SE1251391A1 - Skär med invändig kylvätsketillförsel och skäraggregat som använder detta - Google Patents

Abstract

Ett metallskär (150) som är användbart vid spånbildande och avlägsnande av material från ett arbetsstycke. Metallskäret (150) innefattar en metallskärkropp (152, 154), som innefattar en skäregg (160) med minst ett diskret skärställe (161A-161F). Metallskärkroppen (152, 154) innehåller vidare en distinkt inre kylvätskepassage. (300) som kommunicerar med det diskreta skärstället (161A-161F). Den distinkta inre kylvätskepassagen (300) har ett kylvätskepassageinlopp (304) som avgränsar en tvärsektionsarea hos kylvätskepassage in loppet (304), ett kylvätskepassageutlopp. (302) som avgränsar en tvärsektionsarea hos kylvätskepassageutloppet (302), och en axiell kylvätskepassagelängd. Den distinkta inre kylvätskepassagen (300) avgränsar en kylvätskeströmningstvärsektionsarea utmed den axiella kylvätskepassagelängden därav. Kylvätskepassageinloppets (304) tvärsektionsarea är väsentligen samma som kylvätskepassageutloppets (302) tvärsektionsarea. Kylvätskeströmningsareans geometri förändras utmed den axiella kylvätskepassagelängden.

Description

-2- SPÅNBILDANDE SKÄR MED INVÄNDIG KYLNING diskuteras betydelsen av minskning av värmen i skär-spån-gränssnittet. Lagerberg nämner att när Skäret är gjort av hårdmetall och når en viss temperatur dess beständighet mot plastisk deformation minskar. En minskning i beständighet mot plastisk deformation ökar risken att skäret bryts. I det amerikanska patentet 5 775 854 (Wertheim) avseende METALLSKÄRVERKTYG framhålls att en ökning i arbetstemperaturen leder till en minskning av skärets hårdhet. Följden blir ökat slitage på skäret.

[0005] I andra patentskrifter beskrivs olika sätt att leverera eller system för leverans av kylvätska till skär-spån-gränssnittet. Det amerikanska patentet 7 625 157 (Prichard m fl.) avseende FRÄS OCH FRÄSSKÃR MED KYLVÄTSKETILLFÖRSEL avser till exempel ett skär som innefattar en skärkropp med ett centralt kylvätskeinlopp. Skäret innefattar vidare en positionerbar avledare.

Avledaren har en kylvätskeränna, vilken avleder kylvätska till ett specifikt skärställe.

Den amerikanska patentansökan med publiceringsnummer US 2008-0175678 A1 (Prichard m.fl.) avseende METALLSKÄRNINGSSYSTEM FÖR EF FEKTIV KYLVÄTSKETILLFÖRSEL hänför sig till ett skär som fungerar tillsammans med en övre del och/eller en underläggsplatta i syfte att underlätta tillförsel av kylvätska till ett skärställe.

[0006] I det amerikanska patentet 6 045 300 (Antoun) avseende VERKTYGSHÅLLARE MED INTEGRERAD KYLVÄTSKEPASSAGE OCH UTBYTBAR DYSA beskrivs användning av tillförsel med högt tryck och hög volym av kylvätska i syfte att åtgärda värme i skär-spån-gränssnittet. I det amerikanska patentet 6 652 200 (Kraemer) avseende en VERKTYGSHÅLLARE MED KYLVÄTSKESYSTEM beskrivs spår mellan skäret och en övre platta. Kylvätska strömmar genom spåren för att åtgärda värmen i skär-spån-gränssnittet. I det amerikanska patentet 5 901 623 (Hong) avseende KRYOGEN BEARBETNING beskrivs ett kylvätsketíllförselsystem för anbringande av flytande kväve på skär-spån- gränssnittet.

[0007] Det är uppenbart att i en spånbildande och materialavlägsnande operation högre arbetstemperaturer i skär-spån-gränssnittet kan ha menlig inverkan på den användbara verktygslivslängden genom förtida brott och/eller alltför stort slitage.

Det skulle vara mycket önskvärt att åstadkomma ett skär som används för spånbildande materialavlägsnande operationer varvid det föreligger förbättrad tillförsel av kylvätska till gränssnittet mellan skäret och arbetsstycket (dvs. skär-spån- -3_ gränssnittet), vilket är det ställe på arbetsstycket där spånan alstras). Det skulle finnas ett antal fördelar förknippade med förbättrad tillförsel av kylvätska till skär-spån- gränssnittet.

[0008] I en spånbildande materialavlägsnande operation kan spånan som alstrats från arbetsstycket ibland häfta (tex. genom svetsning) på skärets yta.

Uppbyggnaden av spånmaterial på Skäret på detta sätt är en oönskad företeelse som kan inverka negativt på skärets prestanda, och följaktligen på hela den materialavlägsnande operationen. Det skulle vara mycket önskvärt att åstadkomma ett skär som används för spånbildande materialavlägsnande operationer vid vilket det föreligger förbättrad tillförsel av kylvätska till skär-spån-gränssnittet så att det leder till förbättrad Smörjning i skär-spån-gränssnittet. Följden av förbättrad Smörjning i skär-spån-gränssnittet är en minskning av spånans benägenhet att häfta vid Skäret.

[0009] I en spånbildande materialavlägsnande operation kan det förekomma tillfällen vid vilka spånan inte kommer ut ur området för skär-spån-gränssnittet när spånan häfiar vid Skäret. När en spåna inte kommer ut ur området för skär-spån- gränssnittet finns möjligheten att en spåna kan skäras en gång till. Det är oönskat att frässkäret skär en spåna som redan avlägsnats från arbetsstycket en gång till. Ett kylvätskeflöde till skär-spån-gränssnittet kommer att underlätta bortföringen av spån från skär-spån-gränssnittet varigenom minimeras möjligheten att en spåna skärs en gång till. Det skulle vara mycket önskvärt att åstadkomma ett skär som används för spånbildande materialavlägsnande operationer vid vilket det föreligger förbättrad tillförsel av kylvätska till skär-spån-gränssnittet för minskad möjlighet att en spåna kommer att skäras en gång till. Följden av förbättrat kylvätskeflöde till skär-spån- gränssnittet är bättre bortledning av spånor från gränssnittets omgivning med en därmed följande minskning av möjligheten att en spåna skärs en gång till.

[0010] Ett antal faktorer kan inverka på omfattningen av den kylvätska som levereras till skär-spån-gränssnittet. Exempelvis kan storleken på konstruktionen som överför kylvätskan till Skäret vara en begränsande faktor för omfattningen av kylvätska som tillförs till skäret. Således skulle det vara mycket önskvärt att åstadkomma tillförselhål som är lika stora som eller större än inloppen i Skäret för maximering av kylvätskeflödet till Skäret. Det skulle vara mycket önskvärt att åstadkomma ett skär i vilket två eller fler kylvätskekanaler överför kylvätska till ett enda diskret skärställe. I syfte att skräddarsy kylvätsketillförseln kommer vidare användning av oregelbundna kylvätskekanaler och varierbara areor hos inloppet och _4- utloppet i skäret att möjliggöra sådan specifik anpassning. En sådan företeelse är att möjliggöra en rad avledningsvinklar för kylvätskan, vilka kan vara mellan cirka 10 grader och cirka 60 grader.

[0011] I syfte att förbättra kylvätsketillförseln är det fördelaktigt att göra det möjligt för kylvätskan att strömma in i skäret genom hållaren. Detta kan innefatta användning av en extern kylvätsketillförsel eller en intern kylvätsketillförsel.

[0012] Vad gäller tillverkning av ett skär kan det finnas fördelar med att använda flera delar, som tillsammans bildar Skäret. Exempelvis kan vid vissa tillfällen ett skär bildat av en bas, som uppvisar skäreggen, och en kärna leda till förbättrad livslängd därför att endast basen behöver bytas när slutet av den användbara verktygslivslängden har nåtts. I ett sådant arrangemang är kärnan lösgörbart förbunden med basen varvid kärnan återanvänds när basen blir utsliten. Basen och kärnan kan förbindas med varandra genom samsintring, lödning och/eller limning.

Som ett alternativ kan basen och kärnan vara i kontakt med varandra utan att vara förbundna med varandra som ett element i ett stycke, utan förbli separata komponenter fastän i nära kontakt. För förbättrade prestanda kan basen och kärnan dessutom vara av samma eller olika material beroende på den specifika tillämpningen.

