NO324752B1 - System for innspenning av et skjaerhode i et adapter, et skjaerhode og en festeanordning - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system for fastspenning av et skjærhode 1 til et adapter 2 for en verktøymaskin. Skjærhodet 1 omfatter en første lineær flens 9, en andre lineær flens hovedsakelig parallelt med den første flensen 9 og midler for innfesting av et skjær. En holdebakke 4 er tilveiebrakt for innspenning i adapteret 2 og for inngrep med minst én av de lineære flensene 9 på skjærhodet 1, samt en fastspenningsanordning 7 for innspenning av den minst ene holdebakken 4 mellom den minst ene flensen 9 på skjærhodet 1 med adapteret 2 Minst en ytterligere fastspenningsanordning er tilknyttet adapteret 2 for inngrep med den andre av de lineære flensene. Videre defineres et skjærhode og et adapter.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system for fastspenning av et skjærhode til et adapter for en verktøymaskin, et skjærhode og et adapter. Oppfinnelsen er beregnet for borestenger og alle andre lignende verktøyholdere som brukes i verktøymaskiner. Den foreliggende oppfinnelsen er spesielt tilpasset for borestenger for innvendig og utvendig dreiing.

Ved dreiing oppstår det lett vibrasjoner, sperring, som skyldes at verk-tøyets laveste naturlige egenfrekvens er i samme område som de naturlig fore-kommende svingningene i skjærkreftene der skjæringen finner sted. Dette ska-per dårlig kvalitet på bearbeidet flate, støy og dårlig nøyaktighet i arbeidsstyk-ket. Det er utviklet teknologi som demper slike vibrasjoner ved at skjærhodet er blitt optimalisert i forholdet mellom vekt og styrke. Denne teknologien er beskrevet i søkers patentsøknad NO 2001 0380. Dette gjør at en utkragelengde kan økes. Slike skjærhoder er beregnet for innspenning i et adapter eller en borestang.

Under maskinering med en verktøymaskin vil det i mange tilfeller være ønskelig å kunne bytte ut et skjærhode raskt.

Fra patentlitteraturen er det kjent med holdere for skjærverktøy av for-skjellig type. Fra US 3 811 162 fremgår det en fastklemmende holder som omfatter et langsgående spor med svalehaleformet tverrsnitt for i lengderetningen å oppta et skjærverktøy med en kvadratisk stålstang for å bli festet i sporet, og omfatter en kileformet foring som er fastklemt i dette. Kiler og skruer er vist for å spenne fast verktøyet. Imidlertid beskriver ikke patentet adaptere og skjærhoder for borestenger.

Fra US 5 322 395 fremgår det et verktøy med et legeme som definerer et første sete som er fastgjort i en ambolt. Et skjær er holdt fast med et klampe-legeme eller en holdebakke.

Fra US 4 599 923 fremgår en verktøyholder som har en svalehaleformet innfestingsdel for forbindelse med en verktøyholder. En kile benyttes for å hol-de verktøyet til verktøyholderen.

Fra EP 1 243 365 fremgår det en verktøyholder for borestenger der et verktøy er innført i et spor med ulike vinkler for fastklemming av verktøyet.

Ingen av de viste publikasjonene beskriver et system for fastspenning av et skjærhode til et adapter for en verktøymaskin som er optimalisert i forhold til vekt og styrke for ikke å gi begrensninger i maksimal utkragelengde i kombina-sjon med et innspenningssystem som tillater rask utskiftning av skjærhodet og trinnløs justering av skjærets såkalte F-mål. F-målet definerer avstanden mellom adapterets senter og skjæret (skjærets spiss). Videre fremgår heller ikke en koplingsmekanisme eller et system som er tilpasset slik at byggelengden for systemet ikke blir for lang.

