SE460350B - Skaerstaal - Google Patents

Description

15 20 460 350 2 de skärdjup som vanligen tillämpas arbetning. Vid ordinarie byte av det avtrubbade partiet går alltså skärkanten fullständigt ur skärzonen, bestämd av skär- elementets kontaktvinkel med detaljen, och bytes fullständigt mot skärkantens skarpa, icke avtrubbade parti. vid en fin- och halvfin be- Det är känt att inom kontaktvinkelns gränser är tjockleken på från detaljen avverkade skikt icke lika. Belastningar från skär- ningskrafter på skärkanten längs dess längd är till följd därav icke heller lika och förändras från de minsta, vilka motsvarar det avverkade skiktets minsta tjocklekar, till de maximala, vil- kaíi sin tur motsvarar dess maximala tjocklekar.

Först kommer den del av skärkanten na skäregenskaper, som påverkas av återstående delarna av skärkanten, lastningar, kommer att ännu bevara skaper. Trots detta tvingas man av att avtrubbas och förlora si- mindre belastningar, medan de vilka påverkas av mindre be- sin skärpa och sina skäregen- en avtrubbning av en del av parti mot ett nytt sådant. Skärkantens icke avtrubbade del går på så sätt ut ur skärzonen, dvs utnyttjas icke fullständigt. En 'sådan användning av skärkanten, då dess hållfasthet begränsas en- « dast av skärkantens maximalbelastade del, förorsakar dess låga specifika hallfasthet, dvs hâllfastheten hos skärelementets skär- kant per längdenhet.

En vridning av skärelementet med mera än 50 vinkel leder till att man får ojämna mått hos detaljer, dvs en låg precision vid tillverkning av detaljer. Detta förklaras genom att skärkantens f förslitna parti och dess icke slitna, dvs skarpa parti, har olika avstånd (radier) till vridningsaxeln.

Skärkantens förslitna parti har ett mindre avstånd till vridaxeln än dess icke slitna parti, vilket betyder att den med skärkantens utslitna parti bearbetade detaljytan kommer att ha större mått än måtten hos den detaljyta, vilken är bearbetad med skärkantens (z/ 10 15 20 25 30 35 40 3 460 350 icke utslitna parti. ¿ Skärelementets vridning med en vinkel större än 5° är dessutom orsaken till den bearbetade detaljytans ojämna, icke konstan- ta finhet. Å ena sidan förklaras detta genom att skärkantens avtrubbningsgrad, vilken deltar i skärningsprocessen, ständigt och jämt ökar, och å andra sidan genom att övergång från skär- ning med skärkantens avtrubbade parti till skärning av dess skarpa parti icke sker flytande utan ryckvis.

I detta kända skärstål är det icke ändamålsenligt att använda det välkända skärelementet i form av en polyeder, eftersom dess skärande del, vilken bildas av polyederns grannplanytor, vid dess vridning på 5-150 vinkel kommer att fullständigt gå ur den av kontaktvinkeln mellan skärelementet och detaljen bildade skär- ningszonen, vilket leder till avbrott i detaljens bearbetnings- precision.

Detta kända skärstål med ovan beskrivna mekanism för skärelemen- tets vridning är konstruktivt komplicerat och arbetskrävande i tillverkning.

Uppfinningstanke Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett skärstål med en sådan mekanism för vridning av ett skär- element, vilken mekanism tillåter att minska skärelementets vrid- ningsvinkel, vilket vid skärstålets tämligen enkla konstruktion höjer både bearbetningens precision och den bearbetade ytans konstanta finhet.