[0013] När den föredragna utföringsformen av skäret uppvisar en rund geometri kan vissa fördelar föreligga. Till exempel när skäret har en rund geometri behöver sammansättningen av flera komponenter, t.ex. ett fundament och en kärna, inte indexeras. Ett runt skär är inte spegelvänt så det kan användas i vänster-, höger- och neutralläge. Vid profilsvarvning kan upp till 50 % av det runda skäret fungera som skäregg. Ett runt skär är också anordnat att ingripa med en rotationsmotverkande anordning.

SAMMANFATTNING AV UPPF INN INGEN

[0014] I en form avser uppfinningen ett metallskär som är användbart vid spånbildande och materialavlägsnande från ett arbetsstycke. Metallskäret innefattar en metallskärkropp, som innefattar en skäregg med minst ett diskret skärställe.

Skärkroppen innehåller vidare en distinkt inre kylvätskepassage som kommunicerar med det diskreta skärstället. Den distinkta inre kylvätskepassagen har ett kylvätskepassageinlopp som avgränsar en kylvätskepassageinloppstvärsektionsarea, ett kylvätskepassageutlopp som avgränsar en kylvätskepassageutloppstvärsektionsarea, och en axiell kylvätskepassagelängd. Den _5- distinkta inre kylvätskepassagen avgränsar en kylvätskeströmningstvärsektionsarea utmed den axiella kylvätskepassagelängden därav.

Kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är väsentligen samma som kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean. Geometrin hos kylvätskeströmningstvärsektionsarean ändras utmed den axiella kylvätskepassagelängden.

[0015] I en annan form avser uppfinningen ett metallskäraggregat som är användbart vid spånbildande och materialavlägsnande från ett arbetsstycke varvid en kylvätskekälla tillför kylvätska till metallskäraggregatet. Metallskäraggregatet innefattar en hållare som har en ficka varvid fickan uppvisar en platt yta innehållande en kylvätskeport, som har en kylvätskeporttvärsektionsarea, i kommunikation med kylvätskekällan. Fickan tar emot ett metallskär. Metallskäret innefattar en metallskärkropp, som innefattar en skäregg med minst ett diskret skärställe.

Metallskärkroppen innehåller vidare en distinkt inre kylvätskepassage som kommunicerar med det diskreta skärstället. Den distinkta inre kylvätskepassagen har ett kylvätskepassageinlopp som avgränsar en kylvätskepassageinloppstvärsektionsarea, ett kylvätskepassageutlopp som avgränsar en kylvätskepassageutloppstvärsektionsarea, och en axiell kylvätskepassagelängd.

Den distinkta inre kylvätskepassagen avgränsar en kylvätskeströmningstvärsektionsarea utmed den axiella kylvätskepassagelängden därav. Kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är väsentligen samma som kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean. Geometrin hos kylvätskeströmningstvärsektionsarean ändras utmed den axiella kylvätskepassagelängden.

KORT BESKRIVNING AV RITN IN GARNA

[0016] Nedan följer en kort beskrivning av ritningarna som utgör en del av denna patentansökan:

[0017] fig. 1 är en isometrisk vy av en specifik utfóringsform av ett fräsaggregat varvid fräsaggregatet har en fräskropp som bär ett flertal skär, vilka i denna specifika utfóringsform är fem skär, varvid en ficka bär ett enda av skären;

[0018] fig. lA är en vy framifrån av en av fickorna hos fräsaggregatet i fig. 1 varvid fickan inte har skäret däri; -5-

[0019] fig. 2 är en isometrisk vy av en specifik utföringsform av en KM®- hållarkropp som bär ett skär i en ficka, varvid skäret inte är i fickan, och KM är ett registrerat varumärke som tillhör Kennametal Inc., Latrobe, Pennsylvania 15650;

[0020] fig. 2A är en planvy av fickan, som inte har skäret däri, hos KM®- hållarkroppen i fig. 2;

[0021] fig. 3 är en isometrisk vy av en specifik utföringsform av en påskruvningsverktygshållarkropp som bär ett skär i en ficka, varvid skäret inte är i fickan, och varvid åskådliggörs i schematisk form anslutningen mellan kylvätskekällan och kylvätskeutloppsporten i fickans platta yta;

[0022] fig. 3A är en planvy av fickan, vilken inte har skäret i sig, hos påskruvningsverktygshållarkroppen i fig. 3;

[0023] fig. 4 är en isometrisk vy av skärets baselement som visar baselementets spånyta och släppningsyta;

[0024] fig. 4A är en förstorad vy av ett parti av baselementet i fig. 4 som utförligt visar den kanal som avgränsas mellan två ribbor;

[0025] fig. 5 är en isometrisk vy av skärets baselement som visar skärets bottenyta och släppningsyta;

[0026] fig. 6 är en isometrisk vy av skärets kärnelement som visar kärnelementets toppyta och sidoyta;

[0027] fig. 7 är en isometrisk vy av skärets kärnelement som visar kärnelementets bottenyta och sidoyta;

[0028] fig. 7A är en isometrisk vy av baselementet och kärnelementet varvid kärnelementet är avlägsnat från baselementet;

[0029] fig. 8 är en isometrisk vy av det av skärets baselement och kämelement bildade aggregatet som visar skärets spånyta och släppningsyta;

[0030] fig. 9 är en isometrisk vy av skärets bottenyta;

[0031] fig. 10 är en förstorad vy av det parti av bottenytan som visar ett ställe för förbindningen av baselementet och kärnelementet;

[0032] fig. 11 är en vy underifrån av den specifika utfóringsformen av skäret som visas i fig. 5; _7-

[0033] fig. 12 är en sidovy av den specifika utfóringsformen av skäret som visas i fig. 5;

[0034] fig. 13 är en isometrisk vy med en del av skäret och hållaren avlägsnade i syfle att visa tillfórseln av kylvätska till ett diskret skärställe; och

[0035] fig. 14 är en planvy av en specifik utföringsform av Skäret;

[0036] fig. 14A är en förstorad vy av ett parti av tvärsektionsvyn i fig. l4B varvid visas de distinkta inre kylvätskepassagerna;

[0037] fig. l4B är en tvärsektionsvy av skäret i fig. 14 tagen utmed sektionslinjen l4B-l4B;

[0038] fig. 15 är en tvärsektionsvy av skäret som åskådliggör den distinkta inre kylvätskepassagen och är tagen utmed sektionslinjen 15-15 i fig. l4B;

[0039] fig. 15A är en förstorad vy av en del av tvärsektionen i fig. 15 i cirkeln med beteckningen 15A som åskådliggör geometrin hos den inre kylvätskepassagen;

[0040] fig. 16 är en tvärsektionsvy av skäret som åskådliggör den distinkta inre kylvätskepassagen och är tagen utmed sektionslinjen 16-16 i fig. l4B;

[0041] fig. 16A är en förstorad vy av en del av tvärsektionen i fig. 16 i cirkeln med beteckningen 16A som åskådliggör geometrin hos den inre kylvätskepassagen;

[0042] fig. 17 är en tvärsektionsvy av skäret som åskådliggör den distinkta inre kylvätskepassagen och är tagen utmed sektionslinjen 17-17 i fig. l4B, varvid sektionslinjen 17-17 är tagen med en vinkel "M" lika med 30,18 grader;

[0043] fig. 18 är en tvärsektionsvy av skäret som åskådliggör den distinkta inre kylvätskepassagen och är tagen utmed sektionslinjen 18-18 i fig. l4B, varvid sektionslinjen 18-18 är tagen med en vinkel "N" lika med 50,10 grader;

[0044] fig. 19A är en planvy som åskådliggör skäret i fickan i ett skärläge varvid kylvätskeinloppen kommunicerar med kylvätskekällan och anslagselementet ingriper med släppningsytan;

[0045] fig. 19B är en planvy som åskådliggör skäret i fickan i ett indexerat skärläge varvid kylvätskeinloppen kommunicerar med kylvätskekällan och anslagselementet ingriper med släppningsytan;

[0046] fig. 20 är en planvy av skäret som åskådliggör kylvätskeflödet; och _g_

[0047] fig. 2l är en tvärsektionsvy av skäret som visar kylvätskeflödet genom den inre kylvätskepassagen.

DETALJERAD BESKRIVNING

[0048] Av ritningarna framgår att Skäret enligt uppfinningen, liksom skäraggregatet enligt uppfinningen, kan arbeta i ett antal olika tillämpningar. Skäret, vilket har invändig kylvätsketillförsel, är avsett för användning i spånbildande avlägsnande av material från ett arbetsstycke. Härvid är skäret avsett för användning i en spånbildande materialavlägsnande operation varvid det föreligger förbättrad tillförsel av kylvätska intill gränssnittet mellan skäret och arbetsstycket (dvs. skär- spån-gränssnittet) i syfie att minska alltför stor värme i skär-spån-gränssnittet.