Dette tilveiebringes med et system, et skjærhode og et adapter som an-gitt i de vedlagte patentkrav, og som definerer et system for fastspenning av et skjærhode til et adapter for en verktøymaskin, der skjærhodet omfatter en første hovedsaklig lineær flens, og en andre hovedsaklig lineær flens hovedsakelig parallelt med den første flensen. Skjærhodet omfatter midler for innfesting av et skjær. Videre omfatter systemet minst en holdebakke for innspenning i adapteret og for inngrep med minst én av de lineære flensene på skjærhodet, samt minst én fastspenningsanordning for innspenning av den minst ene holdebakken til adapteret og mot den minst ene flensen på skjærhodet, og minst én ytterligere fastspenningsanordning tilknyttet adapteret for inngrep med den andre av de lineære flensene. Skjærhodet som skal benyttes i systemet omfatter et fremspring som springer frem fra en hoveddel. Fremspringet omfatter midler for innfesting av et skjæret. Den første hovedsakelig lineære flensen og den andre hovedsakelig lineære flensen er parallelle. Minst én av holdebakkene er tilveiebrakt for inngrep med minst én av de lineære flensene på skjærhodet. Fastspenningsanordningen er tilknyttet adapteret for innspenning av den minst ene holdebakken både mot adapteret og mot den minst ene flensen på skjærhodet. Den ytterligere holdedelen eller bakken er tilknyttet adapteret for inngrep med den andre av de lineære flensene.

Fastspenningsanordningen for innspenning av den minst ene flensen på skjærhodet med den minst ene holdebakken kan omfatte en bolt.

Den minst ene fastspenningsanordningen kan utgjøres av et fremspring med et kilespor innbyrdes tilpasset skjærhodets andre lineære flens.

Fastspenningsanordningen tilknyttet adapteret for inngrep med den andre av de lineære flensene kan omfatte en andre holdebakke, og den andre holdebakken kan innspennes i adapteret med en andre bolt.

Skjærhodet og adapteret kan inneha innbyrdes sammenpassende serrateringer parallelt med den første og den andre lineære flensen.

Skjærhodet kan omfatte en første hovedsaklig rett, lineær, langstrakt eller langsgående flens og en andre hovedsaklig rett, langstrakt, langsgående flens hovedsakelig parallelt med den første flensen og en holdeanordning for et skjær.

Videre omfatter oppfinnelsen et adapter med to fra hverandre vendende sider der den første siden er tilpasset for å vende mot et skjærhode og den andre siden er tilpasset for innspenning i en verktøymaskin, og der siden som vender mot skjærhodet omfatter et område for tilstøtende inngrep med skjærhodet. Adapteret omfatter et ytterligere område på hver side av området som er tilpasset for tilstøtende inngrep med skjærhodet, der minst ett av disse områdene er tilpasset for innspenning av en holdebakke for inngrep med en på skjærhodet plassert flens.

Området som er tilpasset for tilstøtende inngrep med skjærhodet kan omfatte et fra området utoverstrekkende legeme eksempelvis i form av en innskruet tapp, for inngrep med et justeringselement på skjærhodet. Justerings-lementet kan utgjøres av en skrue som skrus mot tappen. Alternativt kan en i lengderetningen justerbar tapp i skjærhodet gå i et spor i dette og inn i en pas-sende utsparing eller utboring i adapteret.

Adapteret kan være tilpasset for fastgjøring av en holdebakke på det andre område ved siden av området for tilstøtende inngrep med skjærhodet.

Ett av områdene på hver side av flaten som er tilpasset for tilstøtende inngrep med skjærhodet, kan omfatte en holdedel med et kilespor innbyrdes tilpasset skjærhodets andre lineære flens.

Under utarbeidelse av løsningen vist i oppfinnelsen er det lagt vekt på at bytte av skjærhoder kan bli gjort raskt for å spare tid. Videre er det lagt vekt på at løsningen ikke innehar løse deler slik at skjærhodet kan løsnes, dras ut til siden, og det nye skjærhodet kan skyves inn fra siden og strammes uten at flere elementer må frigjøres fra adapteret.

Dysen eller utløpet for skjærvæske kan være plassert høyt opp og litt ut på siden på adapteret slik at strålen kommer godt over fastspenningsmekanis-men til skjæret og vil alltid treffe skjærspissområdet. Ved store skjær er det et problem at fastspenningsmekanismene til enkelte skjær bygger mye og det er svært vanskelig å få skjærvæskestrålen til å treffe skjærspissen. Dette løser den viste løsningen.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer også et skjærhode, hvilket er et volumprodukt. Et adapter er mer en investering, og man kan i henhold til oppfinnelsen ha et antall skjærhoder for ulike operasjoner til ett adapter. Følge-lig er løsningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen en økonomisk løs-ning. I henhold til oppfinnelsen kan skjærhodet lages vesentlig enklere og derved billigere enn andre skjærhoder. Koplingsflaten til skjærhodet kan bestå av enkle flater i motsetning til kjente løsninger der koplingsflaten for eksempel har flere hull, forsenkninger, kilespor og koniske flater. Oppfinnelsen sikrer at skjærets posisjon beholdes ved skifte av skjærhodet.

