SE0900865A1 - Verktyg för spånavskiljande bearbetning samt solitt indexerbart skär och solid grundkropp härför - Google Patents

Description

30 35 40 45 50 55 090624 l30l4SE 2 grönkroppens dimensioner). På likartat sätt kan skären även tillverkas av andra material än just hårdmetall, t.ex. cermet, keramik, etc. Det må även nämnas att de färdiga skären kan vara såväl belagda som obelagda.

Teknikens ståndpunkt Inom tekniken för skärande bearbetning pågår en ständig utveckling i syfte att effektivisera icke blott verktygens förmåga att utföra bearbetningen på ett snabbt och noggrant sätt, utan även tillverkningen av verktygens olika delar i form av grundkroppar och bytbara skär. En trend är att förbättra bearbetningsresultaten med avseende på precision och ytfinhet, något som kräver att skärets verksamma skäregg erhåller ett exakt, förutbestämt rymdläge relativt grundkroppens bakre infästningsdel. I många applikationer är kraven på lägesprecision extrema. Generellt eftersträvas därför i dagens skärverktyg en lägesprecision hos skäreggen, som räknas i tusendelar av en millimeter snarare än i tiondelar. En annan trend är att reducera kostnaderna för tillverkningen av verktygen. Detta har bland annat lett till att de av just hårdmetall förfärdigade skär, som är vanligast förekommande på marknaden, redan i samband med forrnpressning eller formgjutning och sintring erhållit en allt bättre måttnoggrannhet. För att erhålla god precision i skären var det tidigare alltid nödvändigt att underkasta desamma dyrbara slipningsoperationer, men med den förbättrade formnings- och sintringstekniken har det blivit möjligt att använda direktpressade, dvs. oslipade skär i allt större utsträckning. Dock har utvecklingen ej kommit längre än att verktygskonstruktören fortfarande måste räkna med en måttvariation av storleksordningen (+/-) 0,5 % av skärets nominella mått. Detta innebär att skärets verksamma skäregg mycket väl kan hamna i önskat läge i sätet, då utfallet från skärtillverkningen är gott, men då utfallet är sämre (såtillvida att skäret svällt och blivit längre, eller krympt och blivit kortare än beräknat) kan skäreggens läge relativt grundkroppens säte komma att avvika i så hög grad från det önskade läget, att bearbetningsprecisionen blir mindre god.

I tidigare kända skärverktyg bestämdes den verksamma, främre skäreggens exakta läge av avståndet mellan den verksamma skäreggen och två på skärets bakre del befintliga, overksamma släppningsytor, vilka tjänade såsom sidokontaktytor och som ansattes mot ett par samverkande, bakre sidostödytor i grundkroppens säte eller skärläge. I detta fall - då skärets bakre släppningsytor bildade den referenspunkt, som bestämmer den främre, verksamma skäreggens rymdläge - kunde skäreggens lägesprecision bli Oacceptabel, därest 60 65 70 75 80 85 90 090624 l3014SE 3 skäret icke slipades, i och med att avståndet mellan den verksamma skäreggen och de motsatta släppningsytoma är -i sammanhanget- avsevärt, i synnerhet då verktygen och skären är stora. För att lösa detta problem har - i synnerhet för fräsverktyg - utvecklats så kallade serrationskopplingsytor såsom medel för fasthållning av skären. Exempel på dylika serrationskopplingsytor i gränssnittet mellan skäret och sätet i grundkroppen, är beskrivna ibland annat WO2005/O72898 och EP 1 795 288.

I vissa verktyg, t.ex. svarvverktyg, är emellertid serrationskopplingsytor av olika skäl ej lämpliga, t.ex. då det är önskvärt att utföra skären dubbelsidiga i syfte att fördubbla antalet användbara skäreggar. Ett annat skäl är att bearbetning av en serrationskopplingsyta i grundkroppens säte kan vara svår och dyrbar att utföra, i synnerhet då skären och därmed sätena är små.

