Способы выполнения отверстий в заготовке и связанные с этим системы

Способы выполнения отверстий в заготовке и связанные с этим системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение в целом относится к выполнению отверстий в заготовках, в частности, к выполнению отверстий в заготовках, имеющих многослойную конструкцию.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Сверление отверстий в заготовках, имеющих многослойную конструкцию, может иметь непредсказуемые последствия. Например, при сверлении режущим инструментом сквозного отверстия в заготовке, имеющей многослойную конструкцию, выход режущего инструмента из заготовки при завершении отверстия может привести к расслаиванию слоев в той или иной степени заготовки возле отверстия. Расслаивание слоев заготовки может ослабить заготовку и дестабилизировать соединение крепежных элементов с отверстием.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[003] Объект настоящей заявки был разработан с учетом современного состояния в данной области техники, в частности с учетом недостатков известных способов сверления отверстий в заготовках, и в связанных с этой операцией сверлильных системах, которые пока еще не устранены полностью имеющимися в настоящее время методами. Соответственно, объект настоящей заявки был разработан для обеспечения создания способов выполнения отверстий в заготовках, в частности имеющих многослойную конструкцию, и связанных систем, которые позволяют преодолеть по меньшей мере некоторые из указанных выше недостатков известных технических решений.

[004] Способы и системы согласно настоящему изобретению предназначены для того, чтобы уменьшить расслаивание в заготовках, имеющих многослойную конструкцию, во время выполнения отверстий в заготовках. В общем случае на поверхности выхода из заготовки выполняют фаску вокруг направляющего отверстия, заранее выполненного в этой заготовке. Фаска, выполненная на поверхности выхода из заготовки, может быть обозначена как задняя фаска. Когда для расширения отверстия режущий инструмент проходит через заранее выполненное отверстие от поверхности входа к поверхности выхода из заготовки, режущий инструмент выходит из заготовки через фаску. Характеристики фаски, такие как наклонные или скошенные поверхности фаски, уменьшают склонность слоев заготовки к расслаиванию при выполнении режущим инструментом расширения отверстия и выходе из заготовки. Для заготовок, поверхность выхода которых может быть недоступной для выполнения задней фаски, например если поверхность выхода выполнена закрытой, некоторые варианты реализации способов и систем согласно настоящему изобретению упрощают выполнение задних фасок на поверхностях выхода, являющихся недоступными.

[005] Согласно одному варианту реализации изобретения раскрыт первый способ выполнения отверстия в заготовке, имеющей первую поверхность и вторую поверхность, расположенную напротив первой поверхности. Способ включает выполнение в заготовке первого отверстия, имеющего первый диаметр, посредством проведения первого режущего инструмента через заготовку от первой поверхности ко второй поверхности. Дополнительно, способ включает выполнение фаски на второй поверхности заготовки концентрично с первым отверстием с использованием второго режущего инструмента. Фаска имеет второй диаметр, который больше, чем первый диаметр. Способ также включает выполнение в заготовке второго отверстия, имеющего третий диаметр, который больше, чем первый диаметр, концентрично с первым отверстием посредством проведения третьего режущего инструмента через заготовку от первой поверхности ко второй поверхности.

[006] В некоторых вариантах осуществления первого способа, выполнение фаски на второй поверхности заготовки включает вставку второго режущего инструмента в первое отверстие от первой поверхности заготовки ко второй поверхности заготовки. Выполнение фаски на второй поверхности заготовки может также включать выполнение вторым режущим инструментом, вставленным в первое отверстие, орбитального вращения вокруг центральной оси первого отверстия с резкой при этом заготовки. Первый способ может дополнительно включать числовое программное управление работой второго режущего инструмента для выполнения фаски на второй поверхности заготовки. Второй режущий инструмент может включать в себя фрезу для пазов типа "ласточкин хвост". Фреза для пазов типа "ласточкин хвост" имеет максимальный диаметр резания, который меньше, чем первый диаметр первого отверстия.

