SE454957B - Rotationsverktyg - Google Patents

Description

454 957 _; Den excentriska placeringen av styrpartiet medför att verktyget får en kastande, konisk rörelse under gradningsoperationen, något som resulterar i dålig gradningsprecision. En ytterligare nack- del är att precisionen i verktygets rörelse blir beroende av hå- lets ingående kant. Speciellt vid tjockleksvariationer i godset kan detta vâlla stora problem, då ju varje verktyg är optimalt ut- format endast för en bestämd godstjocklek. Ännu en nackdel är den förslitning som styrpartiet ger upphov till i hålets ingående än- de, speciellt i mjuka material. Ännu ett problem med det kända verktyget är att en viss axiell rö- relse är nödvändig under gradningsoperationen. Den för gradning avsedda snedställda eggen kan därför inte fungera på angivet sätt.

Verktyget mäste, till skillnad från vad som är fallet vid normal gradning, först avverka ett stycke av hålväggen. Verktygets utsida måste därför vara skärande i närheten av den snedställda eggen och kunna arbeta sig radiellt utåt/nedåt för att verktyget skall kunna komma till avsett-läge. Detta anges dock ej i skriften, utan det framgår, helt felaktigt, att den snedställda eggen ensam förväntas klara av gradningen. ' Detta är uppenbarligen en bidragande orsak till att den kända lös- ningen visat sig vara otillfredsställande, och till att fackmän därför hittills har betraktat det såsom omöjligt att på ett till- fredsställande sätt borra och grada i samma operation med ett spe- ciellt verktyg.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett enklare och lättare verktyqf som gör det möjligt att med god precision utföra borrning och gradning i en sammanhängande operation.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att Verktyget är en spiral- borr, som frånsett att den försetts med nämnda urtag och med det första bearbetningsorganet, vilket är anordnat i anslutning till en släppningsyta, är av standardtyp. Tillsammans med en speciellt utformad chuck kan verktyget ges önskad rörelse för att utföra borr- ning och gradning direkt efter varandra. Den enkla utformningen av verktyget möjliggör enkel och ekonomisk tillverkning och an- vändning av verktyget. ~= 454 957 E Enligt en fördelaktig utföringsform av verktyget finns det vid I urtagets längst från spetsen belägna ände ett mot det första be- I arbetningsorganet vänt andra bearbetningsorgan, vilket likaså är anordnat i anslutning till en släppningsyta. Härigenom möjliggörs enkel gradning även av den ingående hålkanten.

Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av på bi- fogade ritning visade utföringsexempel, där fig. 1 a-d visar olika steg i en hålbearbetningsoperation, fig. 2 visar schematiskt rörelsebanan för centrumaxellinjen på ett hålbearbetningsverktyg enligt uppfinningen, fig. 3 visar en sidvy av ett hâlbearbetningsverktyg enligt uppfin- ningen, fig. 4 visar en frontvy av hålbearbetningsverktyget i fig. 3, , fig. 5 visar ett snitt längs linjen V-V i fig. 3, ~ fig. 6 visar en spiralborr som modifierats till ett hålbearbet- ningsverktyg enligt uppfinningen, fig. 7 visar ett detaljutförande vid ett hàlbearbetningsverktyg liknande det i fig. 3, fig. 8 visar en chuck och fig. 9 visar ett snitt längs linjen IX-IX i fig. 8.