Ett såsom svarvverktyg förverkligat verktyg av det slag, som definieras i ingressen till det efterföljande, självständiga kravet 1, är tidigare känt genom US 4632606. En teoretisk förtjänst med detta verktyg är att dess skärkropp ej kräver stöd med bakre sidokontaktytor mot djupt inne i grundkroppens säte belägna sidostödytor. Sålunda är skärkroppen utmed två motsatta långsidor utformad med ett par nära en verksam skäregg belägna sidokontaktytor, vilka konvergerar i riktning bakåt mot en mittre del av skärkroppen och vilka ansätts mot ett par framåt divergerande sidostödytor i sätet. Emellertid är denna förtjänst endast just teoretisk såtillvida att den långt fram eller nära den aktiva skäreggen belägna lokaliseringen av sidokontaktytorna på intet sätt garanterar någon exakt rymdgeometrisk lokalisering av skäreggen i förhållande till grundkroppens bakre infästningsdel. Sålunda förekommer ett flertal felkällor mellan grundkroppens bakre infästningsdel och skärkroppens aktiva, främre skäregg. En första felkälla uppstår till följd av att sätet för skärkroppen är utformat i en separat tillsatsplatta, som i efterhand - via stift i samverkan med limning eller svetsning - fixeras ovanpå en plan ovansida på verktygsgrundkroppen. Redan i grundkroppen uppstår därför en risk att sätets - och därmed skärets - exakta läge relativt den bakre infästningsdelen kan gå förlorat, nämligen om toleransema hos stiften och de med dessa samverkande hålen i grundkroppen blir undermåliga. Till skillnad från sådana försänkta säten, som i moderna skärverktyg utformas genom skärande eller spånavskiljande bearbetning direkt i stålmaterialet i grundkroppen, löper sätet i det genom US 4632606 kända verktyget dessutom risken att rubbas ur sitt initiala läge, därest skäret under drift utsätts för stora påkänningar. En arman presumtiv felkälla 95 100 105 110 115 120 090624 1301455 4 utgörs av att sj älva skärkroppen är sammansatt av flera olika delar, nämligen en central bärare (sarmolikt av stål) och två på denna genom lödning eller svetsning applicerade insatser av ett hårt material, såsom hårdmetall, keramik eller diamant. Detta innebär att de båda hårda och skärande insatserna var för sig kan erhålla en felaktig (och skiljaktig) position i förhållande till den centrala bäraren redan i samband med skärkroppens tillverkning. I och med att skärkroppens bärare och de båda separata insatserna består av olika material, som kan ha olika värmeutvidgningskoefficienter, uppstår dessutom risken för en ytterligare felkälla. Antag att materialet i bäraren, t.ex. stål, har en större värmeutvidgningskoefficient än materialet i insatsema. Då värrne utvecklas under skärprocessen kommer då materialet i bäraren att utvidgas och förskjuta den enskilda insatsens skäregg i förhållande till de bakomvarande sidokontaktytorna, närmare bestämt på så sätt att avståndet mellan skäreggen och sidokontaktytoma förstöras.

Uppfinningens svften och särdrag Föreliggande uppfinning syftar till att komma till rätta med problem, av det slag som oavsiktligt kan uppstå i sådana moderna skärverktyg som använder sig av oslipade skär av framförallt hårdmetall, närmare bestämt genom att skapa ett skärverktyg vars skär skall kunna tillverkas genom direktpressning, utan att behöva några komplicerande och fördyrande kopplingsytor för att ge skäreggarna en god, repeterbar lägesprecision. Med andra ord skall skäret kurma på ett tillförlitligt sätt fixeras och stödas utmed sidokontaktytor på detsamma, utan att eventuella formfel vid tillverkningen äventyrar skäreggarnas lägesprecision. Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett skärverktyg, vars skär är dubbelsidiga och därmed erbjuder användaren ett stort (fördubblat) antal skäreggar. Vidare skall verktygets skär, trots sin indexerbarhet, alltid kunna kvarhållas på ett tillförlitligt och stabilt sätt i tillhörande säte i verktygsgrundkroppen, bland annat i så måtto att varje tendens hos skäret att resa sig (dvs. partiellt förlora kontakten med sätets botten) effektivt motverkas. Ej heller skall skäret kunna vrida sig i sätet. Ett ytterligare syfte är att skapa ett skärverktyg, vars medel för fixering av skäret skall kunna förkroppsligas på olika sätt för att passa olika applikationer.

Sålunda skall fixeringsmedlen kuima väljas bland: skruvar, klampar, hävarmar och kilar.

Vidare skall tillverkningen av såväl grundkroppen som de bytbara skären kunna bedrivas seriemässigt på ett rationellt sätt för att till ett minimum reducera verktygskostnadema. Med andra ord skall grimdkroppen och skäret var för sig kunna produceras av solida kroppar i ett enda stycke utan behov av fördyrande efterbearbetning. 125 130 135 140 145 150 090624 l30l4SE 5 Det eftersträvade målet med uppfinningen nås medelst dels ett verktyg av det slag, som definieras i det självständiga patentkravet l, dels ett indexerbart skär och en grundkropp av det slag som definieras ide självständiga kraven 10 och 18. Föredragna utföranden av det sammansatta verktyget, det indexerbara skäret och själva verktygsgrundkroppen, är vidare angivna i de osjälvständiga patentkraven.

Tenninologi I detta dokument används begreppen ”ovansida” och ”undersida” för att skapa begreppsmässig klarhet och förenkla beskrivningen av skäret. Dessa begrepp är bokstavligt relevanta då ett skär är enkelsidigt, dvs. inbegriper skäreggar enbart utmed ovansidans periferi. Då skäret (i sitt mest föredragna utförande) är dubbelsidigt och inbegriper skäreggar utmed såväl ovansidan som undersidan, kan dock vilken som helst av ovan- och undersidorna vara vänd uppåt i verktygets grundkropp.

Med begreppet ”holk” skall förstås en av flera relativt små urtagningar eller urholkningar, som tillsammans med ett gemensamt, centralt hålrum i verktygsgrundkroppen bildar ett säte i vilket skäret kan placeras. Varje dylik holk har till uppgift att härbärgera ett på skäret utformat huvud oavsett om en i detta ingående skäregg är verksam eller ej.

