NO161784B - Skjaerverktoey. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører maskinering av materialer og nærmere bestemt skjærverktøy av den type som fremgår av ingressen til det etterfølgende krav 1.

For tiden anvendes skjærverktøy med periodisk utskifting av

det sløve parti av skjæreggen med et skarpt parti i mekaniske arbeider for sluttmaskinering og mellommaskinering. Denne utskiftning skjer ved å dreie skjærelementet omkring sin akse gjennom en bestemt vinkel, og dette gjør det mulig å øke skjærverktøyets varighet og å oppnå en tilstrekkelig maskinert overflatefinish ved godt tidsavstemt utskifting av det sløve parti av skjæreggen med det skarpe parti.

Skjærverktøy med periodisk utskifting av det sløve parti av skjæreeggen kjennetegnes ved slike felles trekk som at skjærelementet er festet på akselen montert i skjærverktøyhuset på støtter og istand til å dreie og en mekanisme for å dreie skjærelementet. De tidligere kjente skjærverktøy fremviser uadekvat varighet av skjærelementene og ustabil nøyaktighet og overflatefinish av det maskinerte arbeidsstykke.

Kjent i faget er et skjærverktøy med periodisk utskifting av

det sløve parti av skjæreggen innbefattende et dreibart skjærelement montert på en aksel installert i skjærverktøyhuset og en mekanisme for å dreie skjærelemtet med et sperrehjul som har et nav montert på skjærverktøyakselen, og en sperrehake (USSR oppfinner sertifikat nr. 141,716, klasse 49, 33qi, publi-sert i 1961.

Den kjente mekanisme for å dreie skjærelementet til skjærverk-tøyet gjør det mulig å dreie skjærelementet periodisk og dermed å forskyve det sl<y>ve parti av skjæreggen gjennom en vinkel fra5° til 15°-

Dette område er spesifisert ved et begrenset antall tenner på sperrehjulet. Således når antallet tenner på sperrehjulet er likt med 72, er den minste dreievinkel av skjærelementet 360/72 lik 5°. Ved å dreie sperrehjulet over to tenner kan det oppnås en vinkel lik 5° x 2 = 10° og gjennom tre tenner - 5° x 3 = 15°. For å redusere dreievinkelen for skjærelementet, bør tannantallet på sperrehjulet økes og dermed dens diameter og dette er uønskelig eller heller ikke mulig.

Dreievinkelen for skjærelementet likt med 5° til 15° er omtrent likt med kontaktvinkelen for skjærelementet med arbeidsstykket for en skjærdybde som vanligvis brukes i slutt-operasjonen. Således under en regulær utskiftning av det sløve parti av skjæreggen, fjernes dette parti fullstendig fra skjærsonen definert ved kontaktvinkelen mellom skjærelementet og arbeidsstykket og erstattes av et skarpt (virkbart) parti av skjæreggen.

Det er kjent at innenfor kontaktvinkelen er tykkelsen av skjær-laget til arbeidsstykket ikke konstant og varierer i overens-stemmelse med triangelregelen. Derfor er lasten på skjæreggen på grunn av skjærkreftene heller ikke konstant og varierer langs skjæreggens lengde fra en minimumsverdi som korresponderer med den minste tykkelse av det avskårede lag til en maksimumsverdi som korresponderer med den maksimale tykkelse av dette lag.

Skjæreggpartiet som påvirkes av den maksimale last er det første som blir sløvt, og taper sine skjæregeirskaper, mens den gjenværende del av skjæreggen som påvirkes av en mindre last, er fortsatt skarp og har skjæregenskaper. Ikke desto mindre nødvendiggjør sløvhet på et parti av skjæreggen å foreta en regulær dreining av skjærverktøyet og fullstendig utskifte det utslitte parti av skjæreggen med det skarpe parti. Således fjernes det virkbare parti av skjæreggen fra skjærsonen, det vil si det blir ikke fullstendig brukt opp. Slik ueffektiv bruk av skjæreggen, når dens varighet er begrenset kun ved det parti av skjæreggen som har blitt belastet ved et maksimum, resulterer i lav utnyttelse eller varighet av skjæreelementet.

