NL8103015A - Ringvormige frees voor metalen werkstukken. - Google Patents

Description

--r- ' 1

Jf * t _ -1-_______________

Ringvormige frees voor metalen werkstukken.

De uitvinding heeft betrekking op een van groeven voorziene ringvormige frees voor het frezen van holten in metalen werkstukken.

Van groeven voorziene ringvormige frezen,, diê iaaden hebben 5 welke radiaal pp afstand geplaatste binnen- en buitensnijranden verschaffen, zijn zeer doelmatig bij het aanbrengen van holten in metalen werkstukken. Eén van dergelijke frezen is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift Reissue 28.416.

De ervaring heeft geleerd dat van groeven voorziene 10 frezen van deze algemene soort zeer doelmatig kunnen zijn bij het frezen van holten in metalen tot een diepte van ongeveer 2,54 cm. Wanneer holten, die groter zijn dan 2,54 cm, worden gefreesd wordt het rendanent van een dergelijke frees vaak in aanzienlijke mate verkleind, er treedt sons breuk op van de 15 frees en de eindbewerking van de holte is van slechte kwaliteit.

_____ In stalen en saunige andere metalen werkstukken treden deze — problemen op bij betrekkelijk diepe holten andat de groeven van de frees in een zodanige mate worden gevuld met spaanders dat de groeven geblokkeerd geraken. Hoewel deze problemen in 20 enige mate kunnen worden verkleind door de groeven groter of hoeder te maken teneinde een grotere hoeveelheid spaanders onder te brengen, verschaft het vergroten van de groeven niet een volledige oplossing van het probleem. Wanneer groeven worden vergroot zal normal iter de frees zwakker worden en wordt het 25 aantal freestanden in de frees verkleind, waardoor de freesbe-lasting op elke tand wordt vergroot.

De uitvinding beoogt op de eerste plaats een van groeven voorziene ringvormige frees te verschaffen die opmerkelijk geschikt is voor het op zeer doelmatige wijze frezen van betrekkelijk 30 diepe holten in metaal en die economisch kan worden vervaardigd.

Voorts verschaft de uitvinding een ringvormige frees waarin de bovenvermelde problemen worden opgeheven door een verkorting 81 03 0 1 5

J- «V

-2- van alle velden, of van tenminste elk ander veld, van de frees.

Meer in bijzonderheden heeft de frees volgens de uitvinding een omgekeerd bekervormig lichaam dat is voorzien van over de onttrek op afstand geplaatste tanden rondom zijn beneden-5 einde. De breedte van de afgefreesde spaanders wordt zo klein mogelijk gemaakt doordat de · snijtanden zodanig zijn gevormd dat zij radiale binnen- en radiale buiten geplaatste snijranden verschaffen die elk een afzonderlijke spaander kunnen affrezen met een breedte die aanzienlijk minder is dan de wanddikte van 10 de frees. De spaanders, af gefreesd door de buitengeplaatste snijranden, vrorden opwaarts door schroeflijnvormige groeven rondom de buitenomtrek van de frees geleid, terwijl de spaanders afgefreesd door de binnengeplaatste snijranden, opwaarts en buitenwaarts in de freesgroeven worden geleid door holten voor 15 spaanders die zijn aangebracht vlak bij de binnengeplaatste snijranden. Tenminste elke andere groef eindigt aan zijn boveneinde in een vlak dat een goed eind; onder het boveneinde van de freeszijwand is geplaatst. Elk der snijranden freest in het algemeen een continue spaander af die langs de ontrek is 20 ondersteund en opwaarts is gericht door de groef en wel door de voorzijde van het aangrenzende veld. Echter worden, wanneer de in het algemeen continue spaanders, die worden rondgedraaid en opwaarts worden gericht door de velden, naar een stand boven de boveneinden van de velden verplaatsen, in een omtreksrichting 25 niet ondersteund terwijl zij met de frees nog draaien. De wrijvingsaangrijping van deze niet ondersteunde draaiende spaanders met de zijwand van de holte, die wordt aangebracht in het werkstuk, doet deze breken in kleine delen die zeer gemakkelijk opwaarts in de spelingsruimte tussen de freeszijwand en de i ' 30 wand van de holte worden verplaatst door de geleidelijk afgefreesde spaanders daaronder.

