DK166262B - Apparat samt fremgangsmaade til fremstilling af boreskruer - Google Patents

Description

i

DK 166262B

Opfindelsen angår et apparat til fremstilling af boreskruer af den i krav l's indledning angivne type samt en fremgangsmåde til fremstilling af boreskruer af den i krav 5's indledning nævnte type.

5

Opfindelsen kan betragtes som værende en forbedring i forhold til det, der er kendt fra US-A-3.280.412, som udgør den nærmeste kendte teknik, samt GB-A-2.063.731, GB-A-2.100.157, GB-A- 2.101.019 og GB-A-2.101.022 .

10

Teknikken med hensyn til at forme fræsede borespidser på boreskruer indebærer generelt set brugen af en rammekonstruktion, som bærer en transportør eller et revolverhoved, som er indrettet til at transportere efter hinanden følgende skrueråem-15 ner til forskellige bearbejdningsstationer. Skrueråemnerne har aflange skafter, som er synlige under revolverhovedet. Det er på disse synlige råemner, at der foretages forskellige operationer, der indebærer brug af fræsesave. Disse operationer har generelt set været en succes og har åbnet mulighed for frem-20 stillingen af kommercielt anvendelige skruer på en effektiv måde.

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

25

Herved opnås, at fræsehovederne kan drejes rundt ved usædvanligt høje hastigheder, så at der kan fremstilles skruer med høj ydelse ved forbedrede produktionshastigheder. Fræserne kan indstilles på enkelt måde, så at der opnås variationer i bore-30 spidsgeometrien, og fræsernes hastighed kan styres omhyggeligt, så at der opnås opretholdelse af produkternes kvalitet og maksimal brugstid for fræserne. Skrueråemnerne kan holdes nede ved hjælp af usædvanligt store kræfter under fræsningen, så at roterende og aksial bevægelse af skrueråemnerne forhin-35 dres.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er hensigtsmæssig ejendommelig ved de i krav 5's kendetegnende del angivne træk.

DK 166262 B

2

Formålet med opfindelsen er også at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat, som muliggør produktionen af boreskruer .

5 Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser en del af et apparat, der indeholder nogle af den foreliggende opfindelses træk, set ovenfra, 10 fig. 3 og 4 forstørrede projektioner af en skrue og et roterende fræsehoved, som er indstillet til at danne borespidser i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, 15 fig. 5 fræserhoveder, som anvendes til at danne spånri Iler i et råemne i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, set ovenfra, fig. 6 et snit efter linien 6-6 i fig. 5, 20 fig. 7 og 8 et fræserhoved, som anvendes til fremstillingen af spidser på boreskruer i overensstemmelse med opfindelsen, set henholdsvis fra siden og forfra, 25 fig. 9 og 10 et fræserhoved, som anvendes til fremstilling af boreskruernes spånriller i overensstemmelse med opfindelsen, set henholdsvis fra siden og forfra, fig. 11 og 12 andre udførelsesformer for fræserhoveder, som 30 anvendes til fremstilling af borespidser på skrueråemner i overensstemmelse med opfindelsen, og fig. 13 en afbildning, set delvis i snit efter linien 13-13 i fig. 5, og som viser en anden udførelsesform for et fræserho-35 ved, som anvendes til fremstilling af spånri Iler i et skrue-råemne i overensstemmelse med opfindelsen.

DK 166262B

3 På tegningen, hvor ens henvisningstal anvendes i forbindelse med tilsvarende dele på de forskellige figurer, viser fig. 1 en del af en borespidsfremsti11ingsmaskine med en spidseenheds-samling 10, som er monteret på en basisdel i umiddelbar nærhed 5 af et trinvis fremførligt revolverhoved 14. Samlingen 10 omfatter en aksial indstillelig spindelbeholder 16, som bærer et fræserhoved 18. Fræseren 18 drives af en elektromotor 20 ved hjælp af en rullekæde 22. Samlingen 10 er indrettet til at dreje omkring et punkt 24, så at fræseren 18 kan gå i indgreb 10 med et skrueråemne 26, som er monteret i revolverhovedet 14. Samlingen 10 har endvidere en lodret indsti11ingsmøtrik, som er indrettet til at øge og reducere fræserens 18 højdeindstilling. Fræserens 18 position langs dens akse kan reguleres ved hjælp af spindelindsti11ingsringe 32. Spidseenhedssamlingen 10 15 omfatter fortrinsvis en variabel styreindretning 30, som anvendes til at variere den hastighed, ved hvilken motoren 20 drejer fræseren 18 rundt. Det skal bemærkes, at samlingens 10 omdrejningsbevægelse styres ved hjælp af et kamorgan (ikke vist) under basisdelen 12. Bevægelsen af enheden 10 og den 20 heraf følgende sideværts bevægelse af fræseren 18 er således tidsafpasset, at fræseren 18 rammer den nederste del af råemnet 26 imellem revolverhovedets 14 trinvise fremføringsbevægelse. Da enhedens bevægelse kamstyres, varierer den hastighed, ved hvilken fræseren går i indgreb med råemnet 26 i af-25 hængighed af det ønskede udbytte fra hele spidsfremstillingsmaskinen.