I fig. 1 är en detalj 1 utförd med dubbla väggar 2 och 3 mellan vilka det finns ett utrymme 4. Den övre väggen 2 bildar ett arbets- stycke, som skall förses med ett genomgående hål 5. Avsikten är vidare att grada hålet 5 på den sida av arbetsstycket 2 som är vänd mot utrymmet 4 och som således är svåråtkomlig. För att åstadkomma detta utnyttjas ett enligt uppfinningen utfört hålbearbetningsverk- tyg 6, som bringas att rotera i riktning av pilen 7. Genom att den främre änden 8 är utformad såsom borr kan genomborrning av arbets- stycket 2 ske, såsom framgår av fig. 1b. I fig. 1b har vidare ett pá hålbearbetningsverktyget 6 anordnat bearbetningsorgan 9, som befin- ner sig på ett visst avstånd från den främre ändens spets 10, pla- cerats i nivå med den sida på arbetsstycket 2 som man önskar be- arbeta. Från det i fig. 1b visade läget föres hålbearbetningsverk- tyget 6 gradvis till det i fig. 1c visade läget, där hålbearbet- ningsverktyget 6 inte längre är centrerat med hålet 5, utan där hål- bearbetningsverktygets 6 centrumlinje 11 rör sig i en bana runt hålets centrumlinje 12. Denna rörelse illustreras i fig. 2, där 454 957 _; hâlbearbetningsverktygets centrumlinje 11 beskriver en cirkulär bana 13 med centrum i hålets centrumlinje 12. Samtidigt som hål- bearbetningsverktygets centrumlinje 11 fullbordar ett varv i sin bana 13, fullbordar även bearbetningsorganet 9 ett varv utmed periferin på hålet 5, dvs hålbearbetningsverktyget 6 är i bunden rotation i en bana kring hâlets centrumlinje 12. Under förflytt- ning av hâlbearbetningsverktyget 6 från det i fig. 1b till det i fig. 1c visade läget kommer radien på banan 13 att till en början vara mycket liten och att efter hand öka till ett slutvärde som be- stämts av hålstorleken och av utformningen på hålbearbetningsverk- tyget 6. Sedan önskad hålbearbetning utförts, t.ex. gradning eller försänkning, centreras hålbearbetningsverktyget 6 åter med hålet 5 och avlägsnas från arbetsstycket, såsom framgår av fig. 1d.

Den närmare utformningen av det i fig. 1 visade hålbearbetningsverk- tyget 6 framgår av fig. 3-5. Bearbetningsorganet 9 är i detta fall utformat såsom en från spetsen 10 vänd skärande egg. För att enkelt klargöra uppfinningstanken visas hålbearbetningsverktyget 6 såsom en i huvudsak cirkulärcylindrisk kropp, men olika avvikelser från denna form kan givetvis förekomma. Utmed ett parti av sin längd är hâlbearbetningsverktyget 6 försett med ett urtag 14, som sträc- ker sig runt ett avsnitt av hålbearbetningsverktygets periferi.

Hålbearbetningsverktyget 6 har en mot urtaget 14 vänd mantelyta 15, vars krökningsradie R (se fig. 5) kan vara högst lika med radien i det hål 5, som skall bearbetas. Nedanför mantelytan 15 finns en fasning 16, som bildar övergång mellan mantelytan 15 och perife- rin på hålbearbetningsverktyget 6. En motsvarande fasning 17 är belägen ovanför mantelytan 15. I fasningen 16 finns en fördjupning 18, som på en sida avgränsar bearbetningsorganet 9, vilket t.ex. kan vara utformat såsom en skärande egg avsedd att arbeta i den rotationsriktning som anges av pilen 7 i fig. 1a. Bearbetnings- organet 9 är lämpligen beläget väsentligen där fasningen 16 har sin största bredd, dvs vid det område där urtagen 14 är som djupast.

Utsträckningen av urtaget 14 längs hålbearbetningsverktygets cent- rumlinje 11 är beroende på tjockleken av det arbetsstycke som skall bearbetas. Om urtaget är för kort, blir det inte möjligt att föra hålbearbetningsverktyget 6 ât sidan, så att den önskade bundna ro- tationen kring hålets centrumlinje 12 kan utföras. ; 454 957 Bearbetningsorganet 9 sträcker sig från ett första ställe 19 på hålbearbetningsverktygets 6 periferi till ett andra ställe 20 in- nanför hâlbearbetningsverktygets periferi, varvid bearbetningsor- ganet, såsom redan nämnts, är vänt bort från spetsen 10, och var- vid det andra stället 20 är beläget på minst samma avstånd som det första stället 19 från spetsen 10. Orienteringen av bearbetsnings- organet 9 är i det visade exemplet vidare sådan att det andra stället 20, sett i rotationsriktningen enligt pilen 7, ligger fö- re det första stället 19. Det är naturligtvis även möjligt att i stället låta det första stället 19 ligga före det andra stället 20.

Såsom framgårav fig. 3 kommer en igenom det andra stället 20 gåen- de linje 21, som är parallell med centrumlinjen 11, att vid urta- get 14 begränsa hålbearbetningsverktygets 6 radiella utsträckning i riktning mot arbetsorganet 9.