[0049] Den förbättrade tillförseln av kylvätska till skär-spån-gränssnittet leder till vissa fördelar. Till exempel leder förbättrad tillförsel av kylvätska till skär-spån- gränssnittet till förbättrad smörjning i skär-spån-gränssnittet, vilket minskar spånans benägenhet att häfta vid skäret. Vidare leder förbättrat kylvätskeflöde till skär-spån- gränssnittet till bättre bortledning av spånor från gränssnittets omgivning med en därmed följande minskning av möjligheten att en spåna skärs en gång till.

[0050] Såsom kommer att framgå av beskrivningen nedan är kylvätskedispersionens eller -sprayens beskaffenhet sådan att den är kontinuerlig mellan de intilliggande så kallade aktiverade inre kylvätskepassagerna. Kylvätskan strömmar i själva verket ut från de aktiverade kylvätskepassagerna i form av en kontinuerlig kon av kylvätska. Genom att en sådan kylvätskedispersion tillhandahålls åstadkommer skäret förbättrad tillförsel av kylvätska till skär-spån-gränssnittet.

[0051] Det bör också inses att det inre kylvätskepassageutloppet har en orientering som gör att kylvätskan träffar under spånytan. En sådan orientering av kylvätskan förbättrar kylningsegenskaperna, vilket förbättrar skärets totala prestanda.

[0052] Beskrivningen i denna skrift av specifika tillämpningar skall inte utgöra en begränsning för omfånget och omfattningen av användningen av skäret.

[0053] I den spånbildande materialavlägsnande operationen ingriper skäret l50 med ett arbetsstycke för att avlägsna material från ett arbetsstycke i typfallet i form av spånor. En materialavlägsnande operation som avlägsnar material från arbetsstycket i form av spånor är i typfallet känd av fackmannen som en spånbildande materialavlägsnande operation. I boken Machine Shop Practice [Industrial Press Inc., -9- New York, New York (l 981)] av Moltrecht presenteras på sidorna I99-204 en beskrivning, bland annat, av spånbildning, liksom olika typer av spånor (dvs. kontinuerlig spåna, diskontinuerlig spåna, segmenterad spåna). Moltrecht säger [till dels] på sidorna 199-200 "När skärverktygskroppen först kommer i kontakt med metallen komprimerar den metallen framför skäreggen. Alltfiersom verktyget rör sig framåt belastas metallen framför skäreggen till den punkt där den kommer att skjuva internt, vilket gör att kornen i metallen deformeras och strömmar plastiskt utmed ett plan kallat skjuvningsplanet När den typ av metall som skärs är duktil, såsom stål, kommer spånan att lossna i ett kontinuerligt band ". Moltrecht fortsätter med att beskriva bildande av en diskontinuerlig spåna och en segmenterad spåna.

[0054] Som ett annat exempel ger texten på sidorna 302-315 i ASTE Tool Engineers Handbook, McGraw Hill Book Co., New York, New York (1949) en lång beskrivning av spånbildning vid metallskärningsprocessen. På sidan 303 görs i ASTE Handbook ett tydligt samband mellan spånbildning och bearbetningsoperationer såsom svarvning, fräsning och borrning. I följande patentskrifter diskuteras bildning av spån i en materialavlägsnande operation: Det amerikanska patentet 5 709 907 (Battaglia m.fl.; överlåtet till Kennametal Inc.), det amerikanska patentet 5 722 803 (Battaglia m.fl. ; överlåtet till Kennametal Inc.), och det amerikanska patentet 6 l6l 990 (Oles m.fl.; överlåtet till Kennametal Inc.),

[0055] På ritningarna är fig. 1 en isometrisk vy av ett fräsaggregat med den allmänna hänvisningsbeteckningen 40. Fräsaggregatet 40 har en fräskropp 42 med ett centralt fräskroppsparti 44. Ett flertal lober 46 sträcker sig på ett radiellt utåtriktat sätt från det centrala fräskroppspartiet 44. Var och en av loberna 46 har en radiell inre kant 46 och en radiell yttre kant 48. Varje lob 46 har vidare en distal ände 47.

[0056] Vid den distala änden 47 innehåller var och en av loberna 46 en ficka 54 som har en platt yta 56. Den platta ytan 56 är väsentligen cirkulär och har en omkretskant 57. En upprättstående vägg 58 är belägen vid en ände av den platta ytan 56 varvid den upprättstående väggen 58 sträcker sig kring ett parti av omkretskanten 57.

[0057] Den platta ytan 56 innehåller vidare en bågformig öppning (bågformigt urtag) 60 som sträcker sig på ett parallellt sätt över en del av omkretskanten 57. En kylvätskeutsläppsport 62 är anordnad i kommunikation med den bågformiga öppningen 60. Kylvätskeutsläppsporten 62 är i flödesförbindelse med en _10- kylvätskepassage, vilken har en kylvätskeinströmningsport. Kylvätska från en kylvätskekälla strömmar in i kylvätskepassagen genom kylvätskeinströmningsporten och rör sig så att den strömmar ut vid kylvätskeutmatningsporten in i den bågformiga öppningen 60. Kylvätska som strömmar in iden bågformiga öppningen 60 passerar sedan in i skäret 150, såsom kommer att beskrivas utförligare nedan. Den bågformiga öppningen 60 sträcker sig kring 90 grader så att den kommunicerar med två intilliggande inre kylvätskepassager. Kylvätskekällans, kylvätskepassagens och kylvätskeinströmningsportens specifika konstruktion är inte illustrerad, men är väsentligen samma som motsvarande konstruktion som illustreras och som diskuteras i samband med pâskruvningsverktygshållaren l l4.

[0058] I fig. IA framgår, såsom nämnts ovan, att fräskroppen 42 har en ficka 54 och en intilliggande upprättstående vägg 58. Den upprättstående väggen 58 innefattar ett rotationsmotverkande anslag 70, som sträcker sig på ett radiellt inåtvänt sätt från den upprättstående väggen 58. Det rotationsmotverkande anslaget 70 har vidare en omkretsanslagskant 72. Såsom beskrivs utförligare nedan uppvisar omkretsanslagskanten 72 en geometri anordnad att ingripa med skäret 150 varigenom det rotationsmotverkande anslaget 70 hindrar rotation av skäret 150 när det är i flckan 54. Det rotationsmotverkande anslaget 70 och dess samverkan med skäret överensstämmer med principerna för den konstruktion som visas och beskrivs i det amerikanska patentet 6 238 l33 Bl (DeRoche m.fl.) avseende ROTATIONSMOTVERKADEN MONTERINGSMEKANISM FÖR RUNT SKÄR.

[0059] Skäret 150 kan användas tillsammans med andra hållare än ovan beskrivna fräs 40. Till exempel och så som framgår av figurerna 2 och 2A kan skäret 150 användas tillsammans med en KM®-hållare 80. KM®-hållaren 80 har ett distalt ändparti 82 och ett proximalt ändparti 84. KM®-hållaren 80 har vidare en ficka 86, som har en platt yta 88, vid det distala ändpartiet 82 därav. Den platta ytan 88 har en cirkulär geometri och en omkretskant 89.

[0060] En upprättstående vägg 90 är belägen intill den platta ytan 88. Den upprättstående väggen 90 sträcker sig över en del av den platta ytans 88 omkretskant 89. Den platta ytan 88 innehåller vidare en bågformig öppning 92, som är i kommunikation med en kylvätskeutloppsport 94. Den platta ytan 88 har vidare en gängförsedd öppning 96, som underlättar fastgöring av skäret 150 på KM®-hållaren 80, däri.

[0061] Även om det inte visas på ritningarna har KM®-hållaren 80 vidare en _11- kylvätskepassage, som har en kylvätskeinströmningsport.

Kylvätskeinströmningsporten är i kommunikation med en kylvätskekälla. Såsom beskrivs utförligare nedan passerar kylvätskan från kylvätskekällan genom kylvätskeinströmningsporten in i kylvätskepassagen och strömmar ut från kylvätskepassagen via kylvätskeutloppsporten 94 in i den bågformiga öppningen 92.

Kylvätska rör sig då från den bågformiga öppningen 92 in i skäret 150. Den bågformiga öppningen sträcker sig kring 180 grader så att den kommunicerar med tre intilliggande inre kylvätskepassagen

[0062] KM®- hållaren 80 innefattar vidare ett rotationsmotverkande anslag 104 som sträcker sig på ett radiellt inåtvänt sätt från den upprättstående väggen 90.

Det rotationsmotverkande anslaget 104 har en omkretsanslagsyta 106. Såsom kommer att vara föremål för en diskussion nedan uppvisar omkretsanslagsytan 106 en geometri som ingriper med skäret 150 för att förhindra rotation av skäret 150 när det är i fickan 86.