Videre resulterer en dreining av skjærelementet gjennom en

vinkel over 5° i dimensjonsustabilitet av den maskinerte overflate, det vil si en lav maskineringsnøyaktighet for arbeidsstykket. Dette skyldes det faktum at det utslitte og skarpe parti av skjæreggen har ulike avstander (radius til aksen for deres dreining). Det utslitte parti av skjæreggen har en mindre avstand til dreieaksen enn det skarpe parti;

derfor er arbeidsstykkets overflate maskinert ved det utslitte parti av skjæreggen større enn arbeidsstykkets overflate maskinert med det skarpe parti av skjæreggen.

Videre er dreining av skjærverktøyet gjennom en vinkel større

enn 5° en årsak til ikke-ensartet, ustabil ujevnhet av den maskinerte overflate. Dette skyldes på den ene side det faktum at sløvningsgraden for skjærverktøyet endrer seg kontinuerlig og på den mest ugunstige måte, og på den andre side skyldes det faktum at overgang fra å skjære med det utslitte parti av skjæreggen til å skjære med det skarpe parti av skjær-

eggen blir bevirket trinnvis.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et skjærverk-tøy med en slik mekanisme for å dreie skjærelementet som vil gjøre det mulig å redusere dreievinkelen for skjærelementet og dette ville øke levetiden for skjærverktøyet, maskinerings-nøyaktigheten og sikre jevn ruhet på den maskinerte overflate.

Dette formål fås til ved å tilveiebringe et skjærverktøy innbefattende et skjærelement festet til en aksel montert i et skjær-verktøyhus på støtter med en mulighet for dreining, og en mekanisme for å dreie skjærelementet som har et sperrehjul med et

nav montert på akselen av skjærverktøyet, og en sperrehake, kjenne-tegnet ved at mekanismen for å dreie skjærverktøyet har et tannhjul stivt forbundet til huset, et tannhjul stivt forbundet til akselen av skjærverktøyet, at en enhet av to aksielle tannhjul ' er montert med en mulighet for dreining på navet av sperrehjulet, der navet er installert eksentrisk til akselen av skjærverktøyet, at tannhjulsenheten er i inngrep med tannhjulene, og at et lokk, som omfatter en sperrehake, er utstyrt med en dreiemekanisme for lokket.

Utseendet av mekanismen for å dreie skjærelementet, innbefattende i tillegg til sperrehjulet med et nav og en sperrehake, en kinematisk leddforbindelse som reduserer bevegelsen overført fra sperrehjulet til skjærelementet, tilveiebringer en minskning av dreievinkelen for skjærelementet med én eller to størrelsesordener (7-50 ganger) sammenlignet med tidligere kjente anordninger og dette tilveiebringer en jevn belastning på skjæreggen brukt i maskineringen, og derfor mer effektiv anvendelse av denne egg. Dette øker skjærelementets varighet med en faktor på 2 - 3 ganger sammenlignet med tidligere kjente verktøy.

Dreiningen av skjærelementet gjennom en mindre vinkel forbedrer også arbeidsstykkets dimensjonsstabilitet, det vil si høy maskineringsnøyaktighet fordi avstanden fra skjæreggen til dens dreieakse med en liten dreievinkel av skjærelementet endres lite signifikant og bevirker ingen store variasjoner av arbeidsstykkets dimensjon.

Den lave dreievinkel av skjærelementet tilveiebringer også mer hyppig og jevn overføring fra kutting av arbeidsstykket av det sløve parti av skjæreggen til kutting med et skarpt parti og dette i sin tur tilveiebringer mer jevn ruhet på

den maskinerte overflate.

For å oppnå et nødvendig spenn av dreievinkler for skjærelementet og for å redusere metallmengden som kreves for å til-virke verktøyet og for å forbedre teknologien, er denne tannhjulsenhet fortrinnsvis lagt slik at et gir av enheten gjør inngrep med tannhjulet stivt forbundet til huset, mens det andre gjør inngrep med tannhjulet stivt forbundet til skjær-verktøyakselen.

Det er å foretrekke at lokkets dreiemekanisme innbefatter en stav, hvor den ene ende er festet på lokket, mens den andre ende er forbundet til dreiemekanismedriften; stoppelement anordnet på lokket og som samvirker med stopperen anordnet på skjærverktøyhuet og brukt for å begrense dreiningen av lokket og for å endre dets dreining avhengig av maskinerings-tilstandene for arbeidsstykket; og en fjær som har sine ender festet til lokket og til skjærverktøyhuset og brukt for å returnere lokket til utgangsstillingen.