Videre er det ønskelig å tilveiebringe et produkt som er enklere i bruk ved at skjærhodet er enklere og raskere å skifte, skjærhodet er billigere å produse-re, F-målet mellom adapteret og skjæret kan lett justeres trinnløst, og posisjonen ved veksling mellom ulike skjærhoder kan repeteres. Det at posisjonen skjærhodet har på adapteret lett kan repeteres representerer en vesentlig for-enkling, og kan gi en betydelig besparelse i medgått tid og er følgelig en økonomisk løsning.

Kort beskrivelse av de vedlagte figurer.

Fig. 1 er et riss av forsiden av et skjærhode i henhold til en utførelses-form av oppfinnelsen; Fig. 2 er et sideriss av utførelsesformen av oppfinnelsen vist på fig. 1; Fig. 3 er et perspektivriss av en ytterligere utførelsesf orm av oppfinnelsen; og

Fig. 4 er et perspektivriss av enda en utførelsesf orm av oppfinnelsen.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet i lys av de viste utførelses-eksemplene.

Fra fig. 1 fremkommer en kleminnretning, et adapter 2 og et skjærhode 1 i henhold til oppfinnelsen. Kleminnretningen omfatter en første eller øvre holdebakke 4 fastgjort med en fastspenningsanordning i form av en øvre eller første bolt 7. Den første bakken 4 er vist utstyrt med dyser 8 for fremføring av skjærvæske. En nedre eller andre holdebakke 5 er vist fastgjort til adapteret 2 via nedre eller andre bolt 6. Skjærhodet 1 er utstyrt med midler for innfesting av et skjær og er utformet med en første flens 9 og en andre flens parallelt med den første flensen, samt serrateringer på den siden av skjærhodet 1 som er tilstø-tende adapteret 2. Adapteret 2 er utstyrt med motsvarende serrateringer 3 for innbyrdes sammenpassende inngrep med skjærhodet 1.

Ved utskifting av skjærhodet 1 på adapteret 2 kan holdeboltene 6, 7 løs-nes slik at skjærhodet 1 kan sleides i retning av serrateringene 3 og de parallelle flensene og byttes ut med et annet skjærhode. Et nytt skjærhode kan plasse-res på adapteret 2 ved å skyves inn samme vei som det forrige adapteret ble fjernet. En mekanisme (ikke vist) kan sikre at skjærhodet inntar en forhånds-definert posisjon på adapteret 2. Ved innspenning av skjærhodet 1 i adapteret 2, strammes holdeboltene 6, 7 og holdebakkene 4, 5 presser derved skjærhodet 1 mot adapteret 2. Serrateringene 3 sikrer at skjærhodets 1 plassering i forhold til adapteret 2 ivaretas. Holdebakkene 4, 5 er utformet slik at de påfører en kraft mot skjærhodet 1 og adapteret 2 ved tilstramning av holdeboltene 6, 7 uten at holdeboltene 6, 7 påføres bøyemoment. Denne utformingen vil bli ytterligere beskrevet med hensyn til de andre utførelsesf ormene.

Skjærhodet kan i de viste utførelsesf ormene omfatte et fremspring 2c med et område for innfesting av et skjær og en rampe 1c som gir rom for spon som dannes i en skjærprosess. Fremspringet 2c springer frem fra en hoveddel 6c, og overgangen mellom hoveddelen 6c og fremspringet 2c utgjøres av en S-form 4c og omfatter en konkav og en konveks flate som vender vekk fra flaten som tilstøter adapteret 2. Overgangen mellom hoveddelen 6c og fremspringet 2c danner en radius R1. Hoveddelen 6c kan inneha en skrå flate i forhold til et plan parallelt med koplingsflaten til adapteret 2.

Denne konstruksjonen bidrar til en lav vekt for systemet og gir enkel maskinering av skjærhodet hvilket igjen tilveiebringer et økonomisk produkt.