Detta syfte uppnås genom ett skärstâl, vilket innefattar en hållare med en däri anordnad axel, som uppbär ett skärelement, och en mekanism för vridning av skärelementet tillsammans med axeln i förhållande till hållaren, vilket skärstål utmär- kes av att vridmekanismen är utförd i form av ett kinematiskt par "skruv-mutter", vilket är anordnat i hâllaren parallellt med skärelementets bärande axel, varvid muttern utgöres av en gängad del av hållaren, medan det kinematiska parets skruv har en del i form av en rotationsyta av andra graden, varvid axeln är försedd med ett utsprâng, vilket är riktat nntskruven och 460 350 4 10 15 20 25 30 35 avsett för kontakt med rotationsytan av andra graden, under det att punkten för deras kontakt ligger utanför det plan, som går genom skruvens geometriska axel och axeln, som uppbär skär- elementet.

Taflzvare ett sådant konstruktivt utförande av skärelementets vridmekanism, vilken utgöres av det nämnda kinematiska paret "skruv-mutter", där skruven innefattar ett parti i form av en rotationsyta av andra graden, vilket parti kontaktar utsprånget på axelns sidoyta, säkerställes möjligheten att vrida skärelemen- tet med en obegränsat liten vinkel, vilket bidrar till att mera ilikartat belasta den i skärningsprocessen deltagande skärkanten och därmed att mera rationellt utnyttja denna. Detta leder till att skärelementets specifika håll-fasthet hos detta skärstål kom- 7 mer att vara 3-4 gånger högre än hos redan kända sådana.

Skärelementets vridning med en mindre vinkel säkrar även den er- hållna detaljens stabilare mått, dvs dess höga precision, efter- -som vid skärelementets mindre vridningsvinkel förändras skärkan- tens avstånd till dess vridaxel obetydligt och framkallar inga större variationer i detaljens mått.

Skärelementets mindre vridningsvinkel betingar även mera frekvent och mera flytande övergång från skärning med skärkantens avtrub- abade parti till skärning med dess skarpa parti, vilket är gynnsamt för att erhålla jämnare finhet hos den bearbetade detaljen.

Ovan beskrivna utförande av skärelementets vridmekanism medger utnyttjande av det polyederformiga skärelementet, vilket har den mest allmänna användningen vid metallarbetning och möjliggör att bearbeta detaljer inte endast med rätlinjig generatris utan även med en komplicerad stegform. I Det är lämpligt att utföra ytan av andra graden i form av en kon, som är koaxiell med skruvens geometriska axel.

Ett sådant utförande av ytan av andra graden är tämligen enkel och åstadkommes lätt inom produktionen.

Vi] 10 15 20 25 30 35 s 460 350 Det är därvid lätt att öestämma och säkerställa skärelementets nödvändiga vridningsyinkel, eftersom den kinematiska förbindel- sen "mutter-skruv-kon-axel" vilket bestämmas av skruvens och mutterns skärningsgängsteg, ko- nens vinkelstorlek och av avståndet från utsprángets kontakt- punkt med nämnda yta till nämnda planyta, dragen genom geometris- ka axlar, vilket gör det möjligt att åstadkomma skärelementets vridning med hög precision. som resultat därav inverkar en in- exakt storlek av skruvens vridvinkel praktiskt taget inte på exaktheten av skärelementets vridvinkel. har ett stort utväxlingsförhållande, Det är även ändamålsenligt att utföra ytan av andragrakm cylind- riskt och excentriskt i förhållande till skruvens geometriska axel.

En sådan utföringsform är särskilt nödvändig i det fall att det krävs att vid skruvens jämna vridning erhålla skärelementets ojäm- na vridning betingad av skärningens förändrande prestanda, exem- pelvis vid bearbetning av fasonytor.

För att åstadkomma vridning av skruven är det tillrådligt att på skruvens ena ände fästa ett korsstycke.

En sådan utföringsform är nödvändig då skärstålet användes på en automatiserad utrustning. Korsstycket vrider skruven under skär- stålets gång genom att samverka med stödorgan, anordnade på ar- betsmaskinen, och via skruven âstadkommes vridning av skärelemen- tet utan någon betjäning, automatiskt i enlighet med ett förut- bestämt program.

