NO322573B1 - Skjaereinnsats - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en indekserbar skjæreinnsats for montering i freseverktøy som angitt i innledningen til krav 1. En slik skjæreinnsats er kjent, for eksempel fra CH-A-681211.

Ved kjente freseverktøy som har kvadratisk formede indekserbare skjæreinnsatser for fresing av rettvinklede hjørner i et arbeidsstykke av metall, er skjæreinnsatsene generelt montert på en slik måte at et referanseplan som er dannet av de fire skjærekantene gene-rerer en negativ radial sponvinkel og en positiv aksial sponvinkel (skruelinje). Hver innsats har en hovedskjærekant for å frese et rettvinklet hjørne, eller skulder, i et arbeidsstykke, og en tverrettet sekundær skjærekant. Den sekundære skjærekanten omfatter generelt to seksjoner, en seksjon som er ved siden av hovedskjærekanten, som tjener som en avstryker (wiper) for dannelse av en jevn basisvegg på skulderen, og en ikke-operativ seksjon. Skjærerinnsatsen er utformet og montert i freseverktøyet på en slik måte at det dannes en liten klaring mellom den ikke-operative seksjon og skulderens basisvegg.

Siden skjæreinnsatsen er montert med en positiv aksial sponvinkel har den fortrinnsvis en bestemt (positiv) geometri for å sørge for en klaring mellom skulderens basisvegg og innsatsens sideflanke ved skulderens basisvegg. En skjæreinnsats som er montert som beskrevet ovenfor i et freseverktøy vil ha en relativt liten skjærekant-kilevinkel og en stor radial frigangsvinkel. Under maskinering vil skjæreinnsatsen følgelig bli utsatt for brudd i området ved skjærekanten, og freseverktøyet kan også rammes av risting. Det har blitt funnet at skjæreinnsatsens ytelse kan forbedres når klaringen mellom arbeidsstykket og innsatsens sideflanke ved arbeidsstykket reduseres i området for hovedskjærekanten, men ikke reduseres i området for avstrykeren.

Av særlig interesse er generelt kvadratisk formede skjæreinnsatser med fire skjærekanter som kan brukes ved både venstredreiende og høyredreiende fresing. En slik skjæreinnsats er beskrevet i US patent nr. 5,951,212. Denne innsatsen besørger imidlertid ikke forbedret ytelse på den måte som er beskrevet.

Det er hensikt med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny generelt kvadratisk formet skjæreinnsats med fire skjærekanter som kan brukes ved både venstredreiende og høyredreiende fresing, og som sørger for forbedret ytelse på den måte som er beskrevet.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en indekserbar skjæreinnsats til bruk i freseverktøy, omfattende: en overside, en underside og M hovedsakelig identiske sideflater som strekker seg mellom undersiden og oversiden, idet oversiden generelt har form av et M-sidet polygon i et riss av skjæreinnsatsen sett ovenfra;

hver sideflate er lokalisert mellom to hjømesideflater;

hver sideflate heller utover fra undersiden mot oversiden og skjærer oversiden ved en skjærekant, idet skjærekanten er lokalisert mellom to hjørnekanter og hovedsakelig er parallell med undersiden;

hver skjærekant omfatter en primær skjærekant som strekker seg mellom to avstrykere, idet hver avstryker befinner seg tilstøtende en hjørnekant;

hver sideflate omfatter minst to delflater, en første frigangsflate ved den primære skjærekant og en annen frigangsflate som går sammen med den første frigangsflate ved en grenselinje og krysser oversiden ved de to avstrykere; hvor M er et heltallig multiplum av fire, og den første frigangsflate har en breddedimensjon målt vinkelrett på skjærekanten, idet breddedimensjonen har en minimumsverdi nær de to avstrykere og en maksimumsverdi ved det sentrale området av skjærekanten.

Fortrinnsvis danner den første frigangsflate en første frigangsvinkel forskjellig fra null med en linje som står vinkelrett på et referanseplan som inneholder skjærekanten som er tilknyttet hver sideflate, og den annen frigangsflate danner, i området for den første og annen avstryker, en annen frigangsvinkel forskjellig fra null, hvor den annen frigangsvinkel er større enn den første frigangsvinkel.

I samsvar med en bestemt utførelse av den foreliggende oppfinnelse omfatter grenselinjen for hver sideflate to like, hovedsakelig rette, grenselinjeseksjoner som møtes ved et sentralt område av sideflaten.

Videre, i samsvar med en bestemt utførelse av den foreliggende oppfinnelse, omfatter den annen frigangsflate to liknende delfrigangsflater som går sammen ved det sentrale området av sideflaten.