Hâlbearbetningsverktyget 6 kan eventuellt vara försett med ett yt- terligare arbetsorgan 9' (fig. 4) beläget vid den övre fasningen 17. Detta arbetsorgan sträcker sig då från ett tredje ställe 22, som är beläget på väsentligen samma radiella avstånd från bearbet- ningsverktygets 6 centrumlinje 11 som det andra stället 20, till ett längre ut från centrumlinjen 11 beläget fjärde ställe 23, vil- ket befinner sig på minst samma avstånd som det tredje stället 22 från spetsen 10. Genom lämpligt val av inbördes avstånd mellan be- arbetningsorganen 9 och 9' kan i ett sådant fall båda sidorna på ett arbetsstycke 2 bearbetas i en och samma operation, eller också kan, vid en ökning av avståndet mellan arbetsorganen 9 och 9' en- dera av arbetsstyckets båda sidor bearbetas, beroende på hur långt hålbearbetningsverktyget 6 införes i hålet, innan sidoförskjutning av hålbearbetningsverktyget påbörjas.

Ett speciellt fördelaktigt utförande av ett hålbearbetningsverktyg 6 enligt uppfinningen visas i fig. 6, där en vanlig spiralborr av standardtyp omslipats så att den kan användas såsom gradningsborr.

Det såsom ett skär utformade arbetsorganet 9 är placerat i anslut- ning till en av borrens släppningsytor 24. Ett eventuellt bearbet- ningsorgan 9' med den orientering som visas i fig. 4 måste likaså vara anordnat i anslutning till en släppningsyta och kan därför, på grund av borrens geometri, endast placeras på vissa bestämda avstånd från bearbetningsorganet 9. Ett på detta sätt utformat hålbearbet- l 454 957 ningsverktyg kan med fördel användas både för att borra ett hål och för att i direkt anslutning därtill t.ex. grada den ena sidan av arbetsstycket. Om så önskas är det dock naturligtvis även möj- ligt att utnyttja hålbearbetningsverktyget enbart för att grada ett redan färdigborrat hål.

I det i fig. 3 och 6 visade utförandet är arbetsorganet 9 väsent- ligen rakt mellan sina båda ändpunkter och bildar en vinkel av ca 450 med centrumlinjen 11 till hålbearbetningsverktyget 6. Beroen- de på vilken typ av bearbetning man önskar åstadkomma kan natur- ligtvis arbetsorganet 9 utformas och orienteras annorlunda. Ett exempel härpå visas i fig. 7. Arbetsorganet 9 kan här vara krökt mellan sina båda ändpunkter och ha en konkav form (heldragen linje) eller konvex form (streckad linje). Den främre änden 8 på hâlbear- betningsverktyget 6 kan såsom redan beskrivits utformas såsom spi- ralborr för hâlupptagning. Det är dock även möjligt att utforma den främre änden 8 såsom t.ex. gängtapp eller fräs eller att ge den enbart en styrande funktion i ett redan färdigborrat hål. Ur bear- betningssynpunkt vinns dock stora fördelar, om även den främre än- den 8 utnyttjas för viss bearbetning, t.ex. borrning. ' För att kunna använda ett hålbearbetningsverktyg 6 enligt uppfin- ningen erfordras en speciell utrustning. I fig. 8 visas en för fast- hållning av ett hâlbearbetningsverktyg 6 enligt uppfinningen avsedd chuck 30, vilken är avsedd för montering i spindeln 31 på t.ex. en med matningsanordning försedd borrmaskin eller liknande, på vars bord 32 det för bearbetning avsedda arbetsstycket 2 kan placeras.

I chucken 30 ingår en första del 33 och en vridfast med denna för- bunden andra del 34. Den första delen 33 är försedd med ett fäste 35 av konventionell typ för fixering i spindeln 31, och den andra delen 34 är försedd med en hållare 36 för hâlbearbetningsverktyget I det på ritningen visade läget, normalläget, är den första delen 33 och den andra delen 34 låsta inbördes med hjälp av en låsanord- ning 37 och delarnas inbördes läge är sådant att centrumlinjen 11 till hålbearbetningsverktyget 6 sammanfaller med chuckens 30 rota- tionsaxellinje 38.

