SE1150558A1 - Fräsverktyg för hobbning samt segment härför - Google Patents

Abstract

2012 09/17 10240 FAX 430 435 440 +46 26 261069 SRNDVIA IP AB +46 26 26108919 + PRV KASSA 036/038 §AMMAÄQßAQUppfinningen avser ett fräsverktyg som är utformat för hobbning av ett arbetsstycke med kuggar, såsom kugghjul, kuggstänger och liknande, innefattar en cylindrisk verktygskropp, vilkendefinierar en rotationsaxel (Cl, G3) och innefattar ett flertal skivformiga segment lå). Vart och ett avsegmenten inbegriper en navdeLQlL med två motsatta planparallella ändytor 1 13, 14), som utbredersig i rät vinkel mot rotationsaxeln och en periferisk kam med ett flertal tangentiellt åtskildaskärflg). Angränsande segment QDjr löstagbart sammankopplade med hjälp av ett var sitt av parvissamverkande han- och honorgan. Han- och honorganen är så belägna att rotationsaxeln LQLQ)sträcker sig genom han- och honorganen- Han- och honorganen inbegriper var sin kontaktyta, somkonvergerar från en storände 111) mot en lil1ände_(4_01 Och som i ett tvärsnitt över rotationsaxelnformar en orund kurva. I-lan- och honorganens kontaktytor är Så dimensionerade att de, när han- ochhonorganen sammanförs, styr sina två angränsacle segment (_$)_mot ett av den onmda tvärsnittskurvanrunt rotationsatcln centrerat och inbördes vinkelbcstämt ändläge där de planparallella ändytorna nnligger mot varandra. Dessutom hänför sig uppfinningen till ett enskilt segment som sådant. Publikationsbild Fig. 3 13579 SE

Description

30 35 40 45 50 Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att helt eller delvis undanröja åtminstone någon av ovannämnda nackdelar hos det beskrivna tidigare kända fräsverktyget av den aktuella typen och skapa ett förbättrat verktyg.

Enligt uppfinningen nås detta ändamål medelst ett verktyg och ett segment av det slag som definieras i det självständiga kravet 1 respektive 13. Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vidare angivna i de osj älvständiga kraven 2-12 och 14 - 20. .

Ett fräsverktyg enligt uppfinningen, som är utformat för hobbning av ett arbetsstycke med kuggar, såsom kugghjul, kuggstänger och liknande, innefattar en cylindrisk verktygskropp, vilken definierar en rotationsaxel och innefattar ett flertal skivformiga segment. Vart och ett av segmenten inbegriper en navdel med två motsatta planparallella ändytor, som utbreder sig i rät vinkel mot rotationsaxeln, och en periferisk kam för ett flertal tangentiellt åtskilda skär. Angränsande segment är löstagbart sammankopplade med hjälp av ett var sitt av parvis samverkande han- och honorgan. Han- och honorganen är så belägna att rotationsaxeln sträcker sig genom han- och honorganen. Han- och honorganen inbegriper var sin kontaktyta, som konvergerar från en storände mot en lillände och som i ett tvärsnitt över rotationsaxeln formar en orund kurva. Han- och honorganens kontaktytor är så dimensionerade att de, när han- och honorganen sammanförs, styr sina två angränsade segment mot ett runt rotationsaxeln centrerat och inbördes vinkelbestämt ändläge, vilket ändläge är bestämt av den orunda tvärsnittskurvan och i vilket ändläge de planparallella ändytorna anligger mot varandra.

Uppfinningen grundar sig på tanken att ovan närrmda ändamål kan uppnås med ett verktyg som låter sig sättas samman av segment med stor tillverkningsnoggrannhet under säkerställande av såväl tillförlitlig positioneringssäkerhet som god repeterbarhet vid upprepad montering/demontering.

Tack vare att segmenten parvis sammankopplas medelst endast ett varsitt samverkande han- och honorgan undviks problemen med komplicerad och inexakt passning på grund av de många passbultarna och de genomgående skruvarna hos den kända tekniken. Den fördelaktiga lösningen med 13579 SE 55 60 65 70 75 endast ett samverkande han- och honorgan möjliggörs av utformningen och placeringen av han- och honorganen enligt uppfinningen.

