NO820239L - Skjaereinnsats - Google Patents

Description

■Foreliggende"oppfinnelse vedrører skjæreverktøy og spesielt jvendbare skjær eller skjæreinnsatser. Mer spesielt vedrører, foreliggende oppfinnelse slike skjær med positiv sponvinkel

som kan fastholdes i en verktøyholder som er konstruert for skjær med negativ sponvinkel, og som er vendbare såvel som snubare.

S^jær med positiv sponvinkel krever mindre kraft og gir bedre ovérflate enn skjær med negativ sponvinkel i de fleste anvendelser. De krever vanligvis en verktøyholder som er spesielt konstruert for å oppta et skjær med positiv sponvinkel pg de kunne ikke snus. Negative/positive, eller N/P, skjær ble deretter utviklet. Disse N/P skjær kan, selv om de gir

i

positiv sponvinkel, fastholdes i en verktøyholder konstruert for skjær med negativ sponvinkel og kan også snus. Eksempler 'på slike N/P skjær-konstruksjoner er vist i US patent nr.

'3J399 .442 og 3.557.416.

i

I jskjær eller innsatser med positiv sponvinkel danner ende-klaringsflaten (eller endeveggen) og sponvinkelflaten en

spiss vinkel ved skjærekanten. Denne konstruksjon gir en -iboende svakere skjærekant enn det man finner i innsatser méd negativ sponvinkel, hvor denne vinkel er 90° eller mere. Skjærekantene på innsatser med positiv sponvinkel og N/P innsatser er derfor utsatt for større grad av sammenbrudd enn innsatser med negativ sponvinkel.

i

' I jslike N/P innsatser som er snubare vil skjærekanten og den positive sponvinkelflate umiddelbart under skjærekanten som utfører skjæringen, vanligvis ikke være'i anlegg med anlegget i

på verktøyholdersetet for å unngå skade på den nedre skjærekanten. Dette uunderstøttede parti av innsatsen, spesielt i hjørne- eller neseområdet, utsettes derfor for et bøyemoment som kan føre til tidlig svikt i neseområdet.

i

<!>

Foreliggende oppfinnelse har til formål å overvinne ovennevnte problemer i forbindelse med tidligere kjente skjæreinnsatser med positiv sponvinkel. Ifølge foreliggende oppfinnelse er elet tilveiebragt en formpresset sk jæreinnsats, fortrinnsvis

Ilaget av sementert karbidmateriale, som har et høytemperatur-I

bestandig belegg av oksyd, nitrid og/eller karbid og som er forsynt med en konveks positiv sponvinkelflate bak sin skjærekant. Innsatsen kan være vendbar og også snubar.

På vendbare innsatser ifølge foreliggende oppfinnelse er det fortrinnsvis anordnet en forhøyet struktur, eller neseunder-støttelseselement, bak skjærekanten, som tjener som sporikon-trollanordning ved grunne kuttdybder og som også øker styrken av innsatsens neseområde for å minimalisere brudd i neseskjærekanten.

i 1

Videre virker dette understøttelseselement til å løfte spon-ene opp i neseområdet for å redusere slitasje på skjærekant-jflanken. På snubare innsatser har den forhøyede struktur jfortrinnsvis en høyde som er større enn høyden av skjærekanten slik at den hviler mot innsatssetet på verktøyholderen og 'opptar skjærebelastningene istedenfor skjærekanten.

Det er også å foretrekke ifølge oppfinnelsen at den forhøyede<i>struktur ligger nærmest skjærekanten i neseområdet for å gi maksimal understøttelse til neseskjærekanten. Der hvor !skjærekantene strekker seg bort fra nesen er det å foretrekke i jat den forhøyde struktur fjerner seg relativt raskt bort fra skjærekanten for å minimalisere dens effekt pa energibehovet véd dype kutt. Den forhøyede struktur kan når den fjerner !ség fra neseområdet gå over i et sentralt plassert hevet parti eller "øyparti".

[Mellom skjærekantene og det sentralt plasserte øyparti er det I'fI o1rtrinnsvis en "bekkenbunn" som er konveks og har en oppad 'gående hellning som øker etter hvert som den strekker seg :bort fra skjærekanten. Bekkenbunnen går fortrinnsvis over i ien vegg på øyen slik at dens oppadgående hellning er større enn hellningen av veggen i overgangen.

i

'Selv om disse sponkontrollerende og understøttende strukturer plassert bak skjærekanten er meget fordelaktig brukt for ]innsatser med positiv sponvinkel, ligger det innen oppfinnel-

bens ramme at disse strukturer også kan benyttes for enhver 'annen av sponvinkelflatekonstruksjonene (positiv, negativ og nøytral) innenfor fagmannens vanlige kompetanseområde.

j

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe skjæreinnsatser med forbedret skjærekantstyrke bg som har effektive skjæreegenskaper i et bredt område av hastigheter, matningshastigheter og kuttdybder.

i

i ■

i

Det er også et formål med foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe en omsnubar, positiv skjæreinnsats med forbedret nesestyrke.