Den första delen 33 är försedd med ett styrurtag 39 för en styrtapp 454 957 . .uw-.wu-fi 40 på den andra delen 34. I styrtappen 40 finns monterat ett tvär- stift 41, som vid axiell förskjutning av styrtappen 40 i styrur- taget 39 löper i två motstående slitsar 42 i den första delen 33.

Tvärstiftet 41 och slitsarna 42 åstadkommer en vridfast förbindning mellan den första delen 33 ooh den andra delen 34, samtidigt som den möjliga inbördes rörelsen mellan dessa delar begränsas.

En på den första delen 33 axiellt förskjutbar och i lâsanordning- en 37 ingående inre hylsa 43 är försedd med för tvärstiftets 41 ändpartiet utformade, väsentligen vinkelrätt mot hylsans längd- riktning orienterade slitsar 44. Utanpå den inre hylsan 43 finns en yttre hylsa 45, som är axiellt förskjutbar relativt såväl den inre hylsan 43 som relativt den första delen 33. Den yttre hylsan 45 är försedd med urtag 46 för tvärstiftets 41 ändpartier och är härigenom begränsat axiellt förskjutbar relativt den inre hylsan 43. En mot den första delen 33 stödande skruvfjäder 47 pressar den inre hylsan 43 nedåt och en likaså mot den första delen 33 stödan- de skruvfjäder 48 pressar den yttre hylsan 45 nedåt. Den inre hyl- “ san 43 utgör hållare för en med den första delen 33 och den yttre hylsan 45 samverkande spärrmekanism 49, lämpligen en kulspärrmeka- nism, vilken har till uppgift att låsa den första delen 33 och den andra delen 34 i det i fig. 8 visade inbördes läget.

Nedtill på den yttre hylsan 45 finns monterat ett lager 50, vars innerring 51 är fast relativt den yttre hylsan 45. Lagrets 50 yt- terring 52 utgör fäste för ett relativt den yttre hylsan 45 roter- bart kontaktorgan 53, som är avsett att bringas i kontakt med ett relativt arbetsstycket 2 fast anslag 54, som är monterat på den maskin i vilken chucken 30 arbetar. I vissa situationer kan det eventuellt vara fördelaktigt att montera anslaget 54 direkt på arbetsstybket 2, av skäl som kommer att framgå senare.

Hålbearbetningsverktyget 6 fixeras i hållaren 36 med hjälp av en klämhylsa 55 som är inskjuten i en med pågängad ställning 56 för- sedd ställhylsa 57, vilken i sin tur är fixerbar medelst en lås- skruv 58. Detta arrangemang medger snabbt och enkelt byte av verk- tyg i hållaren 36. Genom att i förväg ställa in ställring 56 och ställhylsa 57 i ett visst inbördes läge kan man i förväg bestämma på vilken nivå från hållarens 36 undersida som ett bearbetnings- 954 957 organ 9 skall placeras. Vid montering av ett hålbearbetningsverk- tyg 6 i hållaren 36 är det väsentligt att bearbetningsorganet 9 orienteras så att det är vänt åt det håll åt vilket den andra de- len 34 kommer att röra sig i sidled då styrtappen 40 skjuts in i styrurtaget 39.