Ehuru uppfinningen teoretiskt skulle kunna tillämpas på skärverktyg i största allmänhet, är densamma särskilt lämpad för svarvverktyg. Av detta skäl visas och beskrivs uppfinningen uteslutande i samband med just ett verktyg för svarvning.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: FIG. 1 en vy uppifrån av ett i enlighet med uppfinningen utfört svarvverktyg under bearbetning av ett arbetsstycke, FIG. 2 en partiell fågelperspektivvy av samma verktyg, FIG. 3 en frontvy av verktyget, FIG. 4 en perspektivisk sprängvy i vilken verktygets skär avlägsnats ur ett tillhörande säte i en grundkropp, 155 160 165 170 175 090624 130l4SE 6 FIG. 5 en ytterligare sprängvy visande verktygsgrundkroppen och Skäret i en annan vinkel, FIG. 6 en förstorad fågelperspektivvy av enbart sj älva Skäret, FIG. 7 en planvy av Skäret, betraktat underifrån, FIG. 8 en sidovy av Skäret, FIG. 9 en arman sidovy av Skäret, FIG. 10 en planvy visande formen hos ett säte i grundkroppen, FIG. 11 en analog planvy visande Skäret monterat i sätet, och FIG. 12 en perspektivvy visande ett altemativt utförande av ett skär enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen I Fig. 1 visas ett svarvverktyg, som är sammansatt av en solid grundkropp eller hållare 1 och ett indexerbart skär 2. Ett arbetsstycke WP, t.ex. en axel eller liknande, är roterbart kring en centrumaxel C, närmare bestämt i riktning av pilen R. Vanligen är arbetsstycket fastspänt i en roterbar chuck, medan verktyget är rörligt längsmed arbetsstycket, t.ex. linjärt och parallellt med centrumaxeln C. Den linjära matningsriktningen mellan verktyget och arbetsstycket indikeras av pilen P. Verktygets matning betecknas f, medan skärdjupet är betecknat ap.

Skäret 2 är monterat i ett säte 3 i grundkroppen (se Fig. 2-5). Till grundkroppen hör även ett spärmelement eller -don 4 för fixering av Skäret i sätet, samt - i detta fall- en underläggsplatta 29 under Skäret.

Nu hänvisas till Fig. 6-9, som åskådliggör hurusom det enskilda Skäret 2 innefattar en ovansida 5, en undersida 6 och en runtomgående sidobegränsningsyta i vilken ingår ett flertal delytor, vilka kommer att beskrivas närmare nedan. Mellan ovan- och undersidorna 5, 6 sträcker sig ett genomgående hål 7, vars centrumaxel Cl bildar en geometrisk ort i vilken spännelementet 4 kan påföra Skäret en spännkraft.

Skäret innefattar ett antal huvuden 8, vilka är inbördes åtsärade, och vilka var för sig inbegriper dels ett främre parti 10 (se Fig. 7) i vilket ingår åtminstone en skäregg ll, 180 185 190 195 200 205 090624 130l4SE 7 dels ett bakre parti 12 i vilket ingår ett par samverkande sidokontaktytor 13. I det visade, föredragna utförandet innefattar skäret 2 tre dylika huvuden 8, vilka är utformade på tre likvinkligt åtskilda armar 14, som sticker ut radiellt från en mittre del av skäret, närmare bestämt i form av den cylinderforrnade del av skäret som förefinns innanför den med 15 betecknade inskrivna cirkeln.

I det visade exemplet är skäret dubbelsidigt eller vändbart såtillvida att varje huvud 8 inbegriper skäreggar 11 utmed såväl ovansidan 5 som undersidan 6. Med andra ord inbegriper skäret inalles sex växelvis användbara skäreggar. Varje dylik skäregg 11 är utformad mellan å ena sidan en ovan- eller undersida och å andra sidan en släppningsyta 16, som utbreder sig mellan ovan- och undersidoma. Detta betyder att släppningsytan 16 i detta fall är gemensam för det enskilda huvudets båda skäreggar 11. Det må även påpekas att den del av ovansidan (eller undersidan), som ingår i huvudets främre parti 10, bildar en spånyta mot vilken de avskilda spånorna harnrar eller rör sig innan de bryts sönder. I exemplet är varje skäregg 11 V-formig och inbegriper två väsentligen raka deleggar 11a, som löper samman i en gemensam hörn- eller nosegg 11b med konvex form.

I enlighet med ett föredraget utförande av uppfinningen konvergerar de båda sidokontaktytoma 13 utmed det enskilda huvudets bakre parti 14, närmare bestämt i riktning bakåt mot skärets mittdel 15. Konvergensvinkeln a (se Fig. 7) mellan sidokontaktytorna 13 bör uppgå till minst 70° och högst 90°. Lämpligen ligger vinkeln a inom området 75-85° och kan med fördel vara i huvudsak lika stor som konvergensvinkeln (saknar beteckning) mellan deleggarna lla. I det visade exemplet uppgår såväl den sistnänmda vinkeln som vinkeln ot till 80°.

Via konkava delytor 17 övergår sidokontaktytorna 13 på två närbelägna huvuden i en gemensam mellanyta 18, som i detta fall år plan. Inalles inbegriper skäret tre dylika mellanytor 18, vilka var för sig tangerar den inskrivna cirkel 15, som konstituerar skärets mittdel. Det skall dessutom noteras att den enskilda arm 14, som bär ett huvud 8, smalnar av i riktning från mittdelen 15 mot huvudet 8.

