FI82621B - Skaerbettsinsats. - Google Patents

Description

1 82621

Leikkuuirtoterä Tämä keksintö koskee metallintyöstöteollisuudessa käytettäviä patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisia leikkuuir-toteriä ja erityisesti käännettävää, sementoidusta karbidista valmistettua leikkuuirtoterää, jota käytetään terän-pitimien kanssa poistamaan ainetta metallityökappaleista.

Metallintyöstöalalla käytetään monenlaisia leikkuuirtote-rärakenteita ja -muotoja. Viimeisimpiä rakenteita on nähtävissä US-patentissa 3 973 307. Tämä patentti esittää uudentyyppisen leikkuuirtoterän, jossa on otettu huomioon, että lastun ohjaus voidaan toteuttaa käyttämättä valettuja lastunmurrinuria tai ylärakenteita, jotka estäisivät lastujen virtausta ja suurentaisivat tehon tarvetta.

Metallintyöstöalalla lastun ohjaus on hyvin tärkeä. Kun lastu eroaa työkappaleesta, on hyvin suotavaa, että se ensin kiertyy ja sitten irtoaa päälastusta, jolloin erilliset, kiertyneet lastut muodostavat turvallisemman ympäristön koneenkäyttäjälle ja lisäksi parantavat jätelastu-jen luotettavaa käsittelyä, kun niitä käsitellään edelleen konepajassa tai muualla.

Kiertyneistä lastuista puhuttaessa käytetään termejä kireä ja irtonainen. Kireä tarkoittaa tilaa, jossa lastu pyrkii kiertymään liikaa ja voi irrota pienempikokoisena kuin on toivottavaa. Toisaalta irtonaiset lastut ovat lastuja, jotka eivät kierry yhtä paljon kuin ihanteellinen lastu ja voivat irrota suurempikokoisina lastuina kuin on toivottavaa. Kireiden ja irtonaisten lastujen tietyillä alueilla lastut voivat olla hyväksyttävissä metallintyöstö-tuotannossa, jollei lastu ole liian kireä tai liian irtonainen, jolloin lastuja ei voida hyväksyä.

2 82621

Kiertyneen lastun kireys vaikuttaa energian kulutukseen ja leikkuuirtoterän kulumisnopeuteen. Kiertyneen lastun kireyden kasvaessa paine, jolla lastu koskettaa irtoterää, suurenee, mikä suurentaa irtoterän kovertumista kosketus-alueella. Tämä tilanne johtaa suurentuneeseen energian kulutukseen ja irtoterän kestoiän lyhenemiseen.

Aiemmat irtoterärakenteet, kuten US-patentin 3 973 307 mukaiset rakenteet, ovat muodostuneet monikulmaisesta rungosta, jossa on kehäseinän yhdistämät ylä- ja pohjapinnat. Toisen pinnan ja kehäseinän liittymäkohtaan on muodostettu kaksi toisiinsa liittyvää ja keskenään kulmittain sovitettua leikkuusärmää, jotka muodostavat nurkan. Leikkuusärmistä sisäänpäin ulottuu välialue. Välialueen sisäreunalla on aleneva seinä, joka liittyy vaakasuoraan pintaan, joka ulottuu irtoterän keskustaa kohti.

Tätä yleistä tyyppiä olevat irtoterät on todettu tehokkaiksi, ja niillä on hyvä lastun ohjaus käytettäessä eri nopeuksia, syöttöjä ja metallityökappaletyyppejä. Kun näitä irtoteriä kuitenkin käytetään pitkiin jatkuviin työstövai-heisiin yhden ainoan työkappaleen kohdalla, leikkuusärmällä on taipumuksena katketa irtoterän nurkka-alueella. Tämän nurkka-alueen taipumuksen joutua epäkuntoon näissä käytöissä arvellaan johtuvan kulmittain sijaitsevalla välialueella ja alenevalla seinällä esiintyvän kovertumisen suurenemisesta nurkan lähellä ja leikkuutyötä suorittavan särmän takana. Eräs mahdollinen mekanismi, joka selittää lisääntyneen kovertumisen syytä, on seuraava: kun lastu muodostuu leikkuusärmällä, se liukuu alas alenevaa seinää, koskettaa vaakasuoraa pintaa ja saadaan kiertymään. Ongelma syntyy kuitenkin nurkka-alueella, jossa leikkuusärmän välialue ja aleneva seinä liittyvät viereiseen ja kulmittain sijaitsevaan välialueeseen ja alenevaan seinään, joita nyt selvyyden vuoksi nimitetään sivuvälialueeksi ja alenevaksi sivuseinäksi.

