DK142305B - Fræseværktøj. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142305 DANMARK '"*· c·’ B 23 c 6/16 «(21) Ansøgning nr. 6447/^9 (22) Indleveret den 5· deC. 1969 (24) Lebedag 5· deC» 19¾ (44) Ansegningen fremlagt og 1 -¾ ir+- 1 oOa fremlaeggefsesskriftet offentliggjort den I OKD · 19θΟ

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den 8. maj 1969, 822971 i us (71) THE WELDON TOOL COMPANY, 300C WoodhilX Road, Cleveland, Ohio 44104, US.

(72) Opfinder: Thomas Anthony Ribich, 14020 Saybrook Avenue, Cleveland,

Ohio 44105, US. - (74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Johs. Prelsz1 Efterf. Patentbureau.

(64) Præs evserktø j.

Den foreliggende opfindelse angår et fræseværktøj med en skærende del, der har et antal på langs forløbende tænder, som hver især har en forreste spånflade og en bagflade, der forbindes af en perifer frigangsflade, hvis skæringslinje med spånfladen danner en bølgeformet, i hovedsagen i hele tandens længde kontinuerligt forløbende skærende æg.

Et fræseværktøj af denne type kendes fra USA patentskrift nr.

3.133.339, og ved hjælp af dette kendte værktøj kan der frembringes sammenhængende spåner med varierende tykkelse eller ikke-sammen-hængende, halvmåneformede spåner. Dette kendte værktøj har imidlertid den ulempe, at det er vanskeligt at tilvejebringe den skærende æg under fremstillingen af værktøjet, ligesom værktøjet er vanskeligt at slibe eller skærpe efter brug. Slibningen af den skærende æg på 2 142305 det kendte værktøj sker ved, at værktøjet holdes i en forholdsvis raffineret og forholdsvis dyr holdeindretning, der bevæger værktøjet og dermed dettes skærende æg på passende måde i forhold til en slibesten.

Brugere af dette kendte værktøj og især mindre maskinværksteder finder det sædvanligvis økonomisk fordelagtigt at sende værktøjet tilbage til fabrikanten for at få det skærpet i stedet for at ofre penge på at købe den førnævnte holdeindretning. Dette giver anledning til forsinkelser og andre med denne procedure forbundne ulemper for værktøjets brugere.

Ved opfindelsen er der blevet tilvejebragt et fræseværktøj af den omhandlede art, hvor såvel fremstillingen som skærpningen af tændernes skærende æg kan foretages ved hjælp af maskiner, der normalt forefindes selv i mindre virksomheder. Fræseværktøjet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at frigangsfladen i hvert tværsnit langs værktøjets akse har en i hovedsagen konstant afstand fra aksen, og at æggens bølgeform er dannet af i spånfladen således udformede, med indbyrdes aksiale afstande beliggende fordybninger eller recesser, at den spånvinkel, der dannes mellem spånfladen og den radiale retning, er i hovedsagen konstant langs tanden.

Da afstanden mellem værktøjets akse og frigangsfladen er i hovedsagen den samme i hele værktøjets længde, kan værktøjet ifølge opfindelsen slibes på en forholdsvis simpel måde uden anvendelse af specialslibemaskiner.

Fordybningerne eller recesserne i spånfladen samt frigangsfladen kan være således udformet, at afstanden fra den skærende æg til værktøjets akse varierer i tandens længderetning i hovedsagen som en sinuskurve. Derved opnås en særlig god fordeling af de skærekræfter, hvormed værktøjet påvirker arbejdsstykket, og af den varme, der frembringes under presseoperationen.

Desuden kan der opnås en særlig jævn eller glat overflade på det bearbejdede arbejdsstykke, hvis fordybningerne eller recesserne i spånfladen samt frigangsfladen i stedet er således udformet, at afstanden fra den skærende æg til værktøjets akse i hovedsagen er konstant i tandens længderetning.