Han- och honorganen är enligt uppfinningen försedda med var sina koniskt konvergerande kontaktytor vilka i ett tvärsnitt bildar en orund kurva. Vidare är han- och honorganens dimensioner noggrant avstämda till varandra. Detta innebär att, när ett hanorgan sammanförs med ett honorgan, det inledningsvis finns en radiell spalt mellan hanorganets och honorganets kontaktyta på grund av kontaktytornas konicitet och inbördes dimensioner. När han- och honorganen sammanförts ett delstycke kommer kontaktytorna i kontakt med varandra, varvid kontakten vanligtvis är i punktform, linjeform eller i delområden av kontaktytorna. Vid fortsatt sammanföring glider åtminstone delar av kontaktytorna mot varandra. Härvid bringas segmenten att rotera mot ett av det orunda tvärsnittet vinkelbestämt läge. Således onödiggörs den kända teknikens vridsäkrande låsorgan belägna radiellt utanför kärnan. Tack vare att han- och honorganen är placerade runt verktygskroppens rotationsaxel har de dessutom förmåga att rikta in segmenten radiellt till ett läge där de är inbördes centrerade runt just rotationsaxeln. Han- och honorganen sammanförs till ett axiellt ändläge som bestäms av att planparallella ändytor vid navdelen hos de angränsande segmenten går emot varandra. Även i detta ändläge har vanligtvis endast delar av kontaktytorna kontakt med varandra.

Således åstadkoms medelst de enligt uppfinningen utformade och placerade han- och honorganen i kombination med de planparallella ändytorna fördelaktigt en mycket exakt inbördes placering av de angränsande segmenten i alla ledder, nämligen i vinkelled, radiell led och axiell led.

Med andra ord, en ytterst exakt spatial positionering av de i verktyget ingående skären åstadkoms.

Detta medför en mycket hög positioneringssäkerhet som bidrar till hög måttnoggrannhet i verktyget.

På så sätt säkerställs goda bearbetningsresultat i form av släta och måttnoggranna flankytor på de kuggar, som skapas mellan de kuggluckor som urfräses av skären. Vidare erhålls också fördelaktigt en enkel montering och demontering tack vare att det endast behövs ett samverkande han- och honorgan per segmentpar. Dessutom möjliggör uppfinningen uppbyggande av ett standardiserat konstruktions- och produktionsförfarande för verktyg av den aktuella typen. 13579 SE 80 85 90 95 100 105 Enligt en utföringsform av uppfinningen är han- och honorganen integrerade med sina segment. Begreppet ”integrerat” sådant detta används i föreliggande ansökan, skall tolkas i vid bemärkelse. I ett standardutförande kan det enskilda segmentet tillverkas genom bearbetning av ett enda solitt ämne, tex. av stål. Det är emellertid även tänkbart att initialt stadigvarande förena två (eller flera) komponenter av samma eller olika material och vidta den slutliga, formbestämmande bearbetningen först i ett avslutande steg. Integreringen av kopplingsmedlen i själva segmenten medför goda möjligheter att utföra desamma med hög precision och måttnoggrannhet.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig. 1 en perspektivvy som schematiskt åskådliggör en utföringsform av det uppfinningsenliga fräsverktygetjämte en drivmekanism under fräsning av ett kugghjul, Fig. 2 en perspektivvy visande en utföringsform av verktyget i sammansatt skick, Fig. 3 en perspektivisk sprängvy av en utföringsform av uppfinningen visande dels ett segment åtskilt från övriga segment i verktyget, dels främre och bakre ändstycken mellan vilka segmenten är placerade, Fig. 4 en planvy av en första typ av segment ingående i en utföringsform av verktyget, närmare bestämt betraktat framifrån, Fig. 5 en analog planvy av samma segment betraktat bakifrån, Fig. 6 en sidovy av segmentet, Fig. 7 en perspektivvy visande segmentet framifrån tillsammans med dels en dragskruv, dels en demonteringsskruv, Fig. 8 en perspektivvy bakifrån av samma segment, Fig. 9 en mot Fig. 7 svarande perspektivvy av en annan typ av segment ingående i en utföringsform av verktyget, vilka segment är växelvis insatta mellan segmenten av den första typen, Fig. 10 en perspektivvy bakifrån av segmentet enligt Fig. 9, 13579 SE 110 115 120 125 130 Fig. 11 en längdsektion genom två med varandra förbundna segment enligt tidigare figurer, Fig. 12 en längdsektion genom ett alternativt utförande av verktyget enligt uppfinningen, Fig. 13 en längdsektion genom ett med enbart hanorgan utformat segment ingående i verktyget enligt Fig. 12, Fig. 14 en längdsektion genom ett med enbart honorgan utformat segment ingående i verktyget enligt Fig. 12, och Fig. 15 en geometrisk bild illustrerande en tvärsnittsform av en utföringsform av de samverkande han- och honorganen i verktyget.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen I Fig. 1 illustreras schematiskt ett i enlighet med en utföringsform uppfinningen utfört fräsverktyg 1 under bearbetning av ett arbetsstycke W i syfte att bilda ett kugghjul (för tydlighets vinnande visas kuggarna och de urfrästa kuggluckorna i färdigbearbetat tillstånd). Med andra ord exemplifieras uppfinningen i form av en segmenthobb. I exemplet är verktyget 1 monterat på en axel 2, vars geometriska centrumaxel är betecknad Cl och vars ena ände är inspänd i en chuck 3, medan den motsatta änden är lagrad i en lagerbock 4. De segment, som tillsammans bildar fräsverktyget 1, är placerade mellan ett par ändstycken, av vilka ett första är betecknat 5 och det andra 6. För överföring av vridmoment från drivaxeln 2 till verktyget 1 är en kil 7 försänkt i ett spår på drivaxeln och står i ingrepp med invändiga spår i de olika segmenten. Chucken 3 och därmed verktyget 1 är roterbara i riktningen R1 samtidigt som arbetsstycket W är vrid- eller roterbart i riktningen R2, närmare bestämt kring en geometrisk centrumaxel C2. I praktiken drivs fräsverktyget med betydligt större hastighet än arbetsstycket. Exempelvis kan verktyget roteras 100 varv, under det att arbetsstycket vrids 1 varv.