Oppfinnelsen blir videre beskrevet gjennom et eksempel med hen-visning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig.l er en generell skisse av skjærverktøyet i et lengde-snitt ifølge oppfinnelsen;

fig.2 er en tverrsnittskisse langs linjen II-II i fig.l; fig.3 er en tverrsnittskisse langs linjen III-III i fig.l; fig.4 er en tverrsnittskisse langs linjen IV-IV i fig.l; fig.5 er en skjematisk fremstilling for maskinering av

et arbeidsstykke som anvender skjærverktøyet ifølge oppfinnelsen.

Skjærverktøyet ifølge den foreliggende oppfinnelse vist i fig.l innbefatter et dreibart skjærelement 1 festet ved hjelp av en mutter 2 på en aksel 3 montert i skjærverktøyhuset 4 på radi-elle støtter 5 og 6 og på en aksiell støtte 7 anordnet i form av et trykklager eller aksiallager. Skjærverktøyet innbefatter en dreiemekanisme for å dreie skjærelementet 1, som har et sperrehjul 8 med et nav 9 montert på akselen 3 av skjærverk-tøyet, og en sperrehake 10 (fig.2).

Ifølge oppfinnelsen er dreiemekanismen for skjærelementet 1

i tillegg utstyrt med et tannhjul 11 (fig.l) stivt forbundet til skjærverktøyhuset 4, et tannhjul 12 stivt forbundet gjennom en kile 13 til akselen 3 av skjærverktøyet, en enhet av to aksielle tannhjul 14 og 15 istand til å dreie på navet 9 av

sperrehjulet 8 og eksentrisk arrangert med hensyn til aksen 3 av skjærverktøyet, og denne tannhjulsenhet er i inngrep med tannhjulene 11 og 12. Mekanismen for å dreie skjærelementet 1 innbefatter også et lokk 16 som opptar en sperrehake 10 montert på en aksel 17 (fig. 2) og er påvirket av en fjær 18 montert i en skrue 19.

Lokket 16 er festet mot aksiell forskyvning ved stoppringer 20 (fig. 1) og 21.

Tannhjulet 14 til enheten er i inngrep med tannhjulet 11 som

er stivt forbundet til huset 4, mens tannhjulet 15 er i inngrep med tannhjulet 12 som er stivt forbundet til akselen 3 av skjærverktøyet. Anordnet mellom flaten av sperrehjulet 8 og en stoppring 20 er en fjær 22 anvendt for å eliminere den aksielle klaring til akselen 3. Mekanismen for å dreie lokket 16 innbefatter en stav 23 (fig. 3), hvis ene ende er festet på lokket 16 ved hjelp av en mutter 24 og en låsemutter 25,

mens den andre ende er forbundet til en drivmekanisme (ikke vist) for å dreie dette lokk (ikke vist). Dreiemekanismen kan være mekanisk, f.eks. en stasjonær støtte på en arbeidsmaskin for metall; en elektrisk, pneumatisk eller kombinert dreiemekanisme. Denne kan settes i drift ved et program eller ved stoppelement.

Festet på lokket 16 ved hjelp av mutteren 24 og 26 er stoppere

2 7 og 2 8 som samvirker med en stopper 2 9 anordnet på huset 4 av skjærverktøyet og som begrenser dreiningen av lokket 16. Plassert mellom huset 4 og lokket 16 er en fjær 30 (fig. 3) festet ved sine ender til lokket 16 og til huset 4 av skjærverk-tøyet og beregnet for å returnere lokket 16 til sin utgangsstilling. Huset 4 har et utstikk 31 (fig. 1) brukt for å feste skjær-verktøyet i skjærverktøyholderen (ikke vist) til maskinen.

Fig. 4 illustrerer inngrepet mellom tannhjulet 14 og tannhjulet 11 og navet 9 til sperrehjulet 8 anordnet med eksentrisitet e med hensyn til aksen 3 av skjærverktøyet.

Skjærverktøyet tilvirket i samsvar med oppfinnelsen opererer som følger.

Under maskineringsprosessen av et arbeidsstykke 32 (fig.5), etter hvert som partiet 33, omsluttet av kontaktvinkelen <j>

av skjærelementet med arbeidsstykket,vil skjæreggen 34 av sk jærelementet sl ites bort, og kan således føre til periodisk operering av driften av lokket 16 forbundet til enden av staven 23 og vil dreie loklet 16 gjennom en vinkel a (fig.3) som bestemmes av formelen:

tt = 3,14;

c er et heltall, som vanligvis ikke overskrider 7 og er bestemt ved posisjonen til stopperen 28 med hensyn til stopperen 27 og avhenger av spesifikke forhold for maskinering av et arbeidsstykke; Z er tannantallet på sperrehjulet 8.