3 82621

Sivuvälialue ja aleneva sivuseinä häiritsevät lastun vapaata virtausta alas läheisen leikkuusärmän alenevaa seinää pitkin. Sivuvälialuetta ja alenevaa sivuseinää koskettava lastun pää kiertyy tiukemmin kuin lastun muu, nurkka-alueelta pois oleva osa. Lastun ja sivuvälialueen ja alenevan sivuseinän välisellä kosketusalueella kehittyy suurempia kosketuspaineita kuin leikkuusärmän alenevaa seinää pitkin. Tämä lisää kovertumista tällä kosketusalueella ja heikentää niin ollen nurkka-aluetta sekä saa aikaan nurkka-alueen havaitun taipumuksen olla irtoterän ensimmäinen osa, joka joutuu epäkuntoon pitkien työstövai-heiden aikana.

Tätä irtoterän nurkka-alueen taipumusta tulla aikaisin käyttökelvottomaksi ei ole poistettu lisäämällä toinen välialue tai porras alenevan seinän taakse, kuten US-patentissa 4 087 193 on esitetty.

On myös huomattava, että vaikka irtoteriin on aiemmin sijoitettu ulkonemia (ks. esim. US-patenttia 4 214 845), niitä ei ole käytetty toisen välialueen yhteydessä sivuvälialueen ja alenevan seinän kovertumiskulumisnopeuden pienentämiseksi. Niitä on ensisijaisesti käytetty las-tunuurtajina ja lastunmurtimina.

Esillä oleva kova, kulumista kestävä irtoterä, edullisesti valettu irtoterä, on tehty esim. sementoidusta kovame-tallikarbidista, keramiikasta tai sentapaisesta, on varustettu muodolla, joka entistä tehokkaammin poistaa metallia ja pienentää kovettumiskulumisnopeutta sivuvälialueella ja alenevalla sivuseinällä leikkuusärmän nurkka-alueen lähellä.

4 82621

Keksinnölle on tunnusomaista se, että kyseisestä jälkimmäisestä välialueesta sisäänpäin kulman alueelle on sijoitettu ulkonema, jolla on sellainen korkeus, että se ulottuu oleellisesti toisen välialueen korkeimman osuuden yläpuolelle ja että aleneva seinä on on muotoiltu niin, että välialueen leveys on pienempi kulma-alueella kuin sen leveys niillä alueilla, jotka leikkuuirtoterässä ovat poispäin kulma-alueelta.

Toinen välialue sijaitsee toisella korkeudella tasaisen pinnan yläpuolella. Toisen välialueen korkeus vaihtelee irtoterän kehän ympärillä. Tämä toinen korkeus on suuri nurkka-alueella ja pienenee toisen välialueen ulottuessa poispäin nurkka-alueelta.

Tämän keksinnön edullinen suoritusmuoto on, että toisen välialueen leveys pienenee nollaan viereisten nurkkien välisessä pisteessä.

On myös edullista, että toisen välialueen korkeus pienenee nollaan viereisten nurkkien välisessä pisteessä.

Keksinnön edullinen suoritusmuoto on, että tämä ulkonema erotetaan alenevasta seinästä toisella välialueella ja sijoitetaan siten, että se liittyy toiseen välialueeseen, toiseen alenevaan seinään ja tasaiseen pintaan.

On myös edullista, että ulkonema on keskiöity nurkan puolittajaan.