Ved at regulere fræserens 18 rotationshastighed ved hjælp af styreindretningen 30 og ved at regulere den hastighed, ved 30 hvilken samlingen 10 drejer ind i indgreb med råemnet 26, kan en operatør rent faktisk opretholde fuldstændig kontrol over skæringen per tand på fræserhovedet 18. Dette er væsentligt på grund af, at variationer i kvaliteten af det materiale, hvoraf råemnet 26 er fremstillet, ofte resulterer i variationer i den 35 måde, hvorpå der dannes grater. Det har vist sig, at strate-tisk placering af de grater, som er et resultat af fræseopera-tionen, kan resultere i forbedret ydelse, afhængigt af i hvil-

DK 166262 B

4 ket omfang skruen pletteres eller belægges, og det materiale, der anvendes ved belægningen. Et yderligere væsentligt træk, der er et resultat af muligheden for at styre skæringen per tand på fræserhovedet 18, ligger i muligheden for at minimere 5 skærehovedets brugstid samtidigt med maksimeringen af udbyttet. Da råmaterialernes hårdhed kan variere, kan det være ønskeligt at sænke eller øge skæringen per fræsertand på bekostning af udbyttet for at udnytte fræserne bedst muligt.

10 Fig. 2 viser tydeligere beholderen med den fræserhovedbærende spindel. Fræserens 18 aksiale position kan indstilles langs dens akse ved drejning af spindelindsti11ingsringene 32. Den lodrette position af fræseren 18 kan indstilles ved drejning af møtrikken 28 på grund af, at bevægelse af møtrikken medfø-15 rer, at hele beholderen 16 hæves eller sænkes.

Fig. 3 og 4 viser betydningen af muligheden for at variere den aksiale placering af fræseren 18, især i forbindelse med brugen af et konkavt fræserhoved. Ved fremstillingen af en bore-20 spids 17 på råemnet 26 ved hjælp af den øvre del 18a af den konkave fræser 18, bliver længden af hældelen 34 maksimal, og vinklen "A" imellem tangenterne til hældelen ved det yderste punkt 36 på spidsen minimal. Som kontrast hertil viser fig. 4 dannelsen af en spids 17 med den nedre del af den konkave fræ-25 ser 18. I dette tilfælde bliver længden af hældelen 34 minimal, samtidig med at vinklen "B" ved spidsen 17 bliver maksimal. Det skal bemærkes, at dette let opnås ved blot at bevæge fræseren 18 langs dens akse i den ved hjælp af pile i fig. 3 og 4 viste retning, hvilket iværksættes ved justering af spin-30 delindsti11ingsringene 32 og i nogle tilfælde indstilling af fræserens lodrette position ved hjælp af indstillingsmøtrikken 28. Det skal også bemærkes, at vendingen "borespids", der anvendes i denne ansøgning, omfatter kombinationen af spånrille-flader og hælflader.

Fig. 5 og 6 viser dele af et apparat, der anvendes til fremstilling af spånri 1 ledele på boreskruer i overensstemmelse med 35

DK 166262 B

5 den foreliggende opfindelse. På disse figurer anvendes der konvekse fræserhoveder 19 til at fremstille buede flader på skrueråemnet 26. Ved brug af fræsere med et konkavt profil får spidsens 17 geometri sammensatte flader 38, der består af bu-5 ede dele 39 og lige dele 40. Dannelsen af spånriller i boreskruer er hidtil foregået ved hjælp af i hovedsagen plant profilerede fræsersave. Ved brug af konvekse fræserhoveder undgås diskontinuiteten ved tværsnitsformen ved de kendte spånriller. Som følge heraf kan der opnås en borespids med betydeligt 10 stærkere geometri ved brug af fræserhoveder i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse. Det skal imidlertid bemærkes, at brugen af fræserhoveder nødvendiggør betydeligt større tilbageholdelseskræf ter for at undgå bevægelse af råemnet under fræseoperationen. Begge spånri 1 lefræserne 19 berører råemnet IS med i hovedsagen nedadrettet kraft, men da de er anbragt med en hældning på ca. 15° i forhold til lodret, og da de berører hver sin side af råemnet, forenes deres vandrette komponenter til at udsætte råemnet for en betydelig omdrejningskraft. Da der er forholdsvis få tænder til stede på fræserne, set i for-20 hold til de save, der anvendes inden for den kendte teknik, har det vist sig, at der kræves mere end den dobbelte fastholdelseskraft. Det har vist sig, at der kræves fastholdelseskræfter på imellem 90 og 160 kg, afhængigt af fræsernes rotationshastighed og antallet af fræsertænder på fræseren. I den 25 foretrukne udførelsesform anvendes en fastholdelsestap, som aktiveres ved trykluft til at fastholde skrueråemnet i en spændepatron. Tappen er en del af et stempel, som er monteret i en cylinder, der er forbundet med en trykledning, som er i stand til selektivt at udøve de krævede fastholdelseskræfter.