[007] Согласно некоторым вариантам осуществления первого способа, выполнение фаски на второй поверхности заготовки включает размещение второго режущего инструмента на второй стороне заготовки возле второй поверхности, вставку направляющей части второго режущего инструмента в первое отверстие в направлении, проходящем от второй стороны заготовки к первой стороне заготовки возле первой поверхности, и резку второй поверхности заготовки с помощью второго режущего инструмента и с помощью направляющей части второго режущего инструмента, вставленного в первое отверстие. Первый способ может также включать предотвращение дальнейшей вставки направляющей части второго режущего инструмента в первое отверстие в направлении, проходящем от второй стороны заготовки к первой стороне заготовки за пределы порогового значения заданного расстояния. При этом пороговое значение заданного расстояния может соответствовать заданной необходимой глубине фаски.

[008] В одном варианте осуществления первого способа, первый режущий инструмент включает в себя сверло с канавками или первую развертку, а третий режущий инструмент включает в себя вторую развертку.

[009] Согласно некоторым вариантам осуществления первого способа, второй диаметр фаски является максимальным диаметром фаски. Дополнительно, второй диаметр фаски может быть меньше, чем третий диаметр второго отверстия.

[0010] В некоторых вариантах осуществления первого способа, второй диаметр фаски больше, чем третий диаметр второго отверстия.

[0011] Согласно некоторым вариантам осуществления первого способа, заготовка включает в себя множество расположенных друг между другом слоев.

[0012] В другом варианте реализации изобретения раскрыт второй способ выполнения отверстия в многослойной композитной заготовке. Многослойная композитная заготовка имеет первую поверхность и вторую поверхность, расположенную напротив первой поверхности. Второй способ включает выполнение направляющего отверстия в многослойной композитной заготовке. Направляющее отверстие проходит от первой поверхности ко второй поверхности. Дополнительно, второй способ включает выполнение фаски на второй поверхности многослойной композитной заготовки концентрично с направляющим отверстием. Второй способ также включает расширение направляющего отверстия, осуществляемое с помощью фаски, выполняемой на второй поверхности многослойной композитной заготовки.

[0013] Согласно некоторым вариантам осуществления второго способа, вторая поверхность многослойной композитной заготовки выполнена по существу закрытой таким образом, что вторая поверхность недоступна из второго пространства непосредственно возле второй поверхности многослойной композитной заготовки. Выполнение фаски на второй поверхности многослойной композитной заготовки может включать вставку второго режущего инструмента в направляющее отверстие из первого пространства непосредственно возле первой поверхности многослойной композитной заготовки, и орбитальное вращение второго режущего инструмента вокруг центральной оси направляющего отверстия с резкой при этом второй поверхности многослойной композитной заготовки. Расширение направляющего отверстия может включать проведение третьего режущего инструмента через направляющее отверстие и фаску из первого пространства непосредственно возле первой поверхности многослойной композитной заготовки.

[0014] В некоторых вариантах осуществления второго способа, выполнение фаски на второй поверхности многослойной композитной заготовки включает вставку четвертого режущего инструмента в направляющее отверстие из второго пространства непосредственно возле второй поверхности многослойной композитной заготовки. Дополнительно, расширение направляющего отверстия может включать проведение третьего режущего инструмента через направляющее отверстие и фаску из первого пространства непосредственно возле первой поверхности многослойной композитной заготовки.

[0015] Согласно некоторым вариантам осуществления второго способа, расширение направляющего отверстия включает расширение направляющего отверстия до четвертого диаметра, который меньше, чем максимальный диаметр фаски.

[0016] В некоторых вариантах осуществления второго способа, расширение направляющего отверстия включает расширение направляющего отверстия до четвертого диаметра, который больше, чем максимальный диаметр фаски.