Genom den i Fig. 7 visade utformningen av skäret, som utmärker sig genom att de tre mellanytoma 18 löper utmed sidorna på en tänkt, liksidig triangel, skapas förutsättningar att ge hålet 7 en väl tilltagen diameter och trots detta säkerställa tillräcklig styrka i skärets mittdel. I praktiken bör hålets 7 diameter D1 ej överskrida 50% av den 210 215 220 225 230 235 090624 130l4SE 8 inskrivna cirkelns 15 diameter D2. I exemplet uppgår D1 till ca. 46% av D2. Trots att ett i sammanhanget tämligen kraftigt spärmelement kan appliceras i hålet 7, förefinns tillräckligt med gods i det ringforrniga partiet mellan hålet 7 och den inskrivna cirkeln 15 för att skärets mittdel skall kunna motstå de påfrestningar, som skäret utsätts för under spånavskilj ande bearbetning.

I Fig. 8 betecknar NP ett neutralplan, som är parallellt med ovan- och undersidoma 5, 6 och beläget mitt emellan dessa. I och med att Skäret är dubbelsidigt för att kunna vändas, har skärets övre och undre delar eller hälfter på ömse sidor av neutralplanet NP identisk form.

På såväl ovansidan 5 som undersidan 6 finns ett antal stödklackar 19, vilka var för sig inbegriper en anliggningsyta 20, som med fördel är plan. Antalet stödklackar är lämpligast tre. Varje dylik stödklack 19 är belägen på ett så stort radiellt avstånd från centrumaxeln C1 som möjligt, närmare bestämt genom att vara lokaliserad utmed det främre parti 10 av huvudet som inbegriper skäreggama 11. Detta betyder att sidokontaktytoma 13 är belägna icke blott bakom skäreggarna 11, utan även bakom stödklackarna 19. De tre stödklackamas anliggningsytor 20 är belägna i ett gemensamt plan, som är lokaliserat på en högre nivå än skäreggama utmed samma sida (ovansidan eller undersidan). Med andra ord är det axiella avståndet mellan neutralplanet NP och anliggningsytorna 20 något större än det axiella avståndet mellan den enskilda skäreggen 11 och neutralplanet NP. På så sätt kan skäret vila mot sätets 3 botten utan att de nedåt vända skäreggarna kommer i kontakt med denna.

I Fig. 7 betecknar B bisektriser för de tre huvuden respektive armar som ingår i skäret. I och med att armarna 14 är likvinkligt åtskilda bildar dessa bisektriser l20° vinkel med varandra. Det må även närrmas att släppningsytan 16 i detta fall inbegriper tre delytor (saknar beteckning), nämligen två plana ytor i anslutning till de raka deleggarna 11a och en konvex delyta i anslutning till noseggen 11b.

Nu hänvisas till Fig. 4, 5, 10 och 11, som illustrerar beskaffenheten hos det säte 3, i vilket skäret 2 monteras. Generellt har sätet 3 formen av en treuddig urtagning i den solida grundkroppens 1 ovansida 21. I denna urtagning ingår dels tre åtskilda holkar 22, 23a, 23b, dels ett centralt hålrum 24, vilket är gemensamt för holkama såtillvida att dessa öppnar sig mot detsamma. Holken 22 bildar en främre holk, som är belägen i anslutning till ett hörn 25 mellan två i grundkroppen 1 ingående sidobegränsningsytor 26a, 26b (se Pig. 4), som 240 245 250 255 260 265 090624 l30l4SE 9 konvergerar i riktning mot hömet. De båda holkama 23 a, 23b bildar bakre holkar, som har till uppgift att härbärgera de två huvuden 8, vilkas skäreggar är overksamma. Det huvud 8 på vilket en skäregg skall användas, lokaliseras i den främre holken 22. I sin helhet avgränsas sätet 3 av dels en botten 27, dels en sammanhängande och med 28 (se Fig. 10) generellt betecknad sidobegränsningsyta, i vilken ingår ett flertal delytor. I exemplet är under den främre holken 22 monterad en separat underläggsplatta 29, vilken med fördel är tillverkad av hårdmetall eller armat material, som är hårdare och hållfastare än materialet i grundkroppen 1 (vanligen stål). Genom förekomsten av underläggsplattan 29 kommer sätets botten 27 att bildas av dels en plan huvudyta 30, som utbreder sig från de bakre holkarna 23a, 23b mot den främre 28, dels en plan ovansida 31 (se Fig. 5) på underläggsplattan 29. Underläggsplattan är placerad på en främre, försänkt bäryta 32 och hålls på plats medelst ett rörstift 33, som är infört i ett hål 34, vilket myrmar i bärytan 32. I bottnens 27 huvudyta 30 mynnar ett centralt hål 35, som baktill övergår i en polygonalt formad urtagning 36.

I sätets sidobegränsningsyta 28 ingår två sidostödytor 37, vilka avgränsar den främre holken 22 och vilka konvergerar i riktning mot sätets centrala hålrum 24.

