SE524557C2

SE524557C2 - Roterande verktyg samt skärdel med flexibla organ fasthållningsorgan samt medbringare

Info

Publication number: SE524557C2
Application number: SE0200852A
Authority: SE
Inventors: Isak Kakai; Lars-Gunnar Wallstroem
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2004-08-24
Also published as: EP1346787A1; JP2003291044A; US20030210963A1; KR20030076411A; CN1446665A; SE0200852D0; SE0200852L

Description

H 20 25 30 35 . - - - -- _: ES I) ¿l ES ES 37 - - --°. 1 : -"--"- : : .' “" 'Z2...-;.'... --° . e ..- ~ - - ~ « ~ ..- - ~ ~ » _ _ . - « . _ , , - . . ~~ 2 verktyget uppvisar en anslagsyta, ett koniskt säte och en invändig gänga, vilken samverkar med en utvändig gänga hos en hållare, vilken dessutom uppvisar en hondel som är avsedd att ingå i laxstjärtkopplingen. Vid montering av skärhuvudet roteras detta, företrädesvis med hjälp av en nyckel, varvid ansatsen hos skärhuvudet kommer till anliggning mot skaftets anslagsyta i huvudsak samtidigt som den konformade delen hos skärhuvudet kommer till anliggning mot det koniska sätet hos skaftet. Problemet är att toleranserna medger ej att detta sker exakt samtidigt, vilket innebär att antingen uppstår anliggning mellan ansats och anslagsyta eller mellan konisk del och koniskt säte.

Uppfinningens syften och särdrag Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett roterande verktyg av det inledningsvis definierade slaget, vilket uppvisar en god stabilitet trots att fräshuvudet är demonterbart. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att det roterande verktyget skall uppvisa godtagbara toleranser när det gäller den spånavskiljande bearbetning som utförs med det roterande verktyget enligt föreliggande uppfinning.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att enligt en föredragen utföringsform skall organen för fixering av det demonterbara fräshuvudet ha relativt sett kort utsträckning i axiell led av verktyget. Åtminstone det primära syftet realiseras medelst ett roterbart verktyg som erhållit de i det efterföljande självständiga patentkravet 1 angivna särdragen. Föredragna utföringsformer av uppfinningen är definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer två utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig l visar en sprängvy av de i verktyget ingående komponenterna, där ett i verktyget ingående skaft är snittat i sin längdriktning; p.

N Ü 20 25 30 35 , . ~ . n- 524 557 n .nu 0- _, , , a . .- 3 Fig 2 visar en perspektivvy snett underifrån av en i verktyget enligt Fig 1 ingående skärdel; Fig 3 visar en perspektivvy snett ovanifràn av en i verktyget enligt Fig 1 ingående hållare; Fig 4 visar i sprängvy ett längsgående snitt genom verktyget enligt Fig 1; Fig 5 visar ett längsgående snitt genom verktyget enligt Fig 1 när de i verktyget ingående komponenterna är hopmonterade, dvs verktyget är redo att användas; Fig 6 visar ett längsgående snitt genom en alternativ utföringsform av verktyget enligt föreliggande uppfinning; Fig 7 visar en alternativ utföringsform av en skärdel som ingår i verktyget enligt föreliggande uppfinning; och Fig 8 visar en alternativ utföringsform av en hållare som passar till skärdelen enligt Fig 7 och ingår i verktyget enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Det i Fig 1, 4 och 5 visade roterande verktyget för spánavskiljande bearbetning enligt föreliggande uppfinning innefattar ett skaft 1, en hållare 3 samt en skärdel 5.

Skaftet 1 uppvisar en ändyta 2. Det övre partiet av skärdelen 5 är endast schematiskt visat, dvs skäreggar, spånkanaler och dylikt är ej inritade.

Skaftet 1 är försett med ett axiellt sig sträckande, genomgående hål 7. Såsom framgår tydligast av Fig 4 är skaftet 1, vid den ände som skall uppta hållaren 3 och skärdelen 5, försett med en invändig gänga 9 samt ett utanför denna gänga 9 beläget konformat säte 10. Den invändiga gängan 9 är belägen hålet 7. gängat parti 11 samt direkt i anslutning till det genomgående Hållaren 3 uppvisar ett utvändigt ett fixeringsparti 12, vilket uppvisar fyra stycken axiellt sig sträckande slitsar 13, vilka slutar ungefär på halva höjden av hållaren 3. Fixeringspartiet 12 är generellt konformat på sin utsida, varvid fixeringspartiets 12 utvändiga tvärmått ökar i riktning från det utvändigt gängade partiet 11. Inuti fixeringspartiet 12 är en generellt svagt konisk W ß 20 25 30 35 (N DJ _12; LH LW \J , , - - »- 4 urtagning 14 anordnad, varvid urtagningen 14 har ett minskande tvärmått i riktning mot urtagningens 14 öppna ände.