Edullisinta on, että ulkonema sijaitsee 1,143-1,524 mmsn päässä nurkkaleikkuusärmästä mitattuna mainitusta särmästä puolittajaa pitkin pisteeseen, joka sijaitsee puolittajal-la kohdassa, jossa ulkonema liittyy toiseen välialueeseen.

li 5 82621

Edelleen on edullista, ettei ulkoneman enimmäiskorkeus ole suurempi kuin välialueen korkeus tasaisen pinnan yläpuolella plus 0,051 mm ja että ulkonemalla on pallomaisen muodon, edullisesti pallon segmentin, muoto.

Edellä mainittua rakennetta käyttävissä leikkuuirtote-rissä ulkonema yhdessä toisen välialueen kanssa, jonka leveys ja korkeus asteittain pienenevät nurkasta poispäin, kieppaa lastun ylös nurkka-alueella, mikä niin ollen pienentää kovertumisnopeutta sivuvälialueella ja alenevalla sivuseinällä nurkka-alueella. Kun ulkonema ja toinen välialue sijaitsevat kuvatulla tavalla, muodostuu syvissä . . leikkauksissa kartiomainen lastu, jonka suurempiläpimit- tainen pää sijaitsee pois nurkasta, ja energian tarve pienenee käytettäessä irtoteriä, joilla on edellä kuvatut rakenteet.

Tämän keksinnön ensisijaisena tarkoituksena on sen tähden saada aikaan leikkuuirtoterä, jossa on kartiomainen toinen välialue ja nurkkaulkonema, jotka on muotoiltu siten, että kovertumiskulumisnopeus pienenee sivuvälialueella ja - · alenevalla sivuseinällä irtoterän nurkka-alueella.

’...· Keksinnön eräänä tarkoituksena on myös saada aikaan leik kuuirtoterä, jossa on kartiomainen toinen välialue ja ulkonema, 6 82621 jotka on muotoiltu siten, että leikkuuenergian kulutus pienenee.

Esillä olevan keksinnön tarkka luonne käy selvemmin ilmi seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on aksonometrinen kuva keksinnön mukaisen leikkuuirto-terän eräästä suoritusmuodosta, kuvio 2 on yläkuva kuviossa 1 esitetyn leikkuuirtoterän : nurkka-alueesta, kuvio 3 on kuviossa 2 esitetyn nurkka-alueen poikkileikkaus, joka on tehty nurkkakulman C puolittajaa B-B pitkin, ja kuvio 4 on kuviossa 1 esitetyn leikkuuirtoterän osittainen poikkileikkaus, joka on tehty kahden viereisen nurkan välissä nuolia IV-IV pitkin katsottuna.

Tarkasteltaessa piirustuksia · hieman yksityiskohtaisemmin kuviossa 1 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen leikkuuirtoterän eräs suoritusmuoto. Irtoterässä on moni-kulmainen runko 51, jossa on pyllistetyillä nurkilla 59 varustetun kehäseinän 57 yhdistämä yläpinta 53 ja pohjapinta 55. Ainakin toisen pinnan ja kehäseinän 57 väliseen liittymäkohtaan on muodostettu ainakin kaksi kulmittain keskenään sijaitsevaa leikkuusärmää 61. Kuhunkin leikkuusärmään 61 liittyen ja sen takana sijaiten on välialue 63, joka ulot-. tuu sisäänpäin monikulmaisen rungon 51 keskustaa kohti.

Kunkin välialueen 63 sisäreunaan on muodostettu aleneva seinä 65 viereisten nurkkien väliin ja aleneva seinä 66 nurkka-alueelle. Nämä seinät ulottuvat sisäänpäin monikulmaisen rungon 51 leikkuusärmistä 61. Nurkan 59 alueelle on muodostettu toinen välialue 67. Se liittyy alenevan seinän 66 ja 65 sisäreunaan ja ulottuu sisäänpäin monikulmaisen rungon 51 keskustaa kohti.