Tii!l bedre foreståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nær-mere under henvisning til de utførelseséksempler som er illu-strert på vedføyede tegninger.

Fig. 1 er et grunnriss av en foretrukket utførelse av skjære-irinsatsen ifølge foreliggende oppfinnelse.

! i

C 'i

Fig. 2 er et nærbilde av et hjørnesegment av innsatsen vist [ på fig. 1.

I

I

Fi'g. 3 er et snitt av hjørneområdet langs linjen III-III på

li.<->'

i

Fig. 4 er et snitt langs linjen IV-IV på fig. 2.

i

Fi ii g. 5 er ét utsnitt av et grunnriss av en a-nnen utførelse ifølge oppfinnelsen.

Fig. 6 viser i perspektiv et snitt av enda en utførelse ifølge oppfinnelsen.

I

På fig. 1 er det vist et grunnriss av en stort sett polygonal, yendbar skjæreinnsats. Skjæreinnsatsen 1 har en skjærekant 3 hvor en periferiell vegg 4 møter toppflaten 2 av skjæreinnsatsen. På toppflaten 2 er det innenfor skjærekanten 3 en konveks positiv sponvinkelflate 5. Denne sponvinkelflate 5

Ifølges av et bekken eller bunnområde.

i

i i

Det er et nesebekken 9 i hjørne- eller neseområdene 7, og

det foreligger et konkavt bekken 11 langs siden av innsatsen. I neseområdene 7 er det innenfor nesebekkenet 9 et neseunder-støttelseselement 15 som hever seg opp fra bunnen av nesebekkenet. Neseunderstøttelseselementet har en vegg 17, som også er stort sett konveks av natur. Neseunderstøttelses-elementet 15 kan slutte seg til en sentralt plassert "øy" 13, slik det fremgår av fig. 1. Langs sidene av innsatsen går det konkave bekken 11 over i en øyvegg 19 som forløper opp til toppflaten av den sentralt plasserte øy 13. Sentralt plassert i toppflaten 2 befinner det seg en åpning 21, som stiå<r>i forbindelse med innsatsens bunnflate. Bunnflaten av innsatsen kan være flat, eller den kan ha de samme trekk som er vist for toppflaten 2 dersom man ønsker en snubar innsats.

i

i

Fra fig. 2, som er en forstørrelse av neseområdene 7 vist på fig. 1, vil det kunne ses at neseunderstøttelseselementet 15 ligger nærmest skjærekanten i neseområdet 7, og hvor skjærekantene 3 strekker seg bort fra neseområdet 7 vil neseunder-støttelseselementet 15 raskt fjerne seg fra skjærekantene 3. • Som vist på fig. 2, oppnås dette ved å la neseunderstøttelses-elementet 15 smalne av slik at dets bredde i retning på tvers av midtlinjen B-B for nesevinkelen minsker i retning innad fra skjærekanten på nesepartiet 7. Dette er den foretrukne utførelse, men bredden av neseunderstøttelseselementet kan /være konstant i retning bort fra neseområdet langs midtlinjen B-B inntil det går over i den sentralt plasserte øy 13.

; i

Fra fig. 3, som er et snitt langs linjen III-III på fig. 2, vil det kunne ses at skjærekanten 3 som dannes i overgangen mellom den periferielle vegg 4 og den konvekse positive sponvinkelf late 5, er plassert i lavere høyde enn høyden av nese-understøttelseselementet 15. Denne forskjell i høyde, som er angitt med F på fig. 3, er gjerne 0,025 - 0,05 mm og er[anordnet for at skjærekreftene ikke skal skade den nedre skjærekant som befinner seg på motsatt side av den skjærekant jsom utfører skjæringen ved å presse den nedre skjærekant mot 1 'bu[ nnflaten av verktøyholderens innsatssete. Naturl•igvis er den økede høyde av neseunderstøttelsen 15 kun nødvendig på snubare innsatser. Dersom innsatsen kun er vendbar, kan høy-den av neseunderstøttelseselementet 15 være den samme eller mindre enn høyden av skjærekanten. Neseunderstøttelseselemen-tet 15 tjener ved dype kutt også til å løfte sponet opp' i neseområdet 7 for å minimalisere kraterskader, som ellers ville skje på skjærekantflanken og sponvinkelflaten, for ytterligere å svekke neseområdet 7.