Urtagningen 14 uppvisar även två motstående första plana ytor 15, vilka konvergerar svagt mot varandra i riktning mot urtagningens 14 öppna ände. Slitsarna 13 har en axiell utsträckning förbi urtagningens 14 botten 16, se Fig 4.

Skärdelen 5 uppvisar en tapp 20 och ett huvud 21, vilket endast är schematiskt visat, dvs skäreggar och andra i skärgeometrin ingående komponenter är utelämnade. I övergången mellan tappen 20 och huvudet 21 är skärdelen 5 försedd med en ringformig skuldra 22, vilken i monterat läge kommer till anliggning mot en ändyta 2 hos skaftet 1.

Den i skärdelen 5 ingående tappen 20 är generellt svagt konisk med ett ökande tvärmått i området för tappens 20 fria ände. Koniciteten hos tappen 20 är anpassad till koniciteten hos urtagningen 14, varvid detta kommer att förklaras mer ingående i samband med att det nedan beskrivs hur de i verktyget enligt föreliggande uppfinning ingående komponenterna samverkar. Tappen 20 uppvisar även två diametralt belägna andra plana ytor 23, vilka divergerar svagt mot varandra i riktning mot huvudet 21.

Skärdelen 5 uppvisar även ett nyckelgrepp 24, medelst vilket skärdelen 5 kan bringas att rotera.

I Fig 1 och 4 visas sprängvyer av de i verktyget enligt föreliggande uppfinning ingående komponenterna. Dessa komponenter skall sammankopplas med varandra så att det i Fig 5 visade verktyget erhålls. För att effektuera detta skjuts tappen 20 hos skärdelen 5 in i hållarens 3 slitsade fixeringsparti 12. Därvid bringas de andra plana ytorna 23 hos tappen 20 att vara belägna mitt för de första plana ytorna 15 hos urtagningen 14. Detta är nödvändigt för att tappen 20 skall kunna skjutas in i urtagningen 14. Fixeringspartiet 12 är i detta skede obelastat, vilket likaså är en förutsättning för att tappen 20 skall kunna skjutas in i urtagningen 14.

Koniciteten hos tappen 20 är anpassad till koniciteten hos urtagningen 14, varvid det eftersträvas att den högsta graden av överensstämmelse mellan koniciteterna uppnås när komponenterna är till fullo sammankopplade med varandra, vilket visas i Fig 5. p oo W ß 20 25 30 35 , , . . n- ,..- " ..- (FI , . - . nu Efter det att tappen 20 hos skärdelen 5 har skjutits in i urtagningen 14 förs det utvändigt gängade partiet 11 hos hållaren 3 in i skaftet 1 och det utvändigt gängade partiet 11 bringas till ingrepp med den invändiga gängan 9. Detta sker genom att skärdelen 5 och hållaren 3 roteras, vilket sker genom att en nyckel (ej visad) ansätts i nyckelgreppet 24 hos huvudet 21 hos skärdelen 5. Vid rotation av skärdelen 5 medbringas hållaren 3 genom att de plana ytorna 15 och 23 hos urtagningen 14 respektive tappen 20 samverkar.

När det utvändigt gängade partiet 11 har nått ett stycke in i den invändiga gängan 9 kommer den konformade, utvändiga delen av fixeringspartiet 12 i kontakt med det konformade sätet 10 hos skaftet 1. Vid fortsatt förskjutning axiellt inåt i skaftet 1 av hållaren 3 och skärdelen 5 kommer fixeringspartiet 12 hos hållaren 3 att deformeras något eftersom detta parti är försett med axiellt sig sträckande slitsar 13. Deformationen àstadkoms av kontakten mellan det konformiga sätet 10 och den konformade, utvändiga delen av fixeringspartiet 12.