Een zeer doelmatige frees volgens de uitvinding is zodanig ontworpen dat de spaanders betrekkelijk stijf zijn en aldus gemakkelijk breekbaar zijn waarbij de holten voor de spaanders 35 en de groeven zodanige afmetingen hebben dat de spaanders 81 0 3 0 1 5 -3- betrefckelijk recht blijven wanneer zij opwaarts in de groeven worden geleid, dit als onderscheid met het aannemen van een gekrande configuratie in de vorm van gewoonlijk vlakke spiralen die vaak de neiging hebben, in een groef te worden samengepakt.

5 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 toont een zijaanzicht van een frees volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een eindaanzicht van de frees van fig. 1.

10 Fig. 3 toont een fragmentarische verticale doorsnede van de frees wanneer deze door een metalen werkstuk verplaatst.

Fig. 4 tocnt een gewijzigde uitvoeringsvorm van de frees volgens de uitvinding.

De in de fig. 1 t/m 3 getoonde frees, die met 10 is 15 aangegeven, heeft een ringvormige zijwand 12 die aan zijn boveneinde is verbanden met een schacht 14. De schacht 14 kan zijn uitgerust met een doorgang 15 voor een koelmiddel.

Als aangegeven in fig. 3 bepaalt de hoogte van de wand 12 de maximale diepte van de holte die de frees kan uitfrezen.

2Q Het benedeneinde van de zijwand 12 is voorzien van een aantal langs de ontrek op afstand geplaatste tanden 16. In de getoonde frees heeft elke tand 16 een radiale binnengeplaatste snij rand 18, een radiale buitengeplaatste snijrand 20 en een radiale tussengeplaatste snijrand 42. De snijrand 18 is geplaatst 25 bij het benedeneinde van de naloopzijde van een primaire holte 24 voor een spaander. De snijrand 22 is geplaatst op het benedeneinde van de naloopzijde van een secundaire holte 26 voor een spaander. De snijrand 20 is geplaatst bij een benedeneinde van de voorzijde van een veld 28. De opeenvolgende velden 28 30 zijn langs de ontrek qp afstand geplaatst rondom de ontrek van de frees zodanig dat daartussen schroeflijnvormige groeven 30 worden gevormd. Elk veld 28 is bij de buitenomtrek daarvan voorzien van een nauw primair velddeel 32 en een breed deel 34 met dubbele snij fase. Deze bijzondere veldconfiguratie is 35 gebruikelijk en verkleint de wrijving tussen de frees en de wand van 8103015 __________ .-, - - — ->^,·... ^ ---.-..'t --. · ... -..-..- > -*»*»!· :- .-^-1··-·^. Jg-. £. . -,^ -.- --------------.ia·», ,,ι»*-^·;-^ -4- de holte die gevormd wordt.

Zoals het best is getoond in de fig. 2 en 3 zijn de holten 24, 26 voor de spaanders gevormd op het lichaamsgedeelte 36 van de zijwand 12. De holte 24 voor een spaander heeft een 5 verticale afmeting die iets korter is dan de holte 26 voor een spaander en zijn boveneinde helt radiaal buitenwaarts en opwaarts in de holte 26 voor een spaander. Het boveneinddeel van de holte 26 voor een spaander helt eveneens radiaal buitenwaarts en opwaarts in de aangrenzende groef 30. Snij randen 18, 22, 20 zijn 10 geleidelijk, verspringend aangébracht langs de omtrek en in een richting tegengesteld aan de draairichting van de frees.