Matningen av verktyget sker parallellt med centiumaxeln C2, såsom antyds medelst dubbelpilen ”f”.

Med de valda rotationsriktningarna R1, R2 sker matningen i riktning nedåt från ett övre ändläge. De olika segment, som ingår i verktyget, bildar tillsammans en cylinderformad fräs- eller grundkropp, 13579 SE 135 140 145 150 155 varvid de enskilda skär, som ingår i segmenten, följer en sammanhängande skruvlinje utmed cylinderns utsida.

I Fig. 2 och 3 visas verktygets beskaffenhet mer detaljerat. I exemplet är verktyget sammansatt av inalles sex segment, vilka generellt är betecknade 8. Vartannat segment i den visade satsen är utformat på ett sätt, som skiljer sig från de mellanvarande segmenten. För att fortsättningsvis särskilja de olika segmenten, har desamma kompletterats med suffixen ”a” respektive ”b”. Av de båda ändstyckena 5, 6 betecknas det ändstycke 5, som befinner sig längst från betraktaren i Fig. 2 och 3, såsom ett ”bakre” ändstycke, medan det andra bildar ett ”främre” ändstycke 6. I sprängbilden enligt Fig. 3 visas dessutom två typer av skruvar, nämligen en dragskruv 9 och en demonteringsskruv 10.

Uppgiften för dessa skruvar beskrivs närmare nedan.

I Fig. 4 visas ett enskilt segment av den typ som är betecknat Sa i Fig. 3. Varje segment inbegriper en navdel 11 (se även Fig. 7) och en utanpåliggande, periferisk kam 12. Navdelen 11 inbegriper två plana och parallella ändytor 13, 14 (se Fig. 4 och 5), av vilka den förstnänmda bildar en bakre ändyta och den sistnämnda en främre ändyta. Utåt begränsas navdelen 11 av en partiellt cylindrisk mantelyta 15 (se Fig. 7 och 8), från vilken kammen 12 har en viss radiell utsträckning.

Segmenten är monterade på en gemensam drivaxel 2 (se åter Fig. 1) och navdelen 11 inbegriper en mittre, genomgående öppning 16 med cylindrisk form. I anslutning till denna rnittöppning 16 är utformat ett spår 17, i vilket förutnänmda låskil 7 hos drivaxeln 2 kan gripa in. De båda ändytorna 13, 14 utbreder sig i plan, som är vinkelräta mot en geometrisk centrumaxel C3, vilken sammanfaller med det sammansatta verktygets centrumaxel C1. Med andra ord är ändytorna 13, 14 inbördes parallella.

Mantelytan 15 är koncentrisk med axeln C3.

Den periferiska kammen 12 sträcker sig ett varv utmed navdelen 11 och följer en skruvlinje med en förutbestämd stigning. Denna stigning indikeras av vinkeln (x mellan den plana ändytan 13 på navdelen och en ringformig frontyta 18 på kammen 12 (se Fig. 6). ot ligger lämpligen inom området 1- 10°. Kammen 12 är tvärsnittsvis kilformig på så sätt att den smalnar av från en bred bas mot ett spetsigt ytterparti. I de motsatta, snedställda flankytorna på kammen, är urtagna ett flertal säten 19 (se 13579 SE 160 165 170 175 180 Fig. 4) för bytbara skär 20. Sätena är åtskilda i tangentiellt, eller med andra ord, i omkretsled.

Rotationsmässigt framför varje säte och skär finns ett spånrum 21 för att underlätta evakueringen av de spånor, som avskiljs medelst skären. Vartannat säte respektive skär förefinns ikammens ena flankyta och vartannat i den andra flankytan. Det må även nämnas att kammen 12 ändar i plana ytor 22 (se Fig. 6 och 7), som låter sig ansättas mot analoga ytor hos kammarna i närbelägna segment.

Tillsammans bildar de enskilda segmentens kammar sålunda en sammanhängande, gängliknande skruvformation i det sammansatta verktyget.