Konvergensvinkeln mellan dessa sidostödytor 37 är med fördel lika stor som konvergensvinkeln ot mellan skärets sidokontaktytor 13. Inom ramen för uppfinningen är det dock tänkbart att respektive konvergensvinklar utförs olika stora, närmare bestämt på så sätt att vinkeln mellan sidostödytorna 37 väljs något mindre än konvergensvinkeln ot på Skäret. På så sätt kommer kontakten mellan de samverkande paren av ytor att, åtminstone initialt, etableras på ett maximalt avstånd från skärets respektive sätets centra. I analogi med vad ovan sagts beträffande sidokontaktytornas 13 konvergensvinkel u, kan vinkeln mellan sidostödytoma 37 med fördel uppgå till högst 90° och minst 70°, och lämpligen ligga inom området 75-85°.

Holkarna 22, 23a, 23b är sinsemellan åtskilda av tre skuldror eller inbuktningar 38, 38a, 38b, som var och en avgränsas av en frontyta 39 och två sidoytor. På var och en av skuldroma 38a, 38b utgörs den ena av dessa sidoytor av de ytor 37, som ingår i den främre holken 22 och bildar sidostödytor för skärets främre huvud, medan den motsatta sidoytan 40 bildar del av varje bakre holk 23a, 23b. Den bakre eller inre skuldran 38 inbegriper förutom frontytan 39 två motsatta sidoytor 41a, 41b. 270 275 280 285 290 295 300 090624 13o14sE 10 Bisektrisema B för de tre holkama 22, 23a, 23b bildar - i likhet med skärets 2 motsvarande bisektriser - 120° vinkel med varandra. De båda bakre holkama 23a, 23b är generellt något större eller vidare än de båda overksamma huvuden på Skäret som skall härbärgeras däri. Dock är de båda bakre holkamas konturformer ej helt identiska i det att skuldrans 38 sidoyta 41b skjuter in något längre i tillhörande holk 23b än den motsatta sidoytan 41a i holken 23a. Med andra ord är sidoytan 41b belägen närmare sin bisektris B än sidoytan 41a sin bisektris. På så sätt kommer ytan 41b att bilda en stödyta eller -punkt mot vilken ett bakre, overksamt huvud 8 på skäret kan ta stöd, medan däremot sidoytan 41a går fri från skäret. Här skall observeras att stödpunkten 41b är vänd åt samma håll som skärets spånavskiljande delegg lla (se Fig. 1).

Då skäret monteras i sätet på det sätt som visas i Fig. 11 kommer detsamma att erhålla kontakt med sätet på sex olika ställen. Två av dessa kontaktställen utgörs av sidokontaktytoma 13, som hålls ansatta mot den främre holkens 22 båda sidostödytor 37. Tre ytterligare kontaktställen utgörs av stödklackarna 19 på skärets nedåt vända undersida.

Närmare bestämt anligger de tre stödklackamas plana ytor 20 mot sätets botten 27. När grundkroppen, såsom fallet är i det visade exemplet, inbegriper en underläggsplatta, kommer skärets främre klack 19 att anligga mot ovansidan 31 på underläggsplattan 29, medan de båda bakre stödklackama anligger mot sätesbottnens huvudyta 30. Det sjätte kontaktstället utgörs av en på ett overksamt huvud befintlig sidokontaktyta 13, som är ansatt mot sidostödpunkten 41b för att styra skäret. I övrigt saknar skäret kontakt med sätet.

Såsom framgår av Fig. 4 och 5 utgörs grundkroppens spärmelement 4 i detta fall av en hävarm, som förs ned i urtagningen 36 och hålet 5, och som inbegriper dels en vertikal medbringartapp 42, dels en horisontell gaffel 43. Denna hävarm 4 samverkar med en skruv 44 som innefattar en hangänga 45, vilken står i ingrepp med en hongänga i ett bakre hål 46, vilket mynnar i grundkroppens ovansida 21. I skruven 44 finns ett ringforrnigt spår 47 i vilket gaffeln 43 griper in. Genom att skruva skruven 44 inåt eller utåt i hålet 46, bringas tappen 42 att vippa bakåt eller framåt i förhållande till sätet. Då skruven förs nedåt i hålet 46 vippar tappen 42 bakåt och påför skäret en bakåtriktad dragkraft, som sätter an det verksamma huvudets 8 båda sidokontaktytor 13 mot sidostödytorna 37 i sätets främre holk 22. Då skruven 44 skruvas i riktning uppåt i hålet 46 vippar tappen 42 framåt för att frigöra skäret och tillåta indexering, vändning eller byte av detta. 305 310 315 320 325 330 090624 13014515 11 I det visade föredragna utförandet är sätets 3 djup (= nivåskillnaden mellan ytorna 21 och 30) ungefär lika stort som skärets 2 tjocklek. I skärets monterade tillstånd (se Fig. 2 och 3) kommer därför skärets ovansida att lokaliseras ungefär i jämnhöjd med ytan 21 på grundkroppen.