142305 3

Opfindelsen angår også et emne til fremstilling af det ovenfor beskrevne fræseværktøj og med et antal på langs forløbende tænder, som hver især har en forreste spånflade og en bagflade, der forbindes af en perifer forbindelsesflade, der har form af en cirkulær cylinderflade, og emnet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at spånfladen danner et antal med indbyrdes afstande beliggende fordybninger eller recesser. Ud fra et sådant emne kan man på simpel måde fremstille et fræseværktøj ifølge opfindelsen, idet der f.eks. ved slibning kan frembringes en skærende æg på hver af tænderne.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en udførelsesform for værktøjet ifølge opfindelsen set fra siden, fig. 2 i større målestok værktøjet set fra enden i den ved pilene 2 - 2 i fig. 1 viste retning, fig. 3 i endnu større målestok i isometrisk afbildning en del af den skærende endedel af det i fig. 1 viste værktøj, fig. 4, 5 og 6 delsnit efter linjer henholdsvis 4 - 4, 5 - 5, og 6 - 6 i fig. 3, fig. 7 noget skematisk og set i samme retning som i fig. 1 en af spånrillerne i det i fig. 1, 2 og 3 viste værktøj, fig. 8 et snit i hovedsagen efter linjen 8 - 8 i fig. 7, fig. 9 et snit, der svarer til det i fig. 4 viste, men som viser et emne til fremstilling af værktøjet, dvs. før spånrillen er blevet forsynet med frigangsvinkel, fig. 10 en afbildning som den i fig. 7 viste, men af den skærende kant, efter at denne på ny er blevet slebet for dannelse af et værktøj eller til en anden udførelsesform for et værktøj af denne type med en konventionel skærende kant eller med andre ord med en skærende æg eller kant, hvor i hovedsagen alle punkter af denne ligger i hovedsagen i samme afstand fra værktøjets akse, og fig. 11 viser et snit i hovedsagen efter linjen 11 - 11 i fig. 10 og dermed tværsnitsformen for den i denne figur viste skærende æg eller kant.

142305 4

Den foretrukne udførelsesform for fræsehovedet ifølge opfindelsen vil blive forklaret og beskrevet i forbindelse med en endefræser, der som helhed er betegnet med 20. Det er imidlertid klart, at opfindelsen også kan anvendes i forbindelse med andre lignende roterende værktøjer, der normalt kaldes fræsere eller fræsehoveder.

Den viste endefræsertype, ved hjælp af hvilken der, som det vil fremgå, kan opnås en forbedret skærevirkning, har en skaftdel 23 og en skærende endedel 25, og disse to dele er på konventionel måde fremstillet af et sammenhængende metalstykke. Den skærende endedel 25 har et antal spånriller - ved den viste udførelsesform fire - og disse spånriller er betegnet med henvisningsbetegnelserne 28, 29, 30 og 31. Spånrillerne strækker sig som vist i hovedsagen skrueformet, og stigningsvinklen måles på konventionel måde i forhold til værktøjets akse. Stigningsvinklen er ved den viste udførelsesform ca. 30°. Alle spånrillerne er udformet identiske, og kun den ene af disse vil derfor blive specielt beskrevet. Hver af spånrillerne har, hvad der vil blive kaldt en skærefladeside 34, en bagside 36 og en forbindelseflade 38, der strækker sig mellem og forbinder siderne 34 og 36. Skæringslinjen mellem skærefladesiden 34 og for-bindelsessiden 38 danner endefræserens skærende æg eller kant 40.

Ved en ligesidet endefræser af konventionel konstruktion strækker de skærende kanter sig skrueformet omkring værktøjets akse på en sådan måde, at de ligger i i hovedsagen samme afstand fra værktøjets akse. Ganske vist findes der fræsere af denne type, som normalt kaldes koniske endefræsere, og hvor den skærende kant i hver spånrille har en konstant tiltagende afstand fra værktøjets akse regnet fra værktøjets spidse ende mod dets skaftdel. Selv ved denne værktøj stype har til hinanden svarende dele af hver af de skærende kanter imidlertid samme radius, der tiltager på konstant måde fra værktøjets spidse ende mod dets skaftdel. Det skal også bemærkes, at der kendes værktøjer af den nævnte type, der har rette spånriller, og hvor spånrillerne altså ikke er skrueformede, men strækker sig parallelt med værktøjets akse. Alle disse nævnte værktøjstyper kan konstrueres i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse.