Då segmenten sätts samman till ett brukbart verktyg, anpressas de motsatta ändytorna 13, 14 lämpligen dikt mot de motstående ändytorna på närbelägna segment. För detta ändamål används i det visade, föredragna utförandet ett flertal dragskruvar 9, vilka tydligast åskådliggörs i Fig. 7. Varje dylik skruv inbegriper dels ett skaft 23 med en hangänga 24, dels en skalle 25 med större diameter än skaftet. I denna skalle är utformat ett nyckelgrepp 26 för exempelvis en insexnyckel.

För varje segment används med fördel tre dragskruvar 9, vilka är applicerbara i genomgående hål eller lopp 27 i navdelen 11. Dessa lopp är släta såtillvida att de saknar gängor. Varje lopp är utformat med en för skruvskallen 25 avsedd försänkning 28, vilken har en förstorad diameter. Närmare bestämt mynnar den vida försänkningen 28 i navdelens främre ändyta 14, medan en smalare sektion 29 (se Fig. 5 och 8) mynnar i navdelens bakre ändyta 13. Genom att loppets 27 främre och bakre sektioner har olika diametrar, bildas en ringformig ansats 30, mot vilken skruvskallen 25 kan ansättas.

De tre loppen 27 är ekvidistant åtskilda, dvs. har en delning av 120°.

Demonteringsskruven 10 (se Fig. 7) saknar skalle och inbegriper dels en främre hangänga 31, dels ett bakre cylindriskt parti 32, vars diameter är mindre än hangängans ytterdiameter. Närmare bestämt har cylinderpartiet 32 en så liten diameter, att detsamma kan föras in i nyckelgreppet 26 i en dragskruv 9. Det må även noteras att demonteringsskruven 10 inbegriper ett nyckelgrepp 33 i sin främre ände.

Axiellt igenom navdelen 11 sträcker sig ytterligare tre hål 34, vilka till skillnad från de släta loppen 27 inbegriper en gänga i form av en hongänga 35 (se Fig. 7). Hangängorna 23, 31 på respektive 13579 SE 185 190 195 200 205 skruvar 9, 10 är likadana, så att de var för sig kan skruvas fast ihålen 34 (dock icke samtidigt). Även de tre gängade hålen 34 är sinsemellan ekvidistant åtskilda, dvs. har en delning av 120°. Dessutom är hålen 34 lokaliserade mitt emellan två närbelägna lopp 27, innebärande att delningen mellan varje enskilt lopp 27 och två närbelägna, gängade hål 34 uppgår till 60°.

Tack vare att segmentens spatiala lägen bestäms av han- och honorganen i kombination med de planparallella ändytorna, är toleranserna för de släta loppen och de gängade hålen höga. Deras inriktning i linje med varandra är inte kritisk för segmentens inbördes lägesbestänming. En uppgift för skruvarna 9 är att pressa samman satsen av segment 8 så att han- och honorgan sammanförs tills motstående ändytor 13, 14 parvis pressas dikt an mot varandra. Skruvarna 9 kvarblir sålunda i det sammansatta verktyget. Skruvarnas sammanpressande kraft gör fördelaktigt kopplingen mellan de enskilda segmenten extra stabil.

I andra utföringsformer av uppfinningen kan skruvarna skruvas ut igen efter att segmenten i satsen nått sina respektive ändlägen. Det är även möjligt att pressa samman segmenten på annat sätt än medelst skruvar, till exempel medelst en utanpåliggande tving eller liknande.

Demonteringsskruvarna 10 ingår i den beskrivna utföringsformen ej i det sammansatta verktyget, utan kommer till användning först i samband med eventuell demontering av verktyget, då ett eller flera segment skall säras från varandra.

I den visade utföringsformen av uppfinningen är segmenten vridsäkrade relativt varandra medelst kopplingsmedel i form av parvis samverkande han- och honorgan 36, 37 (se Fig. 7 och 8), vilka är integrerade med de enskilda segmenten. Varje han- och honorgan inbegriper en kontaktyta 38 respektive 39, vilken har en orund tvärsnittsform betraktat i ett plan i rät vinkel mot centrumaxeln C3.

Dessutom konvergerar kontaktytan från en storände mot en lillände. I exemplet inbegriper varje segment å ena sidan ett hanorgan 36, som skjuter ut axiellt från segmentets bakre ändyta 13, och, å andra sidan, ett honorgan i form av en urtagning 37, som mynnar i navdelens 11 främre ändyta 14. I Fig. 7 representeras honorganets lillände av en ändlös gränslinje 40a och storänden av en likaledes ändlös gränslinje 41a. På analogt sätt representerar gränslinjen 41b (se Fig. 8) hanorganets 36 13579 SE 210 215 220 225 230 storände, medan lilländen representeras av gränslinjen 40b. Med andra ord konvergerar kontaktytorna 38, 39 i en och samma riktning, nämligen i riktning bakåt. Hanorganet 36 är ihåligt eller rörformigt (för att tillåta genomföring av axeln 2) och inbegriper en invändig yta 42, som är cylindrisk.