Chucken 30 fungerar på följande sätt. Vid det i fig. 8 visade läget är den första delen 33 och den andra delen 34 låsta relativt var- andra med hjälp av låsanordningen 37, och rotationsaxellinjen 38 är härvid centrerad med centrumlinjen 11 till hålbearbetningsverkty- get 6. Chucken 30 fungerar nu såsom en vanlig borrchuck och kan givetvis användas son1ensådan. Då spindeln 31 föres nedåt i rikt- ning av pilen 59, kommer till att börja med även hålbearbetnings- verktyget 6 att matas nedåt så att t.ex. borrning av ett hål 5 kan utföras. Anslaget 54 har i förväg ställts in på en sådan nivå att dess ovansida skall komma i kontakt med kontaktorganet 53, då bearbetningsorganet 9 på hålbearbetningsverktyget 6 befinner sig väsentligen i nivå med den sida på arbetsstycket 2 som skall bear- betas (i detta fall undérsidan). Då kontaktorganet 53 kommer i kon- takt med analaget 54, kommer den nedåtgående rörelsen för den ytt- re hylsan 45 att hejdas, samtidigt som den yttre hylsan då kan fort- sätta att rotera. Därefter fortsätter den första delen 33 tillsam- mans med den inre hylsan 43 nedåt till det läge där spärrmekanismen '49 går ur ingrepp, varigenom läsningen mellan den första delen 33 och den andra delen 34 upphör. Med hjälp av yttre hylsan 45 samt den inre hylsan 43 och ras nu den andra delen 34 att fortsätta sin let kommer vid fortsatt matningsrörelse för delen 33 och den andra delen 34 att skjutas anslaget 54 och den tvärstiften 41 förhind- rörelse nedåt. I stäl- spindeln 31 den första ihop till följd av att styrtappen 40 nu kan tränga in i styrurtaget 39. Därvid kommer den andra delen 34 att röra sig i riktning av pilen 60, dvs i en rikt- ning vinkelrätt mot rotationsaxellinjen 38.

Storleken av denna för- flyttning av den andra delen 34 begränsas av längden på slitsarna 44 eller på annat lämpligt sätt, t.ex. med hjälp av ett stopp som begränsar den vertikala rörelsen för spindeln 31. Hålbearbetnings- verktyget 6 kan således härigenom bringas att utföra en bunden rotation i en bana kring rotationsaxellinjen 38, dvs kring hålets 5 centrumlinje. 454 957 Då önskad hâlbearbetning genomförts, påbörjas en returmatning för spindeln 31, vilket har till följd att den första delen 33 och den andra delen 34 åter föres isär, varigenom hålbearbetningsverktyget 6 gradvis återföres till ett med rotationsaxellinjen 38 centrerat läge. Fortsatt returmatning för spindeln 31 resulterar i att lås- ningen mellan den första delen 33 och den andra delen 34 återupp- rättas och samtliga delar intar det i fig. 8 visade normalläget.

Chucken 30 kan naturligtvis modifieras i olika avseenden. I det här visade exemplet erhålls vridfast förbindning mellan den första de- len 33 och den andra delen 34 med hjälp av tvärstiftet 41 och slit- sarna 42, men det är naturligtvis också möjligt att utforma styr- tappen 40 och styrurtaget 39 på ett sådant sätt, att inbördes vrid- ning mellan delarna förhindras, t.ex. med hjälp av splines eller liknande. Det kan också vara nödvändigt att placera en isärförande fjäder mellan den första delen 33 och den andra delen 34.

Claims (3)

45 _ ï 4 957 m Patentkrav

1. l. Rotationsverktyg, där en främre ände (8) av verktyget är utformad såsom borr, och där det på ett visst avstånd från verktygets spets (10). runt ett avsnitt av verktygets perife- ri. finns ett urtag (14) som sträcker sig utmed ett parti av verktygets längd, varvid det vid den närmast verktygets spets (10) belägna änden av urtaget (14) finns anordnat ett bort från spetsen vänt första bearbetningsorgan (9) son år avsett att då verktyget efter igenonborrning av ett arbetsstycke under radiell sidoförskjutning bringas i bunden rotation kring hâlets centrunlinje åstadkomma gradning av den hàlkant som är belägen på den sida av arbetsstycket son före påbör- jandet av borrningen är vänd bort från verktyget, k ä n - n e t e c k n a t av att verktyget är en spiralborr. som frånsett att den försetts med nämnda urtag (14) och med det första bearbetningsorganet (9); vilket är anordnat i anslut- ning till en släppningsyta (24), är av standardtyp.

2. Rotationsverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att vid urtagets (14) längst från spetsen (10) belägna ände finns ett not det första bearbetningsorganet (9) vänt andra bearbetningsorgan (9'), vilket likaså âr anordnat i anslutning till en släppningsyta (24).

3. Rotationsverktyg enligt krav l eller 2. k ä n n e - t e c k n a t av att verktyget har en mot urtaget (14) vänd mantelyta (15) vars krökningsradie (R) är högst lika ned ra- dien i ett hål som efter borrning skall bearbetas. ......~...-_.-_