[0063] Som ännu ett annat exempel på en hållare som är lämplig för användning med skäret 150 åskådliggör figurerna 3 och 3A en påskruvningsverktygshållare 114, som har en verktygshållarkropp 116.

Verktygshållarkroppen 116 har en distal ände 1 18 och en proximal ände 120.

Verktygshållarkroppen 1 16 har en ficka 122 i den distala änden 118 därav. Fickan 122 uppvisar en platt yta 124 som uppvisar en väsentligen cylindrisk form med en periferisk omkretskant 125. En upprättstående vägg 126 är anordnad utmed en del av den platta ytans 124 periferiska omkretskant 125.

[0064] Den platta ytan 124 innehåller vidare en gängförsedd öppning 132, som underlättar fastgöring av skäret 150 på påskruvningsverktygshållaren 114, däri.

[0065] Den platta ytan 124 innehåller en bågformig öppning 128, som kommunicerar med en kylvätskeutloppsport 130. Påskruvningsverktygshållaren 114 har vidare en kylvätskepassage 134, som har en kylvätskeinströmningsport 135 och ett par bildande kylvätskeutloppsportar 136 och 137. Kylvätskeutloppsportarna 136, 137 är i kommunikation med en kylvätskekälla. Såsom beskrivs utförligare nedan passerar kylvätskan från kylvätskekällan 138 genom kylvätskeinströmningsporten 135 in i kylvätskepassagen 134 och strömmar ut ur kylvätskeutsläppspassagen 134 via kylvätskeutsläppsportarna 136, 137. Kylvätskan passerar sedan in i den bågformiga öppningen 128, och, såsom kommer att beskrivas utförligare, in i skäret 150. Den bågformiga öppningen sträcker sig kring 180 grader så att den kommunicerar med tre _12- intilliggande inre kylvätskepassager.

[0066] Det torde inses att vilken som helst av ett antal olika typer av fluidum eller kylvätska är lämpliga för användning i skäret. l stort finns det två grundkategorier av fluider eller kylvätskor; nämligen oljebaserade fluider vilka innefattar raka oljor och lösliga oljor, och kemiska fluider vilka innefattar syntetiska och halvsyntetiska kylvätskor. Raka oljor är sammansatta av en basmineral eller petroleumolja och innehåller ofta polära Smörjmedel såsom fetter, vegetabiliska oljor och estrar, liksom högtrycksadditiv av klor, svavel och fosfor. Lösliga oljor (också kallade emulsionsvätska) är sammansatta av en bas av petroleum eller mineralolja i kombination med emulgeringsmedel och blandningsmedel. Petroleum eller mineralolja kombinerad med emulgeringsmedel och blandningsmedel är grundläggande komponenter i lösliga oljor (också kallade emulgerbara oljor).

Koncentrationen av uppräknade komponenter i deras vattenblandning är vanligen mellan 30 och 85 %. Vanligen används tvål, ytspänningsagens och bindemedel som emulgeringsmedel, och deras grundläggande roll är att minska ytspänningen. Som ett resultat kan de ge ett fluidum en benägenhet att skumma. Dessutom kan lösliga oljor innehålla oljighetsmedel såsom estrar, högtrycksaddit iv, alkanolaminer för tillhandahållande av Öreserv-alkalínitetÖ, en biocid såsom triazin eller oxazoliden, en skumdämpare såsom en långkedjig organisk fettalkohol eller salt, korrosionsinhibitorer, antioxidanter, etc. Syntetiska fluider (kemiska fluider) kan kategoriseras i ytterligare två undergrupper: egentliga lösningar och ytaktiva fluider.

Egentliga lösningsfluider är sammansatta i huvudsak av alkaliska oorganiska och organiska föreningar och är formulerade for att tillfoga korrosionsskydd mot vatten.

Kemiskt ytaktiva fluider är sammansatta av alkaliska oorganiska och organiska korrosionsinhibitorer kombinerade med anjoniska icke-joniska ytspänningsagens för åstadkommande av Smörjning och förbättring av vätbarheten. Högtryckssmörjmedel baserade på klor, svavel och fosfor, liksom några av de mer nyligen utvecklade polymera fysikaliska högtrycksmedlen kan dessutom vara införlivade i dessa fluider.

Halvsyntetiska fluider(också kallade delsyntetiska) innehåller en mindre mängd raffinerad basolja (5-30 %) i koncentratet. De blandas dessutom med emulgeringsmedel, liksom 30-50 % vatten. Eftersom de innefattar konstituenter av både syntetiska och lösliga oljor uppvisas egenskaper som finns i både syntetiska och vattenlösliga oljor.

[0067] Verktygshållarkroppen 1 16 innefattar vidare ett rotationsmotverkande _13- anslag 140 som sträcker sig på ett radiellt inåtríktat sätt från den upprättstående väggen 126. Det rotationsmotverkande anslaget 140 har en omkretsanslagsyta 142.

Omkretsanslagsytan 142 har en geometri som ingriper med skäret 150 för att förhindra rotation av skäret 150 när det är i fickan 122.

[0068] Med hänvisning till övriga ritningar följer en beskrivning av en föredragen specifik utföringsform av skäret 150 (se fig. 8 och 9) som är lämplig för användning med vilken som helst av hållarna, dvs. fräskroppen 42, KM®-hållaren 80 och påskruvningsverktygshållaren 114. Skäret 150 är användbart vid spånbildande materialavlägsnande från ett arbetsstycke varvid en kylvätskekälla tillför kylvätska till skäret. Skäret 150 innefattar en skärkropp 151 (se fig. 8) som innefattar ett baselement 152 och ett kärnelement 154. Såsom beskrivs utförligare nedan samverkar baselementet 152 och kärnelementet 154 för bildande av skärkroppen 151. Såsom kommer att framgå tydligare av diskussionen nedan kan baselementet och kärnelement vara förbundna med varandra och bilda en del i ett stycke eller vara hoptryckta under upprätthållande av deras enskilda separata och distinkta beskaffenhet.

[0069] Komponenterna, dvs. baselementet 152 och kärnelementet 154, hos skäret 150 kan göras av något av vilket som helst antal material som är lämpliga för användning som ett skär. Följande material är exempliflerande material som är användbara för ett skär: verktygsstål, cementerade karbider, cermet eller keramiska material. De specifika materialen och kombinationerna av material beror på den specifika tillämpningen för skäret. Sökande tänker att baselementet och kärnelementet kan vara gjorda av andra material.

[0070] Vad gäller verktygsstål beskriver följande patentskrifter verktygsstål som är lämpliga för användning som ett skär: Det amerikanska patentet 4 276 085 avseende höghastighetsstål, det amerikanska patentet 4 880 461 avseende superhårt höghastighetsverktygsstål, och det amerikanska patentet 5 252 119 avseende höghastighetsverktygsstål framställt medelst sintrat pulver och förfarande för tillverkning därav. Vad gäller cementerade karbider beskriver följande patentskrifier cementerade karbider lämpliga för användning som ett skär: Den amerikanska patentansökan med publiceringsnummer US2006/0171837 Al avseende en kropp av hårdmetall innehållande zirkonium och niob och förfarande för tillverkning därav, det amerikanska återutfärdade patentet 34 180 avseende kroppar av företrädesvis bindemedelsberikad hårdmetall och tillverkningsförfarande, och det amerikanska -]4- patentet 5 955 186 avseende ett belagt skär med ett C-porositetssubstrat med icke- stratifierad ytbindemedelsberikning. Vad gäller cermet beskriver Följande patentskrifter cermet som är lämpliga för användning som ett skär: det amerikanska patentet 6 124 040 avseende komposit och förfarande för framställning därav, och det amerikanska patentet 6 010 283 avseende ett skär av en cermet med ett Co-Ni-Fe- bindemedel. Vad gäller keramiskt material beskriver följande patentskrifter keramiska material som är lämpliga för användning som ett skär: Det amerikanska patentet 5 024 976 avseende ett skärverktyg av keramiskt aluminiumoxid-zirkoniumoxid- kise1-karbid-magnesiumoxidmaterial, det amerikanska patentet 4 880 755 avseende en SiAlON-skärverktygssammansättning, det amerikanska patentet 5 525 134 avseende ett keramiskt kiselnitridmaterial och därav framställt skärverktyg, det amerikanska patentet 6 905 992 avseende en keramisk kropp förstärkt med grov-kiselkarbid- whiskers och förfarande för tillverkning därav, och det amerikanska patentet 7 094 717 avseende en SiAlON innehållande ytterbium och tillverkningsförfarande.