Hver av de to delfrigangsflater heller fortrinnsvis utover fra hjørnesideflatene mot det sentrale området av sideflaten.

Hvis det er ønskelig er den første frigangsflaten slepet.

Videre, hvis det er ønskelig, er de to delfrigangsflater slepet.

Enda videre, hvis det er ønskelig, er den annen frigangsflate forsynt med en sentralt lokalisert utsparing.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse har skjæreinnsatsen en gjennomgående boring som passerer gjennom oversiden og undersiden.

Skjæreinnsatsen omfatter fortrinnsvis et presset og sintret pulverlegeme.

I samsvar med en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse er M lik fire.

I samsvar med en utførelse av den foreliggende oppfinnelse er den annen frigangsflate forsynt med en sentralt lokalisert utsparing.

For en bedre forståelse vil oppfinnelsen nå bli beskrevet kun som et eksempel, med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: figur 1 er et perspektivriss av skjæreinnsatsen i samsvar med den foreliggende oppfin nelse,

figur 2 er et sideriss av skjæreinnsatsen som er vist på figur 1;

figur 3 er et riss ovenfra av skjæreinnsatsen som er vist på figur 1;

figur 4 er et tverrsnittsriss av et parti av skjæreinnsatsen langs linjen IV-IV på figur 3; figur 5 er et tverrsnittsriss av et parti av skjæreinnsatsen langs linjen V-V på figur 3; figur 6 er et perspektivriss av skjæreinnsatsen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse med en utsparing i hver annen frigangsflate;

figur 7 viser en notfres hvor det er plassert skjæreinnsatser i samsvar med den foreliggende oppfinnelse; og

figur 8 er en planfres hvor det er plassert skjæreinnsatser i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

Det skal nå først vises til figur 1 til 5. Skjæreinnsatsen 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse har en overside 12, en underside 14 og fire hovedsakelig identiske sideflater 16 som strekker seg mellom undersiden 14 og oversiden 12. Skjæreinnsatsen er fortrinnsvis fremstilt ved pressing og sintring av et pulverlegeme. Som det sees av figur 3 er oversiden 12 generelt kvadratisk formet i et riss hvor skjæreinnsatsen 10 sees ovenfra. Hver sideflate 16 strekker seg mellom to hjørnesideflater 18. Hjørnesideflatene 18 er avrundet, har en maksimal radius nær oversiden 12 og minker til en minimumsra-dius nær undersiden. Hver sideflate 18 heller utover fra undersiden 14, mot oversiden 12, og krysser oversiden ved skjærekanten 20. Med andre ord, og som det sees av figur 1 og 2, har skjæreinnsatsen 10 en bestemt (positiv) geometri, slik at hver sideflate 16 danner en spiss kilevinkel p (som det vil bli forklart i nærmere detalj nedenfor antar p i samsvar med den foreliggende oppfinnelse to verdier, pi og P2) i forhold til oversiden 12 av skjæreinnsatsen 10. Hver skjærekant 20 er hovedsakelig parallell med undersiden 14 og strekker seg mellom to avrundede hjørnekanter 22. Skjærekanten 20 omfatter to partier, to avstrykere 24, eller hjelpeskjærekanter, ved hjørnekantene 22, og en primær skjærekant 26 som strekker seg mellom de to avstrykere 24. Oversiden 12 omfatter en sponvinkel-flate (chip rake surface) 28 som heller nedover og innover fra skjærekantene 20, avstrykerne 24 og hjørnekantene 22, mot et sentralt område 30 på oversiden 12. De primære skjærekantene 26, avstrykerne 24 og hjørnekantene 22 er alle i stand til å skjæ-re, og hele omkretsen av oversiden 12 danner derfor en kontinuerlig skjærekant hvorfra sponvinkel-flaten 28 heller nedover og innover. Skjæreinnsatsen 10 har en gjennomgående boring 32 som passerer gjennom det sentrale området 30 på oversiden 12 og gjennom undersiden 14, for mottak av en klemskrue for klemming av skjæreinnsatsen 10 i en innsatslomme i et skjæreverktøy.

For å styrke skjæreinnsatsen 10 i området for de primære skjærekanter 26 er hver sideflate 16 oppdelt i to delflater, en første frigangsflate 34 ved den primære skjærekant 26, og en annen frigangsflate 36 som går sammen med den første frigangsflate ved en grenselinje 38, og som krysser oversiden 12 ved de to avstrykere 24 på hver side av den primære skjærekant 26.