Fig. 7 viser noget skematisk en af spånrillerne 29 set i samme retning som i fig. 1, og den konventionelle udformning af spånrillen er den, der afgrænses mellem den linje, der repræsenterer bag- 5 ' , ’ ·' :.y 1 ΐ- 142305 siden 36, og den stiplede linje 42. Værktøjet 20's akse er betegnet med 43. Værktøjet ifølge den foreliggende opfindelse har på skære-fladesiden en væg med et antal med aksialt indbyrdes afstande anbragte fordybninger 45, der, som det fremgår, (fra linjen 42) strækker sig mod bagsiden 36, hvorved den skærende rø eller kant 40, når den ses i en i hovedsagen radial retning for endefræseren, se fig. 7, danner en kurve med høje områder 47" og lave områder 49, af hvilke de lave områder ligger nærmest bagsiden 36. Denne kurve ved den omtalte specielle udførelsesform kan også beskrives som en jævn og kontinuerlig kurve, der i nogen grad minder om eller tilnærmelsesvis har form af en sinuskurve. Fordybningerne 45 dannes ved at fjerne metal fra en spånrille af konventionel form ved på passende måde at bevæge en endefræser og det foreliggende værktøj i forhold til hinanden.

Fig. 4, 5 og 6 viser snit lagt på forskellige steder af spånrillen 29 i fig. 3 og dermed tværsnitsformen for spånrillerne på med aksialt indbyrdes afstande beliggende steder. Den tidligere omtalte forbindelsesflade 38 er vist i fig. 4, og man ser herpå det laveste punkt 51 af den skærende kant 40. Dette punkt 51 er beliggende i et af de lave områder 49, der tidligere er blevet omtalt, og som fremkommer ved dannelsen af fordybningerne 45. Man ser også på dette snit et af de højeste punkter af den skærende kant 40, og dette punkt er betegnet med 53. Af det viste snit ses det således, at punktet 51 er beliggende i en mindre afstand fra værktøjets akse end punktet 53. Der findes således, når man ser værktøjet i den ved pilen 55 i fig. 4, 5 og 6 angivne retning, en række høje og lave punkter, som er indbyrdes forbundet af mellemliggende punkter, så <Jer fremkommer en skærende æg eller kant 40 som vist i fig. 8. Det er denne skærende kant, der påvirker det arbejdsstykke, der skal bearbejdes.

Den i fig. 6 angivne afstand Y er amplituden for den i fig. 8 viste skærende kant.

Når den skærende kant 40 ved den i fig. 4, 5 og 6 viste konstruktion bliver sløv, er alt, hvad man behøver at gøre for at gøre denne kant 40 skarp igen, at slibe forbindelsesfladen 38 på konventionel måde under den i fig. 4, 5 og 6 viste vinkel·

Fig. 9 viser et snit svarende til det i fig. 4 viste, men i ende-fræseremnet forsynet med fordybningerne 45 og inden den forbindel- 142305 6 sesflade 38, der danner frigangsvinklen, er blevet frembragt. Ved det i fig. 9 viste emne vil forbindelsesfladen 38, der nu er betegnet med 58, derfor bestemme en cylinderflade, hvis radius strækker sig fra denne flade til værktøjets centerlinje. Ved det viste emne vil et punkt 63, der svarer til punktet 53 i fig. 4, og et punkt 61, der svarer til punktet 51 i fig. 4, begge ligge på den ovenfor omtalte cylinderflade. Ved at forsyne dette emne med en frigangsvinkel og dermed med forbindelsesfladen 38, omdanner man det i fig. 9 viste emne til et værktøj som vist i fig. 4, 5 og 6. Emnet i fig. 9 kan også omdannes til en konstruktion som den, der er vist i fig. 10 og 11. Lige såvel som den i fig. 1-8 viste konstruktion er dette emne anvendeligt og henhører under opfindelsen.

