NO156928B - Fremgangsmaate for fremstilling av en sko med metall-overflate for en takstenfremstillingsmaskin. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av-en sko med hardmetall-overf late for en takstenf remst illingsm.askin ved hjelp av trådelektrode-gnisterosjon ved å utføre snitt gjennom blokker av hardmetall.

Ordet "hardmetall" anvendes i denne beskrivelse til å

betegne pulverformige karbider av overgangsmetallene, særlig wolfram, tantal, titan og niob, som er sammenbundet til en kompakt masse ved at de blandes med pulverformig metall med lavere smeltepunkt såsom kobolt eller nikkel og deretter komprimeres og sintres. Hardmetall karakteriseres ved sin ekstreme hardhet og benyttes ofte for komponenter som utsettes for sterk slitasje eller avskraping.

Fra en artikkel i "Tooling & Production" mars 1977. side 46

- 48, er der kjent en maskineringsmetode under benevnelsen "Electrical Discharge Machining", der en elektrisk utladning anvendes til å skjære et materialstykke ved lokal oppvarm!ne:. Bruken av hardmetall på steder der man venter sterk slitasje

eller avriving er også kjent.

Maskinering av hardmetall har alltid vært et problem. Det s frembringe de ganske tynne, men ofte kompliserte profiler på hardmetallstykker som skal dekke de utsatte områder på verktøy har vist seg så godt som umulig, da hardmetall er meget sprøtt..

For å dekke et verktøy har det således vært nødvendig å bruke

mange små hardmetallstykker med deravfølgende problemer som befestigelse av disse stykker og tidlig slitasje i sammenføyningene-Oppfinnelsen tar sikte på å unngå disse ulemper. Den løser problemet med maskinering av hardmetallstykkene, slik at så godt som hvilken som helst verktøyform kan fremstillers med en lamelloverflate av hardmetall. Dessuten innebærer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en sikker befestigelse av hardmetallet til verktøyet, og fjerning av varme fra hardmetallet når det formes ved hjelp av sliping.

Nærmere bestemt går oppfinnelsen ut på en fremgangsmåte av

den innledningsvis nevnte art, hvor der først fremstilles et profilsnitt av en hardmetall-lamell ved at det utføres et første snitt gjennom en hardmetall-blokk og det utføres et annet snitt gjennom blokken, idet det andre snitt utføres i det vesentlige parallelt med det første, slik at det dannes en lamell av

hardmetall mellom de to snittlinjer, idet lamellen utformes slik at den omfatter et enkelt stykke av hardmetall med en kontinuerlig, ubrutt overflate, og at lamellen deretter festes til overflaten på et underlag som er utformet til å oppta denne, for derved å danne skoen, slik som angitt i det etterfølgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av fremgangsmåten er angitt i de øvrige etterfølgende krav.

Hoved-fordelen som oppnås ved ovennevnte oppfinnelse er at

et enkelt stykke hardmetall-tynnplate kan fremstilles, med nesten hvilken som helst «msket profil. Ved at antallet nødvendige hardmetallstykker nå begrenses til bare ett, blir nemlig fremstil-lingen av det hardmetallbelagte verktøy vesentlig forenklet, samtidig som verktøyets levetid forlenges ved at utsatte slitasje-områder elimineres, og samtidig som avkjøling av verktøyets overflate lettes. Blandt ytterligere fordeler kan nevnes mindre fare for brudd på grunn av skjærkrefter i grenseflaten mellom hardmetallet og den underliggende verktøyflate, en effektiv kjøleinnretning for hardmetallet, samt muligheten til å fremstille mer kompliserte hardmetallbelagte verktøyformer og -profiler.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives, som et eksempel, med henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 til 3 viser suksessive trinn ved utskjæringen av en hardmetall-lamell for belegging av en sko for en takstenfremstillingsmaskin,

Figur 4 er et snitt-oppriss av den ferdige sko,

Figur 5 er et oppriss lik figur 4, men som bare viser det skjærkraftopptagende element, Figur 6 er et snitt-sideriss av skoen sett langs linjen VI-VI på figur 4, idet snittlinjen for figur 4 er vist ved linjen

IV-IV,

Figur 7 er et snitt-sideriss av skoen som i figur 6, men med valsen vist i en stilling for bruk som en roterende trommelelektrode, og

Figur 3 viser et snitt av den ferdige sko, i likhet med

figur 4, men viser en alternativ fremgangsmåte for montering av hardmetall-lamellen ved bruk av et sjikt av epoksyharpiks.