Toisen välialueen 67 leveys on suurin nurkka-alueilla 59 ja pienenee asteittain nollaan viereisten nurkkien väli- 7 82621 sessä pisteessä. Toisen välialueen 67 sisäreunaan liittyy toinen aleneva seinä 69/ joka ulottuu sisäänpäin toisesta välialueesta ja päättyy liittyen tasaiseen pintaan 71, joka myös ulottuu sisäänpäin rungon 51 keskustaa kohti.

Monikulmaisen rungon 51 keskustassa voi olla reikä 75, joka on yhteydessä yläpintaan 53 ja pohjapintaan 55. Reikää 73 käytetään kytkeytymään esittämättä jätettyyn lukkotap-piin leikkuuirtoterän pitämiseksi varmasti paikallaan te-ränpitimen rungossa.

Tarkasteltaessa edelleen toista välialuetta 67 voidaan kuviosta 1 nähdä, että tämä välialue 67 sijaitsee tasaisen i pinnan 71 yläpuolisella korkeudella. Toisen välialueen korkeus vaihtelee irtoterän kehää pitkin. Tämä korkeus on suurin nurkka-alueilla 59 ja pienenee nollaan viereisten nurkkien 59 välisessä pisteessä.

.·. : Kuviossa 1 esitetty keksinnön suoritusmuoto esittää, että toisen välialueen sekä korkeus että leveys pienenevät nol-laan viereisten nurkkien välisessä pisteessä. Keksinnön • ’ puitteisiin kuuluu kuitenkin, että toisen välialueen 67 korkeus ja leveys voivat pienetä joihinkin nollasta poik-- - keaviin arvoihin nurkkien välissä, vaikka tätä ei ole ku- : : . viossa 1 esitetty. Vaihtoehtoisesti toisen välialueen 67 korkeus voi pienetä nollaan äärellisessä, nollasta poikkeavassa leveydessä tai mainitun alueen leveys voi pienetä nollaan jossakin äärellisessä, nollasta poikkeavassa korkeu-dessa tasaisen pohjan 71 yläpuolella.

- Lisäksi kuviosta 1 voidaan nähdä, että ulkonema 75 sijait see kullakin nurkka-alueella 59. Ulkonemalla on riittävä korkeus, niin että se kohoaa toisen välialueen 67 korkeuden yläpuolelle. Kuten kuviossa 1 esitetään, tämän keksinnön edullinen suoritusmuoto on, että ulkonema on erotettu alenevasta seinästä 65 toisella välialueella 67. Ulkoneman 75 8 82621 tulisi sijaita siten, että se liittyy toiseen välialueeseen 67, toiseen alenevaan seinään 69 ja tasaiseen pintaan 71.

Tarkasteltaessa nyt kuviota 2, joka on yhden nurkka-alueen 59 suurennus, voidaan nähdä, että ulkonema 75 on edullisesti keskiöity viereisten, kulmittain keskenään sijaitsevien leikkuusärmien 61 nurkkakulman C puolittajalla B-B. Edullisinta on, että ulkonema sijaitsee 1,143-1,524 nutun päässä mainitusta rurkkaleikkuusärmästä 73 mitattuna nurkkaleikkuu-särmästä puolittajaa B-B pitkin pisteeseen, joka sijaitsee puolittajalla kohdassa, jossa ulkonema 75 liittyy toiseen välialueeseen 67.

Ulkoneman sijainti leikkuusärmän takana on kriittinen siinä suhteessa, että jos se sijaitsee liian kaukana leikkuusär-mästä, se ei pysty ohjaamaan lastua eikä nostamaan lastua ylös, ja jos se sijaitsee liian lähellä leikkuusärmää, se pyrkii puristamaan lastua kokoon ja tekemään siitä liian kireän.

.: On myös edullista, ettei ulkoneman enimmäiskorkeus ole suu- rempi kuin 0,051 mm välialueen 64 korkeuden yläpuolella tasaisen pinnan yläpuolella ja että ulkonemalla on pallomai-* nen muoto, edullisesti pallon segmentin muoto.