[0071] Vad gäller baselementet 152, i synnerhet illustrationerna av baselementet 152 i figurerna 4, 4A och 5, innefattar baselementet 152 en spånyta 156 och en släppningsyta 158. Efiersom kärnelementet 154 passar i baselementet 52 för bildande av skäret 150 är baselementets 152 släppningsyta 158 skärets 150 släppningsyta. På ett liknande sätt, på grund av kärnelementets 154 dimensionering och placering i förhållande till baselementet 152, åstadkommer baselementets 152 spånyta 156 skärets 150 verksamma spånyta.

[0072] Skärningen mellan spånytan 156 och släppningsytan 158 bildar en skäregg 160, som i denna utföringsform är en väsentligen rund skäregg. Såsom beskrivs utförligare nedan uppvisar skäreggen 160 ett flertal diskreta skärställen. I denna utföringsform finns sex diskreta skärställen 16lA till 16lF. De diskreta skärställena (16lA-16 IF) är åtskilda med cirka 60 grader från varandra. Vidare är varje diskret skärställe (16lA-1 61F) beläget halvvägs mellan varje par intilliggande ribbor 170.

[0073] Baselementets 152 spånyta 156 har en radiell utåtvänd yta 162, vilken är belägen radiellt inåt från skäreggen 160 och sträcker sig kring spånytans 156 hela omkrets. Belägen radiellt inåt från den radiella utåtvända ytan 162 är en första övergångsyta 164 och belägen radiellt inåt från den första övergångsytan 164 är en andra övergångsyta 166. Var och en av den första och den andra övergångsytan går mot botten av skäret allteftersom den går i en radiell inåtriktning. Den andra -[5- övergångsytan 166 går ihop med antingen en kanal 168 eller en ribba 170.

[0074] Där bör inses att ytorna, dvs. den radiella utåtvända ytan 162, den första övergångsytan 164 och den andra övergångsytan 166, kan uppvisa vilken som helst av ett antal olika geometriska konfigurationer eller ytkonfigurationer. Ett syfie med dessa ytor är att åstadkomma en övergång mellan skäreggen 160 och baselementets 152 inre del innefattande kanalerna 168 och ribborna 170. Vidare kan en särskild specifik geometri vara verksam för att förbättra en spånbrytande funktion hos Skäret. En särskild specifik geometri kan också vara verksam för förbättrad kylvätsketillförsel till skär-spån-gränssnittet eftersom kylvätska kan verka på detta område av Skäret.

[0075] I fig. 4A, som är en förstoring av ett parti i flg. 4, har var och en av kanalerna 168 ett par bildande motsatta kanalomkretsytor, dvs. en kanalomkretsyta 172 och en kanalomkretsyta 174. Varje kanal 168 har vidare en central ränna 176.

Varje intilliggande ribba 170 har en radiell inåtvänd barriär 180 och en motsatt radiell inåtvänd barriär 181, vilka avgränsar sidogränser för kanalen 168. Var och en av ribborna 170 också har en omkretskontaktyta 182.

[0076] Baselementet 152 avgränsar vidare en central kärnupptagningsöppning 186. Den centrala kärnupptagningsöppningen 186 tar emot kärnelementet 154. Nedan följer en diskussion om det av baselementet 152 och kärnelementet 154 bildade aggregatet.

[0077] Baselementet 152 har också en släppningsyta 158. Släppningsytan 158 har ett cylindriskt släppningsyteparti 200 i närheten av spånytan 156. Det cylindriska släppningsytepartiet 200 sträcker sig en vald sträcka mot bottenytan, ivilken punkt det övergår i ett ytparti med väsentligen stympat konisk form (se klammern 202).

[0078] Ytpartiet 202 med väsentligen stympat koniskt form uppvisar en sinusformig geometri med ett flertal sinusformiga dalar eller vâgformer 206. Var och en av de sinusformiga dalarna 206 har en motsatt sida 208, en annan motsatt sida 210, och ett bågformigt mellanparti 212. För varje sinusformig dal 206 ökar omkretsbredden från toppen till botten av baselementet 152. Mellan var och en av de sinusformiga dalarna 206 finns sinusformiga öar 220. Varje sinusformig ö 220 har motsatta sidor 221, 222 och ett bågformigt mellanparti 223. För varje sinusformig ö 220 minskar omkretsbredden från toppen till botten av baselementet 15 2.

[0079] Varje sinusformig dal 206 avgränsar en nedsänkning som uppvisar en _16- bågformig yta. Såsom diskuteras nedan kan den sinusformiga dalen 206 samverka med ett rotationsmotverkande anslag varvid anslaget ingriper med den sinusforrniga dalens 206 nedsänkning i syfte att förhindra rotation av skäret 150 när det är i hållarens ficka. Det bör inses att geometrin hos släppningsytan inte måste uppvisa de sinusformiga vågformerna. Släppningsytan kan anta andra geometrier såsom, till exempel, en jämn yta utan vågformer eller nedsänkningar.

[0080] Baselementet 152 har vidare en bottenyta 226. Bottenytan 226 uppvisar en sinusformig omkretskant 228. Den sinusformiga omkretskanten 228 har ett flertal toppar 230A till 230F och ett flertal dalar 232A till 232F.

[0081] Baselementets 152 bottenyta 226 innehåller vidare spår 23 8A till 238F och obearbetade ytor 240A till 240F. Dessa spår (23 8A-23 8F) och obearbetade ytor (240A-240F) definierar kantens profil vid avslutningen av den centrala kärnupptagningsöppningen 186.

[0082] Vad gäller kärnelementets 154 konstruktion, och i synnerhet figurerna 6 och 7, innefattar kärnelementet 154 en övre ände 244 och en bottenände 246. lntill den övre änden 244 föreligger ett väsentligen cirkulärt parti 248, och intill bottenänden 246 föreligger ett integrerat väsentligen stympat koniskt parti 250, vilket sträcker sig från det väsentligen cirkulära partiet 248 via en bågformig övergång 251.

Vid den övre änden 244 är belägen en radiell yttre toppyta 252, vilken har en yttre omkretskant 254. Belägen radiellt inåt från den radiella yttre toppytan 252 är en radiell inre kant 256.

[0083] Vad gäller den inre ytan av det integrerade väsentligen stympat koniska partiet 250, i en riktning mot bottenänden 246, föreligger en inre övergångsyta 258 som övergår i en inre cylindrisk yta 262. Vad gäller den yttre ytan av det integrerade väsentligen stympade koniska partiet 250 föreligger en bågformig yttre yta 264 och en stympat konisk yttre yta 266. En undre cylindrisk yta 268, som har en radiell yttre omkretskant 270, är anordnad vid bottenänden 246.

[0084] Såsom kommer att framgå tydligare av beskrivningen nedan innehåller skärkroppen 151 ett flertal distinkta inre kylvätskepassager 300 (se fig. 14) utformade mellan baselementet 152 och kärnelementet 154. Såsom beskrivs utförligare motsvarar när det är fäst i fickan hos en hållare ett intilliggande par av de distinkta inre kylvätskepassagema 300 vart och ett av de diskreta skärställena.

[0085] För bildande av det fullständiga skäret 150, såsom det till exempel _17- visas i fig. 8, är baselementet 152 och kärnelementet 154 förbundna med varandra.

Fig. 8A åskådliggör kärnelementet 154 som avlägsnat från och i inriktning med baselementet 152. Baselementets 152 centrala kärnupptagningsöppning 186 tar emot kärnelementet 154 så att kärnelementets 154 yttre yta är i kontakt med valda områden av baselementet 152. Närmare bestämt är partierna av den bågformiga yttre ytan 264 och den stympat koniska yttre ytan 266 i kontakt med den bågformiga kontaktytan 182 hos var och en av ribborna 168. På ritningarna visas kontaktytan 182 korsstreckat.

[0086] Kontaktpunkterna mellan baselementet 152 och kärnelementet 154 är mycket säkra. Denna mycket säkra kontakt mellan baselementet 152 och kärnelementet 154 visas i fig. 10 och i fig. 15. Kontaktens utsträckning är tillräckligt säker fór fluidumtäthet i kontaktställena. Kontaktens utsträckning är tillräckligt säker for att komponenterna inte ska separeras under användning.