Cylinderytan 42 och den utvändiga kontaktytan 38 ansluter sig till en gemensam ringyta 43, som bildar hanorganets 36 fria ände.

I det visade exemplet är han- och honorganet belägna centrerat runt centrumaxeln C3. Det är dock möjligt att i andra utföringsformer av uppfinningen anordna han- och honorganen så att centrumaxeln (23, som normalt är densamma som verktygets rotationsaxelC1, sträcker sig genom han- och honorganet förskjutet åt något håll. Den runt centrumaxeln centrala placeringen av han- och honorganen ger fördelaktigt en enklare konstruktion av han- och honorganens geometrier. Den centrerade placeringen möjliggör även mindre han- och honorgan vilket fördelaktigt medför styvare segment.

Han- och honorganens orunda tvärsnittsform har i exemplet förverkligats genom att densamma gjorts polygonal, närmare bestämt trigonal eller trehörnig. I korta ordalag bestäms formen av en kurva med tre runda hörn, vilka sticker ut från en inskriven cirkel, som tangerar tre krökta båglinjer med större krökningsradie än hörnens krökningsradie (se Fig. 15).

Geometriskt definieras denna kurva av formlerna: k få m J - cos(7) - 2 - a - cos(27)+ a ~ cos(47) “< || m sin(7)+ 2- a - sin(27)+ a - sin(47/) där: n = en normal till kurvan i en godtycklig punkt P, x resp. y = koordinater i ett traditionellt koordinatsystem, y = vinkeln mellan normalen n och koordinatsystemets X-axel, 13579 SE 235 240 245 250 255 10 2a = den valda excentriciteten (eller utbuktningen) hos ett enskilt hörn relativt den inskrivna cirkeln IC, samt Dm = summan är den inskrivna cirkelns diameter och excentriciteten 2a.

Han- respektive honformiga kopplingar med denna trigonala tvärsnittsform är i och för sig tidigare kända och använda i verktyg för skärande bearbetning. I kommersiellt bruk benänms de aktuella kopplingarna COROMANT CAPTO® och ingår ofta i verktyg från SANDVIK COROMANT AB.

Konvergensvinkeln ß (se Fig. 6) för de båda kontaktytorna 38, 39 bör uppgå till minst 20 och högst 20° (ß/Z = 1° respektive 10°). Lämpligen ligger konvergensvinkeln inom området 6-14°. I det visade exemplet är godtyckliga generatriser utmed respektive kontaktyta raka. Då konvergensvinklarna är måttliga (genom att ligga inom ovannämnda intervall) blir ingreppet mellan han- och honorganen sj älvhämmande såtillvida att organen endast med stor svårighet (= stor kraft) låter sig åtsäras. Ä andra sidan försvårar för stora konvergensvinklar utanför intervallet den enligt uppfinningen önskade styrningen mot det spatialt bestämda ändläget.

I det visade utförandet av uppfinningen är han- och honorganens kontaktytor 38, 39 finbearbetade till en mycket stor måttnoggrannhet, närmare bestämt en måttnoggrannhet som lämpligen är finare än 0,01 mm. Detta kan med fördel ske genom s.k. mätstyrd bearbetning, företrädesvis i form av fräsning medelst en pinnfräs. Dylik bearbetning genomförs i flera på varandra följ ande steg efter det att ämnet utformats med ca. 0,3 mm godspålägg. Efter en första reducering av detta godspålägg, vidtas en mätning av toleranserna innan ytterligare gods avlägsnas i åtminstone ett ytterligare steg. På detta sätt kan kontaktytorna allsidigt ges en måttnoggrannhet av ända ned mot 0,001 mm.

IFig. 11 betecknar T det enskilda segmentets tjocklek, sådan denna bestäms av det axiella avståndet mellan ändytorna 13 och 14. Detta mått sammanfaller för övrigt med kammens 12 stigning.

Urtagningens 37 djup är betecknat Ll, medan hanorganets 36 axiella längd är betecknad L2. L1 bör 13579 SE 260 265 270 275 280 11 uppgå till minst 30% och högst S0% av T. Företrädesvis ligger Ll inom intervallet 50-70% av T. L1 är mindre än L2. Då hanorganet 36 griper in i tillhörande urtagning i verktygets sammansatta skick, förefinns en spalt 44 mellan hanorganets fria ände 43 och urtagningens botten. Med andra ord bottnar hanorganet ej i urtagningen. Härigenom säkerställs fördelaktigt att det enligt uppfinningen önskade axiella ändläget där de planparallella ytorna hos två angränsande segment anligger mot varandra nås utan att hindras av han- och honorganen.

