SE451960B - Skerstal - Google Patents

Description

ld 15 20 25 30 35 451 960 _ 2 _ skärståls skärelement gör det möjligt att periodvis vrida skärelementet och följaktligen skärkantens för- slöade avsnitt en vinkel av mellan 5° och l5°. Dessa vin- kelgränsar bestämmas av det begränsade antal.kuggar, som spärrhjulet har. Ifall spärrhjulet har 72 kuggar, a utgör skärelementets minimala vridningsvinkel 69 = 5°.

När spärrhjulet vrides 2 eller 3 kuggar (kuggdelnin- gar), blir skärelementets vridningsvinkel lika med 5°x 2 = = 10 respektive 50 X 3 = l5°. För att skärelementets vridningsvinkel skall kunna minskas, måste man öka an- talet tuggar på sparrnjulet och följaktligen spärr- hjulets diameter, vilket är opraktiskt eller konstruk- tivt omöjligt att genomföra.

Skärelementets vridningsvinkel av 5° - 150 är i det närmaste lika med kontaktvinkeln för skärelementet med arbetsstycket vid skärdjup, vilka i regel kommer ifråga vid finbearbetning. När skärkantens förslöade-av- snitt i tur och ordning bytes, lämnar det alltså fullständigt den skärzon, som skall bestämmas av kontakt- vinkeln för skärelementet med arbetsstycket, och full- stangit bytes mot ett skärpt (icke- förslöat) avsnitt av skärkanten.

Det är känt, att tjockleken av det skikt hos ett arbetsstycke, som skall avlägsnas (avverkas) genom spåns- kärning, icke är lika inom gränserna för kontaktvin- keln utan varierar i överensstämmelse med den s.k. trian- gellagen. Icke neller är därför de från skärkrafter här- rörande, på skärkanten inverkande belastningarna lika utefter dess längd, varvid de ändras inom gränserna av från de minimivärden, som motsvarar den minimala skikt- ' tjocklek, som skall avlägsnas genom skärning, till de maximivärden, som motsvarar den maximala skikttjooklek, som skall avlägsnas.

Den del av skärkanten, som påverkas av den maximala belastningen, blir slö och förlorar sina skäregenskaper lO 20 30 35 451 960 _ 3 _ - i första hand, medan den återstående del av skärkanten, som påverkas av en lägre'belastning, ännu bibehåller skärpan och skäregenskaperna. Att skärkanten delvis _ blir slö tvingar emellertid(oavsett ovannämnda omstän- dighet) att man efter tur vrider skärelementet och fullständigt byter det avsnitt av skärkanten, som va- rit under arbete, mot ett nytt avsnitt. Skärkantens icke-förslöade del lämnar alltså skärzonen, vilket med andra ord innebär, att denna del icke användes fullständigt. En dylik irrationell användning av skär- kanten, när dess beständighet endast begränsas av skärkantens maximalt belastade del, leder till att skärelementet uppvisar låg beständighet.

Genom att skärelementet är anordnat att vridas en vinkel överstigande 5° blir dessutom de dimensioner hos arbetsstyoket, som skall erhållas, icke stabila, vil- ket betyder att arbetsstycket får låg dimensionsnogg- rannhet. Detta beror på att det utslitna avsnittet och det icke-utslitna, skarpa, i stället för det ut- slitna avsnittet användbara avsnittet av skärkanten be- finner sig på olika radiella avstånd från var sin vrid- ningsaxel. Skärkantens utslitna avsnitt är skilt ett mindre avstånd från vridningsaxeln är det icke- utslitna avsnittet, varför den yta hos arbetsstycket, som be- arbetats medelst skärkantens utslitna avsnitt, får större dimensioner än arbetsstyckets medelst skärkantens icke-utslitna avsnitt bearbetade yta.