Fra fig. 2 fremgår det et sideriss av utførelsesf ormen vist på fig. 1 der adapterets 2 serrateringer 3 og innbyrdes sammenpassende serrateringer i skjærhodet 1 tydelig fremgår. Videre fremgår hvordan den øvre holdebakken 4 presser mot skjærhodets 1 flens 9 under tilstramming av den øvre holdebolten

(ikke vist på fig. 2). Fra fig. 2 fremgår det at den øvre holdebakken 4 er avfaset i et parti som støter mot adapteret 2 slik at holdebakken 4 presser mot både adapteret 2 og flensen 9 på skjærhodet 1 når den øvre holdebolten tilstrammes. Alternativt kan adapteret 2 være avfaset, for å sikre at flensen 9 fastklemmes av holdebakken 4 uten at holdebolten påføres bøyemoment. Holdebakken 4 kan således utgjøre en bro mellom adapteret 2 og den øvre flensen 9 på skjærhodet 1, og som strammes mot disse av holdebolten 7.

Likeledes viser figuren hvordan den nedre holdebakken 5 vil klemme den nedre flensen på skjærhodet 1 mot adapteret 2 ved tilstramming av den nedre holdebolten 6. En tapp 10 er fastgjort i adapteret 2. En justeringsskrue (ikke vist) i skjærhodet 1 kan støte mot tapp 10 på adapteret 2 og benyttes for å ivareta en posisjon av skjærhodet 1 ved fjerning og tilbakesetting av skjærhodet 1. Adapteret 2 er tilpasset for å bli innfestet i en borestang, eller utgjøres av selve borestangen.

Fra fig. 3 fremgår det en annen utførelsesf orm av oppfinnelsen der et skjærhode 11 for innfesting av et skjær er påmontert et adapter 12. En øvre holdebakke 14 for fastklemming av skjærhodet 11 til adapteret 12 er vist fastklemt via en holdebolt 17. Holdebakken 14 er videre utstyrt med dyser 18 for fremføring av skjærvæske. Skjærhodet 11 er utstyrt med en øvre flensdel 19 og en nedre flensdel 21 for fastholdelse av skjærhodet 11 til adapteret 2. De to flensene 19, 21 er parallelle slik at skjærhodet 11 kan parallellforskyves i adapteret 12. Flensene 19, 21 er vist kileformet i en tversgående retning slik at skjærhodet 11 kan kiles ned i en motsvarende holdedel 22 med kilespor i adapteret 12 og i holdebakken 14. Holdedelen 22 erstatter den nedre holdebakken 5 vist på figur 1 og 2. Holdebolt 17 er vist plassert noe vinklet i forhold til flaten mellom adapteret 12 og skjærhodet 11 for å presse skjærhodet 11 inn i den kileformede holdedelen 22 i adapteret 12 samtidig som skjærhodet 11 presses mot adapteret 12. En utboring i skjærhodet 11 er vist for innsetting av en justeringsskrue tilpasset for å støte mot en tapp i adapteret 12 for å kunne justere skjærhodets plassering i forhold til adapteret, og for å ivareta en posisjon etter fjerning og på ny påsetting av skjærhodet 11 på adapteret 12.

Fra fig. 4 fremgår en utførelse som minner om utførelsen vist på fig. 3, men der en øvre holdebakke 34 innehar en tydeligere skråstilt flate 44 mellom holdebakken 34 og adapteret 32. Holdebolt 37 er vist skråstilt med en vinkel tilpasset den skråstilte flaten 44 og en skråstilt kontaktflate på skjærhodets 31 øvre eller første flens 39. En utboring 43 for en justeringsskrue (ikke vist) er plassert i skjærhodet 31.

I de viste utførelsesformene, kan skjærhodets plassering i forhold til adapteret justeres i en retning sideveis, slik at et F-mål mellom skjærhodets skjær og adapterets senter kan justeres.

Under tilstramming av holdebolt 37 på fig. 4, vil holdebakken 34 presse skjærhodet 31 inn og ned og sikre at flens 41 med en konisk fasong presses ned i en motsvarende konisk slisse i den kileformede holdedel 42. Dyser 38 for fremføring av skjærvæske er vist innsatt i den øvre holdebakken 34.

