SE502541C2 - Spånavskiljande skär med exakta lägesbestämmande mått, samt förfarande för dess framställning - Google Patents

Description

502 541 10 15 20 25 30 35 2 positiva skäreggar kräver en mycket hög måttnoggrannhet för att säkerställa en tillfredsställande funktion vid små tandmatningar. Dessa krav på noggrannhet har hittills uppnåtts genom s.k. konturslipning, som består i att den eller de ytor som ansluter sig till den enskilda skäreggen efterslipas i ett steg efter sintringen. En grav nackdel hos dylik konturslipning är dock att den medför föränd- ringar i skärets mikrogeometri, dvs den ytstruktur som skärets eggbildande partier uppvisar efter den ytbehand- ling, t ex blästring, fasslipning eller pàläggning av hárdgörande ytskikt, som normalt företas snarast efter avslutad sintring. Sålunda förändras bredden på före- från skäregg till spånformningsytor. I praktiken innebär detta kommande negativa förstärkningsfaser samt avståndet att skärets spånformningsförmåga och skärande funktion försämras och att dess hållfasthet och livslängd redu- ceras.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdel genom att eliminera varje form av efterslipning i skäreggens/-eggarnas omedelbara närhet.

Ett grundläggande syfte med uppfinningen är sålunda att åstadkomma ett skär vars lägesbestämmande mått kan fast- ställas med stor exakthet utan att för den skull ifråga- kommande skäreggar behöver efterslipas. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att möjliggöra en enkel och rationell tillverkning av dylika skär.

Dessa syften nås enligt uppfinningen genom de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Genom att förlägga en särskild, efterslipad yta till den undre delen av skärets sidoyta och samtidigt utnyttja en denna slipyta diametralt motsatt skäregg såsom anhåll för lägesbestämning av ifràgakommande slipverktyg kan samtliga eggbildande partier runt skärets periferi bibe- hållas intakta efter sintring och eventuell ytbehandling utan att för den skull kraven pà màttnoggrannhet åsido- sätts. Tvärtom kan skäret ges mycket exakta, lägesbestäm- 10 15 20 25 30 35 502 541 3 mande màtt genom att det önskade avståndet mellan á ena sidan den skarpkantade och geometriskt väldefinierade eggen och á andra sidan ett exempelvis diametralt møtsatt slipverktyg låter sig enkelt fastställas. Genom att den eller de efterslipade ytorna, som är avsedda att appli- ceras mot de mottagande stödytorna pà fräsverktyget, är fullständigt fjärmade från de eggbildande partierna av skäret kommer skärets mikrogeometri icke att pàverkas av slipoperationen liksom ej heller förekommande förstärk- ningsfasers bredd.

Kort beskrivning av bifogade ritningar Pà ritningarna är FIG 1 en förenklad perspektivvy av ett i enlighet med uppfinningen utfört skär betraktat snett ovan- ifrån, FIG 2 en analog, genomsynlig perspektivvy av samma skär, FIG 3 en sidovy av skäret i anslutning till vilket schematiskt visas ett slipverktyg, FIG 4 en ändvy av en med skär bestyckad planfräs, varvid figurens uppgift är att allmänt illustrera - skärens placering pà fräsen, och FIG 5 en sidovy av den i fig 4 visade fräsen avsedd för samma ändamål.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av upp- finningen I fig 1-3 illustreras ett i sin helhet med 1 beteck- nat vändskär som i detta fall har kvadratisk grundform.

