SE505157C2 - Metod och skär för gängning - Google Patents

Description

505 157 10 15 20 25 30 2 samma antal passeringar som vid radiell inmatning. När konventionella gängskär matas in parallellt med gängans ena flank kommer emellertid eggen mot samma flank ej att uträtta något egentligt skärarbete utan bara släpa längs efter, något som har en nötande effekt på eggen och som kan ge dålig ytfinish på gängflanken. Man har försökt att mata in skärspetsen i en vinkel som är mindre än flankvinkeln för att undvika dessa negativa effekter men då erhållit spànor från bieggssidan som varit tunna och trassliga, vilka har påverkat livslängd och ytfinish.

Syften med uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att anordna ett gängskär vilket kombinerar de goda egenskaperna hos radiell inmatning och flankinmatning, det vill säga så att den praktiskt enkla metoden med radiell inmatning kombineras med god spånkontroll från flankinmatning.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anordna ett flertandat gängskär, vilket ej kräver en stor gängsläppning i arbetsstycket eller extremt stabila arbetsförhållanden.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anordna ett gängskär, vilket skär ernàr en god livslängd genom att flera skärspetsar delar på arbetsbelastningen.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anordna ett gängskär, vilket reducerar cykeltiden vid gängning.

Ytterligare syften med föreliggande uppfinning är att anvisa en metod för att framställa en gänga, vilken ger god produktionsekonomi.

Figurförteckning Fig. 1 visar ett gängskär enligt föreliggande uppfinning, i toppvy. Fig. 2 visar gängskäret, i sidovy. Fig. 3 visar gängskärets spetsar.

Fig. 4 visar ett arbetsstycke under en gängcykel med fyra passeringar med gängskärets spetsar. Fig. 5 visar gängskärets spets i ingrepp med ett arbetsstycke. Fig. 6 visar gängskäret enligt föreliggande uppfinning i lO 15 20 25 30 505 157 3 perspektivvy i ingrepp med ett arbetsstycke.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Med referens till Fig. 1 och 2 betecknas ett skär enligt föreliggande uppfinning med 10. Skäret har i åskådningsexemplet konturer anpassade efter en utvändig cylindrisk gänga med ISO-profil samt är företrädesvis utfört i skiktbelagd hårdmetall. Som åskådningsexempel hade annan polygonal grundform kunnat valts, t.ex. rektangulär, kvadratisk, rombisk, eller dylikt. Vidare kan skäret väljas för tangentialmontering i stället för den visade radialmonterade infästningsmetoden. Skäret har en i huvudsak triangulär grundform och innefattar en övre och en undre sida 11 respektive 12. Sidorna ansluter i huvudsak vinkelrätt till kantytor 13, 14 och 15. Kantytorna bildar en spetsig vinkel om cirka 60° med varandra.

Skäret har ett centralt hål 16 för upptagning av en fästanordning, såsom en skruv, för fastspänning av skäret mot en hållares skärsäte, ej visad. Skäret är försett med tre i huvudsak identiska skärhörn 17 i områdena för kantytornas imaginära skärning. Skärhörnet 17 innefattar en ledande första skärspets 18A, en följande andra skärspets 18B, en skäregg 30 som löper i skärningen mellan en spànyta 19 och en släppningsyta 20 samt en spànbrytarkant 22. Skäret har en centrumaxel CL. Skäreggen 30 har formen av en gängas tvärsnittsprofil och är symmetriskt anordnad relativt en bisektris B genom den färdiga gängtoppen. Bisektrisen är i huvudsak parallell med samhörande kantyta 13,14,15 och har utsträckning vid sidan om centrumaxel CL på ett vinkelrätt avstånd L. Avståndet är 10 till 30% av skärets imaginära kantlängd.