Het bodemvlak van elke tand is geslepen met tegengesteld hellende vrijloopvlakken 40, 42 (back-off faces) die elkaar volgens een rand 44 snijden. Met het oog op de helling van de vrijloopvlakken 15 40, 42 hellen de snij randen 18, 22, 20 in axiale richting onder een hoek,, zoals getoond is in fig. 3. De tot nu toe beschreven fees is gewQpnlijk geligk aan de bekende frezen, en verschilt van de frees, getoond in het Amerikaanse octrooischrift Reissue 28.416 op de eerste plaats hierin dat het lichaamsdeel 36 van de frees is voorzien van twee 20 snijtanden 18, 22 in plaats van ëën enkele snijrand. De frees volgens deze uitvinding verschilt van de tot nu toe beschreven frezen op de eerste plaats in de verticale uitbreiding van de velden 28 die de groeven 30 bepalen. Zoals getoond is in fig. 1 en 2 strékt zich de zijwand van de frees opwaarts uit naar het ringvormige deel 25 45. Echter zijn de boveneinden 46 van de velden 28 op een aanzien lijke afstand geplaatst onder het ringvormige deel 45 in plaats van zich uit te strékken over de volledige hoogte van de zijwand 12. De verkorte groeven 30, aldus verschaft door de velden 28, zorgen voor de verbeterde prestatie van de frees wanneer gébruikt voor het 30 frezen van betrékkelijk diepe holten, dat wil zeggen door holten in metalen werkstukken met een dikte die groter is dan ongeveer 2,54 cm. Dit is het best getoond in fig. 3. Elk der snijtanden 18, 20, 22 freest afzonderlijke spaanders van continue lengte af. De spaander, afgefreesd door de rand 18, wordt door de 35 81 0 3 0 1 5 -5- holte 24 buitenwaarts en opwaarts geleid naar de groef 30 geleid. De spaander/ afgefreesd door de rand 22, wordt door de holte 26 opwaarts en buitenwaarts naar de groef 30 geleid, terwijl de spaander, afgefreesd door de rand 20, opwaarts in de groef 5 30 wordt geleid. Deze drie spaanders worden alle opwaarts in de groef 30 op min of meer continue wijze geleid door de •voorzijde van het aangrenzende veld 28. Aldus draaien de spaanders, wanneer zij worden afgefreesd, met de frees mee en zij worden langs de onttrek ondersteund ei opwaarts in de groef gericht door 10 de voorzijde van het aangrenzende veld. Echter wordt een spaander, wanneer deze opwaarts voorbij het boveneinde 46 van een veld 28 verplaatst, niet langer ondersteund door het veld en er is een wrijvingsaangrijping met de zijwand 48 van de holte, die in het werkstuk wordt gevormd, aanwezig. De continue rotatie van de 15 frees, gekoppeld met de wrijving tussen de spaanders en de wand 48 van de holte die gevormd wordt, doet de spaander in kleine delen breken wanneer deze opwaarts voorbij het boveneinde 46 van de velden 28 verplaatst. De uit kleine deeltjes bestaande spaanders worden gemakkelijk opwaarts in de spelingsruimte tussen de wand 20 48 en de holte, die wordt gefreesd, en het buitenontreksvlak van het lichaamsdeel 36 gevoerd door de geleidelijk opwaarts verplaatsende continue spaanders die daaronder door de randen 18, 22, 20 worden afgefreesd. Een blokkeren van de groeven 30 wordt aldus vermeden en een gestadige stroom vanuit deeltjes 25 bestaande spaanders naar het bovenvlak van het werkstuk W wordt gewaarborgd.

De in fig. 4 getoonde frees verschilt van die volgens de fig. 1 t/m 3 hierin dat deze is ontworpen voor het uitfrezen van een veel diepere holte. Aldus heeft de zijwand 12a een aanzien-30 lijk grotere lengte dan de zijwand 12. In een buitensporig diepe holte is het wenselijk dat enige velden zich uitstrekken over de volle hoogte van de zijwand van de frees. Aldus eindigen de velden 28 bij 46 vlakbij het benedeneinde van de zijwand 12a terwijl de velden 28 zich uitstrekken over de volle lengte van de 35 zijwand 12a. De korte velden 28 bevorderen een breken van de 81 03 0 1 5 . -6- spaanders in kleine deeltjes, als hiecboven is uiteengezet.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 4 zijn de velden 28a tussen de velden 28 op afstand geplaatst. Met andere woorden elk ander veld heeft een korte verticale anvang. De verticale continue 5 velden 28a zijn behulpzaam bij het omhoog brengen van de uit deeltjes bestaande spaanders naar het boveneinde van de holte, die wordt gefreesd, en hébben niet de neiging de groeven te verstoppen omdat de delen van de groeven boven de boveneiriden 28 46 van de veldent betrekkelijk breed zijn en aldus een voldoende 10 grote dwarsdoorsnede verschaffen voor het onderbrengen van de spaanders.

m frezen van het beschreven type is het wenselijk enige mate van speling aan te brengen tussen de buitenomtrek van de frees en de zijwand van de holte, die gefreesd wordt, en eveneens 15 tussen de binnenomtrek van de zijwand van de frees en het buitencmtréksoppervlak van het middenstuk S, gevormd door de frees. De speling rondom de buitenomtrek van de frees wordt normaliter verkregen door het slijpen van de velden bij het benedeneinde van de frees met een geringe binnenwaartse coniciteit in een 2Q opwaartse richting van ongeveer 9,5 ram. De speling tussen de frees en het middenstuk S kan worden verkregen door slijpen van de binnencmtrék van de frees bij het benedeneinde mat een geringe buitenwaartse en opwaartse coniciteit van ongeveer 9,5 ram.