Som det vil kunne ses av tegningen., går den konvekse, nedad-løpende vegg 5 over i en plan bekkenbunn 9, som deretter følges av en stort sett konveks vegg 17 på neseunderstøttel-seselementet. Slik det også fremgår av tegningen, kan det yaére overganger mellom den positive sponvinkelf late 5 og bekkenet 9, og også mellom bekkenet 9 og veggen 17 på nese-

i

(uriderstøttelseselementet. For å maksimalisere understøttel-sén som neseunderstøttelseselementet 15 gir skjærekanten 3

i ;neseområdet, bør neseunderstøttelseselementet 15 bringes

så nær skjærekanten 3 som mulig under hensyn til at skjære-;kraftforbruket må holdes innen akseptable grenser.

I

i

I ■

iMan har funnet at avstanden fra skjærekanten 3 til den indre i l

ikant av bekkenbunnen 9, vist pa tegningen som dimensjon A,

i !

Jfortrinnsvis skal være 0,635 mm. Det antas imidlertid at avstanden A også vil gi akseptable resultater dersom den lig-aer i området fra 0,5 - 1,8 mm fra skjærekanten. Avstanden fra skjærekanten 3 til toppunktet på neseunderstøttelsesele-mentet 15 vist som dimensjon G gir akseptable resultater når dimensjon G er lik 0,965 mm, men det antas at dimensjon G kan holdes mellom 0,89 og 2,3 mm og likevel gi god sponkon-jtroll.

i i

! i

jHøyden av skjærekanten 3 over bekkenbunnen 9 vist som dimensjon C, bør være mellom 0,076 og 0,25 mm, fortrinnsvis om-'trent 0,13 mm.

j i

jPå fig. 4, som er et snitt langs linjen IV-IV på fig. 2, vil idet kunne ses at skjæreinnsatsen 1 har en periferiell vegg 4

I (

ved hvis topp det befinner seg en skjærekant 3. Skjærekanten er] tilsluttet en konveks nedadløpende vegg 5, som kan være en' sirkelbue med radius R. Det vil kunne ses at langs sidene går denne konvekse nedadløpende vegg over i en konkav bekken-buhn 11, hvis hellning fortrinnsvis øker i avstand bort fra skjærekanten 3.

Den konkave bekkenbunn 11 går over i en innenforliggende øyvegg 19 ved posisjon 23. Som vist på denne figur vil hellningen av bekkenbunnen 11 ved posisjon 23 være større enn hellningen1 av øyveggen 19 ved posisjon 23. Øyveggen 19 kan være konkav, slik tegningen viser, eller den kan ha en annen form, såj lenge dens- hellning ved posisjon 23 er mindre enn hellning-enl for bekkenbunnen 11 ved posisjon 23.

i . i

N! ei seunderstøttelseselementets 15 konvekse vegg 17 går over i bekkenbunnen 11 og øyveggen 19. Bekkenbunnen 9 i neseområdet erj litt hevet over den konvekse bekkenbunn 11. Den konvekse bekkenbunn 11 bør ha en maksimal dybde D på 0,2 - 0,3-8 mm og! har vist seg å gi akseptable resultater når den holdes på omtrent 0,2 mm. Den konkave bekkenbunn 11 stiger i retning bort fra skjærekanten til en maksimal høyde E ved punkt 23.

E er fortrinnsvis 0,076 - 0,25 mm under høyden av skjærekanten, men er alltid mindre enn D.

i

D1 en i vinkel som en tangent til den positive, konvekse sponvinkelflate 5 danner med den periferielle vegg 4 ved skjærekanten, er vist som vinkel T på fig. 4. T kan være omtrent 82°, men kan endres avhengig av skjærekantens styrkekrav for spesielle anvendelser. Komplementet til vinkel T er sponvinkelen, og som det vil kunne ses, øker sponvinkelen kontinuerlig etter hvert som den positive konvekse sponvinkelflate strekker seg bort fra skjærekanten 3.

il

Toppunktet 23 bør være omtrent 1,3 - 2,54 mm (B) bak side-, skjærekanten 9 og har vist seg å gi gode resultater når det holdes på 1,3 mm. Toppunktet eller linjen 23 virker som en sponkontrollanordning ved dype kutt.

<p>ét skal bemerkes at selv om tegningene viser at neseunder-støttelseselementet 15 og den sentrale øy 13 har samme høyde 'og dertil befinner seg høyere enn skjærekanten 3, er dette ikke absolutt nødvendig dersom innsatsen ikke skal være en snubar innsats. Denne utformning er kun nødvendig på snubare innsatser.