Skäret inbegriper en översida eller spànyta 2 och en lämp- ligen plan undersida eller bottenyta 3 som är i huvudsak parallell med spánytans 2 plan, vilket i fig 3 är be- tecknat P2. I detta kvadratiska utförande sträcker sig fyra identiskt likadana sidoytor, generellt betecknade 4A, 4B, 4C och 4D, 3. Skäret har positiv geometri, innebärande att skärets mellan den övre spànytan 2 Och bottenytan sidoytor 4 är utbildade i plan som à ena sidan bildar trubbig vinkel med bottenytans 3 plan och à andra sidan 502 541 lO 15 20 25 30 35 4 spetsig vinkel med spånytans plan P2. Mellan närbelägna sidoytor förefinns hörn betecknade 5, 5',5",5'"- I Området mellan spànytan 2 och sidoytan 4A förefinns ett par eggar, nämligen en huvudskäregg 6 och en biskäregg 7. Pâ analogt sätt förefinns mellan spànytan 2 och sidoytan 4B en huvudegg 6' och en biegg 7', varjämte även liknande par av eggar 6",7" och 6"', 7"' är utformade i övergången mellan spànytan och var och en av sidoytorna 4C och 4D. Varje huvudegg 6 bildar en viss vinkel med biskäreggen 7. Denna vinkel bör i praktiken ligga inom området 0,5-4”.

Skäret l är utmed en viss del av varje sida, t ex sidan 4A, utformad med en plan släppningsyta 8, vilken sträcker sig i huvudsak utmed huvudeggen 6 och vilkens bredd successivt avtar i riktning fràn hörnet 5"' mot hörnet 5. Denna släppningsyta 8 är orienterad i ett plan väsentligen vinkelrätt mot planet P2, såsom tydligt framgår av fig 3. Utmed en brytlinje 9 övergàr denna första släppningsyta 8 i en andra släppningsyta 10 vars bredd minskar i riktning från hörnet 5 mot hörnet 5"'.

Denna andra släppningsyta 10 är snedställd i spetsig vinkel mot spánytans plan P2, t ex i en vinkel inom omrádet 65-75, lämpligen ca 70°. Till skäreggarna 6,7 ansluter sig en övre förstärkningsfas ll som kan ha väsentligen konstant bredd utmed åtminstone huvudskäreggen 6. Denna fas ligger lämpligen i planet P2 och övergàr vid en från skäreggarna fjärmad kantlinje i spånytan 2 vilken i sin tur kan vara utformad med högst olikartade spän- brytare.

I skäret finns även ett centralt, genomgående hål för mottagande av ett lämpligt fästorgan.

Ett skär av det slag som hittills beskrivits är tidigare beskrivet i SE 9003827-4.

I enlighet med föreliggande uppfinning uppvisar den enskilda sidoytan 4A-4D förutom de bàda släppningsytorna 8,10 även en tredje yta 12 som erhållits genom slipning av skäret. I fig 3 illustreras schematiskt hurusom denna tredje yta 12 kan erhållas genom applicering av ett slip- 10 15 20 25 30 35 502 541 5 verktyg 13 mot ifrågakommande sida av skäret. I fig 3 tänkes slipverktyget 13 anlagt mot sidan 4A, varvid eggen 6" på den diametralt motsatta sidan 4C tjänar såsom anhàll för lägesbestämning av verktyget 13 under en slipopera- tion. Närmare bestämt bringas slipverktyget att arbeta sig in till ett djup vid vilket måttet eller avståndet A er- hålls mellan eggen 6" och den diametralt motsatta ytan 12.

Snedställningsvinkeln hos denna tredje, slipade yta 12 relativt spånytans plan P2 är i praktiken något mindre än förutnämnda snedställningsvinkel hos den andra släpp- ningsytan 10. I praktiken bör vinkelskillnaden mellan ytorna 10 och 12 ligga inom området 1-6° och kan med fördel mellan uppgå till ca 4°. Om sálunda snedställningsvinkeln ytan 10 och planet P2 uppgår till 70° bör vinkeln mellan ytan 12 och planet P2 uppgå till ca 66°. En bryt- linje mellan de båda ytorna 10 och 12 är betecknad 14.

Denna brytlinje bör i praktiken sträcka sig parallellt med blir jämnbred bredd kan i skärets tjocklek, Dock bör bottenplanet 3, innebärande att ytan 12 utmed hela sin längdutsträckning. Ytans praktiken uppgå till ungefär hälften av ehuru även vara såväl större som mindre än denna. slipytans 12 bredd alltid uppgå till åtminstone 40% av skärets tjocklek.