I det visade, föredragna utförandet av verktyget, är grundkroppen 1 solid, dvs. tillverkat i ett enda stycke, närmare bestämt av ett ämne av ett första material, som med fördel utgörs av stål. Härvid är sätet 3 försänkt i ytan 21 och utformad genom spånavskiljande bearbetning direkt i ämnet, t.ex. genom fräsning och/eller borrning. Detta innebär bland annat att de båda sidostödytoma 37 är integrerade i grundkroppen och alltid får en förutbestämd och exakt position i förhållande till dennas bakre infästningsdel (ej visad). Även skäret har formen av en solid eller i ett stycke förfärdigad kropp, dock av ett andra material, som är hårdare, formstabilare och mer nötningsbeständigt än stålet i grundkroppen. I första hand tillverkas skäret på traditionellt sätt av hårdmetall, ehuru även andra hårda och nötningsbeständiga material är tänkbara förutsatt att de har minst samma hårdhet som hårdmetall. Det faktum att skäret 2 är solitt innebär bland annat att den spånyta, mot vilken spånorna glider och bryts sönder och vilken utbreder sig icke blott i noseggens 11b omedelbara närhet utan hela vägen till sidokontaktytoma 13, ingår i ett och samma material, nämligen hårdmetall eller liknande.

Med andra ord kan noseggens spatiala position relativt skärets mittdel ej påverkas menligt av några differentierade värmeutvidgningsfenomen.

En fördel med uppfinningen - i jämförelse med sådana modema verktyg som använder sig av solida hårdmetallskär - är att eventuella formfel (svällning respektive krympning) i skäret får en negligerbar betydelse för skäreggens exakta läge i det sammansatta verktyget, i och med att de två sidokontaktytor 13, som ansätts mot sätets båda kraftupptagande sidostödytor 37, är belägna mycket nära noseggen 11b. Formfelens negativa inverkan på noseggens 11b läge begränsas därför till den i jämförelse med sträckan L2 korta, radiella sträckan L1 mellan noseggen och de båda sidokontaktytoma 13. I jämförelse med verktyget enligt US 4632606 erbjuder uppfinningen den avgörande fördelen att antalet möjliga felkällor reduceras till en enda, nämligen risken för tillfälligt uppkommande formfel i skären under dessas tillverkning. Sålunda är den exakta lokaliseringen av det uppfinningsenliga sätets sidostödytor relativt grundkroppens infästningsdel mycket tillförlitlig i och med att sidostödytorna är integrerade direkt i godset i grundkroppen. I detta sammanhang må även noteras att de båda hårda, skärande insatserna i det kända verktygets 335 340 345 350 355 360 090624 1301455 12 skärkropp i praktiken torde kräva efterbearbetning i form av precisionsslipning för att överhuvudtaget göra skärkroppen användbar.

I Fig. 12 (se blad 4/6) visas ett alternativt utförande, vid vilket skäret 2 är utformat med blott två huvuden 8, som var för sig inbegriper en främre skäregg 11 och ett antal bakom denna lokaliserade sidokontaktytor 13. Mellan dessa huvuden 8 sträcker sig en långsmal mittdel 15. Även i detta fall är skäret dubbelsidigt och vändbart. Det skall särskilt noteras att skäret i detta fall saknar varje genomgående hål, varför detsamma spänns fast i tillhörande säte (ej visat) med hjälp av klampar eller liknande.

Till skillnad från det tidigare beskrivna, trearmade skäret, är det enskilda huvudet 8 på skäret enligt Fig. 12 utformat med sidokontaktytor 13 såväl över som under skärets neutralplan, vilket representeras av en vulst 51. Närmare bestämt är varje sidokontaktyta 13 snedställd i förhållande till neutralplanet såtillvida att densamma sträcker sig snett nedåt/bakåt från tillhörande ovan- eller undersida och bildar trubbig vinkel med denna. Då skäret monteras i ett tillhörande säte, är de båda övre sidokontaktytorna 13 avsedda att ansättas mot ett par sidostödytor (ej visade), vilka är snedställda på motsvarande sätt. Då skäret i samband med fixering påförs en bakåtriktad dragkraft ombesörj er snedställningen av de samverkande ytorna att skärets främre, verksamma huvud samtidigt pressas nedåt mot sätets botten.

Det må även nämnas att skäret enligt Fig. 12 inbegriper tre stödklackar på varje huvud 8. Av dessa är den främre klacken centralt placerad i omedelbar närhet av huvudets främre ände eller nos, medan de båda bakre stödklackarna är dels axiellt åtskilda från den främre, dels transversalt åtskilda från varandra.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad enbart till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandena. Exempelvis är det tänkbart att utföra skäret enkelsidigt, dvs. med skäreggar enbart utmed skärets ovansida. Istället för just en hävarm eller en skruv, kan vidare användas andra spännelement, såsom en klamp, en kil, en bygel, en excentermekanism eller liknande. Vidare behöver varken skärets sidokontaktytor eller sätets sidostödytor vara plana.