Skärstålet, utfört enligt föreliggande uppfinning, säkerställer skärelementets höga specifika hàllfasthet, bearbetningens höga precision och den bearbetade ytans konstanta finhet.

Det föreslagna skärstålet är enkelt i sin konstruktion, kompakt, lätt i tillverkning, bekvämt i drift; det har en hög pålitlighet och varaktighet. Det föreslagna skärstålet kan användas både på universella och automatiska utrustningar. 10 15 20 30 460 350 6 gen utförda skärstålet, fig. 2 en sektion II-II 1 fig. 1, vänd 9o° medurs, gppfinningens bästa utförinqsform Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till ett konkret exempel och bifogade ritningar, där fig. 1 schematiskt visar en generalvy av det enligt uppfinnin- fig. 3 dito i fig. 2, då ytan av andra gnakm.är cylinderformad foch är excentriskt placerad i förhållande ' | _ i stycke, fig. 4 en vy längs pilen A i fig. 3 och fig. 5 visar slutligen schematiskt, skala skärelementets och detaljens samordnade läge i skärnings- zonen. delvis och i en förstorad Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna skärstålet innefat- tar en prismaformig avlâng hållare 1 (fig. 1). I sin ena ände har hållaren 1 ett huvud 2, vilket skjuter fram över hållarens 1 öv- re (enligt fig. 1) planyta.

Inuti huvudet 2 är en axel 3 (fig. 2) anordnad, vilken här ett skärelenent 4 (fig. 1,12). skärelenenteu 4 består av en platta 1 form av en polyeder, i detta fall i form av en hexaeder.

Skärelementet har tre skärkanter 5 (fig. 1), vilkas Pr0fil utgör en cirkelbåge. Dessa skärkanter 5 är jämnt placerade mellan två planytor.

I ett annat fall kan skärelementet ha en cirkelform (rundform).

Skärelementet 4 är fäst på axelns 3 övre (enligt fig. 2) ände me- delst en med ett sexkantigt huvud 7 (fig. 1, 2) fÖfSedå Skruv 5, vilken är anordnad längs axelns 3 geometriska axel 8 (fig. 2). 4 Axelns 3 nedre ände är gängad och har tvâ påskruvade muttrar 9, 9' och en påsatt tallriksfjäder 10, vilken befinner sig mellan den Ä öïre (L fLg_ 2) muttern 9' och hâllarens 1 undre (fig. 2) yta, ' och vilken åstadkommer spänning mellan hâllaren 1 och axeln 3. 10 15 20 30 460 350 Det finns en mekanism 11 för vridning av sk" sammans med axeln 3 i förhållande till hållaren 1, vilken meka- nism är utförd i form av ett kinematiskt par "skruv-mutter", be- tecknat med samma hänvisningsbeteckning 11 samt inplacerat i hållaren 1 parallellt med axeln 3. Som mutter fungerar hållaren 1, nämligen det parti 2a av dess huvud 2, som i fig. 2 skjuter ut nedåt.

Det kinematiska parets 11 skruv 12 är inplacerad i huvudets 2 hål 13 och har ett gängat parti 14 för samverkan med muttern, dvs nedhuvudets 2 del 2a.

Ovanför det gängade partiet 14 är anordnat ett cylinderformat styrdon 15, vilket berör hålets 13 yta, medan ovanför styrdonet 15 en del 16 är anordnad i form av en rotationsyta av andra graden vilken är betecknad med samma hänvisningsbeteckning 16.

I detta fall har delen 16 en konisk yta, som smalnar nedåt. Ovan- för delen 16 finns det ett facetterat huvud 17 avsett för skru- vens 12 vridning medelst en nyckel (icke visad).

Skruvens 12 geometriska axel 18 är parallell med den geometris- ka axeln 8 och till följd därav är den koniska ytan på delen 16 koaxiell med skruvens 12 geometriska axel 18.