Naturligtvis är slipoperationen resurskrävande så tillvida att den tar i anspråk såväl tid som energi. För att reducera tids- och energiàtgàngen till ett minimum har skäret i samband med formpressningen utformats med en lämpligen central försänkning 15 i varje sida. Denna för- sänkning delar slipytan på varje sida av skäret i två del- och 12 . 1 2 tillåtas uppgå till 25-35% av slipytans 12 hela längd, ytor 12 Försänkningens 15 längd kan i praktiken innebärande att delytornas 121 och 122 sammanlagda area kommer att uppgå till 75-65% av den area som slipytan skulle ha om den icke vore avbruten av försänkningen.

Medan ytorna 8 och 10 närmast skäreggarna bibehålls intakta i det tillstånd de har efter formpressning och sintring erhålls sålunda ytorna 12 genom slipning. Detta 502 541 10 15 20 25 30 35 6 medger ernående av mycket hög màttnoggrannhet. Sålunda kan toleranserna hos det lägesbestämmande måttet A mellan den enskilda slipytan och en diametralt motsatt skäregg ligga inom området l-20, lämpligen 1-10 um. Den enskilda slip- ytan 12 utgör icke någon egentlig släppningsyta under någon av de skärande eggarna, utan tjänar enbart såsom an- slagsyta mot en samverkande sidostödyta hos ifrågakommande bearbetningsverktyg.

Nu hänvisas till fig 4 och 5 som illustrerar en plan- fräs 15 bestyckad med ett antal skär l enligt uppfinningen (ehuru de skär som är synliga i fig 5 visats med en annor- lunda utformad spånyta än det i fig l visade skäret).

Skären l är insatta i spår i fräskroppen 15 på ett sådant sätt att den frästa vinkeln i arbetsstycket skall uppgå till 90”. I varje enskilt spår i fräskroppen förefinns tre olika stödytor, nämligen en bottenstödyta 16 mot vilken skärets bottenyta 3 är anläggbar, en första sidostödyta 17 samt en andra sidostödyta l8 mot vilka två av skärets sidor är anläggbara med sina slipytor 12, medan de övriga två sidornas skäreggar befinner sig i arbetsläge. Geome- trin är i övrigt sådan att radialvinkeln a är negativ, medan axialvinkeln ß är positiv. Bestämmande för bearbet- ningsnoggrannheten är å ena sidan radialmåttet B mellan fräsens rotationscentrum och en periferiskt belägen huvud- skäregg 6 på det enskilda skäret och å andra sidan axial- måttet C mellan fräsens övre, plana yta 19 och biskär- eggarna 7 hos det enskilda skäret. Dessa mått är i sin tur naturligtvis beroende av förutnämnda mått A mellan den enskilda skäreggen och den diametralt motsatta anslagsyta som appliceras mot endera av stödytorna 17 och 18. Genom att i enlighet med uppfinningen utföra denna anslagsyta såsom en slipyta ernàs icke blott fördelen av hög preci- sion, utan även den grundläggande fördelen att skärets mikrogeometri kan behållas oförändrad efter skärets sin- tring och eventuella ytbehandling. På så sätt bibehåller bl.a de vid formpressningen och sintringen erhållna för- stärkningsfaserna ll sin ursprungliga bredd, varjämte de i 10 15 20 25 30 35 502 541 7 spånytan 2 ingående spånbrytarna behåller sina positioner i förhållande till skäreggarna utan att påverkas av någon slipning.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Det är givet att uppfinningen ej är begränsad blott till det beskrivna och på ritningarna visade utförandet.