Indien gewenst kan deze speling eveneens worden vergroot zonder 25 een aanzienlijke verzwakking van de zijwand van de frees door slijpen van de binnencmtrék van de zijwand en wel in geringe mate excentrisch ten opzichte van de buitenomtrek van de zijwand.

Aldus wordt, zoals getoond is in fig. 2, de buitenomtrek van de zijwand concentrisch ten opzichte van de centrale as van de 30 frees geslepen, terwijl de binnencmtrék van de zijwand van de frees concentrisch ten opzichte van de as wordt geslepen, die in geringe mate ten opzichte van de as A^ is verzet.

Gebleken is dat met betrekking tot ringvormige frezen 35 betemd voor de vorming van holten in zacht staal, welk metaal 8103015 -7- het vaakst wordt toegepast, dat een meest doelmatig frezen en uitwerpen van de spaander wordt verkregen wanneer bepaalde parameters met betrekking tot de afmetingen worden gehandhaafd binnen de hierin beschreven gebieden. Zo wordt bijvoorbeeld een 5 stijve gemakkelijk breedbare krul, als onderscheid ten opzichte van een elastische spaander, verkregen wanneer de voorste hellingshoek van de snijranden 18, 20, 22 op niet meer dan ongeveer 20 wordt gehouden. Dergelijke spaanders hebben de neiging tot een zeer gemakkelijk breken indien zij door koude vervorming 10 zijn gehard. De spaanders, die bij het frezen de neiging hebben te krullen, worden gemakkelijk door koude vervorming gehard indien zij in een betrekkelijk rechte toestand worden gehouden, dit als onderscheid met de mogelijkheid dat zij een vlakke gewikkelde configuratie aannamen. De uiterste breedte van de holte 26 en van de 15 groef 30 wordt beïnvloed door de omtreksbreedte van de holte 24. Wanneer de breedte van de holte 24 gelegen is tussen 0,76-2,28 ran en wanneer de snijrand 22 langs de onttrek ten opzichte van de snij rand 18 is verzet over een afstand gelegen tussen 0,76-2,28 ran, kan de groef 30 een omtreksbreedte hebben die gelijk is aan de breedte van 20 de holte 26 plus 0,63 - 1,52 ran. Binnen de boven aangegeven gebieden van de afmetingen kan de steek van de tanden een geringe afmeting hebben van zelfs 6,35 ran, zodat een frees met een middellijn van £,05 ran ongeveer acht tanden zal hebben.

Het zal echter duidelijk zijn dat nauwe groeven een 25 grotere neiging tot verstopping zullen hebben dan brede groeven. Aldus moeten, wanneer de groeven betrekkelijk nauw zijn, zij een betrekkelijk korte verticale ontvang hebben, bij voorkeur niet meer dan ongeveer 12,7 ran in hoogte. On practische redenen moeten de groeven een hoogte hebben van tenminste 9,5 ran teneinde het 30 noodzakelijke geleidende effect van de velden binnen de holte, die gefreesd wordt, te verkrijgen en eveneens vanwege de speling van de buitenste coniciteit, geslepen op de benedeneinden van de velden.

De maximale lengte van de verkorte groeven wordt zodanig 35 bepaald dat de spaanders in kleine deeltjes breken voordat een 8103015 -8- groef geblokkeerd wordt. Deze maximale lengte van de verkorte groeven zal met verschillende frezen, die verschillende lengten hebben, variëren. En elk geval moeten de boveneinden van de verkorte velden tenminste ongeveer 12,7 ma onder het boveneinde 5 van de zijwand van de frees eindigen, zodat de spaanders overvloedige ruimte hebben cm in kleine deeltjes te breken voordat de frees over zijn volle diepte binnendringt.. Dit zal verhinderen dat de spaanders tegen het benedeneinde van de - inspanhouder, waarin het gereedschap is ondersteund, wordt gevormd.

10 Het zal duidelijk zijn dat door de groeven een aanzienlijk kortere hoogte te geven dan de zijwand van de frees, niet alleen het uitwerpen van een spaander wordt verbeterd maar dat ook de voordelen eveneens economisch zijn. Het slijpen van groeven rondom de omtrek van een frees is een betrekkelijk kostbare 15 bewerking. Dientengevolge leidt het verkleinen van de lengte van de groeven tot een vermindering van de vervaardigingskosten van de frees.

