SE512053C2 - Verktyg samt skärhuvud för skärande bearbetning - Google Patents

Description

20 25 30 512 053 s-soøss 1993-12-11: 2 ändvy. F ig. 7 visar en insats att samverka med delen. Fig. 8 visar ett skärhuvud enligt föreliggande uppfinning i längssnitt.

Fig. 9A visar en hårdmetalldel till en alternativ utföringsforrn av ett skärhuvud enligt föreliggande uppfinning i längssnitt. Fig. 9B visar delen i ändvy. Fig. 10 visar en insats att samverka med delen. Fig. 11 visar ett skärhuvud enligt föreliggande uppfinning i längssnitt.

Detalierad beskrivninq av föredragna utförinqsformer av uppfinninqen Fig. 1A och 1B visar en företrädesvis formsprutad hårdmetalldel 10 enligt föreliggande uppfinning. Hårdmetalldelen 10 har en cylindrisk grundform och innefattar ett fundament eller stödparti 11 till vilken ansluter en skaftdel eller ett mellanliggande parti 12 som i sin tur ansluter till ett eggförsett parti 13, anordnat vid delens 10 fria ände. Fundamentet 11 har en diameter D1, vilken är väsentligt större än både diametern D2 hos det mellanliggande partiet 12 och diametern D3 hos det eggförsedda partiet 13. Diametern D3 är något större än diametern D2 för att utrymme för spånor skall skapas vid borrning eller fräsning.

Partiet 13 har, i detta utföringsexempel, formen av en roterande fil med ett flertal böjda skäreggar men kan alternativt ha borrutseende med endast två eggar som sträcker sig in mot rotationsaxeln CL. l borrfallet är det en fördel om även partiet 12 har spånkanaler. Fundamentet 11 ansluter till det mellanliggande partiet 12 via ett mjukt rundat skulderparti 14. Det axiella avståndet X mellan skulderpartiet 14 och det eggförsedda partiet 13 definierar maximalt bearbetningsdjup.

Ett bottenhål 15 är anordnat symmetriskt kring rotationsaxeln CL och centralt i fundamentet 11. Hålet 15 mynnar i en stödyta 16 och har ett axiellt djup d. Hålet 15 har i tvärsnitt en laxstjärtprofil, det vill säga dess största diameter är större än mynningens diameter så att en botten 17 hos hålet 15 ansluter till en vägg 18 hos hålet i en spetsig vinkel. Bottenhålet och skäreggarna är integrerade med hårdmetalldelen.

Stödytan 16 har en ringartad grundform och innefattar två spårpartier.

Varje spårparti täcker i huvudsak hela stödytan 16 och innefattar ett antal från varandra skilda, identiska räfflor eller spår 19A, 19B. Spåren i spårpartierna har 10 15 20 25 30 512 053 S-509SE 1998-12-18 3 två huvudriktningar, vi|ka är vinkelräta mot varandra. I huvudsak varje spår 19A, 19B i båda spårpartierna skär fundamentets 11 mantelyta 20 på två ställen.