[0017] Согласно еще одному варианту реализации изобретения раскрыта система для выполнения отверстия в заготовке. Заготовка имеет первую поверхность и вторую поверхность, расположенную напротив первой поверхности. Система включает в себя первый режущий инструмент, выполненный с возможностью резания цилиндрического отверстия, имеющего первый диаметр, второй режущий инструмент, выполненный с возможностью резания фаски, третий режущий инструмент, выполненный с возможностью резания цилиндрического отверстия, имеющего второй диаметр, который больше, чем первый диаметр, и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью обеспечения выполнения первым режущим инструментом резания через заготовку первого отверстия, имеющего первый диаметр, обеспечения выполнения вторым режущим инструментом резания фаски на второй поверхности заготовки концентрично с первым отверстием, и обеспечения выполнения третьим режущим инструментом расширения первого отверстия от первого диаметра до второго диаметра посредством проведения третьего режущего инструмента через заготовку в направлении, проходящем от первой поверхности заготовки ко второй поверхности заготовки.

[0018] В некоторых вариантах осуществления системы, второй режущий инструмент имеет максимальный диаметр резания, который меньше, чем первый диаметр. Дополнительно, контроллер выполнен с возможностью обеспечения выполнения вторым режущим инструментом резания фаски на второй поверхности заготовки посредством вставки второго режущего инструмента в первое отверстие в направлении, проходящем от первой поверхности заготовки ко второй поверхности заготовки, и выполнения вторым режущим инструментом, вставленным в первое отверстие, орбитального вращения вокруг центральной оси первого отверстия с резкой при этом второй поверхности заготовки.

[0019] Описанные признаки, конструкции, преимущества и/или характеристики объекта настоящего изобретения могут быть объединены любым подходящим способом в одном или большем количестве его вариантов реализации и/или осуществления. В последующем описании многочисленные конкретные детали представлены для обеспечения полного понимания вариантов реализации объекта настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники будет понятно, что объект настоящего изобретения может быть практически реализован без одного или большего количества особенных признаков, деталей, компонентов, материалов и/или способов конкретного варианта реализации или осуществления изобретения. В других случаях, в конкретных вариантах реализации и/или осуществления изобретения могут быть определены дополнительные признаки и преимущества, которые могут не присутствовать во всех вариантах реализации или осуществления изобретения. Кроме того, в некоторых случаях хорошо известные конструкции, материалы или операции не показаны или не описаны подробно, чтобы не допустить потери ясности особенностей объекта настоящего изобретения. Признаки и преимущества объекта настоящего изобретения станут более очевидными из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения или могут быть изучены при практической реализации раскрытого объекта, как изложено ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Для обеспечения возможности более простого понимания преимуществ раскрытого объекта изобретения, более подробное описание объекта изобретения, кратко описанного выше, будет представлено со ссылкой на конкретные варианты реализации изобретения, которые иллюстрируются на прилагаемых чертежах. Следует понимать, что эти чертежи изображают только типичные варианты реализации объекта изобретения, и они не должны рассматриваться как ограничивающие его объем. Объект изобретения будет описан и объяснен с дополнительной конкретизацией и подробностями посредством использования прилагаемых чертежей, на которых:

[0021] На ФИГ. 1 схематически показана блок-схема системы для выполнения отверстия в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0022] На ФИГ. 2 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку первого режущего инструмента в положении для выполнения первого отверстия в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0023] На ФИГ. 3 показан поперечный разрез на виде сбоку первого отверстия, выполненного в заготовке первым режущим инструментом по ФИГ. 2, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0024] На ФИГ. 4 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку второго режущего инструмента, вставленного в первое отверстие, выполненное в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0025] На ФИГ. 5 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку второго режущего инструмента, выполняющего фаску в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0026] На ФИГ. 6 показан поперечный разрез на виде сбоку первого отверстия и фаски, образованной в заготовке вторым режущим инструментом по ФИГ. 5, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0027] На ФИГ. 7 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку третьего режущего инструмента с направляющей частью, вставленной в первое отверстие, выполненное в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0028] На ФИГ. 8 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку третьего режущего инструмента, расширяющего первое отверстие для выполнения второго отверстия в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0029] На ФИГ. 9 показан поперечный разрез на виде сбоку второго отверстия, выполненного в заготовке посредством третьего режущего инструмента по ФИГ. 8, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0030] На ФИГ. 10 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку третьего режущего инструмента, расширяющего первое отверстие для выполнения второго отверстия в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0031] На ФИГ. 11 показан поперечный разрез на виде сбоку второго отверстия, выполненного в заготовке посредством третьего режущего инструмента по ФИГ. 10, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения;