Genom att skärelementet är dimensionerat att vri- das en vinkeliöverstigande 5° får dessutom den bear- betade ytan olikformig och instabil skrovlighet (ojämnhet). Detta beror på att den grad, i vilken den i skärningsförloppet deltagande skärkanten blir slö, ändras kontinuerligt, nämligen ökar samt på att över- gången från att skära medelst skärkantens förslöade avsnitt till att skära medelst skärkantens skarpa avsnitt sker icke jämnt utan språngartat. 10 15 20 25 30 35 451 960 _ 4 _ Uppfinningens tanke Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett skärstål med en sådan mekanism för vridning av skärelementet, som gör det möjligt att minska skärelementets vridningsvinkel, vilket ökar skär- stålets bestandighet och bearbetningsnoggrannheten och medverkar till ett den bearbetade ytan erhåller 11k- formig skrovlighet (ojämnhet). ' Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst ett skärstål, som innefattar dels ett skärele- ment, som är fäst vid en axel, som medelst stödorgan är vridbart anordnad i skärstálets hus, och dels en för vridning av skärelementet avsedd mekanism, som inne- fattar ett med ett nav försett spärrhjul, som är anbragt på den skärstålet uppbärande axeln, och ett spärror- gen (en spärrnake), varvid skärstålet enligt föreliggan- de uppfinning utmärker sig av att mekanismeu för vrid- ning av skärelementet dessutom innefattar dels ett med skärstàlets hus stelt förbundet kugghjul, dels ett kugghjul, som är stelt förbundet med den skärstålet upp- bärande axeln, dels ett av två axiella kugghjul uppbyggt kugghjulsblock, som är vridbart anordnat på spärrhju- lets excentriskt med skärstålets centrumaxel (excentriskt med den skärstålet uppbärande axeln) anordnade nav och som är i ingrepp med kugghjulen, och dels en dricksglas- formad hylsa, som innehåller spärrorganet och är försedd med en mekanism (anordning ) för vridning av hylsan.i En dylik konstruktiv utformning av den för vrid- ning av skärelementet avsedda mekanismen, som förutom det med navet försedda spärrhjulet och spärrorganet (spärr- haken) innefattar länkar i en rörelseöverförande krets avsedd att reducera den rörelse, som skall överföras från spärrhjul till skärelementet, medverkar till att minska skärelementets vridningsvinkel med l-2 storleksordningar eller tiopotenser (med 7-50 gånger) Jämfört med det kända, såsom utgångspunkt för skärstålet enligt föreliggande uppfinning använda skärstålet, varför den i skärningen 10 15 20 25 30 35 451 960 _ 5 _ deltagande skärkanten belastas mer likformigt, vilket med andra ord innebär att skärkanten användes mer orationellt, varigenom det enligt föreliggande uppfin- ning föreslagna skärstàlets beständighet ökar 2-3 gånger jämfört med det kända, såsom utgångspunkt använda skärstålets beständighet.

Genom att skärelementet kan vridas en mindre vin- kel får dessutom arbetsstycketmera stabila dimensioner, dvs en mer stabil dimensionsnoggrannhet, eftersom avstån- det från skärkanten till dess vridningsaxel ändras i obetydlig grad, när skärelementets vridningsvinkel är liten, varigenom arbetsstyckets dimensioner icke änd- ras märkbart.

Skärelementets låga vridningsvinkel bidrager till att övergången från att skära medelst skärkantens förslöade avsnitt till att skära medelst dess skärpa avsnitt sker oftare ocn jämnare, varigenom den bear- betade ytans skrovlignet (ojämnhet) blir mer likformig.

För att man skall kunna dels erhålla det önskade vridningsvinkelområdet, dels minska materialåtgángen, bl.a. metallåtgången för framställning av skärstålet och dels förenkla framställningen av skärstålet är det lämpligt, att kugghjulsblocket (kugghjulsenheten) är utformat på ett sådant sätt, att det ena kugghjulet i blocket är i ingrepp med det med skärstálets hus stelt förbundna kugghjulet, medan det andra kugghjulet i blocket är i ingrepp med det med den skärstálet upp- bärande axeln stelt förbundna kugghjulet.

Det är vidare lämpligt, att mekanismen (anordnin- gen) för vridning av den dricksglasformade hylsan inne- fattar dels en stång, vars ena ände är fäst vid den dricksglasformade hylsan och vars andra ände är förbun- den med en drivanordning för vridning av stången, dels på den dricksglasformade hylsan utformade anslag, vilka är anordnade att växelverka med ett på skärstålets hus utformat anslag och är avsedda att begränsa den dricksglas- 10 15 20 25 30 35 451 960 le.. iformade hylsans vridningsrörelse (vridningsvinkel) och ändra dess vridningsvinkel i beroende av bearbetninga- förhållandena för arbetsstycket, och dels en fjäder, vars ändar är fästa vid den dricksglasformade hylsan respektive vid skärstålets hus och som är avsedd att återföra den dricksglasformade hylsan till utgångslä- get.

Kort beskrivning av ritningsfigurerna Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hän- visning till bifogade ritning, på vilken fig. l visar ett längdsnitt genom skärstàlet enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 visar ett snitt längs linjen II-II i fig. l, fig. 3 visar ett snitt längs linjen III-III i fig. l, fig. 4 visar ett snitt längs linjen IV-IV i fig. 1 och fig. 5 schematiskt visar hur ett arbetsstycke bearbetas med snärstålet enligt föreliggande uppfin- ning.