Nämä suhteet on esitetty selvemmin kuviossa 3, joka on poikkileikkaus puolittajaa B-B pitkin nurkka-alueen läpi. Nähdään, että ulkonema 75 voi olla sellaisen pallon osa, : jolla on säde r, joka leikkaa toisen välialueen 67 ja tasai sen pinnan 71.

Ulkoneman suurin korkeus tai sen pallon keskipiste, jonka : osa ulkonema 75 on, sijaitsee välimatkan Y päässä nurkka- leikkuusärmän takana. On edullista, että Y on 1,651-2,032 mm nurkkaleikkuusärmästä.

9 82621

Tarkasteltaessa nyt kuvioita 3 ja 4 leikkuusärmän välialue 63 voi vaihdella leveydeltään nurkka-alueilta viereisten nurkkien välisille alueille, mistä kuvio 4 on edustava poikkileikkaus. Havaitaan, että välialueen 63 leveys voi olla pienin nurkka-alueilla. Tämä pätee erityisesti leikkuu-irtoteriin, joita on tarkoitus käyttää kevyisiin leikkauksiin. Raskaampaan käyttöön tarkoitetuissa leikkuuirtoteris-sä välialueen leveys nurkan ja viereisten nurkkien välisten alueiden välillä voi olla sama. Kuvioissa 3 ja 4 esitetyn leikkuuirtoterän suoritusmuodossa välialueen leveys L2 viereisten nurkkien välissä on edullisesti 0,0254-0,0356 mm, mutta se voi olla suurempi raskaampaan käyttöön tarkoitetuissa irtoterissä. Välialueen leveyden Li nurkka-alueilla 59 tulisi olla 0,127-0,229 mm, mutta se voi olla yhtä suuri kuin L2 raskaaseen käyttöön tarkoitetuissa rakenteissa.

Leikkuusärmän korkeus Tl tasaisen pohjan 71 yläpuolella on '· edullisesti n. 0,254 mm, mutta sitä voidaan vaihdella pää- *... asiassa riippuen leikkuuirtoterän käyttötarkoituksista.

; *· Toisen välialueen 67 korkeuden nurkissa tasaisen pohjan 71 yläpuolella, joka korkeus on kuvioissa esitetty mittana ·:·*: T2, tulisi olla suunnilleen puolet välialueen 63 korkeudes- ta Tl tasaisen pinnan 71 yläpuolella.

Havaitaan kuitenkin, että toisen välialueen 67 leveys ja korkeus pienenevät välialueen ulottuessa pois nurkista.

... Tämä on selvimmin esitetty kuvioissa 4 ja 1.

♦

Kuviosta 3 voidaan nähdä, että aleneva seinä 66 muodostaa • · ·**· kulman E välialueen 63 kanssa. Tämä kulma E on nimellisesti ' 2 5°, mutta se voi vaihdella oleellisesti käytön mukaan, niin että saadaan toivotut lastukoot. Pois nurkka-alueilta *]’ kulma, jonka aleneva seinä 65 muodostaa välialueen 63 kans- *·.- sa, ei ole yhtä jyrkkä kuin kulma E nurkissa. Kuten kuvios sa 4 esitetään, tämän kulman D tulisi olla n. 20°. Tätä 10 82621 kulmaa voidaan myös muuttaa lastukoon säätämiseksi määrätyissä käytöissä.

Kuten kuvioissa 3 ja 4 esitetään, välialueen 63 tulisi olla oleellisen yhdensuuntainen tasaisen pinnan 71 kanssa ja oleellisen kohtisuora kehäseinää 57 vastaan. On myös edullista, että toinen välialue 67 on oleellisen yhdensuuntainen välialueen 63 kanssa.