[0087] Kontakten mellan baselementet och kärnelementet kan vara åstadkommen genom faktisk fórbindning av dessa komponenter med varandra. Man kan åstadkomma förbindningen av baselementet 152 och kärnelementet 154 på vilket som helst av ett antal sätt. Exempelvis är metoder såsom samsintring, lödning och/eller limning lämpliga. Den specifika metoden kan vara särskilt tillämpbar på vissa material. Till exempel kan samsintring vara tillämpbart vid en situation i vilken baselementet och kärnelementet är av samma material, (t.ex. tungstenkarbid- koboltmaterial). Limning kan vara tillämpbart vid en situation i vilken materialen för baselementet och kärnelementet är olika (t.ex. ett stålkärnelement och ett tungstenkarbid-koboltbaselement). Kontakten kan också åstadkommas genom hoptryckning av komponentema under det att de fortfarande hålls separata och distinkta från varandra. Till exempel kan skäret vara säkert gängat på hållaren varigenom det föreligger en mycket stark yta-till-yta-kontakt mellan baselementet och kärnelementet på grund av den mycket nära förbindningen mellan skäret och hållaren.

När komponenterna trycks ihop genom åtdragning av skäret mot hållaren kan dessa komponenter separeras efter lossande av skäret från hållaren.

[0088] Valet av specifika material för komponenterna är beroende av de specifika tillämpningarna för skäret. Användningen av keramiskt material-keramiskt material- eller karbid-karbid- eller stål-karbid-kombinationer av komponenterna ger skäret en mängd materialalternativ. På så sätt har skäret omfattande materialvalsmöjligheter som möjliggör optimal anpassning av skäret från materialperspektiv. _18-

[0089] Såsom framgår uppvisar komponenterna, och därmed skäret, en rund geometri. Genom användningen av en rund geometri behöver aggregatet av flera komponenter, t.ex, en bas och en kärna, inte indexeras för att fungera. Frånvaron av indexering eller särskild inriktning reducerar tillverkningskostnaderna och gör aggregatet enklare till skillnad från komponenter som kräver särskild inriktning. Detta är i synnerhet fallet för kärnelementet. Kärnelementet har en generellt cylindrisk/konisk geometri. Det har inte yttre företeelser som kräver särskild inriktning eller orientering vid monteringen på basen. Således är monteringen av kärnan på basen enkel och inte dyr jämfört med monteringen av komponenter som var och en har komplexa geometriska företeelser.

[0090] Såsom nämnts ovan har skäret 150 ett flertal distinkta inre kylvätskepassager 300. Följande beskrivning av en inre kylvätskepassage 300 är tillräcklig för en beskrivning av alla sådana inre kylvätskepassager 300.

[0091] Vad gäller var och en av de inre kylvätskepassagerna 300 definierar valda ytor på baselementet 152 och på kärnelementet 154 den inre kylvätskepassagens 300 gränser. Närmare bestämt är några av de valda ytorna av baselementet 152 de som definierar kanalen 168, dvs. kanalomkretsytorna 172, 174 och den centrala rännan 176. Andra valda ytor av baselementet 152 innefattar den radiella inåtvända barriären 178 hos en ribba 170 och den radiella inåtvända barriären 180 hos en intilliggande ribba 170. Vad gäller kärnelementet 154 bidrar den yttre ytan till att avgränsa den inre kylvätskepassagen 300.

[0092] Den inre kylvätskepassagen 300 har ett inre kylvätskepassageutlopp 302 och ett inre kylvätskepassageinlopp 304. Såsom framgår strömmar kylvätska in i den inre kylvätskepassagen 300 genom det inre kylvätskepassageinloppet 304, rör sig genom den inre kylvätskepassagen 300, och strömmar sedan ut via det inre kylvätskepassageutloppet 302. Efter att ha lämnat den inre kylvätskepassagen 300 sprutar kylvätska mot det diskreta skärstället i ingrepp med arbetsstycket.

[0093] Fig. 14 är en planvy av skäret 150 som ger en referenspunkt för diskussionen av den inre kylvätskepassagen 300, i synnerhet geometrin hos den inre kylvätskepassagen 300, i en foredragen specifik utföringsform av skäret 150. Fig. 14B är en tvärsektionsvy av skäret 150 i fig. 14 tagen utmed sektionslinjen 14B-14B i fig. 14. Fig. 14A är en förstorad vy av partiet i cirkeln 14A i fig. 14B som visar den inre kylvätskepassagen 300. Såsom visas i fig. 14B är tvärsektionsvyerna 15, 15A, 16, _19- l6A, 17 och l8 tagna i en mot kylvätskeflödets allmänna riktning väsentligen vinkelrät orientering. Tvärsektionsarean kan anses vara kylvätskeströmningsarean på det specifika stället utmed den inre kylvätskepassagen.

[0094] I denna föredragna specifika utföringsform är det tydligt att geometrin hos kylvätskeströmningstvärsektionsarean av den inre kylvätskepassagen 300 förändras utmed den inre kylvätskepassagens 300 axiella längd, dvs. den axiella kylvätskepassagelängden. Vidare bör det inses att kylvätskeströmningstvärsektionsarean kan variera för åstadkommande av en specifik önskad flödeskonfiguration eller sprutmönster i skär-spån-gränssnittet. I denna specifika utföringsform är sprutmönstret av en kontinuerligt beskaffenhet för att uppvisa en kontinuerlig kon av kylvätska i närheten av det diskreta skärstället. Härvid åskådliggör flg. 20 i schematisk form kylvätskesprutmönstret (pilarna med beteckningen "CF") när två intilliggande inre kylvätskepassager är aktiverade, dvs. i kommunikation med kylvätskekällan, under en materialavlägsnande operation.

[0095] I Tabell I nedan visas kylvätskeströmningsareorna i de ställen som visas av tvärsektionerna 15-15 till 18-18 i fig. 14B för en specifik utföringsform av skäret. De specifika värdena i denna tabell gäller endast för en föredragen specifik utföringsform och det finns ingen avsikt att begränsa uppfinningens omfång såsom det definieras av bifogade patentkrav. Tabell I visar också varje tvärsektions avstånd från det inre kylvätskepassageinloppet 304. Hänvisningsbokstäverna "W", "X", "Y" och "Z" motsvarar tvärsektionernas placeringar såsom de anges i Tabell I. Närmare bestämt är avstånden "W", "X", "Y" och "Z" i de ställen där tvärsektionslinjen passerar genom den inre kylvätskepassagens 300 radiella inåtvända yta.

Tabell I Värden för kylvätskeströmningsarea i inre kylvätskeströmningspassage Sektionslinjens Vertikalt Area Förhållande till placering utmed avstånd från det (kvadrat- inloppskylvätske- inre inre kylvätske- millimeter) strömningsarea kylvätskeström- passageinloppet ningspassage (mm)[hänvis- ningsbokstav från fig. 14A] is-is 0,36 [W] 2,379? 1,00 16-16 3,98 [X] 3,5l04 1,48 17-17 5,07 [Y] 2,9650 1,24 18-18 5,55 [Z] 2,4473 1,03 _20-

[0096] Med utgångspunkt i data från Tabell l är kylvätskepassageinloppsarean väsentligen samma som kylvätskepassageutloppsarean, kylvätskeströmningsarean ändras utmed den axiella kylvätskepassagelängden, och kylvätskepassageinloppet är mindre än kylvätskeportarean. Vad gäller den senare företeelsen har i denna föredragna specifika utföringsform av skäret den kylvätskeport med vilken det är i kommunikation en kylvätskeportarea lika med 7,06 kvadratmillimeter.

[0097] Av figur 15A och 16A framgår att den inre kylvätskepassagen kan avgränsas i tvärsektion av en bågformig radiell inåtvänd yta 600, ett par bildande sidor 602, 604, vilka sträcker sig i en väsentligen radiell utåtriktning, och ett par bildande konvergerande radiella utåtvända ytor 606, 608, vilka ansluter till varandra i en topp 610. Det framgår av en jämförelse mellan kylvätskeströmningsareorna i flg. 15A och frg. 16A att kylvätskeströmningsarean av den inre kylvätskepassagen 300 från det inre kylvätskepassageinloppet 304 till den punkt i vilken tvärsnittet 16-16 är taget ökar. Den bågformiga radiella inåtvända ytan 600 vidgas i någon mån, liksom längden hos paret av konvergerande radiella utåtvända ytor 606, 608, vilka ansluter till varandra i en topp 610. De ett par bildande sidorna 602, 604 som går i en generellt radiell utåtriktning förblir något konstanta i detta område av den inre kylvätskepassagen 300. Ökningen i kylvätskeströmningsarean sker på grund av ökningen av den bâgformiga radiella inåtvända ytans 600 bredd och den därmed följande ökningen av dimensionerna hos paret av konvergerande radiella utåtvända ytor 606, 608, vilka ansluter till varandra i en topp 610.