En blokk 10 av hardmetall, f.eks. wolframkarbid, er montert

i en trådelektrode-gnisterosjonsmaskin, idet figur 1 til 3 viser

grunnriss av blokken. Trådelektroden 12 er vertikal og mates ved bruk kontinuerlig mellom to spoler. Elektroden vrakes etter én gangs bruk. Ved hjelp av en programmert datamaskin beveges blokken i x- og y-retningene. Et første snitt ved gnisterosjon utføres langs den stiplede linje i figur 1, hvorved den i figur 2 viste form frembringes. Et annet snitt blir så utført langs den stiplede linje i figur 2, idet dette andre snitt har en profil lik det første snitt, men adskilt fra dette i y-retningen ved en forutbestemt avstand, som f.eks. kan være 5 mm eller så lite som 3 mm. Man får således fremstilt en lamell 15 av hardmetall. Et tredje snitt (vist med stiplet linje i figur 3) og ytterligere slike snitt kan utføres for fremstilling av ytterligere lameller.

Det skal forstås at. selv om snittene generelt er parallelle, vil den omstendighet at de er adskilt med en viss avstand i y-retningen innebære at snittene vil ligge tettere sammen i et snittområde som er funksjon av x- og y-koordinater, som f.eks. ved A, enn et område som bare er en funksjon av x, slik som ved B. Snittene kan selvsagt justeres til å gi en konstant lamelltyk-kelse, men dette medfører en del bortkastet materiale me11 om lamellene.

Lamellen 15 festes til en maskinering*blokk cg skoens nedre "rygg"- eller "klaringskant" IS blir så maskinert i gnisterosjonsmaskinen, fulgt av den øvre "rygg"- eller "klaringskant" 19, idet disse operasjoner igjen styres ved hjelp av datamaskin for oppnåelse av den nødvendige tilpasning til valsen 20 i taksten-fremstillingsmaskinen.

Alternativt, særlig for tynnere lameller, utformes klarlngs-kanten 19 ved en prosess som er vist i figur 7, ved bruk av en roterende trommelelektrode som tilveiebringes av en valse lik den som skal benyttes med skoen, eller av selve valsen som skal benyttes med skoen, slik at en tilpasset, sko eller et tilpasset par bestående av valse og sko, blir fremstilt.

Ved denne prosess monteres skoen i en passende skruestikke eller fastspenningsanordning på gnisterosjonsmaskinen, og under anvendelse av den roterende valse som elektroden, slik som vist i figur 7, kan klaringskanten 19 formes nøyaktig, selv på lameller som bare er 3 mm tykke. Under normale driftsforhold holder valsen seg forholdsvis glatt og jevn. Imidlertid kan der danne seg enkelte høydepunkter og disse fjernes lett ved polering når skoen er'ferdig utført.

Hardmetall-lamellen 15 fjernes deretter fra maskineringsblokken og forbindes med et stålunderlag 16 ved bruk av et varmebestandig epoksyharpiks, idet underlaget 16 foran er formet for nøyaktig tilpasning til lamellen. Et typisk epoksyharpiks som kan benyttes er araldit 2007, som er et epoksyharpiks opptil 130°C. Alternativt plasseres en plate 16A (figur 8) i en form, idet platen 16A har boss 16B og 16C i hvilke passende monterings-bolthull er utformet. Lamellen 15 plasseres, som vist i figur 8, og en passende blanding av et epoksyharpiksmateriale 17 mates inn i formen for fullføring av det sammensatte underlag. Valsen og skoen er vist i driftstilling i figur 6, idet deres generelle form er velkjent i en konvensjonell takstentremstillingsmaskin der inasseblandingen delvis ekstruderes under valsen og ved hjelp av skoen sammentrykkes for å danne emner som vandrer under skoen fra venstre mot høyre i figur 6. Valsen 20 har en overflate som motsvarer lamellens profil, hvilken overflate kan være av hardmetall maskinert ved hjelp av gnisterosjon. En "låsende" 30