Föredragen utföringsform av uppfinningen Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna, i fig. l visade sxärstålet innefattar dels ett sxärelement l, som medelst en mutter 2 är fäst vid en axel Cvridnings- axel ) 3, som är vridbart lagrad i skärstàlets hus 4 medelst radiella stödorgan 5 och 6 och ett axiellt, i form av ett tryck- eller bärlager uppbyggt stödorgan 7, och dels en för vridning av sxärelementet l avsedd me- kanism, som innefattar ett med ett nav 9 försett spärr- hjul 8, som är anbragt på den skärstålet uppbärande vrid- ningsaxeln 3, och ett spärrorgan (en spärrhake) lO (fig. 2).

Skärstålet enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att mekanismen för vridning av sxärelementet 1 dessutom innefattar dels ett med sxärstálets hus 4 stelt förbundet kugghuul ll (rig. l), dels ett kugghjul l2, som medelst en tapp l3 är stelt förbundet med den skär- stålet uppbärande vridningsaxeln 3, dels ett av två axiella kugghjul l4 och 15 uppbyggt kugghjulsblock, som 10. 15 20 25 30 35 451 960 _ 7 _ är vridbart anbragt på spärrhjulets 8 nav 9, som är anordnat excentriskt 1 förhållande till een skärstålet uppbärande axeln 3, och är i ingrepp med kugghjulen ll och 12, och dels en dricksglasformad hylsa 16, som inne- haller spärrhaken 10, som uppbäres av en axeltapp 17 (fig. 2) och är spänd (fjäderbelastad) medelst en i en skruv 19 anordnad fjäder 18. stopp- eller låsrinëar 20 (fig. l) och 21 är anord- nade att förhindra att den dricksblasformade hylsan l6 rör sig axiellt.

Kugghjulsblockets kugghjul 14 är i ingrepp med det med huset 4 stelt förbundna kugghjulet ll, medan kugghjulet 15 i kugghjulsblocket är i ingrepp med kugg- hjulet 12, som är stelt förbundet med den skärstålet uppbärande axeln 3. Mellan spärrhjulets 8 andyta och låsringen 20 är anordnad en fjäder 22, som är avsedd att eliminera vridningsaxelns 3 axiella förskjutning.

En mekanism för vridning av den dricksglasformade hylsan l6 innefattar en stång 23 (fig. 3), vars ena ände medelst en mutter 24 och en låsmutter 25 är fäst vid den dricksglasformade hylsan 16 och vars andra ande är förbunden med en i ritningsfigurerna icke visad, för vridning av stången 23 avsedd drivanordning, som kan vara mekanisk, exempelvis i form av ett orörligt anslag på en verktygsmaskin,elektrisk, pneumatisk' eller komoinerad. Drivanordningen kan startas enligt ett program eller medelst anslag.

På den drickaglasformade hylsan l6 är medelst mutt- rar 24 och 26 fästa anslag 27 respektive 28, som är anordnade att samverka med ett_på skärstålets hus 4 utformat anslag 29 och är avsedda att begränsa den drick- sglasformade hylsans 16 vridningsrörelse. Mellan huset 4 och den dricksglasformade hylsan 16 är anordnad en fjäder 30 (fig. 2), vars ändar är fästa vid den drick- sblasformade hylsan 16 respektive vid skärstálets hus 4 och som är avsedd att återföra den dricksglasformade hylsan 16 till ut-gángsläöet. skäl-stålets hus 4 är 10 15 20 25 30 35 451 960 _ 8 ._ försett med ett skaft 31 (fig. 1), som är avsett för infästning(uppspänning) av skärstålet i en på ritnin- gen icke visad stålhållare(skärstålshâllare) hos en verktygsmaskin. to g g I fig. 4 visas klarare hur kugghjulet 14 ingriper med kugghjulet ll. Fig. 4 visar även spärrhjulets 8 nav 9, som är anordnat excentriskt, nämligen med en exeenel-ieltee e 1 förhållande till den skärstálet upp- bärande axeln 3.

Det enligt föreliggande uppfinning utformade skär- stålet arbetar på följande sätt. p Vid bearbetning av ett arbetsstycke 32 (fig.5) påverkas periodiskt - allteftersom den del 33 av skär- elementets l skárkant 34, som skall omgivas av en s.k. kontaktvinkel för skärelementet 1 med arbetsstycket 32 - den för vridning av den dricksglasformade hylsan 16 av- sedda, med stångens 23 ände förbundna drivanordningen, som medelst stången 23 vrider den dricksglasformade hyl- san lö en vinkel pf (fig. 3), som bestämmes genom sam- bandet: ,¿'= -åš:- (2c + l) grader , aäl~¶= 3,14; C är ett heltal, som i regel är högst 7 och bestäm- mes av anslagets 28 läge i förhållande till anslaget 2? och som är beroende av de aktuella bearbetningsförhål- landena för arbetsstycket; z är antalet kuggar på spärrnjulèt 8.

Samtidigt som den dricksglasformade hylsan 16 vridas, vrider den i nylsan 16 anordnade spärrhaken lO spärrhjulet 8 en vinkel (fig. 2), som bestämmas genom sambandet dßg = 222:- c grader.