Fig. 5 og 6 viser tp alternative utførelser av foreliggende oppfinnelse. På fig. 5 har en skjæreinnsats 51 en skjærekant 53 i overgangen mellom dens perifere vegg og toppflate forbundet .med en plan landflate 55 som strekker seg innad ,fra kanten. Fra landflaten 55 går det en nedadløpende vegg i

57, som fortrinnsvis er en konveks, positiv sponvinkelflate som beskrevet i forbindelse med foregående figurer. Denne nedadløpende vegg 57 kan imidlertid være konkav eller plan avhengig av anvendelsen.

i. !

i i

Strukturen plassert innenfor den nedadløpende vegg er den samme som beskrevet tidligere i forbindelse med fig. 1-4. Landflaten 55 kan ha en positiv, negativ eller nøytral spon-[vinkel avhengig av anvendelsen og er i dette utførelsesek-j séimpel anordnet for å gi innsatsens skjærekant ytterligere styrke.

Fig. 6 viser en innsats 61 som har en skjærekant 63 med en land 65 som strekker seg innover fra skjærekanten. Den indre kant av landen 63 er en konveks, positiv sponvinkelflate 67 som løper nedad til en bunn 69 som strekker seg innad uten å møte noen forhøyede sponkontrollstrukturer.

i

I i

I

De beskrevne utførelser er ment å skulle illustrere de mange forskjellige innsatskonstruksjoner som ligger innenfor opp-finnelsens ramme og er ikke ment å skulle begrense denne ramme. Modifikasjoner innen rammen av de følgende krav kan gjøres og er inkludert i foreliggende oppfinnelse.

Claims (1)

1. \ l\ Skjæreverktøy, karakterisert ved at 'det omfatter: en skjærekant; en positiv sponvinkelflate bak skjærekanten; og en positiv sponvinkel på den positive sponvinkelflate som kontinuerlig øker etter hvert som sponvinkelflaten strekker seg bort fra skjærekanten.

   i

   ' 2 J Skjæreverktøy ifølge krav 1, karakterisert v je d at den positive sponvinkelflate er forbundet med skjærekanten.

   !

   |3 . Vendbar sk jæreinnsats, karakterisert jv !e d at den omfatter: et legeme som har en toppflate, en bunnflate og en periferiell vegg som forbinder topp- og i 'bui n■nflatene; i det minste to skjærekanter som forløper i

   ! i

   jvinkel med hverandre og er forbundet med hverandre, hvilke li''

   ;skjærekanter er dannet i overgangen mellom den periferiellei végg og topp- eller bunnflaten; idet topp- eller bunnflaten har en positiv sponvinkelflate som støter til skjærekanten;

   ; og i hvilken positive sponvinkelflate danner en positiv spon-vi <l> nkel ved skjærekanten som kontinuerlig øker etter hvert som den positive sponvinkelflate strekker seg innad fra i|,

   skjærekanten.

   4] Skjæreverktøy eller -innsats ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at det videre omfatter:

   <!> eri bekkenbunn plassert innenfor den positive sponvinkelflate; i og ! et forhøyet parti eller en "øy" som er pl■assert innenfor jbekkenet og er høyere enn skjærekanten.

   i

   i

   ! i5J i Skjæreinnsats ifølge krav 3, karakterisert ved . at innsatsen er. snubar.

   1 1

   ! 1

   <!> 6i Skjæreverktøy eller -innsats ifølge krav 4, jkarakterisert ved at bekkenbunnen omfatter len flate som stiger i retning innad fra skjærekanten.

   li Skjæreverktøy eller -innsats ifølge krav 6,

   karakterisert ved at bekkenbunnen går over i jen stigende vegg som danner en del av den sentralt plasserte forhøyning, og at den oppadgående hellning av bekkenbunnen Jved overgangen mellom bekkenbunnen og den stigende vegg er større enn for kanten av den stigende vegg ved overgangen.

   i i i

   . 8 J Vendbar skjæreinnsats omfattende et flersidet legeme

   ! jsoim har en toppflate, en bunnflate og en periferiell vegg

   ! 'soim forbinder topp- og bunnf latenev skjærekanter lokalisert ved overgangen mellom den periferielle vegg og topp- og bunnflatene; en sentralt plassert forhøyning eller "øy" påi topp- og bunnflatene som er hevet over sk jærekantene; og hjørner som forbinder tilstøtende skjærekanter på topp- og

   ' I

   bunnflatene, karakterisert ved understøttel-iseselementer som er forhøyet over skjærekantene og som er plassert i hvert hjørne mellom skjærekantene og den sentralt plasserte forhøyning.

   |9. Sk j <æ> reinnsats ifølge krav 8, karakterisert jfv.o.. rehd øynaint g unedr erfosrtbøutntdeelt semseed lemhvenetreannde roeg .den sentralt plasserte

   10. Skjæreinnsats ifølge krav 9 eller 10, k a r a k - tjerisert ved at understøttelseselementene og den iséntralt plasserte forhøyning har samme høyde.

   i