Sålunda kan den ena av dessa ytor - altemativt båda - vara svagt bomberad, dvs. generellt ha konvex form (betraktat antingen i planvy uppifrån eller horisontellt från sidan). Såsom i och 365 370 375 380 090624 1301455 13 för sig antyds, t.ex. i Fig. 4 och 5, behöver sätets sidostödytor ej nödvändigtvis utbreda sig hela vägen från sätets botten till den yta i vilken sätet öppnar sig. På analogt sätt behöver ej heller skärets sidokontaktytor sträcka sig hela vägen mellan skärets ovan- och undersidor (se Fig. 12). Ehuru konvergerande sidokontakt- och sidostödytor av det slag, som visats på ritningama, föredras, är det även tänkbart att utforma dessa ytor i huvudsak rätvinkligt i förhållande till tillhörande bisektris. Uppfinningen erbjuder även möjligheten att ge skäreggama högst varierande fonn. Istället för enkla, V-forrniga skäreggar kan sålunda skapas runda (halvcirkelformiga) eller månghörniga skäreggar. Generellt kan sålunda det frärnre parti av det enskilda huvudet som förefinns framför skärets sidokontaktytor utformas på vilket som helst sätt utan att uppfinningstanken frångås. För speciella ändamål är det till och med tänkbart att ge skäreggarna olika fonn sinsemellan. Då extrem läges- eller indexeringsnoggrannhet önskas, är det vidare tänkbart att slipa skärets sidokontaktytor med stor exakthet i förhållande till skärets nosegg. Dylik slipning begränsar sig emellertid till de diminutiva ytor, vilka tjänar såsom sidokontaktytor, medan övriga delar av skärets periferi kan lämnas oslipade. I det skär, som visas i Fig. 12, är de snedställda, kilartade sidokontaktytoma lokaliserade utmed skärets ovansida och bildar en trubbig vinkel med denna. Det är emellertid även tänkbart att åstadkomma den önskade, nedpressande kilverkan medelst sidokontaktytor, som är utformade i anslutning till undersidan och bildar en spetsig vinkel med denna. Avslutningsvis skall nämnas att uppfinningen även är tillämpbar på andra skärverktyg än just svarvverktyg, t.ex. fräsverktyg.

Claims (21)

385 390 395 400 405 410 090624 13014SE 14 PATENTKRAV

1. Verktyg för spånavskilj ande bearbetning, innefattande en grundkropp (1) och ett skär (2), vilket är indexerbart och fixerat i ett med grundkroppen förknippat säte (3), och vilket innefattar en ovansida (5), en undersida (6), ett par sidokontaktytor (13), samt två växelvis användbara skäreggar (11), som var för sig sträcker sig utmed en spånyta ingående i den ena av sagda ovan- och undersidor (5, 6), varvid skäret (2) vidare innefattar två via en mittdel (15) åtskilda huvuden (8), som var för sig inbegriper dels ett främre parti (10) med åtminstone en skäregg (11), dels ett bakre parti (12) utmed vilket de båda sidokontaktytoma (13) är utformade, och varvid grundkroppens (1) säte (3), förutom ett centralt hålrum (24), inbegriper främre och bakre holkar (22, 23) i vilka skärets huvuden (8) är härbärgerade och av vilka den främre (22) innefattar ett par sidostödytor (37), mot vilka skärets (2) sidokontaktytor (13) är ansatta, närmare bestämt genom att ett spärmelement (4) drar huvudet (8) bakåt mot sidostödytoma (37), kännetecknat därav, att grundkroppen (1) är solid genom att vara förfärdigad i ett stycke av stål, varvid sätet (3) är försänkt i grundkroppen för att integrera sidostödytoma (37) i dennas stålgods, och att skäret (2) är förfärdigat i ett stycke av ett andra, slitstarkt material med minst samma hårdhet som hårdmetall, varvid sidokontaktytoma (13) är integrerade i detta andra material.

2. Verktyg enligt krav 1, kännetecknat därav, att skäret (2) är dubbelsidigt såtillvida att varje huvud (8) inbegriper dels en skäregg (11) utmed ovansidan (5), dels en skäregg (11) utmed undersidan (6), och att på såväl ovansidan (5) som undersidan (6) av skäret är utformade ett antal utskjutande stödklackar (19) med anliggningsytor (20) belägna i ett gemensamt plan, som är lokaliserat på en högre nivå än skäreggama (11) på samma sida.

3. Verktyg enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att skäret (2) innefattar tre huvuden (8) utfonnade på tre likvinkligt åtskilda armar (14), vilka sticker ut radiellt från skärets mittdel (15), och att grundkroppens (1) säte (3) förutom den främre holken (22) inbegriper två bakre holkar (23a, 23b), varvid holkarna (22, 23 a, 23b) är inbördes åtskilda medelst skuldror (3 8), som avgränsas av en frontyta (39) och två sidoytor, varvid samtliga tre holkar är likvinkligt åtsärade såtillvida att tänkta bisektriser (B) genom respektive holkar bildar 120° vinkel med varandra.

4. Verktyg enligt krav 3, kännetecknat därav, att skärets enskilda arm (14) smalnar av i riktning från mittdelen (15) mot huvudet (8). 415 420 425 430 435 440 090624 13o14sE 15

5. Verktyg enligt krav 3 eller 4, kännetecknat därav, att ett par sidokontaktytor (13) på två åtskilda armar (14) hos skäret övergår i en gemensam mellanyta (18), vilken tillsammans med två identiska mellanytor på skäret tangerar en tänkt inskriven cirkel (15), som bildar skärets mittdel.

6. Verktyg enligt krav 5, kännetecknat därav, att skäret (2) innefattar ett genomgående hål (7), som mynnar i såväl ovansidan (5) som undersidan (6), och som konstituerar en geometrisk ort (Cl) för applicering av en spännkraft på skäret, varvid hålet (7) har en diameter (D1), som uppgår till högst hälften av den inskrivna cirkelns (15) diameter (Dz).