[0098] Kylvätskeströmningsarean ökar i mindre utsträckning från punkten för tvärsnittet 16-16 och tvärsnittet 17-17. En jämförelse mellan kylvätskeströmningsarean i de punkter i den inre kylvätskepassagen 300 som visas av tvärsnittet 16- 16 och l7-l7 visar en ytterligare breddning av den inre kylvätskepassagen. Kylvätskeströmningsarean så som den visas i fig. 18 representerar kylvätskeströmningsarean av det inre kylvätskepassageutloppet 302. Det framgår att det totalt sett föreligger en lateral expansion och radiell minskning av den inre kylvätskepassagen allteftersom den går från inloppet till utloppet.

[0099] Fig. 15A åskådliggör geometrin hos det inre kylvätskepassageinloppet 304. Fig. 18 åskådliggör geometrin hos det inre kylvätskepassageinloppet 302. En jämförelse av dessa geometrier visar att geometrin hos det inre kylvätskepassageinloppet 304 är annorlunda än geometrin hos det inre _21- kylvätskepassageutloppet 302. Detta är fallet fastän kylvätskepassageinloppsarean är väsentligen samma som kylvätskepassageutloppsarean.

[0100] Av fig. 19 och fig. 19A framgår att skäret under drifi hålls i fickan hos en hållare såsom, till exempel, fräsen 40. I en hållare liknande fräsen 40 hålls skäret 150 i fickan medelst en skruv som passerar genom skäret och in i den gängförsedda öppningen i fickan. För fastgöring av skäret i fickan har skäret en orientering på sådant sätt att det rotationsmotverkande anslaget 70 ingriper med skärets släppningsyta. Härvid uppvisar omkretsanslagskanten 72 en geometri som motsvarar geometrin hos den sinusformiga dalen 206. Detta ingrepp skapar ett anslag som begränsar skärets rotationsrörelse när det är i fickan.

[0101] För att företa skärning (dvs. materialavlägsnandc) är skäret 150 i ett tillstånd varvid det finns ett valt av nämnda flertal diskreta skärställen som ingriper med arbetsstycket. Pilen "DCLl" i fig. 19A visar generellt det valda diskreta skärstället. I detta tillstånd kommunicerar motsvarande par av de distinkta inre kylvätskepassagerna 300A och 300B med den bågformiga öppningen genom kylvätskepassageinloppen 304A och 304B, vilka i sin tur står i kommunikation med kylvätskekällan via en kylvätskeport.

[0102] I fig. 19A visar den relativa placeringen mellan skäret och fickan att den bågformiga öppningen är i flödesförbindelse med det intilliggande paret av inre kylvätskepassageinlopp 304A och 304B. Det inses att kylvätska från kylvätskekällan strömmar samtidigt till både den inre kylvätskepassagen 300A och 300B varigenom de inre kylvätskepassagerna 300A och 300B kan anses aktiverade. Det torde inses att fickan skulle kunna innefatta en bâgformig öppning (eller en liknande företeelse) som gör det möjligt för en trio av inre kylvätskepassager att kommunicera samtidigt med kylvätskekällan.

[0103] I fig. 21 följer, såsom kan inses, kylvätskan de ytor som avgränsar den inre kylvätskepassagen 300. Eftersom kylvätskan följer kärnans bågformiga yta driver kylvätskan mot det inre kylvätskepassageutloppet 302 i en radiell utåtriktning.

Kylvätskan strömmar således vid skäreggen när den kommer ut ur det inre kylvätskepassageutloppet 302. Genom att strömma i en radiell utåtriktning fungerar kylvätskan bättre för flödning av skäreggen i ingrepp med arbetsstycket. Kylvätskans sprutmönster uppvisar en avledningsvinkel DAI, vilken är vinkeln relativt den med skärets spånyta parallella axeln. Det bör inses att avledningsvinkeln kan vara mellan _22- cirka 10 grader och cirka 60 grader. En granskning av fig. 13 visar samma företeelse att kylvätskan dispergeras när den kommer ut ut det inre kylvätskepassageutloppet.

[0104] På grund av beskaffenheten hos den inre kylvätskepassagens geometri leder dispersionen av kylvätska till en kontinuerlig spray av kylvätska. Fig. 20 är en schematisk vy som representerar denna kontinuerliga kylvätskespray. Den kontinuerliga sprayen av kylvätska säkerställer att skär-spån-gränssnittet på det diskreta skärstället får tillräcklig flödning av kylvätska, och följaktligen tillräcklig kylvätskeorsakad kylning. Såsom nämnts ovan föreligger ett antal fördelar på grund av tillförseln av tillräcklig kylvätska till skär-spån-gränssnittet.

[0105] När det diskreta skärstället har slitits till en punkt där byte krävs kan operatören indexera skäret till nästa skärläge. I fig. 19B visas nästa skärläge. Pilen "DCL2" i flg. 19B visar generellt nästa valda diskreta skärställe. I det nya läget kommunicerar de det motsvarande paret bildande distinkta inre kylvätskepassagerna (300B och 30OC) med kylvätskekällan via kylvätskepassageinloppen 304B och 304C för att leverera kylvätska till skäret 150 på det valda diskreta skärstället. Således tillförs kylvätska till skär-spån-gränssnittet motsvarande det nya diskreta skärstället.

[0106] Testresultat utfördes i syfte att jämföra en specifik utföringsforrn av det uppfinningsenliga (med kylvätskegenomströmning) skäret mot ett kommersiellt skär (standardskär) som tillverkas och säljs av Kennametal Inc., Latrobe, Pennsylvania 15650. Båda skären var gjorda av samma grad av cementerad(kobo1t-) tungstenkarbid, samma skärtyp (utom det uppfinningsenliga skärets kylvätskegenomströmningsegenskap) och samma eggpreparering varvid ISO- beteckningen för skären innefattande eggpreparering var RCGX64SFG. Testresultaten ges i Tabell Il nedan som antalet arbetskörningar innan skäret blev slitet till följande punkt varvid feldefinitionerna var antingen 0,015 tum maximal släppningsyteslitage eller en maximal spånytspåna på 0,030 tum; det som uppträdde först.

Tabell II Testresultat (i antal arbetskörningar) från skärtest Skär/Resultat Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 Std- Medelvärde avv.

Standardskär 6,00 3,00 4,00 1,53 4,33 Uppfinningsenligt skär 8,00 13,00 13,00 2,89 11,33 eller skär med kylvätskegenomströmning _23..

[0107] Andra testparametrar anges nedan. Arbetsstyckets material: Ti6Al4V.

Skäreggstyp = rund med iC = 0,750 tum; skärverktygets diameter var 3,00 tum; antalet skär per skärverktyg var ett och arbetskörningens längd var 12 tum.

Skärhastigheten var Vc = 150 fot/minut; RPM = 202; faktisk spånlast = 0,006 tum/tand; prog. spånlast = 0,010 tum/tand; axiellt skärdjup = 0,15 tum; radiellt Skärdjup = 2,000 tum; matninghastighet = 2,020 tum per minut. Maskinen var en Mazak FJV; kylvätskan var våt; kylvätskans typ var Syntilo® [Syntilo är ett registrerat varumärke som tillhör Castrol Limited, Wiltshire, England]; kylvätsketryck = 1000 psi; koncentration = 12,0 %; MMR (tumz/min) = 0,606.

[0108] Såsom framgår av testresultaten uppvisar det uppfinningsenliga Skäret väsentliga förbättringar jämfört med det kommersiella Skäret. Antalet arbetskörningar innan ett byte krävdes ökade från ett medelvärde på 4,33 till ett medelvärde på 11,33.

Detta är en ökning i antalet arbetskörningar på cirka 261 procent, vilket är mer än 250 procent.

[0109] Det framstår tydligt att föreliggande skär och Skäraggregat möjliggör den förbättrade tillförseln av kylvätska till gränssnittet mellan frässkäret och arbetsstycket (dvs. skär-spån-gränssnittet, vilket är det ställe på arbetsstycket där spånan alstras). På så sätt möjliggör föreliggande skär och Skäraggregat förbättrad tillförsel av kylvätska till Skär-Spån-gränssnittet vilket leder till förbättrad Smörjning i Skär-Spån-gränssnittet. Följden av förbättrad Smörjning i Skär-spån-gränssnittet är en minskning i spånans benägenhet att häfta vid Skäret, liksom bättre bortledning av spånor från gränssnittets omgivning med en därmed följande minskning av möjligheten att en spåna skärs en gång till.

[0110] Med föreliggande skär och Skäraggregat erhålls faktorer som inverkar på i vilken omfattning kylvätskan levereras till Skär-Spån-gränssnittet. Exempelvis kan storleken på konstruktionen som överför kylvätskan till Skäret vara en begränsande faktor för omfattningen av kylvätska som tillförs tillskäret. Föreliggande skär och Skäraggregat åstadkommer tillförselhål (kylvätskeportar) som är lika stora som eller Större än inloppen i Skäret i Syfte att maximera flödet av kylvätska till Skäret.