Toinen välialue 67 auttaa säätämään lastun muotoa yhdessä ulkoneman 75 kanssa sekä alenevan seinän 65 ja 66 ja vastaavasti välialueen kulmaa ja korkeutta. Nurkka-alueilla 59 toinen välialue 67 yhdessä ulkoneman 75 kanssa kohottaa lastun tuota päätä ylöspäin. Tätä lastun ylösnostoa nurkka-alueella 59 vastustaisi toinen välialue nurkkien 59 välisellä alueella, jos toinen nurkkien välinen välialue 67 olisi yhtä leveä ja korkea kuin se on nurkissa. Tämä ongelma vältetään kuitenkin pienentämällä toisen välialueen 67 korkeutta ja leveyttä nurkkien välisellä alueella, niin että lastu voi vapaasti kiepahtaa ylöspäin nurkassa. Tällä tavoin toinen välialue 67 ja ulkonema 75 yhdessä pienentävät kovertumiskulumista sivuvälialueella ja alenevalla ’ sivuseinällä ja muodos tavat kartiomaisen lastun syvillä leikkaussyvyyksillä.

Muutoksia voidaan tehdä oheisten patenttivaatimusten puitteissa .

Claims (7)

11 82621

1. Leikkuuirtoterä, joka käsittää monikulmaisen rungon (51), jossa on ainakin yksi kulma (59), ylä- ja alapinnat (53, 55) ja kehäseinä (57), joka liittää ylä- ja alapinnat, leikkuusärmä (61), joka on muodostettu ainakin yhden ylä- ja alapinnoista ja kehäseinän liitoskohtaan, välialue (63), joka ulottuu sisäänpäin leikkuusärmästä ja on kehäsei-nien reunojen kautta kulkevassa tasossa, aleneva seinämä (65), joka ulottuu sisäänpäin mainitusta välialueesta (63) sekä teräpalan olennaisen ylä- vast, alapinnan muodostava tasainen pinta (71), ainakin leikkuualueella sijaitsevan osan mainitusta alenevasta seinästä (65) päättyessä toiseen terän keskelle päin suuntautuvaan välialueeseen (67), jolloin ainakin osa toisesta välialueesta (67) päättyy toiseen alenevaan seinään (69), joka ulottuu alaspäin kohti mainittua tasaista pintaa (71), tunnettu siitä, että kyseisestä jälkimmäisestä välialueesta (67) sisäänpäin kulman (59) alueelle on sijoitettu ulkonema (75), jolla on sellainen korkeus, että se ulottuu oleellisesti toisen välialueen (67) korkeimman osuuden yläpuolelle ja että aleneva seinä (65) on muotoiltu niin, että välialueen (63) leveys on ··. pienempi kulma-alueella (59) kuin sen leveys niillä alueil la, jotka leikkuuirtoterässä ovat poispäin kulma-alueelta (59).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkuuirtoterä, tunnettu siitä, että toinen välialue (67) viettää alaspäin ainakin osittain kun se etenee poispäin kulma-alueelta (59).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkuuirtoterä, tunnettu siitä, että toisen välialueen (67) leveys pienenee kun se etenee poispäin kulma-alueelta (59).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkuuirtoterä, tunnettu siitä, että aleneva seinä (65) on kulma-alueella (59) jyrkemmin kallistettu kuin niillä leikkuuterän alueilla, jotka sijaitsevat poispäin kulma-alueelta (59). i2 82621

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkuuirtoterä, tunnettu siitä, että ulkonema (75) kulma-alueella (59) on yksittäinen ulkonema.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen leikkuuirtoterä, tunnettu siitä, että ulkonema (75) on yksittäinen ulkonema ja sijaitsee oleellisesti kulma-alueen (59) kulman (C) lävistä-jällä (B).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leikkuuirtoterä, tunnettu siitä, että ulkonema (75) sijaitsee etäisyydellä n. 1,143-1,524 mm sisäänpäin kulma-alueen (59) kulmasärmästä mitattuna tästä kulmasärmästä kulma-alueen kulman (C) puo-littajaa (B) pitkin tällä puolittajalla olevaan pisteeseen, jossa toinen välialue (67) kohtaa ulkoneman (75).