Varje spår 19A, 19B är avlångt samt är i tvärsnitt i huvudsak V-format. Varje spår har två flanker vilka, via en skarp eller avrundad övergång, ansluter till en botten. Flankerna bildar en spetsig vinkel med varandra. Vinkeln ligger i intervallet 40° till 80°, företrädesvis 55° till 60°. Antalet spår i varje spårparti beror av hur hållarens frontyta är utformad och antalet väljs i intervallet 5 till 30 spår. Spårpartiernas utformning ger en betydligt större specifik yta än om denna skulle vara plan. Spårpartiema täcker åtminstone 80%, företrädesvis 90- 100%, av tillgänglig area på stödytan 16. Funktionen hos stödytan 16 har närmare beskrivits i PCT/SE98lO1146 vilken härmed inkorporeras i föreliggande beskrivning vad avser samverkan mellan stödytan 16 och en frontyta på ett skaft, beskrivet nedan, där kopplingen innefattar två samverkande ytor och organ för att tvinga ytorna samman, varvid ytorna är profilerade med spår för att medge formlåsning mot varandra, En bussning eller insats 21 av ett material mjukare ån formsprutad hårdmetall visas i Fig. 2. Bussningen är företrädesvis gjord av stål och har en cylindrisk grundform och har en viss utsträckning h i axiell led. Bussningens mantelyta innefattar ett flertal, i omkretsled sig sträckande, spår eller segment 22. Bussningen innefattar en första 23 och en andra 24 ändyta. Ändytorna 23 och 24 är företrädesvis parallella med varandra och vinkelräta mot rotationsaxeln CL. Alla segment, utom ett cylindriskt segment närmast den första ändytan 23, består av ett stympat koniskt parti vars imaginära spets är riktad utåt mot ändytan 23. Varje segments bas är diametralt större än samhörande segments diametralt smalaste parti, varigenom en skarp runtomlöpande fläns bildas. Ändytan 23 definierar bussningens största diameter vilken är mindre än hàlets 15 minsta diameter. Bussningen har en centralt genomgående, fingängad urborrning 25. Med ”fingänga” menas här att stigningen för gängan är mindre än vid grov eller normal enligt ISO-standard, det vill säga exempelvis är stigningen "normal" för M5 enligt standard 0.8 mm medan stigningen "fin" är 0.5 mm.

UI 10 20 25 512 053 S-509SE l998-l2-l8 4 Tillverkningen av ett skärhuvud 26 enligt föreliggande uppfinning utav hårdmetalldelen och bussningen sker på följande sätt. Bussningen 21 insättes i bottenhålet så att ändytan 23 anslår mot bottnen 17, varefter smält lödmaterial införs radiellt utanför bussningen. Därefter kyls lödmaterialet så att bussningen fixeras centralt i bottenhålet 15, se Fig. 3A. Noteras bör, att eftersom bussningens höjd h är mindre än hålets djup d så kommer ett spel att uppstå mellan ändytan 24 och planet för stödytan 16.

I Fig. 4 och 5 visas ett verktyg 27 enligt föreliggande uppfinning. Verktyget 27 för fräsning innefattar en i huvudsak cylindrisk hållare 28, det flereggade skärhuvudet 26 och en skruv eller annat inspänningsorgan 29.

Hållaren 28 kan vara gjord av stål, hårdmetall eller snabbstål. Hållarens 28 ena fria ände är avsedd att fästas vid en roterbar spindel (ej visad) i en maskin medan den motstående andra fria änden innefattar en frontyta 30 och ett ej gängat hål 31. Frontytan 30 har en cirkulär grundform och innefattar två spårpartier 32A, 32B. Varje spårparti täcker l huvudsak halva frontytan 30 och innefattar ett antal från varandra skilda, identiska räfflor eller spår. Spåren i spàrpartierna har två huvudriktningar vilka är vinkelräta mot varandra. Ett andra spårparti 32A avgränsas av ett första spårparti 32B. l huvudsak varje spår i det första spårpartiet 328 skär hållarens mantelyta på två ställen medan i huvudsak varje spår i det andra spårpartiet 32A skär hållarens mantelyta på ett ställe.

Varje spår är avlångt samt är i tvärsnitt i huvudsak V-format.

Bussningens fingängade hål 25 är anordnat att uppta skruven 29. Skruven är utformad som en invändig dragstång med en gängad fri ände. Därigenom erhålls möjligheten att anordna skäreggar in mot rotationsaxeln CL för borrning och fräsning. l det visade utföringsexemplet har spàrpartierna 19, 32 tillverkats genom direktpressning och sintring eller genom slipning.

Verktyget 27 monteras genom att skärhuvudets 26 stödyta 16 för hand ansätts mot hållarens 28 frontyta 36 i någon av fyra möjliga positioner. Därmed linjeras spåren 19, 32 med varandra. Skruven 29 förs mot det gängade hålet 25. Vid rotation av skruven 29 via en nyckel som är i ingrepp med ett nyckelgrepp i ett axiellt bakre parti hos hållaren, kommer skärhuvudet att dras fast mot frontytan, dvs läget enligt Fig. 4 har uppnåtts. Skärhuvudet 26 är nu på 10 20 lx) 'J| 30 (fl __\ TO _.) 55 S-509SE l998-l2-l8 5 ett fullgott sätt förankrad mot hållaren 28. Spelet mellan bussningens ändyta 24 och frontytan 30 medger att bussningen vid ytterligare åtdragning av skruven, ej hindrar bussningens elastiska rörelse. Därför kan bussningen kilas fast hårdare i det laxstjärtsformade hålet. Den fina gängan i 25 i ingrepp med skruvens 29 fina gänga tillåter relativt stora dragkrafter i förbandet.