Under dreining av lokket 16 dreier sperrehaken 10 montert deri sperrehjulet 8 gjennom en vinkel B (fig.2) som bestemmes ved bruk av formelen:

Navet 9 som har eksentrisitet likt med e (fig.l og 4), som dreies sammen med sperrehjulet 8 tvinger tannhjulet 14 til å rulle langs tannhjulet 11. Samtidig dreies tannhjulet 15 som er innarbeidet til en enhet med tannhjulet 14 og som er i inngrep med tannhjulet 12 i sin bevegelsesprosess tannhjulet 12 sammen med akselen 3 og skjærelementet 1 gjennom en vinkel ^

(fig.5), hvilke er funnet ved formelen:

Z^er tannantallet til tannhjulet 11,

Z2er tannantallet til tannhjulet 14;

Z^er tannantallet til tannhjulet 15;

Z^er tannantallet til tannhjulet 12.

Etter at skjærelementet 1 er dreid, returnerer torsjonsfjæren

30 lokket 16 til sin utgangsstilling. Etter dette repeteres operasjonssyklusen.

Skjærverktøyet ifølge oppfinnelsen er teknologisk fordelaktig med hensyn til fabrikasjon, har en lav vekt, lang levetid,

er pålitelig i drift og motstandsdyktig mot vibrasjon. Varigheten av skjærelementet i et slikt verktøy er to eller

tre ganger varigheten av tidligere kjente skjærverktøy. Skjærverktøyet ifølge oppfinnelsen tilveiebringer høy maskiner-ingsnøyaktighet av et arbeidsstykke og jevn ruhet på den maskinerte overflaten.

Oppfinnelsen kan med vellykkethet anvendes ved anlegg for mekanisk bearbeiding for sluttmaskinering og mellommaskinering for presise, store komponenter, f.eks. opptil 200 mm i diameter og opptil 20 000 mm i lengde tilvirket av metaller, metallegeringer og ikke-metaller.

Videre kan oppfinnelsen anvendes for maskinering av presise komponenter av små dimensjoner, f.eks. 50 - 500 mm i diameter og 50 - 500 mm i lengde tilvirket i masseproduksjonslinjer.

Claims (3)

1. Skjærverktøy Innbefattende et skjærelement (1) festet på en aksel (3) montert 1 et skjærverktøyhus (4) på støtter (5,6,7) med en mulighet for dreining, og en mekanisme for å dreie skjærelementet (1) som har et sperrehjul (8) med et nav (9) montert på akselen (3) av skjærverktøyet, og en sperrehake (10),karakterisert vedat mekanismen for å dreie skjærverktøyet har et tannhjul (11) stivt forbundet til huset (4), et tannhjul (12) stivt forbundet til akselen (3) av skjærverktøyet, at en enhet av to aksielle tannhjul (14,15) er montert med en mulighet for dreining på navet (9) av sperrehjulet (8) der navet er installert eksentrisk til akselen (3) av skjærverktøyet, at tannhjulsenheten (14,15) er i inngrep med tannhjulene (11,12); og at et lokk (16), som omfatter en sperrehake (9), er utstyrt med en dreiemekanisme for lokket (16).

2. Skjærverktøy ifølge krav 1,karakterisertved at det ene aksielle tannhjul (14) i tannhjulsenheten er i inngrep med tannhjulet (11) stivt forbundet til huset (20), mens det andre aksielle tannhjul (15) er i inngrep med tannhjulet (12) som er stivt forbundet til akselen (3) av skjærverktøyet.

3. Skjærverktøy ifølge krav 1,karakterisertved at mekanismen for å dreie lokket (16) innbefatter en stav (23), hvis ene ende er festet på lokket (16), og hvis andre ende er forbundet med en dreieanordning for staven (23), at det på lokket (16) er festet stoppere (27,28) som samvirker med en stopper (29) anordnet på huset (4) av skjærverktøyet for å begrense dreiningen av lokket avhengig av maskineringsforholdene av arbeidsstykket, og at endene på en fjær (30) som er festet til lokket (16) og til huset (4)