En skillnad mellan de båda typerna av segment Sa respektive Sb, är att hålbilderna i respektive segmenttyper är vridna 60° i förhållande till varandra. Detta framgår av en jämförelse mellan Fig. 7 och Fig. 9. I segmentet Sa enligt Fig. 7 är sålunda ett gängat hål 35 lokaliserat i ungefär samma vinkelläge som spåret 17. I segmentet Sb enligt Fig. 9 är däremot ett lopp 27 beläget radiellt utanför spåret 17.

Av Fig. 3 framgår att det bakre ändstycket 5 inbegriper tre gängade hål 34, men ej några släta lopp. Vidare inbegriper ändstycket 5 en honbildande urtagning 37, men ej något hanorgan. I likhet med segmenten inbegriper ändstycket 5 dock ett axiellt spår 17.

I det främre ändstycket ingår ett bakåt pekande hanorgan (skymt i Fig. 3) samt inalles sex hål, nämligen tre gängade hål 34 och tre släta lopp 27 av samma slag somi segmenten Sa, Sb.

Hopmontering av de olika komponenterna till ett sammansatt verktyg kan ske på följ ande sätt: I ett första steg förs hanorganet 36 på ett segment Sb i ingrepp med honorganet 37 i det bakre ändstycket 5, varjämte tre skallförsedda skruvar 9 dras fast i de gängade hålen 34. På så sätt kan segmentet Sb anpressas med stor kraft mot ändstycket 5, så att dess bakre ändyta 13 dikt ansätts mot frontytan på ändstycket 5. I nästa steg förs hanorganet 36 på ett segment av typen Sa i ingrepp med det framåt sig öppnande honorganet 37 i det redan monterade segmentet Sb, varefter segmenten dikt anpressas mot varandra med hjälp av ytterligare tre skruvar 9. Härefter upprepas detta förfarande tills det önskade antalet segment förbundits med varandra. I ett avslutande steg bringas tre skruvar 9 att fixera det främre ändstycket 6 mot det främre segmentet Sa. 13579 SE 285 290 295 300 305 12 I verktygets sammansatta skick enligt Fig. 2, bildar de olika segmenten tillsammans en cylindrisk kropp med mycket stor styvhet, innebärande att de olika skärens spatiala lägen kommer att bestämmas mycket noggrant. Resultatet härav blir att flankytorna på de kuggar, som skall skapas i arbetsstycket W, erhåller mycket goda toleranser.

Eventuell demontering av verktyget, exempelvis i syfte att byta ut ett skadat segment, kan ske med hjälp av demonteringsskruvarna 10. Då dessa skruvas in i det främre ändstyckets 6 gängade hål 34, kommer de att ansättas mot dragskruvarna 9 i det frärnre segmentet Sa. Närmare bestämt kommer den enskilda skruvens cylinderparti 32 att ansättas mot bottnen i skruvskallens nyckelgrepp 26.

Genom att dra åt de tre skruvarna 10 ungefär likformigt, säkerställs att ändstyckets 6 hanorgan med tillförlitlighet avlägsnas exakt axiellt ur honorganet i segmentet Sa. I ytterligare steg kan de olika segmenten säras från varandra på enahanda sätt med hjälp av tre samtidigt verksamma demonteringsskruvar 10.

Segmenten tillverkas lämpligen av stål (som har en viss inneboende elasticitet), medan de bytbara skären på traditionellt sätt tillverkas av ett hårdare och slitstarkare material, såsom hårdmetall.

Det är dock även möjligt att använda solida segment där skäreggarna är av samma materialstycke som segmentet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen ges det enskilda hanorganet vid tillverkningen av segmenten ett diminutivt, radiellt övermått i förhållande till det samverkande honorganet. Övermåttet kan uppgå till storleksordningen 0,01 à 0,03 mm; något som resulterar i att de mot varandra vända ändytorna på närbelägna segment initialt hålls åtskilda av en smal spalt (0,01-0,5 mm bred) så länge dragskruvarna är endast måttligt åtdragna. Emellertid kommer dragskruvarna att, så snart de dras åt slutgiltigt med ett stort vridmoment, att pressa in hanorganet i honorganet med en axiell kraft, som är tillräckligt stor för att materialet i såväl hanorganet som den omgivande navdelen skall ge efter, och säkerställa att segmentens ändytor pressas dikt an mot varandra. Härigenom åstadkoms fördelaktigt att den vridsäkrande kopplingen mellan segmenten blir utomordentligt styv och stark. Det faktum att 13579 SE 310 315 320 325 330 13 segmentens ändytor ansätts dikt mot varandra, säkerställer vidare en mycket noggrann aXiell positionering i den sammansatta verktygskroppen.