Den første frigangsflate 34 har en breddedimensjon W som er målt vinkelrett på skjærekanten 20, som har en minimumsverdi nær de to hjørnekanter 22 og en maksimumsverdi ved et sentralt område 40 på skjærekanten 20. Med denne konstruksjonen, som det sees av figurene, har den første frigangsflate 34 generelt en trekantet form. Videre gir denne konstruksjonen skjæreinnsatsen 10 en symmetri som gjør at den kan brukes enten som en høyredreiende eller venstredreiende skjæreinnsats.

En foretrukket utførelsesform ved den foreliggende oppfinnelse vedrører frigangen, eller klaringen, for sideflatene 16 på skjæreinnsatsen 10.1 beskrivelsen og kravene er det angitt et referanseplan P som inneholder skjærekanten 20 som er tilknyttet hver side flate 16. Siden hver skjærekant 20 hovedsakelig er parallell med undersiden 14 er refe-ranseplanet P også parallelt med undersiden 14 av skjæreinnsatsen 10, som det sees av figur 2.1 samsvar med denne utførelsesformen av den foreliggende oppfinnelse danner det første frigangsflate 34 en første frigangsvinkel ai med en linje N som står vinkelrett på referanseplånet P, og den annen frigangsflate 36 danner i området for avstrykerne 24 en annen frigangsvinkel012, hvor den annen frigangsvinkel 0:2 er større enn den første frigangsvinkel a|. Som det sees av figur 4 og 5, i samsvar med dette aspektet av oppfinnelsen, er kilevinkelen pi i området for den primære skjærekant 26 på hver sideflate 16 større enn kilevinkelen P2i området for avstrykerne 24. Det er klart at tilstedeværelsen av den første frigangsflate 34 styrker skjæreinnsatsen 10 i området for den primære skjærekant 26, hvilket skyldes den økte kilevinkelen. I samsvar med et spesifikt ikke-bindende eksempel er0:2= 14° og ai = 8°, hvilket øker klaringen ved den primære skjærekanten med 6°, mens det styrker skjæreinnsatsen ved å øke kilevinkelen langs den primære skjærekanten 26.

Som det sees av figurene omfatter grenselinjen 38 for hver sideflate 16 to like grenselinjeseksjoner 38a, 38b som møtes ved et sentralt område 42 avsideflaten 16.1 samsvar med en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse er grenselinjeseksj onene 38a, 38b rette linjer. På en tilsvarende måte omfatter den annen frigangsflate 36 to tilsvarende delfrigangsflater 36a, 36b som går sammen ved det sentrale området 42 av sideflaten 16. For hver sideflate 16 heller hver av de to delfrigangsflater 36a, 36b utover fra tilstøtende hjørnesideflater 18, mot det sentrale området 42 av sideflaten, hvor de går sammen.

Selv om det for mange formål vil være tilstrekkelig å fremstille skjæreinnsatsen som er vist på figur 1 og 5 ved pressing og sintring uten noen ytterligere prosessering kan større nøyaktighet oppnås ved å slipe noen av overflatene. Hvis det er ønskelig er derfor den første frigangsflate 34 en slepet overflate. Videre, hvis det er ønskelig, er de to delfri-gangsflatene 36a, 36b slepne overflater.

Det skal nå vises til figur 6, som viser skjæreinnsatsen 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnesles lære, hvor hver annen frigangsflate 36 er forsynt med en sentralt lokalisert utsparing 44. Hver delfrigangsflate 36a, 36b er delt i to områder, et øvre område 46a, 46b og et nedre område 48a, 48b. De nedre områder 48a, 48b av de to delfrigangsflater 36a, 36b av en gitt sideflate 16 heller utover fra tilstøtende hjørnesideflater 18 mot utsparinger 44. På den annen side går de øvre områder 46a, 46b av de to delfri gangsflater 36a, 36b sammen ved et øvre sentralt område 50 av sideflaten 16, over ut-sparingen 44.