30 Mekaniske eller hydrauliske fastholdelsesmidler kunne som en anden mulighed anvendes i stedet for de nævnte pneumatiske midler.

Fig. 7 og 8 viser den foretrukne udførelsesform for et fræser-35 hoved 18, som anvendes til at fremstille hældele på skrueråem-ner, medens fig. 9 og 10 viser den foretrukne udførelsesform for fræserhoveder, som anvendes til fremstilling af spånriller

DK 166262B

6 i skrueråemner. Tænderne 50 har frigangsdele 51 til hindring af friktion, bueformede skærekanter 52 til fremstilling af de ønskede former i skrueråemnerne, og tilstrækkelige mellemrum 53 imellem tænderne til at hindre ophobning af fjernet materi-5 ale. Det har vist sig, at ved brug af fræsere med imellem 20 og 32 tænder og diametre imellem 25,4 mm og 88,9 mm og ved styring af omdrejningshastigheden og derved skæringen per tand på fræserhovederne, kan fræsernes brugstid maksimeres samtidigt med, at kvaliteten af slutproduktet kan forbedres med 10 hensyn til nøjagtighed og gentageligheden af ydelsen, og samtidigt kan borespidsfremstillingsmaskinens produktion forbed res. Dette er et resultat, som i det mindste delvis skyldes, at når maskinens produktion øges, vil den hastighed, ved hvilken fræserne bevæges ind i indgreb med råemnet, og den resul-15 terende skæring per fræsertand være usædvanlig stor uden mulighed for at øge fræsernes rotationshastighed til kompensering af den øgede mængde af materiale, som skæres ved hjælp af tanden. Ved at have forholdsvis små tænder på fræserens periferi, kan den grad, til hvilken hver tand kan være skærpet, 20 blive øget på grund af, at skærpningen af fræserne foregår ved slibning af tændernes flader, snarere end ved profilslibning.

Det har også vist sig, at den potentielle fare for sammenstød imellem spånrillefræserne 19 og revolverboret 14 gør brugen af 25 fræsere med lille diameter ønskelig, især når der skal fræses korte skrueråemner på grund af, at der i disse tilfælde kun er en lille del af skrueråemnet synligt. Det har vist sig, at de ovenfor nævnte fræsere med diametre så små som 52 mm kan anvendes med tilfredsstillende resultater med hensyn til fræsei— 30 brugstid og gratdannelse såvel som produktionshastighed og kvalitetskontrol med skruer så korte som 7,93 mm.

Ved brug af fræserhoveder med lille diameter og en form, der danner frigangsvinkel og med forholdsvis få tænder og ved at 35 rotere disse fræsere ved usædvanligt høje hastigheder, som nærmer sig 304 overflademeter per minut, kan der opnås optimal anvendelse af fræserne og øgede produktionshastigheder, uden at slække på kvaliteten.

DK 166262 B

7

Det skal også bemærkes, at det i nogle tilfælde kan være ønskeligt at have et spånbrydende træk på enten spidsefræseren 18 eller spånri 11efræseren 19. Fig. 11 og 12 viser spidsefræ-sere 18 med ribber 41, som er tildannet på hver tand. Disse 5 ribber er rettet ind på linie med hinanden på den pågældende fræser, således at de danner et enkelt trug 42 på hver hældel 34 på spidsen 17 af råemnet 26. I den foretrukne udførelsesform for en skrue, som indeholder et spånbrydende træk på hældelene, er trugene på modsatte hældele ikke placeret lige 10 langt fra midten af råemnet, så at i et arbejdsstykke vil den skærende kant på den ene side af skruen fjerne ribben, der dannes ved hjælp af truget på den modsatte side af skruen. Det bemærkes, at ved anbringelsen af en ribbe i en position forsat fra centrum på spidsfræseren og ved brug af fræsere på den i 15 fig. 11 og 12 viste måde, hvor ribben 41 befinder sig på den øvre del, når den ene hældel fremstilles, og ribben 41 befinder sig på den nedre del, når den anden hældel fremstilles, kan der anvendes en enkel fræseform, uden at der er behov for højre- og venstrehåndsforme.