Föreliggande skär och skäraggregat åstadkommer ett arrangemang i vilket två eller fler kylvätskekanaler överför kylvätska till ett enda diskret skärställe. Föreliggande skär och Skäraggregat åstadkommer oregelbundna kylvätskekanaler och varierbara areor hos inloppet och utloppet i Skäret vilket möjliggör specifik anpassning av _24- kylvätsketillförseln. På så sätt kan man möjliggöra en rad avledningsvinklar för kylvätskan, som kan sträcka sig mellan cirka 10 grader och cirka 60 grader.

[0111] Föreliggande skär och skäraggregat ger fördelar i fråga om tillverkning och prestanda. Det kan finnas fördelar med att använda flera delar, som tillsammans bildar skäret. Exempelvis kan vid vissa tillfällen ett skär bildat av en bas, som uppvisar skäreggen, och en kärna leda till förbättrad livslängd därför att endast basen behöver bytas när slutet av den användbara verktygslivslängden har nåtts. I ett sådant arrangemang är kärnan lösgörbart förbunden med (eller arbetar med) basen, varigenom kärnan återanvänds när basen blir utsliten. Basen och käman kan förbindas med varandra genom samsintring, lödning och/eller limning. Vidare kan basen och kärnan tryckas ihop tätt mot varandra fortfarande under upprätthållande av deras separata och distinkta beskaffenhet. För förbättrade prestanda kan basen och käman dessutom vara av samma eller olika material beroende på den specifika tillämpningen.

[0112] När den föredragna specifika utföringsfornien av skäret uppvisar en rund geometri på ett eller flera ställen kan vissa fördelar föreligga. När till exempel skäret har en rund geometri på det ställe där flera komponenter är sammansatta, behöver aggregatet av flera komponenter, t.ex. en bas och en kärna, inte indexeras.

När skäret är runt vid skäreggen, är ett runt skär inte spegelvänt så det kan användas i vänster-, höger- och neutralläge. Vid profilsvarvning kan upp till 50 % av skäret fungera som skäregg.

[0113] Skäret är också anordnat att ingripa med en rotationsmotverkande funktion.

[0114] De patent och andra dokument som identifieras i denna skrifl införlivas härmed häri genom hänvisning. Andra utföringsformer av uppfinningen kommer att framgå för fackmannen utifrån studium av beskrivningen eller tillämpning av den i denna skrift beskrivna uppfinningen. Beskrivningen och exemplen är avsedda endast att vara åskådliggörande och är inte avsedda att vara begränsande för uppfinningens omfång. Uppflnningens verkliga omfång och anda anges i följande patentkrav.

Claims (14)

_25- PATENTKRAV:

1. Metallskär for användning vid spånbildande och materialavlägsnande från ett arbetsstycke, varvid metallskäret innefattar: en metallskärkropp innefattande en skäregg med minst ett diskret skärställe; varvid metallskärkroppen vidare innehåller en distinkt inre kylvätskepassage som kommunicerar med det diskreta skärstället; varvid den distinkta inre kylvätskepassagen har ett kylvätskepassageinlopp som avgränsar en kylvätskepassageinloppstvärsektionsarea, ett kylvätskepassageutlopp som avgränsar en kylvätskepassageutloppstvärsektionsarea, och en axiell kylvätskepassagelängd; van/id den distinkta inre kylvätskepassagen avgränsar en kylvätskeströmningstvärsektionsarea utmed den axiella kylvätskepassagelängden därav; varvid kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är väsentligen samma som kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean; och varvid geometrin hos kylvätskeströmningstvärsektionsarean ändras utmed den axiella kylvätskepassagelängden.

2. Metallskär enligt krav 1, varvid metallskärkroppen innefattar ett baselement och ett kärnelement, och baselementet har en basspånyta och en bassläppningsyta, och vart och ett av de diskreta skärställena innefattar ett diskret parti av en skäregg utformad i skärningen mellan basspånytan och bassläppningsytan.

3. Metallskär enligt krav l, varvid skärkroppen innefattar ett baselement och ett kärnelement, och baselementet är gjort av ett av de material som är valda ur gruppen som består av verktygsstål, cementerade karbider, cermet och keramiskt material med hjälp av en pulvermetallurgisk metod, och kärnelementet är gjort av ett av de material som är valda ur gruppen som består av verktygsstål, cementerade karbider, cermet och keramiskt material med hjälp av en pulvermetallurgisk metod. _26-

4. Metallskär enligt krav 3, varvid kärnelementet är gjort av samma material som kärnelementet.

5. Metallskär enligt krav 3, varvid kärnelementet är gjort av ett annat material än kärnelementet.

6. Metallskär enligt krav l, varvid skärkroppen innefattar ett baselement och ett kärnelement, och baselementet är lösgörbart förbundet med kärnelementet.

7. Metallskär enligt krav l, varvid geometrin hos kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är annorlunda än geometrin hos kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean.

8. Metallskär enligt krav l, varvid skäret är upptaget i en ficka hos hållaren, varvid fickan har en kylvätskeport däri, varvid kylvätskeporten har en kylvätskeporttvärsektionsarea, och kylvätskeinloppstvärsektionsarean är mindre än kylvätskeporttvärsektionsarean i fickan.

9. Metallskäraggregat for användning vid spånbildande och materialavlägsnande från en arbetsstycke varvid en kylvätskekälla tillför kylvätska till skäraggregatet, varvid metallskäraggregatet innefattar: en hållare innefattande en ficka, varvid fickan innefattar en platt yta som innehåller en kylvätskeport i kommunikation med kylvätskekällan varvid kylvätskeporten har en kylvätskeporttvärsektionsarea; varvid fickan upptar ett skär; varvid metallskäret innefattar: en skärkropp innefattande en skäregg med minst ett diskret skärställe; _27- varvid skärkroppen vidare innehåller en distinkt inre kylvätskepassage som kommunicerar med det diskreta skärstället; varvid den distinkta inre kylvätskepassagen har ett kylvätskepassageinlopp som avgränsar en kylvätskepassageinloppstvärsektionsarea, ett kylvätskepassageutlopp som avgränsar en kylvätskepassageutloppstvärsektionsarea, och en axiell kylvätskepassagelängd; varvid den distinkta inre kylvätskepassagen avgränsar en kylvätskeströmningstvärsektionsarea utmed den axiella kylvätskepassagelängden därav; varvid kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är väsentligen samma som kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean; och varvid geometrin hos kylvätskeströmningstvärsektionsarean ändras utmed den axiella kylvätskepassagelängden.

10. Metallskäraggregat enligt krav 9, varvid kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är mindre än kylvätskeporttvärsektionsarean i fickan.

11. l 1. Metallskäraggregat enligt krav 9, varvid metallskärkroppen vidare innehåller en andra distinkt inre kylvätskepassage som kommunicerar med det diskreta skärstället.

12. Metallskäraggregat enligt krav 11, varvid den andra distinkta inre kylvätskepassagen har ett andra kylvätskepassageinlopp som avgränsar en andra kylvätskepassageinloppstvärsektionsarea, ett andra kylvätskepassageutlopp som avgränsar en andra kylvätskepassageutloppstvärsektionsarea, och en andra axiell kylvätskepassagelängd; varvid den andra distinkta inre kylvätskepassagen avgränsar en andra kylvätskeströmningsstvärsektionsarea utmed den andra axiella kylvätskepassagelängden därav; varvid den andra kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är väsentligen samma som den andra kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean; och varvid geometrin hos den andra _28- kylvätskeströmningstvärsektionsarean ändras utmed den andra axiella kylvätskepassagelängden.

13. Metallskäraggregat enligt krav 11, varvid metallskärkroppen vidare innehåller en tredje distinkt inre kylvätskepassage som kommunicerar med det diskreta skärstället.

14. Metallskäraggregat enligt krav 13, varvid den tredje distinkta inre kylvätskepassagen har ett tredje kylvätskepassageinlopp som avgränsar en tredje kylvätskepassageinloppstvärsektionsarea, ett tredje kylvätskepassageutlopp som avgränsar en tredje kylvätskepassageutloppstvärsektionsarea, och en tredje axiell kylvätskepassagelängd; varvid den tredje distinkta inre kylvätskepassagen avgränsat en tredje kylvätskeströmningstvärsektionsarea utmed den tredje axiella kylvätskepassagelängden därav; varvid den tredje kylvätskepassageinloppstvärsektionsarean är väsentligen samma som den tredje kylvätskepassageutloppstvärsektionsarean; och varvid geometrin hos den tredje kylvätskeströmningstvärsektionsarean ändras utmed den tredje axiella kylvätskepassagelängden.