[0032] На ФИГ. 12 показан частичный поперечный разрез на виде сбоку четвертого режущего инструмента, выполняющего фаску в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения; и

[0033] На ФИГ. 13 схематично представлена блок-схема, иллюстрирующая способ выполнения отверстия в заготовке, согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0034] Ссылка в данном описании на "один вариант реализации изобретения", "вариант реализации изобретения" или схожие речевые конструкции означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с вариантом реализации изобретения, включены по меньшей мере в один вариант реализации согласно настоящему раскрытию. Появления выражений "в одном варианте реализации изобретения", "в варианте реализации изобретения" и схожие речевые конструкции во всем этом описании могут, но не обязательно, все относиться к одному и тому же варианту реализации изобретения. Схожим образом, использование термина "вариант осуществления изобретения" означает вариант осуществления изобретения, имеющий конкретный признак, конструкцию или характеристику, описанные в связи с одним или большим количеством вариантов реализации согласно настоящему раскрытию, однако, при отсутствии явного отношения на указание противного, один вариант осуществления изобретения может быть связан с одним или большим количеством вариантов реализации изобретения.

[0035] На ФИГ. 1 схематически показана система 50 для выполнения отверстия 60 в заготовке 100 согласно одному варианту реализации изобретения. В общем случае, система 50 включает в себя сверлильный станок 52, режущий инструмент 54, контроллер 56 и робота 58. Режущий инструмент с возможностью вращения соединен со сверлильным станком 52, который выполнен с возможностью вращения режущего инструмента 54 вокруг центральной оси. Хотя на чертежах это не показано, сверлильный станок 52 может включать в себя шпиндель или двигатель, выполненный с возможностью вращения привода режущего инструмента 54, который посредством зажимного патрона может быть соединен для совместного вращения с двигателем. Шпиндель или двигатель могут включать в себя любой из различных двигателей, таких как электродвигатели, электромагнитные двигатели, пневматические двигатели, гидравлические двигатели и тому подобное. По мере вращения режущего инструмента 54 сверлильный станок 52 перемещают относительно заготовки 100, например вдоль оси подачи, параллельной центральной оси режущего инструмента 54, или оси подачи, перпендикулярной центральной оси режущего инструмента 54, для проведения режущего инструмента 54, по меньшей мере частично, через заготовку 100 для выполнения отверстия 60 в заготовке. Как определено в настоящем документе, отверстие является сквозным и полностью проходит через заготовку, а также имеет входное отверстие на первой поверхности (например, поверхности входа) заготовки 100 и выходное отверстие на второй поверхности (например, поверхности выхода) заготовки, расположенной напротив первой поверхности. В некоторых вариантах реализации изобретения сверлильный станок 52 является дыропробивной машиной, а режущий инструмент 54 является дыропробивным инструментом, которым осуществляют пробивание заготовки с помощью дыропробивной машины для выполнения в заготовке отверстия. Соответственно, при использовании в настоящем документе режущий инструмент может представлять собой сверло, выполненное с возможностью вращения, или пробивной инструмент, выполненный невращательным, а выполнение отверстия в заготовке может быть осуществлено сверлением заготовки с помощью режущего инструмента или пробиванием заготовки с помощью режущего инструмента.

[0036] Контроллер 56, или модуль управления, функционально соединен со сверлильным станком 42 для числового программного управления работой сверлильного станка 42. Например, контроллер 56 может включать в себя программируемую логическую схему, которая обусловливает передачу команд и энергии в сверлильный станок 52 для управления эксплуатационными характеристиками сверлильного станка 42 и режущего инструмента 54. В одном варианте осуществления контроллер 56 осуществляет передачу команд и энергии в сверлильный станок 42 для достижения требуемой скорости вращения режущего инструмента 54. Контроллер 56 может изменять команды и мощности, чтобы изменять скорость вращения режущего инструмента 54, например, с учетом типа используемого режущего инструмента, типа подвергаемого резке материала и/или типа резания, выполняемого с заготовкой.