20

Fig. 13 viser en fræser 19, som anvendes til fremstilling af et spånbrydende træk i spånrillerne 40 på et råemne 26. Der anvendes her en ribbe 43 til at fremstille et trug 44 i spånrillen 40. Ribben 43 omfattes af flere på linie beliggende 25 stykker på fræserens 19 tænder. Som en anden mulighed kan der være tildannet et trug på fræseren for at fremstille en ribbe i spånrillen. En sådan alternativ teknik kunne anvendes på tilsvarende måde til fremstilling af det spånbrydende træk på hælen.

30

Ved brug af fræserhoveder, spidsfremsti 11ingsapparater og -fremgangsmåder i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse er det muligt at fremstille boreskruer med høj ydelse inden for nøjagtige tolerancer ved produktionshastigheder, som 35 er betydeligt større, end det hidtil har været muligt.

Claims (6)

1. Apparat til ensartet fremstilling af boreskruer inden for 5 nøjagtige tolerancer, hvilke skruer har borespidser (17) med i det mindste to spånriller (38, 40), hvilket apparat omfatter et trinvist fremførligt revolverhoved (14) til intermitterende at fremføre efter hinanden følgende skrueråemner (26) med synlige aksialt forløbende skafter langs en bevægelsesbane, og en 10 i umiddelbar nærhed af denne bane værende kamdrevet fræsesta-tion (10), som omfatter en motordreven spindel (16) til montering af en spidsefræser (18) med dens rotationsakse skråtstil-let i forhold til skrueråemnets akse ved fræsestationen (10), hvilken spidsefræser (18) har et konkavt profil og danner et 15 ud af et antal roterende fræserhoveder (18, 19) med frigangs-vinkler og indrettet til brug til formning af borespidserne (17), og hvilket apparat har midler (29) til fastholdelse af skrueråemnerne over for hævning og roterende kræfter, der skyldes vekselvirkning imellem skrueråemnerne (26) og fræserne 20 (18, 19), kendetegnet ved, at apparatet omfatter: a) midler (32) til indstilling af spidsefræserens (18) position i en retning langs spidsefræserens (18) rotationsakse med henblik på præcist at styre størrelsen og orienteringen af bo- · 25 respidsernes hældele, b) midler (20) til drejning af fræserne ved en hastighed på ca. 304 overflademeter per minut, og 30 c) fastholdelsesmidler (29), som er i stand til at udøve en nedadrettet aksial kraft på skrueråemnerne (26) på imellem 90 og 160 kg.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det 35 omfatter midler (30, X) til styring af skæringen per tand på de skærende værktøjer, hvorved fræsernes brugstid kan maksimeres til trods for variationer i råmaterialet, og hvorved stør i:·· DK 166262B 9 reisen og formen af de grater, der er et resultat af dannelsen af spidserne, kan styres.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at mid-5 lerne til styring af skæringen per tand på fræserne omfatter midler (30) til indstilling af rotationshastigheden.

4. Apparat ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at fræserne har omtrent imellem 20 og 32 tænder (50) og 10 har en diameter på imellem 50,8 mm og 88,9 mm.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af boreskruer, som har borespidser, ved hvilken fremgangsmåde der anvendes et trinvist fremførligt revolverhoved (14) til intermitterende at føre 15 efter hinanden følgende skrueråemner (26) med hoveddele og ak-sialt forløbende skaftdele langs en bevægelsesbane med skafternes spidser synlige, og ved hvilken fremgangsmåde skrue-råemnernes borespidser (17) formes med roterende fræsehoveder (18, 19) med frigangsvinkel, og som er indrettet til at kunne 20 monteres på motordrevne spindler (16), som er drejelige ind i indgreb med skrueråemnerne ved kamdrevne fræsestationer, hvor en fræsestation (10) omfatter en spidsefræser (18), som har et konkavt profil og er indrettet til at blive monteret med dens rotationsakse skråtstillet i forhold til skrueråemnets rota-25 tionsakse ved den nævnte ene fræsestation, og ved hvilken fremgangsmåde de efter hinanden følgende råemner påføres en aksialt nedadrettet belastning for at hindre roterende og ak-sial bevægelse heraf, kendetegnet ved, 30 a) at spidsefræserens (18) position indstilles i en retning langs dens rotationsakse for præcist at styre størrelsen og orienteringen af borespidsernes hældele (34), b) at skæringen per fræsertand justeres på regulerbar måde, og 35 c) at der påføres en aksialt nedadrettet belastning på imellem 90 og 160 kg, hvorved fræsernes (18, 19) brugstid kan minime- 10 DK 166262B res, og størrelsen og formen af graterne, som er et resultat af tildannelsen af spidserne, kan styres nøjagtigt.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, 5 at indstillingen af skæringen per tand opnås ved styring af fræserens rotationshastighed. 10 15 20 25 30 35