Orsaken till att endast ena ytan bör ha våffelmönster över hela dess area är att verktyget erhåller en distinktare låsningseffekt och att positioneringen blir enklare än om båda ytoma vore våffelmönstrade. Det är också inom ramen för uppfinningen möjligt att utnyttja plana samverkande ytor i stället för de beskrivna profilerade ytorna.

När skärhuvudet 26 skall bytas ut förfares på omvänt sätt som vid monteringen, varvid skärhuvudet kan avlägsnas från hållaren 28 och bytas.

Därmed kan även skärhuvudets geometri bytas till andra utföringsformer, vilka alla passar till samma hållare. Till exempel kan användas ett spåndelande cylindriskt pinnfräshuvud eller gängfräs; ett ej spåndelande cylindriskt huvud för till exempel pinnfräsning eller brotschning; ett huvud för spårfräsning; ett stympat koniskt huvud för pinnfräsning av laxspår. Gemensamt för alla dessa verktyg är att de ersätter konventionella verktyg i snabbstål där mindre dimensioner (2 till 15 mm i diameter) ofta är önskvärda.

Fig. 6A-8 visar alternativa utföringsformer av en hårdmetalldel 10' till ett skärhuvud, en bussning 21' att samverka med delen samt ett skärhuvud 26' enligt föreliggande uppfinning. Utvändigt är hàrdmetalldelen 10' lika såsom beskrivits tidigare. Det som skiljer mot tidigare utföringsexempel är att bussningen 21' och bottenhålet 15' samverkar via utvändig gänga 22' respektive invändig gänga 18'. Detta innebär att lödmaterial införs i gängorna vid tillverkning av skärhuvudet 10', att bussningen gängas mot bottenhålets 15' botten, varefter lödmaterialet upphettas samt avkyles.

Fig. 9A-11 visar alternativa utföringsformer av en hårdmetalldel 10" till ett skärhuvud, en bussning 21” att samverka med delen samt ett skärhuvud 26" enligt föreliggande uppfinning. Utvändigt är hàrdmetalldelen 10” lika såsom beskrivits tidigare. Det som skiljer mot tidigare utföringsexempel är att bussningen 21 " kilas fast i bottenhålet 15". Detta sker igenom att bottenhålet 512 053 10 S-509SE 1998-12-18 6 anordnats med en utstickande central, konisk upphöjning 17", vars spets är riktad mot hålets 15" mynning, bringas att samverka med en motsvarande central, konisk urtagning 23" vid bussningen. Därigenom trycks bussningen radiellt utåt i hålet 15" och plasticeras mot väggen 18". I detta fall är det möjligt att liksom tidigare beskrivet anordna hålet med laxstjärtprofil.

Bussningen 21-21” i ovanstående utföringsformer är infäst i bottenhålet 15-15” så att insatsen vid påverkan av skruven tvingas mot hålväggen 18-18”.

Detta inses genom att gängorna i skruven och insatsen vid axiell belastning vill tvinga isär bussningen, vilken då trycks än hårdare mot hålväggen.

Således avser föreliggande uppfinnlng en koppling för två verktygsdelar så att en stor dragkraft kan överföras från skruven till skärhuvudet, ett verktyg som är kontinuerligt stabilt under användning speciellt för mindre verktygsdimensioner samt som erhåller god precision vid montering.