[0037] Дополнительно, контроллер 56 может быть выполнен с возможностью числового программного управления перемещением сверлильного станка 42 и режущего инструмента 54 относительно заготовки 100 с помощью робота 58. В общем случае, в некоторых вариантах осуществления, хотя это не показано, робот 58 включает в себя руку и рабочий орган, к которому прикреплен сверлильный станок 52. Программируемая логическая схема контроллера 56 выполнена с возможностью подачи команд роботу 58 для перемещения сверлильного станка 52 относительно заготовки 100, как необходимо для выполнения отверстия 60 в заготовке 100. Робот 58 может быть выполнен с возможностью перемещения сверлильного станка 52 и режущего инструмента 54 вдоль любого количества осей подачи для выполнения отверстий в заготовке, имеющих любое количество форм и размеров. Более того, робот 58 может быть выполнен с возможностью размещения сверлильного станка 52 и режущего инструмента 54 на противоположных сторонах или поверхностях заготовки 100 для приближения к заготовке 100, при выполнении отверстий, с любой поверхности заготовки 100.

[0038] В некоторых вариантах осуществления, режущий инструмент 54 системы 50 представляет любой из множества режущих инструментов системы 50. Например, система может включать в себя множество режущих инструментов 54, выполненных с возможностью взаимной замены и соединения со сверлильным станком 52, для резки заготовки 100 различными способами во время операции выполнения отверстий. Примеры множества режущих инструментов 54 и соответствующие этапы, выполняемые во время операции выполнения отверстий, более подробно описаны ниже. Иными словами, система 50 может включать в себя любой из режущих инструментов, описанных в настоящем документе, и выполнение любого из этапов выполнения отверстий, описанных в настоящем документе, для выполнения отверстий в заготовке.

[0039] Со ссылкой на ФИГ. 2 показан первый режущий инструмент 116, размещенный для выполнения отверстия в заготовке 100. Заготовка 100 включает в себя первую поверхность 110 и вторую поверхность 112, расположенную напротив первой поверхности 110. Толщина заготовки 100 задана между первой поверхностью 110 и второй поверхностью 112. Хотя это необязательно, заготовка 100 может иметь толщину, которая меньше длины или ширины заготовки 100, в результате чего выполненная заготовка 100 представляет собой тонкостенную панель. Хотя заготовка 100 показана имеющей первую и вторую поверхности 110, 112, которые являются плоскими, в других вариантах реализации изобретения заготовка 100 может иметь сложную форму, так что первая и вторая поверхности 110, 112 являются неплоскими, например округлыми, криволинейными, наклонными, зубчатыми или иными. Заготовка 100 может образовывать часть общей конструкции, такой как лопасть несущего винта вертолета или корпус самолета.

[0040] Во время изготовления конструкции, первое пространство 111 задается непосредственно возле первой поверхности 110, а второе пространство 113 задается непосредственно возле второй поверхности 112. Иными словами, заготовка 100 отделяет первое пространство 111 от второго пространства 113. В зависимости от формы конструкции первое пространство 111 может быть открытым или доступным для пользователей пространством, позволяющим получить доступ к первой поверхности 110 из первого пространства 111. Аналогично, например для плоскопанельных конструкций, второе пространство 113 может быть открытым или доступным для пользователей пространством, позволяющим получить доступ ко второй поверхности 112 из второго пространства 113. Однако для некоторых конструкций, например для закрытых по существу в окружном направлении или трубчатых конструкций, таких как лопасть несущего винта, второе пространство 113 может быть закрытым или недоступным пространством, так что пользователь не сможет получить доступ ко второй поверхности 112 из второго пространства 113, поскольку она обращена во внутрь закрытого пространства.