7. Verktyg enligt något av kraven 3-6, kännetecknat därav, att det kortaste avståndet mellan en första sidoyta (41a) på skuldran (3 8) och den ena, bakre holkens (23a) bisektris (B) är större än det kortaste avståndet mellan den andra sidoytan (41b) och den andra, bakre holkens (23b) bisektris, och att en sidokontaktyta (13) på ett bakre huvud (8) på skäret (2) är ansatt mot den andra sidoytan på skuldran.

8. Verktyg enligt något av kraven 2-7, kännetecknat därav, att det i grundkroppen (1) försänkta sätets (3) båda sidostödytor (37) sträcker sig i rät vinkel mot bottnen (27), och att skärets (2) båda sidokontaktytor (13) sträcker sig i rät vinkel mot skärets ovan- och undersidor (5, 6).

9. Verktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att sätets (3) botten (27) inbegriper dels en plan huvudyta (30), som utbreder sig från en bakre holk (23) mot den främre (22), dels en plan ovansida (31) på en underläggsplatta (29) under den främre holken (22).

10. Indexerbart skär för spånavskiljande bearbetning, innefattande en ovansida (5), en undersida (6), ett par sidokontaktytor (13), två växelvis användbara skäreggar (11), som var för sig sträcker sig utmed en spånyta ingående i den ena av sagda ovan- och undersidor, samt två via en mittdel (15) åtskilda huvuden (8), som var för sig inbegriper dels ett främre parti (10) i vilket ingår åtminstone en skäregg (11), dels ett bakre parti (12) i vilket de båda sidokontaktytoma ( 13) ingår, kännetecknat därav, att detsamma är i sin helhet förfärdigat av ett material med minst samma hårdhet som hårdmetall. 445 450 455 460 465 470 090624 1391455 16

11. Skär enligt krav 10, kännetecknat därav, att detsamma är dubbelsidigt såtillvida att varje huvud (8) inbegriper dels en skäregg (l 1) utmed ovansidan (5), dels en skäregg (11) utmed undersidan (6), och att på såväl ovansidan (5) som undersidan (6) är utformade ett antal utskjutande stödklackar (19) med anliggningsytor (20) belägna i ett gemensamt plan, som är lokaliserat på en högre nivå än skäreggama (11).

12. Skär enligt krav 10 eller ll, kännetecknat därav, att detsamma innefattar tre huvuden (8) utformade på tre likvinkligt åtskilda armar (14), vilka sticker ut radiellt från skärets mittdel (15).

13. Skär enligt krav 12, kännetecknat därav, att den enskilda armen (14) smalnar av i riktning från mittdelen (15) mot huvudet (8).

14. Skär enligt krav 12 eller 13, kännetecknat därav, att ett par sidokontaktytor (13) på två åtskilda huvuden (8) övergår i en gemensam mellanyta (18), vilken tillsammans med två identiska mellanytor (18) tangerar en tänkt inskriven cirkel (15), som bildar skärets mittdel.

15. Skär enligt krav 14, kännetecknat därav, att en central ort (Cl) för applicering av en spännkraft på skäret utgörs av ett genomgående hål (7), vilket mynnar i såväl ovansidan (5) som undersidan (6), och har en diameter (DI), som uppgår till högst hälften av den inskrivna cirkelns (15) diameter (D2).

16. Skär enligt något av kraven 10-15, kännetecknat därav, att de båda sidokontaktytorna (13) utbreder sig i rät vinkel mot ovan- och undersidoma (5, 6).

17. Skär enligt något av kraven 10-15, kännetecknat därav, att den enskilda sidokontaktytan (13) är snedställd relativt åtminstone den ena av sagda ovan- och undersidor (5, 6).

18. Grundkropp till verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande ett säte (3), som förutom ett centralt hålrum (24) inbegriper två mot detta sig öppnande, främre och bakre holkar (22, 23), i vilka huvuden på ett bytbart skär är mottagbara, och av vilka den frärnre (22) är avgränsad av två sidostödytor (37) för Skäret, kännetecknad därav, att densamma är solid genom att vara förfärdigad i ett stycke av stål, och att sätet (3) är försänkt i grundkroppen för att integrera sidostödytoma (37) i dennas stålgods. 475 480 090624 1301455 17

19. Grundkropp enligt krav 18, kännetecknad därav, att sätets (3) botten (27) inbegriper dels en plan huvudyta (30), som utbreder sig från den bakre holken (23) mot den främre (22), dels en plan ovansida (31) på en underläggsplatta (29) under den främre holken (22).

20. Grundkropp enligt krav 18 eller 19, kännetecknad därav, att densamma förutom den främre holken (22) inbegriper två bakre holkar (23 a, 23b), vilka är inbördes åtskilda medelst en skuldra (38), som avgränsas av en frontyta (39)och två sidoytor, varvid samtliga tre holkar är likvinkligt särade såtillvida att tänkta bisektriser (B) genom respektive holkar bildar 120° vinkel med varandra.

21. Grundkropp enligt krav 20, kännetecknad därav, att det kortaste avståndet mellan skuldrans (38) ena sidoyta (41a) och den ena holkens (23a) bisektris (B) är större än det kortaste avståndet mellan den motsatta sidoytan (41b) och den andra holkens (23b) bisektris (B).