Sålunda är det möjligt att tillämpa uppfinningen även vid sådana skär som har annan polygonal grundform än just kvadratisk, t ex triangelformade skär. Det är till och med tänkbart att förfärdiga cirkelrunda skär med en undre slipyta på den enda runtomgàende sidoyta som förefinns på dylika skär. Vidare är det uppfinningsenliga skäret möj- ligt att applicera även på andra spånavskiljande bearbet- ningsverktyg än just planfräsar. Ãvenledes skall påpekas att skäret icke med nödvändighet måste ha två via en sned- gående brytlinje åtskilda släppningsytor i anslutning till en huvudegg såväl som en biegg. Sålunda är det möjligt att forma skäret med blott en släppningsyta och en enda skär- egg utmed varje sida i fallet med polygonala skär, varvid den enda släppningsytan på beskrivet sätt övergår i en slipyta med mindre vinkel relativt spånytan än släppnings- ytan. Vidare kan utformningen av spånbrytarna på skärets ovansida variera högst avsevärt, liksom formen och dimen- sionerna hos ifrågakommande förstärkningsfaser. Upp- finningstanken är även tillämpbar vid skär förfärdigade av andra material än just hårdmetall förutsatt att ett pulver formpressas och sintras.

Claims (5)

502 541 10 15 20 25 30 35 8 PATENTKRAV
1. l. Skär för spånavskiljande bearbetningsverktyg, i såsom planfräsar (15), vilket är för- färdigat genom formpressning och sintring av ett skärmate- synnerhet fräsar, rialbildande pulver och innefattar en övre spànyta (2), en undre, lämpligen plan bottenyta (3) som är anläggbar mot en samverkande bottenstödyta (16) hos bearbetningsverk- tyget (15) samt åtminstone en mellan dessa ytor sig sträckande sidoyta (4), vilken är anläggbar mot åtminstone en samverkande sidostödyta (17, 18) hos verktyget och vilken är generellt snedställd i spetsig vinkel mot spån- ytan (2) och trubbig vinkel mot bottenytan (3), varvid i en övergång mellan spånytan (2) och sidoytan (4) är ut- formad åtminstone en skäregg (6, 7) i anslutning till vilken förefinns en eller flera släppningsytor (8, 10), k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda sidoyta (4) i området av sin undre del uppvisar en efter sintringen slipad yta (12) vars vinkel relativt spånytan (2) är mindre än släppningsytornas (8, 10) och att skäreggen (6, 7) är intakt i sitt vid sintringen och eventuellt yt- behandling erhållna tillstånd.
2. 2. Skär enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att slipytans (12) bredd uppgår till åtminstone 40% av skärets tjocklek räknat såsom det vinkelräta avståndet mellan spånytans plan och bottenytan.
3. 3. Skär enligt krav 1 eller 2, med polygonal, t ex kvadratisk, grundform uppvisande väsentligen plana sido- ytor (4), k ä n n e t e c k n a t därav, att i den en- skilda sidoytan (4) på skäret är vid formpressningen utformad åtminstone en försänkning (15) som delar sagda slipyta (12) i två delytor (121-122) med reducerad area.
4. 4. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att släppningsytorna (8,l0) övergår i spånytan (2) via en förstärkningsfas.
5. 5. Förfarande vid framställning av för spånavskiljan- avsedda skär (1) av de bearbetningsverktyg, såsom fräsar, det slag som förfärdigas genom formpressning och sintring 10 15 20 25 30 35 502 541 9 av ett skärmaterialbildande pulver och som utformas med en övre spånyta (2), en undre, lämpligen plan bottenyta (3) avsedd för anläggning mot en samverkande bottenstödyta (16) hos bearbetningsverktyget (15) samt åtminstone en mellan dessa ytor (2,3) sig sträckande sidoyta (4), vilken är avsedd att anläggas mot åtminstone en samverkande sido- stödyta (l7,l8) hos verktyget och vilken är generellt snedställd i spetsig vinkel mot spànytan (2) och trubbig vinkel mot bottenytan (3), varvid i området av övergången mellan spånytan och sidoytan formas åtminstone en skäregg (6,7) och i omedelbar anslutning till denna en eller flera släppningsytor (8,l0), k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda sidoyta (4) slipas i området av sin undre del under erhållande av en slipyta (12) vars vinkel relativt spån- ytan (2) är mindre än släppningsytornas (8, 10), och att skäreggen (6, 7) bibehàlles intakt i sitt vid sintringen och eventuell ytbehandling erhållna tillstånd.