[0041] Заготовка 100 может быть выполнена из любых различных материалов, таких как металлы, пластмассы, армированные волокном композитные материалы и т.п.Более того, заготовка 100 может включать в себя один слой материала или множество слоев одного и того же материала или различных материалов.

[0042] Как показано на ФИГ. 2, заготовка 100 включает в себя множество слоев материала или является многослойной. Слои заготовки 100 могут быть наслоены (например являться расположенными друг между другом слоями) или быть связаны друг с другом с образованием заготовки. В качестве примера заготовка 100, в вариантах реализации изобретения, показанных на ФИГ. 2-12, включает в себя первый слой 102, второй слой 104 и третий слой 106, помещенный между первым и вторым слоями 102, 104. Первый слой 102, второй слой 104 и третий слой 106 прикреплены друг к другу, связаны друг с другом или наслоены друг на друга с образованием слоистой, многослойной заготовки. Хотя заготовка 100, в вариантах реализации изобретения, показанных на ФИГ. 2-12, включает в себя три слоя, в других вариантах реализации изобретения заготовка 100 может включать в себя два слоя или более трех слоев.

[0043] Согласно одному варианту осуществления, каждый слой из первого слоя 102, второго слоя 104 и третьего слоя 106 выполнен из армированного волокном композитного материала, который включает в себя волокна, такие как углеродные волокна, свободно расположенные в эпоксидной матрице. Такие заготовки могут быть определены как многослойная композитная заготовка. Волокна армированных волокном композитных материалов могут быть однонаправленными, при этом направление волокон по меньшей мере двух слоев из первого слоя 102, второго слоя 104 и третьего слоя 106 различны. Например, в одном варианте осуществления однонаправленные волокна первого слоя 102 ориентированы в направлении, отличном от направления однонаправленных волокон второго слоя 104 и третьего слоя 106, и однонаправленные волокна второго слоя 104 ориентированы в направлении, отличном от направления однонаправленных волокон третьего слоя 106. В одном варианте осуществления третий слой 106 выполнен из некомпозиционного материала, такого как пеноматериал.

[0044] Со ссылкой на ФИГ. 2, первый режущий инструмент 116 может быть любым из различных режущих инструментов (например, сверл), выполненных с возможностью резания отверстий, любой из различных форм и размеров, в материалах. В одном варианте осуществления первый режущий инструмент 116 является спиральным сверлом или сверлом с канавками, имеющим относительно малый шаг спиралей. В альтернативных вариантах реализации изобретения, первый режущий инструмент 116 может быть разверткой с канавками с относительно большим шагом спиралей или разверткой без канавок (см., например, ФИГ. 7). В показанном варианте реализации изобретения первый режущий инструмент 116 выполнен с возможностью резания первого отверстия 120, имеющего первый диаметр D₁, который является постоянным вдоль центральной оси 121 первого отверстия 120 (см., например, ФИГ. 3). Иными словами, первое отверстие 120 является по существу цилиндрическим отверстием с параллельными боковыми стенками. Для выполнения (например, резания) первого отверстия 120 с первым диаметром D₁, первый режущий инструмент 116 имеет первый диаметр CD₁ резания, приблизительно равный или немного меньший, чем первый диаметр D₁ первого отверстия 120. Первое отверстие 120 выполнено с возможностью работы в качестве направляющего отверстия для дальнейшей обработки заготовки.

[0045] При вращении вокруг своей центральной оси, как обозначено стрелками направления поворота на ФИГ. 2, первый режущий инструмент 116 подают из первого пространства 111 в первом направлении 180 подачи, параллельном центральной оси 121 первого отверстия 120, которое необходимо выполнить, а в некоторых вариантах осуществления - перпендикулярно первой поверхности 110 заготовки 100 для проведения через заготовку 100. По мере того как первый режущий инструмент 116 с вращением проходит через заготовку 100, первый режущий инструмент 116 срезает материал заготовки 100 для выполнения первого отверстия 120, как показано на ФИГ. 3. В одном варианте осуществления часть первого режущего инструмента 116 проходит через вторую поверхность 112 заготовки 100 и по меньшей мере частично за вторую поверхность 112 заготовки 100, в результате чего первое отверстие 120 полностью проходит через заготовку 100 от первой поверхности 110 ко второй поверхности 112.