Vid fortsatt rotation av skärdelen 5 kommer en tätare kontakt att etableras mellan det konformiga sätet 10 och den konformade, utvändiga delen av fixeringspartiet 12. Därvid kommer deformationen att fortskrida och fixeringspartiet 12 kommer att klämmas åt runt tappen 20, vilket möjliggörs på grund av förekomsten av de axiellt sig sträckande slitsarna 13. När skärdelen 5 är slutgiltigt monterad i skaftet 1 kommer skuldran 22 hos huvudet 21 till anliggning mot ändytan 2 hos skaftet 1. Därigenom erhålls en utomordentligt säker montering av skärdelen 5 i skaftet 1, varvid förbindningen mellan skärdelen 5 och skaftet 1 på ett fullgott sätt upptar de belastningar som skärdelen 5 utsätts för, exempelvis böjpåkänningar. I det slutliga läget av hållaren 3 inuti skaftet 1, se Fig 5, är tappen 20 fixerad inuti urtagningen 14, varvid koniciteten hos tappen 20 bör motsvara koniciteten hos urtagningen 14.

När en skärdel 5 hos verktyget enligt föreliggande uppfinning är förbrukad demonteras den på omvänt sätt som en skärdel 5 monteras. Därvid roteras skärdelen 5, medelst nyckeln, i motsatt riktning jämfört med vid monteringen, 10 U 20 25 30 35 r 5 5 . n O . . . H u f) 4 I; . . . , . u.. ø ' . , , . a 0 I I V n I Û J 1. ; 2: . . . : ; _' , . . . . -~° '“, '..' - - - 2.' '..' . - _. ....

O Ü . . 6 varvid hållaren 3 medbringas och det utvändigt gängade partiet 11 gängas ut ur den invändiga gängan 9. När den förbrukade skärdelen 5, tillsammans med hållaren 3, har avlägsnats från skaftet 1 kan skärdelen 5 avlägsnas från hållaren 3. Därefter anbringas en ny oförbrukad skärdel 5 i hållaren 3 genom att tappen 20 skjuts in i urtagningen 14 hos hållaren 3 på det sätt som ovan har beskrivits. Monteringen av skärdelen 5, tillsammans med hållaren 3, fortsätter nu på motsvarande sätt som ovan beskrivits.

I Fig 6 visas ett längsgående snitt genom ett verktyg enligt föreliggande uppfinning. Principiellt skiljer sig verktyget enligt Fig 6 från verktyget enligt Fig 1, 4 och 5 genom att hàllaren 103 är integrerad med en dragstång 104, vilken uppvisar ett utvändigt gängat parti 111 vid den från hållaren 103 vända änden. I skaftet 101 är anordnat ett genomgående hål 107, i vilket dragstàngen 104 ryms, varvid en hylsa 118, som är försedd med en invändig gänga 109, är anordnad i det genomgående hålet 107. Hylsan 118 uppvisar även ett nyckelgrepp 119 vid den från gängan 109 vända änden. Denna invändiga gänga 109 är avsedd att samverka med det utvändigt gängade partiet 111 hos dragstàngen 104 genom att hylsan 118 roteras, företrädesvis med hjälp av en insexnyckel som anbringas i nyckelgreppet 119. Därvid kommer dragstàngen med sitt fixeringsparti 112 att röra sig axiellt så att en motsvarande samverkan som vid den ovan beskrivna utföringsformen uppstår.

När det gäller fixeringspartiet 112 hos hållaren 103 vid utföringsformen enligt Fig 6 så är det utformat på principiellt motsvarande sätt som fixeringspartiet 12, dvs det är försett med axiellt sig sträckande slitsar 113 samt en konisk urtagning 114.

Den i Fig 6 visade skärdelen 5 är identisk med skärdelen 5 vid den ovan beskrivna utföringsformen. Detta innebär att tappen 20 hos skärdelen 5 samverkar med urtagningen 114 vid montering av skärdelen 5 pá principiellt motsvarande sätt som ovan beskrivits i anslutning till utföringsformen enligt Fig 1, 4 och 5. Motsvarande gäller även när en förbrukad skärdel 5 skall demonteras vid verktyget enligt Fig 6. 10 Ü 20 25 30 35 , . » . -n .o-~'_2 (_71 P3 Jß tm LH \Q 7 I Fig 7 visas en alternativ utföringsform av en i verktyget enligt föreliggande uppfinning ingående skärdel 105, varvid denna skärdel 105 primärt skiljer sig från den ovan beskrivna skärdelen 5 genom utformningen av tappen 120, dvs huvudet 21 hos skärdelen 105 kan vara identiskt med huvudet 21 hos skärdelen 5. På motsvarande sätt som vid skärdelen 5 är tappen 120 hos skärdelen 105 svagt konisk, dock uppvisar den ej några plana ytor i den koniska mantelytan. Vid sin fria ände uppvisar tappen 120 en fyrhörning 125, vilken i den visade utföringsformen uppvisar avrundade hörn. Fyrhörningens 125 tvärmàtt mellan diametralt belägna hörn motsvarar i huvudsak diametern hos tappen 120 vid dess fria ände, dvs där fyrhörningen 125 ansluter till tappen 120. Företrädesvis är fyrhörningen 125 utformad i ett stycke med tappen 120. I den visade utföringsformen har fyrhörningen 125 en väsentligt mindre axiell utsträckning än tappen 120.