8103015

Claims (10)

1. Ringvormige frees voor het frezen van holten In metaal gekenmerkt door een omgekeerd bekervormig freeslichaam met een cilindrische zijwand voorzien van een aantal over de onttrek op afstand geplaatste tanden rondom zijn benedeneinde, 5 welke zijwand een aantal over de onttrek gelijkmatig qp afstand geplaatste. sduoeflgnvormige velden heeft die zich opwaarts vanuit de genoemde tanden uitstrekken en die daartussen, een aantal zich opwaarts uitstrékkende schroeflijnvormige groeven begrenzen, waarbij de radiale binnenzijde van elke groef samenwerkt met de 10 binnencmtrek van de zijwand voor het daartussen vormen van een lichaam dat zich over de onttrek tussen opeenvolgende tanden uitstrékt, welke tanden een reeks zich radiaal uitstrékkende inwendige snijranden vormen en een reeks zich radiaal uitstrekkende uitwendige snijranden, waarbij de inwendige snijranden over 15 de ontrek versprongen zijn aangebracht tussen de uitwendige snijranden, waarbij de inwendige snijranden op het genoemde lichaam zijn aangebracht en de uitwendige snijranden tenminste gedeeltelijk de benedeneinden van de voorzijden van de genoemde velden, vormen, welk lichaam is voorzien van een . 20 holte die zich opwaarts vanuit elke inwendige snij rand uitstrékt, waarbij de boveneinden van de genoemde holten radiaal buitenwaarts in een opwaartse richting hellen zodat zij openen in de radiale aangrenzende groef, welke velden zich aanzienlijk voorbij de boveneinden van de genoemde, holten opwaarts uitstrekken, waarbij 25 tenminste elk ander veld bij zijn boveneinde eindigt in een vlak dat aanzienlijk onder het boveneinde van de genoemde zijwand e indigt zodat de frees kan frezen tot een diepte die aanzienlijk groter is dan de hoogte van de genoemde kortere velden, waarbij, wanneer de frees wordt gedraaid en voorwaarts wordt verplaatst 30 in een. werkstuk zodat deze in het werkstuk binnendringt tot een diepte die groter is dan de hoogte van de genoemde kortere velden, elk der genoemde snijranden een afzonderlijke, in het algemeen continue spaander af freest die over de onttrek wordt ondersteund en die opwaarts in een schroeflijnvormige baan wordt gericht 8103015 - -10- V£- V door het veld van de aangrenzende groef en, wanneer de in het algemeen continue spaander opwaarts voorwaarts beweegt voorbij de boveneinden van de kortere velden, deze over de onttrek geen ondersteuning verkrijgt, in een wrijvingsaanraking is met 5 de zijwand van de te.frezen holte en de neiging heeft tot een breken in kleine deeltjes, die verder opwaarts uit de te frezen holte worden verplaatst door de zich opwaarts verplaatsende spaanders daaronder.

2. Ringvormige frees volgens conclusie 1 met het kenmerk 10 dat de zijwand een lengte van tenminste ongeveer 25,4 mm.

3. Ringvormige frees volgens conclusie 2 met het kenmerk dat de kortere velden eindigen op tenminste ongeveer 12,7 mm onder het boveneinde van de genoemde zijwand.

4. Ringvormige frees volgens conclusie 3 roet het kenmerk 15 dat de kortere velden zich vanuit de genoemde tanden opwaarts uitstrekken over een afstand van tenminste ongeveer 9,5 mm - 12,7 mm.

5. Ringvormige frees volgens conclusie 2 met het kenmerk dat alle velden eindigen in een vlak onder de boveneinden , van de genoemde zijwand. 2Q

6. Ringvormige frees volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de holten een arrtreksomvang hébben van ongeveer 0,76 - 2,28 mm.

7. Ringvormige frees volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de hellingshoek van de snijranden niet meer dan 20° bedraagt.

8. Ringvormige frees volgens conclusie 4 met het kenmerk 25 dat de holten een cmtreksbréedfce van ongeveer 0,76 - 2,28 mm hebben en dat de groeven een omtréksbreedte hébben die gelijk is aan de breedte van de holte plus ongeveer 0,63 -1,52 mm.

9. Ringvormige frees volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de stéék tussen opeenvolgende tanden niet meer dan ongeveer 30 6,35 mm bedraagt.

10. Ringvormige frees in hoofdzaak zoals aangegeven in de beschrijving en/of afgébeeld in de tékening. 8103015