma?ego k?ta wierzcho?kowego, mniejszego od 90°, dla tej cz??ci ostrza warunkuje du?? dystrybucj? si?y skrawania w kierunku promieniowym i tym samym zminimalizowanie sk?adowych osiowych, które s? g?ównym czynnikiem powoduj?cym delaminacj?. Ukszta?towanie przy wierzcho?kowej cz??ci wiert?a stopnia powiercaj?cego pozwala na usuni?cie nawet niewielkiej strefy materia?u zdeformowanego przez stopie? wst?pny wiert?a. Poza tym dzi?ki takiej konstrukcji cz??ci skrawaj?cej wiert?a uzyskano istotn? popraw? g?adko?ci wykonywanego otworu jak równie? jego dok?adno?? wymiarowo-kszta?tow?. Przedmiot wzoru u?ytkowego przedstawiono na rysunku, na którym w uj?ciu schematycznym uwidoczniono geometri? wiert?a do wykonywania otworów w materia?ach kompozytowych. Wiert?o kr?te do wykonywania otworów w materia?ach kompozytowych stanowi cylindryczny chwyt 1 oraz cz??? robocza spiralna 2. Ostrze 3 cz??ci roboczej 2 stanowi dwa stopnie - wst?pny 4 oraz powiercaj?cy 5. ?rednica dw stopnia wst?pnego 4 jest mniejsza od ?rednicy dp stopnia powiercaj?cego o 1 mm, natomiast odpowiednio k?t wierzcho?kowy ? stopnia wst?pnego wynosi 90°, a dla stopnia powiercaj?cego 5 k?t ten ? wynosi 60° istotnym elementem geometrii ostrza 3 tego wiert?a jest d?ugo?? lw stopnia wst?pnego 4, która dla tego przyk?adu wykonania wynosi 1 mm. . . Don't show this again PL PL PL