Det med excentriciteten e (fig. 1 och 4) anordnade navet 9, som vrides tillsammans med spärrhjulet 8, brin- gar kugghjulet 14 att avrulla kugghjulet ll. Kugghjulet 15, som tillsammans med kuggnjulet 14 utgör kugghjulsblooket och är i ingrepp med kugghjulet la, vrider- samtidigt som lO 15 25 30 451 960 _ 9 _ det vrides- kugghjulet 12 tillsammans med axeln 3 och skärelementet l en vinkel.W (fig. 5), som ges genom sambandet z z V = (1 - 1 --ÅL--) grader, 22 24 där Zl är antalet roa-gar pa koggnjulet ii; är antalet kuggar pa kugghjulet 14, är antalet kuggar på kugghjulet 15; 4 är antalet kuggar på kugghjulet 12.

Sedan skärelementet l vridits, återför fjädern 30 av torsionstyp den dricksglasformade hylsan 16 till utgångsläget. Fortsättningsvis upprepas skärstålets arbetsförlopp.

Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna skärstálet är teknisnt sett enkel att framställa har låg vikt och lång livslängd, är funktionssäkert och oescandigt mot vibrationer. Det så utformade sräretå- lets smärelement uppvisar en 2-3 gånger högre bestån- dighet jämfört med skärelementet i kända skärstål av detta slag. Skärstålet enligt föreliggande uppfinning ger hög bearbetningsnoggrannhet, under det att arbets- styckets med skärstålet bearbetade yta uppvisar lik- formig skrovlighet(likformig ytbearbetningskvalitet).

Industriell användbarhet Sxärstålet enligt föreliggande uppfinning kan mest, effektivt andändas vid företag inom maskinbyggnadsin- dustrin för spånskärande fin- och halvfinbearbetning av noggrana arbetsstycken med stora dimensioner, exempelvis arbetsstycxen med en diameter av upp till 2000 mm och en längd av upp till 20000 mm framställda av metaller, legeringar därav och icke-metaller.

Skärstålet enligt uppfinningen kan även användas för bearbetning av noggranna arbetsstycken med små dimensioner, exempelvis masstillverkade detaljer med en diameter av 50-500 mm och en längd av 50-500 mm.

Claims (3)

10 15 20 25 .Bo 35 451 960 _ lo - 3 Plmmnmxnnv

1. skäretál innefattande dels ett ekärelement (1), som är fäst vid en vridningsaxel (3), som medelst stöd- organ (5, 6, och 7) är vridbart lagrad i skärstålets hus (4), och dels en för vridning av skärelementet (1) avsedd vridmekanism, som innefattar ett med ett nav (9) forsett sparrhjul (8), som är anbragt på den skärstålet uppbärande vridningsaxeln (3), ocn en spärrhaxe (10), k ä n n e t e c k n a t av att mekanismen för vrid- ning av skärelementet (1) dessutom innefattar dels ett med skärstålets hus (4) stelt förbundet kugghjul (ll), dels ett kugghjul (12), som är stelt förbundet med den skärstålet uppbärande axeln (3), dels ett av två axiella kugghjul (14 och 15) uppbyggt Kugghjulsblock, som är vridbart anbragt på spärrhjulets (8) nav (9), som är anordnat excentriskt med den sxärstålet uppbärande vrid- ningsaxeln (3), och som (kugghjulsblocket) är i ingrepp med kugghjulen (ll och 12), och dels en dricksglasformad hylsa (16), som innehåller spärrhaken (10) och är för- sedd med en mekanism för vridning av hylsan (16).

2. Skärstål enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att det ena axiella kugghjulet (14) i kugghjulsblocket är i ingrepp med det med huset (4) stelt förbundna kugghjulet (ll), medan det andra axial- kugghjulet (15) är i ingrepp med det med den skärstålet uppbärenae axeln (3) stelt förbundna xuggnjulet (12).

3. Skärstål enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e o K n a t av att mekanismen för vridning av den dricksglasformade hylsan (16) innefattar dels en stång (23), vars ena ände är sfäst vid den dricksglasformade hylsan (16) och vars andra ände är förbunden med en drivanordning för vridning av stången (23), dels på hylsan (16) utformade anslag (27 och 28), vilka är anord- nade att samverka med ett på skärstålets hus (4) ut- format anslag (29) och är avsedda att begränsa den dricksglasformade hylsans (16) vridningsrörelse i be- 451 96os _11- roende av de aktuella bearbetningsförhållandena för arbetsstycket, och. dels en fjäder (30), vars ändar är fästa vid den dricksglasformade hylsan (16) respektive vid skär-stålets hus (4) och som är avsedd för återföring av den drícksglasformade hylsan (16) till utgångsläget.