Claims (14)

10 20 30 (fl -à k) (__) (fl (N S-509SE 1998-12-18 7 Patentkrav

1. Verktyg för relativt ett arbetsstycke, roterande skärande bearbetning, innefattande en hållare (28), ett skärhuvud (26-26") och fästorgan (29), varvid hållaren har en frontyta (30) och skärhuvudet har en stödyta (16) anordnade att lösbart anligga mot varandra i huvudsak i ett radialplan, varvid skärhuvudet (26- 26") består av formsprutad hàrdmetall och innefattar minst en skäregg och ett centralt bottenhål (15-15”) att samverka med fästorganet (29) och varvid bottenhålet och skäreggen är integrerade med skärhuvudet (26-26”), varvid fästorganet (29) är anordnat att, via bottenhålet, påverka skärhuvudet i riktning mot frontytan k ä n n e t e c k n at a v att en insats (21-21") av ett material mjukare än formsprutad hàrdmetall är fästi bottenhålet (15-15"), varvid insatsen (21-21") innefattar medel (25) att samverka med fästorganet (29).

2. Verktyget enligt kravet 1, vid vilket insatsen (21-21") är infäst i bottenhålet (15-15") så att insatsen vid påverkan av fästorganet (29) tvingas radiellt mot en vägg (18-18”) hos bottenhålet.

3. Verktyget enligt kravet 1 eller 2, vid vilket skärhuvudet (26-26") har en fri ände, vilken har en största diameter (D3) och vid vilket frontytan (30) och stödytan (16) definierar en största diameter (D1), vilken är väsentligt större än den fria ändens största diameter (D3).

4. Verktyget enligt något av kraven 1 - 3, vid vilket bottenhålet (18-18") har en minsta diameter, vilken är större än den fria ändens största diameter (D3).

5. Verktyget enligt något av kraven 1 - 4, vid vilket insatsen (21-21”) är fastkilad och/eller lödd i bottenhålet. 5 10 20 tu Ur 30 12 053 S-509SE 1998-12-18 8

6. Verktyget enligt något av kraven 1 - 5, vid vilket insatsen (21-21”) har en axiell utsträckning (h), vilken är mindre än bottenhàlets (18-18”) djup (d), så att ett spel föreligger mellan insatsen och frontytan (30).

7. Verktyget enligt kravet 1 eller 6, vid vilket frontytan (30) och stödytan (16) innefattar samverkande upphöjningar och urtagningar, vilka är anordnade att i huvudsak ensamma överföra vid bearbetning uppkommande och mot hållaren riktade skärkrafter.

8. Skärhuvud att ingå i ett skärverktyg för relativt ett arbetsstycke, roterande skärande bearbetning, varvid skärhuvudet_(26-26") har en stödyta (16) anordnad att lösbart anligga mot en hållare, varvid skärhuvudet (26-26") består av forrnsprutad hårdmetall och innefattar minst en skäregg och ett centralt bottenhål (15-15”) att samverka med ett fästorgan och varvid bottenhålet och skäreggen är integrerade med skärhuvudet (26-26"), varvid fästorganet är anordnat att, via bottenhålet, påverka skärhuvudet i riktning mot frontytan, k ä n n et e c k n at a v att en insats (21-21") av ett material mjukare än formsprutad hårdmetall är fäst i bottenhålet (15-15"), varvid insatsen (21-21”) innefattar medel (25) att samverka med fästorganet.

9. Skärhuvudet enligt kravet 8, vid vilket insatsen (21-21”) är infäst i bottenhålet (15-15") så att insatsen vid påverkan av fästorganet tvingas radiellt utåt.

10. Skärhuvudet enligt kravet 8 eller 9, vid vilket skärhuvudet (26-26") har en fri ände, vilken har en största diameter (D3) och vid vilket stödytan (16) definierar en största diameter (D1), vilken är väsentligt större än den fria ändens största diameter (D3). Un 10 S-509SE l998-l2-l8 9

11. Skärhuvudet enligt något av kraven 8 - 10, vid vilket bottenhålet (18- 18”) har en minsta diameter, vilken är större än den fria ändens största diameter (D3).

12. Skärhuvudet enligt något av kraven 8 - 11, vid vilket insatsen (21-21”) är fastkilad och/eller lödd i bottenhålet. i

13. Skärhuvudet enligt något av kraven 8 - 12, vid vilket insatsen (21-21_") har en axiell utsträckning (h), vilken är mindre än bottenhålets (18-18") djup (d).

14. Skärhuvudet enligt kravet 8 eller 13, vid vilket stödytan (16) innefattar upphöjningar och urtagningar.