Figurene 7 og 8 viser foretrukne anvendelser av skjæreinnsatsen 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 7 viser en notfres 52, hvor det kun er vist tre identiske radialt monterte skjæreinnsatser 10 (10', 10"). Skjæreinnsatsene 10 er montert som både venstreinnsatser 10' og høyreinnsatser 10". Skjæreinnsatsene som er montert som venstreinnsatser 10' har en operativ avstryker 24' nær en flate 53a av notfresen 52,

mens skjæreinnsatsene som er montert som høyreinnsatser 10" har en operativ avstryker 24" nær den andre flaten 53b av notfresen 52. Figur 8 viser en planfres 54 for høy-redreiende fresing av arbeidsstykket ved bruk av skjæreinnsatser 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse (kun en innsats er vist). På en tilsvarende måte kan skjæreinnsatser 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse brukes i en planfres for venstredreiende fresing av et arbeidsstykke.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet med en viss grad av særegenhet skal det forstås at det kan gjøres forskjellige modifikasjoner og endringer uten å avvike fra oppfinnelsen idé og ramme som heretter angitt i kravene. Oppfinnelsen er for eksempel blitt beskrevet med hensyn til en skjæreinnsats som generelt er kvadratisk formet i et riss av skjæreinnsatsen ovenfra. Oppfinnelsen er imidlertid ikke på noen måte begrenset til en skjæreinnsats med en generelt kvadratisk formet geometri. Det vil forstås at oppfinnelsen like godt kan anvendes på en skjæreinnsats som er generelt oktago-nalt formet i et riss av skjæreinnsatsen ovenfra. Oppfinnelsen kan generelt likegodt anvendes på en skjæreinnsats som generelt er M-formet i et riss av skjæreinnsatsen ovenfra, hvor M er et heltallig multiplum av fire.

Claims (11)

1. Indekserbar skjæreinnsats (10) til bruk i freseverktøy innbefattende: en overside (12), en underside (14) og M hovedsakelig identiske sideflater (16) som strekker seg mellom undersiden og oversiden, idet oversiden generelt har form av et M-sidet polygon i et riss av skjæreinnsatsen sett ovenfra; at hver sideflate (16) er lokalisert mellom to hjørnesideflater (18); at hver sideflate heller utover fra undersiden mot oversiden og krysser oversiden ved en skjærekant (20), idet skjærekanten er lokalisert mellom to hjørnekanter og hovedsakelig er parellell med undersiden; at hver skjærekant omfatter en primær skjærekant (26)som strekker seg mellom to avstrykere (24), idet hver avstryker befinner seg tilstøtende en hjørnekant; at hver sideflate omfatterminst to delflater, en første frigangsflate (34) ved den primære skjærekant (26) og en annen frigangsflate (36) som går sammen med den første frigangsflate ved en grenselinje (38) og krysser oversiden (12) ved de to avstrykere (24); hvor M er et heltallig multiplum av fire, og den første frigangsflate har en breddedi- mensjon som er målt vinkelrett på skjærekanten, karakterisert vedat breddedimensj onen har en minimumsverdi nær de to avstrykere (24) og en maksimumsverdi ved et sentralt område av skjærekanten.

2. Skjæreinnsats ifølge krav 1,karakterisert vedat den første frigangsflate (34) danner en første frigangsvinkel (ai) forskjellig fra null med en linje (N) som står vinkelrett på et referanseplan (P) som inneholder skjærekanten som er tilknyttet hver sideflate, og at den annen frigangsflate (36) i området for den første og annen avstryker (24) danner en annen frigangsvinkel (02) forskjellig fra null, hvor den annen frigangsvinkel (a2) er større enn den første frigangsvinkel (ai).

3. Skjæreinnsats ifølge krav 2,karakterisert vedat grenselinjen (38) for hver sideflate (16) omfatter to hovedsakelig like rette grenselinjeseksjoner (38a, 38b) som møtes ved et sentralt område (42) av sideflaten.

4. Skjæreinnsats ifølge krav 3,karakterisert vedat den annen frigangsflate (36) omfatter to tilsvarende delfrigangsflater (36a, 36b) som går sammen ved det sentrale området av sideflaten.

5. Skjæreinnsats ifølge krav 4,karakterisert vedat hver av de to delfrigangsflater (36a, 36b) heller utover fra hjørnesideflatene (18) mot det sentrale området (42) av sideflaten.

6. Skjæreinnsats ifølge krav 3,karakterisert vedat den første frigangsflate (34) er slepet.

7. Skjæreinnsats ifølge krav 6,karakterisert vedat de to delfrigangsflater (36a, 36b) er slepet.

8. Skjæreinnsats ifølge krav 2,karakterisert vedat skjæreinnsatsen har en gjennomgående boring (32) som passerer gjennom oversiden og undersiden.

9. Skjæreinnsats ifølge krav 2,karakterisert vedat skjæreinnsatsen omfatter et presset og sintret pulverlegeme.

10. Skjæreinnsats ifølge krav 2,karakterisert vedat M er lik fire.

11. Skjæreinnsats ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat den annen frigangsflate (36) er forsynt med en sentralt lokalisert utsparing (44).