I Fig 8 visas en alternativ utföringsform av en i verktyget enligt föreliggande uppfinning ingående hållare 103, varvid denna hållare 103 primärt skiljer sig från den ovan beskrivna hàllaren 3 genom utformningen av urtagningen 114 hos fixeringspartiet 112, dvs det utvändigt gängade partiet 11 hos hållaren 103 kan vara identiskt med det utvändigt gängade partiet 11 hos hållaren 3.

Urtagningen 114 uppvisar en botten 116 som har en runt omkretsen gående sarg 117, vilken i planvy av botten 116 har en fyrhörnig form som motsvarar omkretsen hos fyrhörningen 125. Generellt har sargen 117 och fyrhörningen 125 en i huvudsak motsvarande axiell utsträckning.

När tappen 120 hos skärdelen 105 skjuts in i urtagningen 114 tillses att fyrhörningen 125 formbundet passar in i det utrymme som definieras av sargen 117. Därefter monteras skärdelen 105 och hållaren 103 i ett skaft, vilket kan vara identiskt med skaftet 1 enligt Fig 1, 4 och 5. När skärdelen 105 roteras medbringas hàllaren 103 genom att fyrhörningen 125 samverkar med sargen 117. Vad gäller fastklämningen av tappen 120 i urtagningen 114 sker det på principiellt motsvarande sätt som vid den ovan beskrivna utföringsformen. Demontering av skärdelen 105 sker även på principiellt motsvarande sätt som vid den ovan beskrivna utföringsformen. an; ovan 10 15 20 25 30 35 . _ , n-ﬁ ", . - - . »I 8 För båda de ovan beskrivna utföringsformerna har uttrycket ”svagt konisk” använts när det gäller koniciteten hos både urtagningen 14; 114 och tappen 20; 120. Med detta uttryck skall förstås en konvinkel som är större än 0° och mindre eller lika med 5ï Tänkbara modifikationer av uppfinningen Vid de ovan beskrivna utföringsformerna är fixeringspartiet 12; 112 hos hållaren 3; 103 försett med fyra axiellt sig sträckande slitsar 13; 113. Inom ramen för föreliggande uppfinning kan man dock tänka sig att fixeringspartiet är försett med färre slitsar än fyra stycken liksom även med fler slitsar än fyra stycken.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen av skärdelen 105 enligt Fig 7 och hållaren 103 enligt Fig 8 uppvisar skärdelen 105 en fyrhörning 125 och urtagningen 114 uppvisar en mot fyrhörningen anpassad fyrhörnig sarg 117. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig andra geometriska former för det vid tappens fria ände anordnade elementet och den till detta element anpassade sargen. I exemplifierande och ej begränsande syfte kan nämnas trehörning, femhörning eller sexhörning. I detta sammanhang är det dock viktigt att tappen enkelt kan monteras i urtagningen så att ett fullgott ingrepp uppträder, vilket ingrepp säkerställer inbördes medbringning mellan skärdelen och hållaren.

Vid de ovan beskrivna utföringsformerna av ett verktyg för spånavskiljande bearbetning uppvisar skaftet 1; 101 ett 107, kylkanal. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande genomgående hål 7; vilket är avsett att användas som uppfinning även tänka sig att hålet 7; 107 utgår och att kylning åstadkoms på annat sätt.