Axeln 3 är försedd med ett utsprång 19 (fig. 1, 2), som är riktat mot skruven 12 och avsett för kontakt med ytan 16, varvid deras kontaktpunkt 20 ligger utanför det tänkta planet, som går genom skruvens 12 och axelns 3 geometriska axlar 18 och 8 (fig.2) res- pektive.

Utsprånget 19 har en avfasad sidoyta 19a (fig. 1), som bildar en vinkel med det nämnda planet, som går genom de geometriska ax- larna 8 och 18.

I en utföringsform enligt föreliggande uppfinning, visad i fig. 3, 4, återges ett skärstål, vilket har samma element: en hållare 1 (fig. 4) med en i detsamma placerad axel 3 (fig. 3), som när 10 - ning. Korsstycket 28 är fäst vid änden 27 medelst sitt 460 350 Det finns en mekanism 21 (fig. 3) tillsammans med axeln 3 i för- hållande till hâllaren 1.

Vridningsmekanismen 21 är utförd i "skruv-mutter" . Ovanför den gängade delen 24 är ett cylin- derformat styrdon 24 anordnat , som berör hålets 13 yta.

Ovanför styrdonet 24 finns det en del 25 i form av en rotations- yta av andra glflden med samma hänvisningsbeteckning 25, vilken del llande till 26 till et Ilell även är cylinderformad och excentriskt placerad i förhå skruvens 12 geometriska axel 18. Den geometriska axeln den cylinderformiga ytan 25 är placerad med excentricit förhållande till den geometriska axeln 18. Den cylinderformiga ytan as kontakt- skruvens 25 är avsedd att samverka med axelns 3 utsprâng 19. Der punkt 20 ligger utanför det tänkta plan, som går genom 22 och axelns 3 geometriska axlar 18 och 8 respektive.

Skruven 22 har en från det gängade partiet 23 nedgående ände 27, vilken även är gängad. Ett korsstycke 28 (fig. 3 och 4) är fäst vid änden 27 och avsett att åstadkomma skruvens 22 (fig. 3) vrid- nav 29, som även är gänget.

För skruvens 22 automatiska vridning med hjälp av korsstycket 28 finns det på arbetsmaskinen (icke visad) några stödorgan 30 (fig. 3, 4), vilka är placerade i en rad på sådana avstånd från var- andra, vilka är beroende av ett förutbestämt program för bearbet- ning av en detalj 31 ¶fi§-l5)- Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna, i fig. skärstålet fungerar på följande Sätt- 1 visade m- 1.5, 10 15 20 25 30 35 460 350 Under bearbetning av detaljen 31 som har rotationsriktning Y (fig. 5) åstadkommes - i mån av skärkantens 5 slitning, nämli- gen: skärkantens 5 parti 32, som är lika med en båge, vilken motsvarar skärelementets 4 kontaktvinkel Y7med detaljen 31 - skruvens 12 periodiska vridning med hjälp av en nyckel, vilken sättes på det facetterade huvudet 17. Skruvens 12 vridningsvin- kel är beroende av skärningsprogram och mekanismens 11 utväx- lingsförhållande.

Vridmekanismens 11 utväxlingsförhâllande bestämmes i sin tur av ett gängsteg hos skruvens 12 gängade parti 14, storleken på delens 16 konvinkel och avståndet från utsprångets 19 kontaktpunkt 20 med delen 16 till det plan, som går genom de geometriska axlarna B och 18.

Före arbetsförloppets början vrides skruven 12 så, att kontakt- punkten 20 ligger på konens 16 minsta diameter.

Muttrarna 9, 9' och tallriksfjädern 10 är avsedda att eliminera spelet och åstadkomma den nödvändiga spänningen mellan axeln 3 och hâllarens huvud 2.