[0046] В варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ. 4 и 5, вторая поверхность 112 заготовки 100 недоступна из второго пространства 113, как указано выше (хотя указанный вариант реализации может быть применим, если вторая поверхность 112 заготовки 100 доступна из второго пространства 113). Соответственно, заготовка 100 недоступна из второго пространства 113 для выполнения фаски 142 (см., например, ФИГ. 6) на второй поверхности 112 заготовки 100. Таким образом, для выполнения фаски 142 на второй поверхности 112 используется второй режущий инструмент 130, приближающийся к заготовке 100 из первого пространства 111. Второй режущий инструмент 130 может быть любым из различных режущих инструментов, выполненных с возможностью резания фасок в материалах. В одном варианте осуществления второй режущий инструмент 130 является фрезой для пазов типа "ласточкин хвост", специально выполненной с возможностью резания фасок в задней стороне заготовки. Таким образом, второй режущий инструмент 130 может включать в себя одну или одно или более режущих кромок 132 или лезвий, которые выполнены наклонными под углом θ относительно плоскости, перпендикулярной центральной оси 121 первого отверстия 120 и центральной оси 131 второго режущего инструмента 130. Более того, второй режущий инструмент 130 выполнен таким образом, что режущие кромки 132 обращены назад к хвостовику 134 второго режущего инструмента 130. Режущие кромки 132 второго режущего инструмента 130 задают максимальный диаметр резания, который может быть равен максимальному наружному диаметру OD второго режущего инструмента 130. Максимальный наружный диаметр OD второго режущего инструмента 130 меньше, чем первый диаметр D₁ первого отверстия 120.

[0047] Со ссылкой на ФИГ. 4, когда второе пространство 113 является недоступным, второй режущий инструмент 130 подают из первого пространства 111 в первом направлении 180 подачи в первое отверстие 120 и по меньшей мере частично через первое отверстие 120. В общем случае, второй режущий инструмент 130 подают через первое отверстие 120 до тех пор, пока второй режущий инструмент 130 не достигнет необходимого положения резки относительно второй поверхности 112 заготовки 100. Необходимое положение резки может быть любым положением, в котором по меньшей мере некоторая часть режущих кромок 132 второго режущего инструмента 130 находится в боковом направлении возле второй поверхности 112 или выходит за вторую поверхность 112 в первом направлении 180 подачи. Поскольку максимальный наружный диаметр OD второго режущего инструмента 130 меньше, чем первый диаметр D₁ первого отверстия 120, второй режущий инструмент 130 может быть вставлен в первое отверстие 120 и подан вдоль него без воздействия второго режущего инструмента 130 на заготовку 100. Например, второй режущий инструмент 130 может быть подан через первое отверстие 120 в первом направлении 180 подачи с центральной осью 131 второго режущего инструмента 130, размещенного концентрично с центральной осью 121 первого отверстия 120, как показано на ФИГ. 2. При использовании в настоящем документе центральная ось объекта является его продольной осью симметрии. При подаче второго режущего инструмента 130 через первое отверстие 120 второй режущий инструмент 130 не нужно вращать, но в некоторых вариантах осуществления он может вращаться.

[0048] После подачи второго режущего инструмента 130 в необходимое положение резки, второй режущий инструмент 130 вращают вокруг его центральной оси 131 (если он уже не вращается), как обозначено стрелками направления вращения на ФИГ. 5. Со ссылкой на ФИГ. 5, второй режущий инструмент 130 затем перемещают в боковом направлении, как обозначено стрелками направления 182 до тех пор, пока режущие кромки 132 не пройдут через заготовку 100 вдоль второй поверхности 112 заготовки 100 и не отрежут материал с образованием фаски 142. В общем случае, фаску 142 выполняют резкой наклонной поверхности 140 с необходимой глубиной на второй поверхности 112 заготовки 100 концентрично вокруг центральной оси 121 первого отверстия 120. Угол наклонной поверхности 140 соответствует углу режущих кромок 132 второго режущего инструмента 130. Наклонная поверхность 140 обращена от хвостовика 134 второго режущего инструмента 130, когда второй режущий инструмент 130 размещен в первом отверстии 120, как показано на чертежах.