Vid de ovan beskrivna utföringsformerna är hållaren 3, 103 utförd i ett stycke. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig att fixeringspartiet 12; 112 exempelvis är utfört i hårdmetall medan resten av hållaren 3; 103 är utförd i stål. 10 ß 20 (fl FJ J> U1 LH \J 9 Lista över hänvisningsbeteckningar 1; 101 2; 102 3; 103 104 5; 105 7; 107 9; 109 10; 110 11; 111 12; 112 13; 113 14; 114 15 16; 116 117 20; 120 21 22 23 24 125 Skaft Ändyta Hållare Dragstång Skärdel Genomgående hål Invändig gänga Koniskt säte Utvändigt gängat parti Fixeringsparti Slitsar Urtagning Första plana ytor Botten Sarg Konisk tapp Huvud Skuldra Andra plana ytor Nyckelgrepp Fyrhörning .n ~ - . - .,

Claims

10 15 20 25 30 35 524- 55 - . - . »n 10 Patentkrav

1. Roterande verktyg, speciellt för spànavskiljande bearbetning, varvid verktyget exempelvis utgörs av en fräs eller en borr och innefattar ett skaft (l; 101), ett i skaftet (1; 101) anordnat koniskt säte (l0; 110), vilket är beläget i anslutning till skaftets (l; 101) en hållare (3; 103) med ett utvändigt generellt koniskt parti, en skärdel (5; 105), varvid hållaren (3) innefattar en svagt konisk urtagning (14; 114) för upptagande av en svagt konisk tapp (20; 120) hos skärdelen (5; 105), att urtagningens (14: 114) tvärmått minskar i riktning mot urtagningens (14; 114) öppna ände, att ena ände, tappens (20; 120) tvärmått ökar i riktning mot tappens (20; 120) fria ände, samt organ (9, 11; 109, 111) för att påföra hållaren (3; 103) en kraft i skaftets (l; 101) axiella riktning, k ä n n e t e c k n a t av att urtagningens (14: 114) flexibla form àstadkoms genom att hållaren (3; 103) (13; 113) tappen (20; 120) när denna är upptagen i urtagningen (14; 114), 114) mot tappen (20; 120) vända begränsningsytor, och att uppvisar axiella slitsar i den del som omsluter att slitsarna (13: 113) bryter igenom urtagningens (14; urtagningen (14; 114) respektive tappen (20; 120) uppvisar organ (15, 23; 117, 125) för inbördes medbringning.

2. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att urtagningen (14) respektive tappen (20) uppvisar diametralt anordnade plana ytor (15 respektive 23).

3. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att urtagningen (114) uppvisar en i planvy fyrhörnig sarg (117), och att tappen (120) vid sin fria ände uppvisar en fyrhörning (125), vilken formbundet passar inuti sargen (117).

4. Verktyg enligt något eller några av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att hållaren (3) uppvisar ett gängat parti (11), och att skaftet uppvisar en gänga (9), vilken är avsedd att samverka med det gängade partiet (11). 10 15 20 25 30 f TI s 3 4-2» (F) (f) Q 1 - « o n» ll

5. Verktyg enligt något eller några av föregående krav, (103) är utformad i ett stycke med en dragstàng (104), vilken uppvisar ett gängat parti (111) vid den från hållaren (103) vända änden, och att skaftet (101) uppvisar en invändig gänga (109), vilken är avsedd att samverka med det gängade partiet (111). k ä.n n e t e c k n a t av att hållaren

6. Verktyg enligt något eller några av föregående krav, av att av att skärdelen (5; 105) uppvisar en ringformig skuldra (22), vilken i aktivt läge är avsedd att anligga mot en ändyta (2; 102) hos skaftet (l; 101). k ä n n e t e c k n a t

7. Skärdel (5; 105), vilken innefattar ett huvud (21) med organ för spánavskiljande bearbetning, varvid skärdelen (5; 105) är avsedd att ingå i ett verktyg för spánavskiljande bearbetning, att skärdelen (5; 105) uppvisar en svagt konisk tapp (20: 120), vilken har ett ökande tvärmått i riktning mot sin fria ände, att tappen (20: 120) är försedd med organ (23; 125) för att åstadkomma medbringning relativt hållaren (3; 103) när skärdelen (5; 105) är monterad i hållaren (3; 103), och att skärdelen (5; 105) uppvisar en ringformig skuldra (22), utgörs av åtminstone en plan yta (23) på tappens (20) periferi k ä n n e t e c k n a t av att medbringningsorganet eller av ett vid tappens (120) fria ände utskjutande ingreppsorgan (125), och att skärdelen (5; 105) är försedd med ett nyckelgrepp (24).

8. Skärdel (5; 105) enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att skuldran (22) är anordnad på huvudet (21), vid dess anslutning till tappen (20: 120).