I Fig. 12-14 visas en alternativ utföringsform av verktyget enligt uppfinningen. I detta fall är hälften av de i verktyget ingående segmenten, nämligen segmenten 80, utformade med två hanorgan 36, vilka skjuter ut från motsatta ändytor 13, 14 på segmenten. Kontaktytorna 38 på dessa hanorgan konvergerar i motsatta riktningar, närmare bestämt på så sätt att kontaktytornas storändar är belägna närmast ändytorna 13, 14 och lilländarna närmast hanorganens fria ändar.

Den andra typen av segment 8d inbegriper enbart honorgan 37 i form av två urtagningar, vilka är åtskilda av en ringformig fläns 45. I analogi med det tidigare beskrivna utförandet har såväl hanorganens som honorganens kontaktytor orund, företrädesvis trigonal, tvärsnittsform, förutom att de konvergerar mellan storändar och lilländar. I övrigt kan samma slags skruvar, som tidigare beskrivits, användas för att dels pressa samman segmenten till en stel, rörformig verktygskropp, dels sära på segmenten vid eventuell demontering av verktyget.

Uppfinningen är ej begränsad enbart till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandena utan kan inom ramen för bifogade patentkrav modifieras på många olika sätt. Sålunda är det möjligt att hålla de olika segmenten tillförlitligt sammanpressade på annat sätt än med hjälp av skruvar. I och med att de beskrivna han- och honorganen blir självhämmande därest konvergensvinklarna ligger inom det beskrivna intervallet 2-20°, kan segmenten pressas ihop med hjälp av yttre pressmekanismer, och därefter hålla samman utan att desintegrera.

I de visade utförandena inbegriper det sammansatta verktyget ett jämnt antal segment, nämligen sex. Emellertid kan antalet segment avvika såväl uppåt som nedåt från detta antal. Dock bör verktyget sammansättas av minst tre segment och högst tolv. Ävenledes kan antalet segment vara udda.

Det skall även påpekas att han- och honorganens orunda tvärsnittsform ej nödvändigtvis behöver vara polygonal. Sålunda kan densamma vara elliptisk eller på annat sätt avvika från cirkulär form. 13579 SE 14 Verktyget kan innefatta säten för skär eller vara utformat i ett stycke med skäreggar. 335 13579 SE

Claims (20)

340 345 350 355 360 15 Patentkrav

1. Fräsverktyg utformat för hobbning av ett arbetsstycke med kuggar, såsom kugghjul, kuggstänger och liknande, innefattande en cylindrisk verktygskropp, vilken definierar en rotationsaxel (C1,C3) och innefattar ett flertal skivformiga segment (8) vilka vart och ett inbegriper en navdel (11) med två motsatta planparallella ändytor (13, 14) som utbreder sig i rät vinkel mot rotationsaxeln (Cl, CS), och en periferisk kam (12) för ett flertal tangentiellt åtskilda skär (20), kännetecknat av att angränsande segment (8) är löstagbart sammankopplade med hjälp av ett var sitt av parvis samverkande han- och honorgan, han- och honorganen är så belägna att rotationsaxeln (Cl, C3) sträcker sig genom han- och honorganen, han- och honorganen inbegriper var sin kontaktyta, som konvergerar från en storände (41) mot en lillände (40) och som i ett tvärsnitt över rotationsaxeln formar en orund kurva, varvid han- och honorganens kontaktytor är så dimensionerade att de, när han- och honorganen sammanförs, styr sina två angränsade segment (8) mot ett av den orunda tvärsnittskurvan runt rotationsaxeln (C1, CS) centrerat och inbördes vinkelbestämt ändläge där de planparallella ändytorna anligger mot varandra.

2. Fräsverktyg enligt krav 1, varvid hanorganets kontaktyta har ett radiellt övermått i förhållande till honorganets kontaktyta, så att, i verktygets sammansatta skick, honorganets kontaktyta anligger med tryck mot hanorganets kontaktyta.

3. Fräsverktyg enligt krav 1 eller 2, varvid, i verktygets sammansatta skick, det förefinns en spalt (44) mellan hanorganets lillände (40) och honorganets lillände (40).

4. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid han- och honorganen är integrerade med sina segment (8). 13579 SE 365 370 375 380 16

5. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid det enskilda segmentet (8) är utformat med dels ett hanorgan (36), som skjuter ut axiellt från en ändyta (13), dels en såsom honorgan tj änande urtagning (37), som mynnar i den andra ändytan (14).

6. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid den enskilda kontaktytan (38, 39) är finbearbetad till en måttnoggrannhet, som är finare än 0,01 mm.

7. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid den enskilda kontaktytan (38, 39) har en trigonal tvärsnittsform, som definieras av följande formler: x = [%j.Com-z.a.cos(zy)+a.cos(4y) y= 5 -S1n(y)+2-a-s1n(2;/)+a-s1n(4;/) b) där: n = en normal till kurvan i en godtycklig punkt P, g resp. y = koordinater i ett traditionellt koordinatsystem, y = vinkeln mellan normalen n och koordinatsystemets X-axel, 2a = den valda excentriciteten (eller utbuktningen) hos ett enskilt hörn relativt den inskrivna cirkeln IC, samt Dm = summan är den inskrivna cirkelns diameter och excentriciteten 2a.

8. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid par av närbelägna segment (8) är anordnade axiellt sammanpressade med hjälp av ett flertal dragskruvar (9), vilka inbegriper en skalle (25) och ett med en hangänga (24) utformat skaft (23), som är fört genom ett lopp (27) i det ena segmentet och fastdraget med sin hangänga i ett gängat hål (35) i det andra segmentet.

9. Fräsverktyg enligt krav 8, varvid både antalet lopp (27) och antalet gängade hål (34) i det enskilda segmentet (8), uppgår till tre, varvid såväl loppen som de gängade hålen är ekvidistant 13579 SE 385 390 395 400 405 17 åtskilda med 120° delning, varvid delningen mellan varje enskilt lopp (27) och två närbelägna gängade hål (34) uppgår till 60°.

10. Fräsverktyg enligt krav 9, varvid detsamma inbegriper två olika typer av segment (Sa, 8b), vilka har sina hålbilder förskjutna 60” relativt varandra, och vilka är växelvis placerade mellan varandra.

11. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid han- och honorganens enskilda kontaktyta konvergerar i en konvergensvinkel (ß), som uppgår till minst 2° och högst 20°.

12. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, varvid segmenten (8) är anordnade utmed en gemensam drivaxel (2) och placerade mellan två skivformiga ändstycken (5, 6), vilka inbegriper med det första och det sista segmenten (8) samverkande han- eller honorgan.

13. Segment för en cylindrisk verktygskropp för ett fräsverktyg utformat för hobbning av ett arbetsstycke med kuggar, såsom kugghjul, kuggstänger och liknande, vilken verktygskropp innefattar ett flertal löstagbart sammankopplade sådana segment, varvid segmentet är skivformat och innefattar en navdel (11) med två motsatta planparallella ändytor (13, 14) som utbreder sig i rät vinkel mot rotationsaxeln (C?), och en periferisk kam (12) för ett flertal tangentiellt åtskilda skär (20), kännetecknat av att segmentet (8) vidare innefattar ett han- eller honorgan för den löstagbara sammankopplingen med ett angränsande segment, han- eller honorganet är så beläget att rotationsaxeln (C?) sträcker sig genom han- eller honorganet, han- eller honorganet inbegriper en kontaktyta, som konvergerar från en storände (41) mot en lillände (40) och som i ett tvärsnitt över rotationsaxeln formar en orund kurva.

14. Segment enligt krav 13, varvid han- eller honorganet är integrerat med segmentet. 13579 SE 18

15. Segment enligt krav 13 eller 14, varvid ett hanorgan (36) skjuter ut axiellt från en första ändyta (13), och ett honorgan (37) i form av en urtagning mynnar i den andra ändytan (14).

16. Segment enligt något av krav 13 - 15, varvid kontaktytan (38, 39) är finbearbetad till en måttnoggrannhet, som är finare än 0,01 mm. 410 17. Segment enligt något av krav 13-16, varvid kontaktytan (38, 39) har en trigonal tvärsnittsform, som definieras av följande formler: x=(%).cos(y)_z.a.cos(zy)+a.60447) y = s1n(;f)+ 2 - a - sin(2y)+ a - s1n(4y) där: n = en normal till kurvan i en godtycklig punkt P, 415 5 resp. y = koordinater i ett traditionellt koordinatsystem, y = vinkeln mellan normalen n och koordinatsystemets X-axel, 2a = den valda excentriciteten (eller utbuktningen) hos ett enskilt hörn relativt den inskrivna cirkeln IC, samt

Dm = summan är den inskrivna cirkelns diameter och excentriciteten 2a. 420

18. Segment enligt något av krav 13-17, varvid kontaktytans (38, 39) konvergensvinkel (ß) uppgår till minst 2° och högst 20°.

19. Segment enligt något av krav 13-18, varvid navdelen (11) inbegriper dels ett flertal genomgående, släta lopp (27), dels ett flertal genomgående hål (34) med hongängor (35). 425

20. Segment enligt krav 19, varvid såväl antalet lopp (27) som antalet gängade hål (34) uppgår till tre, varvid loppen är ekvidistant åtskilda med 120° delning och delningen mellan varje enskilt lopp (27) och två närbelägna, gängade hål (34) uppgår till 600. 13579 SE