Fig. 10 og 11 viser hvordan værktøjet ifølge opfindelsen kan udformes, når man ønsker at frembringe en æg eller skærende kant, som overalt langs sin længde på konventionel måde i hovedsagen ligger i konstant afstand fra værktøjets centerlinje. For at opnå dette slutresultat er det nødvendigt at slibe værktøjet på i og for sig kendt måde og således, at de høje og lave punkter, der i fig.

4, 5 og 6 er betegnet med 51 og 53 fjernes, så at disse punkter nu kommer til at ligge i samme afstand fra værktøjets centerlinje.

Disse punkter er i fig. 10 betegnet med 71 og 73. Den omtalte udførelsesform for værktøjet ifølge opfindelsen har en primær forbindelsesflade 78 med en lille frigangsvinkel og en sekundær forbindelsesflade 88, som danner en større frigangsvinkel med en tangent, som strækker sig gennem punkterne 71 og 73.

Det ses, at forbindelsesfladen 58 ved det i fig. 9 viste oprindelige emne er udformet som en cirkelbue, medens den forbindelsesflade 78, der fremkommer til slut efter slibning, i hovedsagen strækker sig som en korde eller som en del af en korde til denne cirkel.

Det ses, at den i fig. 8 viste skærende æg eller kant 40, som kommer til at påvirke arbejdsstykket, kan dannes på en simpel og billig måde ved anvendelse af konventionelle slibemetoder, når man gør brug af den foreliggende opfindelses principper. Den således dannede skærende kant har mange fordele, idet der kan dannes kontinuerlige og diskontinuerlige "halvmåneformede" spåner, og idet den skærende kant ikke vil komme i berøring med arbejdsstykket i sin fulde længde ' 142305 på ån gang, hvorved værktøjet får en længere levetid og en bedre skærevirkning. Et andet problem, der løses^ved udformning af den skærende kant, som det er tilfældet ved værktøjet ifølge opfindelsen, består i, at endefræseren ved fræsning af notgange eller spalter under anvendelse af en konventionel endefræser har en tilbøjelighed til at trække til den ene eller den andén side af den tilsigtede længderetning for notgangen som følge af den trækkraft, der udøves af den skærende kant, og hvis retning afhænger af, om værktøjet har højre- eller venstresnoede spånriller. Det ses, at den skærende kant ved værktøjet ifølge opfindelsen kontinuerligt passerer fra en venstregående til en højregående retning, idet man passerer gennem de høje og lave punkter på den kurve, den skærende kant danner. Det ses, at følgen er, at udformningen af den skærende kant på værktøjet ifølge opfindelsen gør det muligt at undgå de problemer, man kommer ud for i forbindelse med konventionelle endefræsere, f.eks. ved udfræsning af notgange. Også de andre fordele, der tidligere er blevet omtalt i denne beskrivelse, opnås ved fræseren ifølge opfindelsen.

De høje og lave punkter på de skærende kanter for de andre spånriller 29, 30 og 31 er faseforskudt i forhold til hinanden, så at der bliver tale om en kontinuerlig og ensartet skæreoperation, når værktøjet roterende bevæges fremefter. Den i fig. 8 viste skærende kant 40 for spånrillen 29 har med andre ord en række høje områder eller punkter, der er anbragt med aksiale indbyrdes afstande, og afstanden mellem disse høje punkter kaldes delingen. De høje punkter på kanterne 40 for spånriller 28, 30 og 31 er aksialt forskudt i forhold til hinanden og i forhold til spånrillen 29. Hvis delingen for disse høje punkter på spånrillen 29's kant 40 eksempelvis er 6 mm, vil de tilsvarende høje punkter for spånrillerne 28, 30 og 31 fra spånrille til spånrille have en indbyrdes afstand på 1,5 mm. Dette giver altså en afstand på 1,5 mm mellem efter hinanden følgende høje punkter.