av en stålblokk 31 og til denne festet hardmetalldekning 32 er fastskrudd til underlaget 16 som den avsluttende del av skoens arbeidsflate for ønsket takstenform. Låsenden 30 kan være maskinert. ved gnisteros jon og dens klaringskanter frembrakt som for underlaget 16 og lamellen 15.

Alternativt kan låsenden 30 være utformet i ett stykke med resten av skoen, og i så tilfelle kan et enkelt lamellstykke av hardmetall utskjæres for å danne hele skoens arbeidsflate. Det skal forstås at det gjennom hardmetallblokkens utførte snitt som danner lamellens overflate for befestigelse til underlaget i dette tilfelle må kompenseres for å gi tilstrekkelig tykkelse på lamellen der dens arbeidsflate er orientert i y-retningen som en del av låsenden.

For å avlede varme som utvikles ved takstenfremstillings-prosessen fra skoen, er kjølepinner 22 innfelt i underlaget 16. Pinnenes 22 ytre ender strekker seg inn i en kjølemanifold 23 som er utformet i et skjærkraftopptagende element 24 som er fastskrudd til underlaget 16. Kjølefluid, typisk luft, føres inn i manifolden gjennom et innløp 26 og ut gjennom utløp 27 og 28. Pinnenes 22 ytre ender som rager inn i manifolden 23 kan være ribbeformet for bedret varmeoverføring.

Det skal forstås at det skjærkraftopptagende element 24 hindrer at lamellen 15 skjærer løs fra underlaget 15 langs forbindelseslinjen. Når skoen er slitt kan den føres tilbake til gnisterosjonsmaskinen og "rygg"- eller "klaringskanten" kan omformes ved gnisterosjon som tidligere idet underlaget virker som en monteringsblokk.

Dersom det oppstår brudd i en hardmetall-lamell kan det brukne parti skjæres ut og erstattes av en overdimensjonert hardmetall-list. Gnisterosjonsmaskinen kan så brukes til å erodere listen ned til riktig størrelse.

En har funnet at sko som ovenfor beskrevet har en levetid 50 til 100 ganger levetiden til vanlige verktøy-stålsko.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en sko med hardmetall-overflate for en takstenfremstillingsmaskin ved hjelp av trådelektrode-gnisterosjon ved å utføre snitt gjennom blokker av hardmetall karakterisert ved at der først fremstilles et profilsnitt av en hardmetall-lamell ved at det utføres et første snitt gjennom en hardmetall-blokk (10) og det utføres et annet snitt gjennom blokken, idet det andre snitt utføres i det vesentlige parallelt med det første, slik at det dannes en lamell (15) av hardmetall mellom de to snittlinjer, idet lamellen (15) utformes slik at den omfatter et enkelt stykke av hardmetall med en kontinuerlig, ubrutt overflate, og at lamellen deretter festes til overflaten på et underlag som er utformet til å oppta denne, for derved å danne skoen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det annet snitt utføres med sarnme profil som det første, men adskilt fra dette med en forutbestemt avstand i en bestemt retning vinkelrett på trådelektroden (12) slik at lamellen (15) utformes med en tykkelse i nevnte retning lik den forutbestemte avstand.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kjølepinner (22) innfelles i underlaget nær hardmetall-lamellen (15) slik at de rager ut fra underlaget for avkjøling av skoen ved bruk.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at pinnenes (22) utstikkende ender er ribbeformet.

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det festes et skjærkraftopptagende element (24) til underlaget på en slik måte at det samtidig ligger an mot lamellen.