[0049] Согласно одному варианту реализации изобретения, поскольку максимальный диаметр резания меньше, чем первый диаметр D₁ первого отверстия 120, фаску 142 выполняют вторым режущим инструментом 130 с использованием технологий орбитального сверления. В общем случае, технологии орбитального сверления включают в себя смещение центральной оси 131 второго режущего инструмента 130 от центральной оси 121 первого отверстия 120 с эксцентриситетом OS, связанным с положением второго режущего инструмента 130, который осуществляет резку наклонной поверхности 140 на необходимую глубину. И затем, при выполнении вращения второго режущего инструмента 130 вокруг его центральной оси 131 для отрезания материала от второй поверхности 112, выполняют орбитальное вращение второго режущего инструмента 130 и центральной оси 131 вокруг центральной оси 121 первого отверстия 120. Таким образом на второй поверхности 112 заготовки 100 выполняют фаску 142, выполненную концентрично с первым отверстием 120 и имеющую необходимую глубину d_C.

[0050] Со ссылкой на ФИГ. 6, фаска 142 имеет диаметр, увеличивающийся в первом направлении 180 подачи от минимального диаметра, равного диаметру D₁ первого отверстия 120, до максимального диаметра D₂, размещенного заподлицо или совпадающего со второй поверхностью 112 заготовки 100. Поскольку диаметр фаски 142 больше, чем диаметр D₁ первого отверстия 120 во всех точках вдоль центральной оси 121, исключая минимальный диаметр, фаска 142 образована так, чтобы иметь диаметр больше, чем диаметр D₁ первого отверстия 120. Кроме того, хотя фаска 142 показана выполняемой только во втором слое 104 заготовки 100, в некоторых вариантах реализации изобретения, фаску 142 выполняют в множестве слоев заготовки 100.

[0051] Как показано на ФИГ. 7, после выполнения фаски 142 на второй поверхности 112 заготовки 100, третий режущий инструмент 150 используют для выполнения второго отверстия 160 посредством расширения первого отверстия 120. Третий режущий инструмент 150 может быть любым из различных режущих инструментов, выполненным с возможностью расширения предварительно прорезанных отверстий. В одном варианте осуществления третий режущий инструмент 150 является разверткой, такой как сверло. В альтернативных вариантах реализации изобретения первый режущий инструмент 116 может быть разверткой с канавками с относительно большим шагом спиралей канавок или сверлом без канавок. Например, как показано на чертежах, третий режущий инструмент 150 представляет собой сверло без канавок с множеством параллельных режущих пластин 154, размещенных в окружном направлении вокруг центрального хвостовика. Каждая режущая пластина 154 имеет режущую кромку, выполненную с возможностью резания материала при вращении третьего режущего инструмента 150. Режущие пластины 154 задают второй диаметр CD₂ резания. В показанном варианте реализации изобретения третий режущий инструмент 150 выполнен с возможностью резания второго отверстия 160 (см., например, ФИГ. 8 и 9), имеющего четвертый диаметр D₄, постоянный вдоль центральной оси 161 второго отверстия 160. Иными словами, второе отверстие 160 является по существу цилиндрическим отверстием с параллельными боковыми стенками. Для выполнения (например, резания) второго отверстия 160 с четвертым диаметром D₄, второй диаметр D₂ резания третьего режущего инструмента 150 является приблизительно равным или немного меньшим, чем четвертый диаметр D₄ второго отверстия 160.

[0052] При вращении вокруг своей центральной оси, как обозначено стрелками направления вращения на ФИГ. 7 и 8, третий режущий инструмент 150 подают из первого пространства 111 в первом направлении 180 подачи концентрично с центральной осью 121 первого о