Enligt utföringsformen av det i fig. 3, 4 visade skärstålet åstad- kommes skruvens periodiska vridning automatiskt då skärstålet förflyttas under skärningsprocessen i pilens S riktning (fig. 5).

Korsstycket 28 med sina fyra ändar samverkar därvid i tur och ordning med stödorganen 30, som är fast inställda på arbetsmaski- nen och som tvingar korsstycket 28 att varje gång vända en vin- kel lika med den vinkel som finns mellan korsstyckets 28 fria än- dar.

Korsstycket 28, vilket är fast fästat på skruvens 22 ände 27, vri- der skruven 22. Därvid vrides även den cylinderformade ytan 25, i förhållande till axeln 18 och sin kontakt i punkten 20 med utsprånget 19, vilken yta 25 tack vare sitt excentriska läge "e" vrider axeln 3 tillsammans med skärelementet 4.

I bàdadera utföringsformerna säkerställes vridning av axeln 3 u! 46ois5o w 'som går genom de geometriska axlarna 8 oc villkor för bildande av ett vridmoment me med *avståndet från punkten 20 till det pl geometriska axlarna 8 och 18. h 18, vilket är ett d den arm, som är lika an, som går genom de Man har utfört ett provskärstål enli gt föreliggande uppfinning, vilket framgångsrikt genomgått allsi diga prov.

De erhållna resultaten bekräftar skärelementets höga specifika hållfasthet särskilt vid bearbetning av hård- hög bearbetningsprecision och konstant finhet ytan. och segmaterial, i den bearbetade Det föreslagna skärstâlet är konstruktivt enkelt, kompakt, lätt i tillverkning, bekvämt i drift samt har en hög pålitlighet och varaktighet. Ett sådant skärstâl kan användas både på universella och automatiska utrustningar .

V Industriell användnin e _________________9_ Det enligt uppfinningen föreslagna skärstålet med ett skärelement, utfört i form av en polyeder, kan mest fördelaktigt användas in- om verkstadsindustri för fin- och halvfinbearbetning av svårbe- arbetade material, som har en hög hårdhet eller en hög viskositet, exempelvis varmhâllfast stål.

Skärstâlet utfört enligt föreliggande uppfinning kan dessutom an- vändas för bearbetning av vilka som helst andra konstruktionsma- terial.

O'

Claims (4)

10 15 20 25 30 11 460 350 Patentkrav

1. l. Skärstål. vilket innefattar en hållare (1) med en däri an- ordnad axel (3), som uppbär ett skärelement (4). och en meka- nism (ll) för vridning av skärelementet (4) tillsammans med axeln (3) i förhållande till hâllaren (1). t e c k n a t k ä n n e - av att vridmekanismen (ll) är utförd i form av ett kinematiskt par "skruv-mutter". vilket är anordnat i hål- laren (1) parallellt med skärelementets (4) bärande axel (3). varvid muttern utgöres av en gängad del av hâllaren (l). medan det kinematiska parets skruv (12) har en del (16) i form av en rotationsyta av andra graden. varvid axeln (3) är försedd med ett utsprång (19), vilket är riktat mot skruven (12) och av- sett för kontakt med rotationsytan (16) av andra graden. under det att punkten (20) för deras kontakt ligger utanför det plan. som går genom skruvens (12) geometriska axel (18. 8) och axeln (3). som uppbär skärelementet (4).

2. Skârstål enligt krav 1, av att ytan (16) av andra graden är utförd i form av en kon, som är koaxíellt anordnad i förhållande till skruvens (12) geomet- k ä n n e t e c k n a t riska axel (18).

3. Skärstål enligt krav l. k ä n n e t e c k n a t av att ytan (25) av andra graden är cylinderformad och excentriskt placerad i förhållande till skruvens (22) geometriska axel (18).

4. Skärstål enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a t av att på skruvens (22) ena ände (27) är ett korsstycke (28) fäst. vil- ket är avsett att åstadkomma vridning av skruven (22).