I de viste utførelsesformene er det vist fastspenningsanordninger i form av holdebolter for tilstramming av holdebakkene. Imidlertid kan andre former for innspenning av holdebakkene benyttes, uten at man fjerner seg fra oppfinnelsen. Eksempelvis kan holdebakkene fastgjøres med fastspenningsanordninger i form av en hendel med en kam for fastklemming av bakken, eller kan tilstrammes på andre måter.

Claims (10)

1. System for fastspenning av et skjærhode (1,11, 31), til et adapter (2,12, 32) for en verktøymaskin, idet skjærhodet videre omfatter et fremspring (2c) som springer frem fra en hoveddel (6c) og midler for innfesting av et skjær karakterisert ved at systemet omfatter: en første hovedsakelig lineær flens (9, 19, 39) og en andre hovedsakelig lineær flens (21, 41) hovedsakelig parallelt med den første flensen (9,19, 39) på skjærhodet (1,11, 31);,; minst én holdebakke (4,14, 34) for inngrep med minst én av de lineære flensene (9,19, 39) på skjærhodet (1,11, 31); en fastspenningsanordning (7,17, 37) tilknyttet adapteret (2,12, 32) for innspenning av den minst ene holdebakken (4, 14, 34) til både mot adapteret (2, 12, 32) og mot den minst ene flensen (9,19, 39) på skjærhodet (1,11, 31); og minst én ytterligere holdedel eller bakke fastspenningsanordning (5, 22, 42) tilknyttet adapteret (2,12, 32) for inngrep med den andre av de lineære flensene (21,41).

2. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at fastspenningsanordningen (7) for innspenning av den minst ene flensen (9) på skjærhodet (1,11, 31) med den minst ene holdebakken (4) omfatter en bolt.

3. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at den minst ene ytterligere fastspenningsanordningen utgjøres av en holdedel (22,) med et kilespor innbyrdes tilpasset skjærhodets (11) andre lineære flens (21, 41).

4. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at den ytterligere fastspenningsanordningen tilknyttet adapteret (2) for inngrep med den andre av de lineære flensene omfatter en andre holdebakke (5), og at den andre holdebakken (5) innspennes i adapteret (2) med en andre bolt (6).

5. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at skjærhodet (1) og adapteret (2) innehar innbyrdes sammenpassende serrateringer (3) parallelt med den første og den andre lineære flensen.

6. Skjærhode (1,11, 31) for innspenning i et adapter for en verktøymaskin, idet skjærhodet videre omfatter et fremspring (2c) som springer frem fra en hoveddel (6c) og midler for innfesting av et skjær; karakterisert ved at det omfatter en første lineær flens (9,19, 39) og en andre lineær flens (21, 41) hovedsakelig parallell med den første lineære flensen (9,19, 39).; og en holdeanordning for et skjær.

7. Adapter (2,12, 32) med to fra hverandre vendende sider der den første siden er tilpasset for å vende mot et skjærhode (1, 11, 31) og den andre siden er tilpasset for innfesting i en verktøymaskin, og der siden som vender mot skjærhodet omfatter et område for tilstøtende inngrep med skjærhodet (1,11, 31), karakterisert ved at adapteret omfatter et ytterligere område på hver side av flaten området som er tilpasset for tilstøtende inngrep med skjærhodet, der minst ett av disse områdene er tilpasset for innspenning av en holdebakke (4, 14, 34) for inngrep med en på skjærhodet (1,11, 31) plassert flens (9,19, 39).

8. Adapter i henhold til krav 7, karakterisert ved at området som er tilpasset for tilstøtende inngrep med skjærhodet omfatter et fra område utoverstrekkende legeme (10) for inngrep med et justeringselement på skjærhodet (1,11,31).

9. Adapter i henhold til krav 7, karakterisert ved at det er tilpasset for fastgjøring av en holdebakke (5) på det andre område ved siden av område for tilstøtende inngrep med skjærhodet (1,11,31).

10. Adapter i henhold til krav 7, karakterisert ved at ett av områdene på hver side av flaten som er tilpasset for tilstøtende inngrep med skjærhodet, omfatter en holdedel (22) med et kilespor innbyrdes tilpasset skjærhodets (11) andre lineære flens (21).