I Fig. 3 visas ett förstorat skärhörn. Skäreggen 30 består av ett antal, till varandra mjukt anslutna, segment och inkluderar en första nosegg 24, en första flankegg 25, en toppningsegg 26, en andra flankegg 27 och en andra nosegg 28. Skäreggens projicerade längd K är klart smalare än två gängstigningar och är mindre 1.5, företrädesvis cirka 1.4 gånger gängstigningen P. Med "projicerad längd" menas eggens 30 längd när den ses i sidovy. Skäreggen 30 är i huvudsak konkav, varvid eggen är anordnad 505 157 lO 15 20 25 30 4 att forma, i huvudsak i riktning mot arbetsstyckets centrumaxel divergerande gängflanker. Bisektrisen B definierar flankeggarna 25 och 27, vilka var och en bildar en spetsig vinkel a, om cirka 25 till 30°, med bisektrisen B. Den ledande skärspetsen 18A har ett utstick L1, mätt fràn en linje vinkelrät mot bisektrisen B och tangerande toppningseggen 26 och noseggens 24 yttersta punkt. Den efterföljande skärspetsen 18B har ett ytterligare utstick L2 relativt utsticket L1. Den efterföljande skärspetsen 18B har ett totalt utstick L3. Utsticket L1 är cirka O,47*P, där P är stigningen hos gängan eller avståndet mellan skärspetsarnas 18A,18B yttersta punkter vinkelrätt mot bisektrisen B. Utsticket L2 är 0,05 till 0,12 * P, företrädesvis cirka 0,07 * P. Den efterföljande skärspetsens 18B totala utstick L3, d v s L1 plus L2, är samma som eller större än gängans djup, vilket är samma som skärets totala inmatningsdjup. Vidare är anordnade en ledande kant 29 pà skärspetsen 18A och en följande kant 31 pà skärspetsen 188. Kanterna eller de passiva eggarna 29,31 är väsentligen parallella med varandra och med bisektriserna B,S1,S2 samt är vända frán varandra. Emellertid kan dessa ha annorlunda utseende eftersom kanten 31 och merparten av kanten 29 ej är avsedda att skära i arbetsstycket under själva gängningsoperationen. Kanten 29 skär med maximalt en tredjedel av dess längd räknad till det vinkelräta avståndet till toppningseggen 26. Däremot kan åtminstone den ledande kanten användas för fasning av arbetsstycket där gängan startar. Den första noseggens 24 radie R1 är maximalt 0,23 * P och den andra noseggens 28 radie R2 samt toppningseggens 26 radie är maximalt 0,18 * P. Den andra noseggen ansluter mjukt till en tredje flankegg 32, vilken är parallell med den första flankeggen 25. Den tredje flankeggen 32 är symmetrisk med den andra flankeggen 27 och ansluter till den efterföljande kanten 31 via en radie om cirka 0,1 * P. Noseggen 28 pà den andra följande skärspetsen 188 ansluter vidare till den tredje flankeggen 32 pà ett vinkelrätt avstånd L frán en tangent T i skärhörnets yttersta punkt, vilket är mindre än skillnaden L2 mellan skärspetsarnas utstick L1,L3. Den första noseggen 24 ansluter till den första kanten 29 via 10 15 20 25 30 505 157 5 en radie om cirka 0,1 * P. Den ledande skärspetsen 18A har en bisektris S1 parallell med bisektrisen B och vinkelrät mot en tangent i skärspetsens 18A yttersta punkt. Den efterföljande skärspetsen 18B har en bisektris S2 parallell med bisektrisen B och vinkelrät mot en tangent T i skärspetsens 18B yttersta punkt. Avstånden fràn respektive bisektris S1, S2 till bisektrisen B är lika. Avståndet från den ledande kanten 18A till samhörande bisektris S1 är cirka 0,166 * P medan avståndet från den efterföljande kanten 18B till samhörande bisektris S2 är något större, d v s cirka 0,21 * P. Detta innebär att den efterföljande skärspetsens bredd mellan kanten 31 och flankeggen 27 alltid är större än den ledande skärspetsens 18A bredd mellan kanten 29 och flankeggen 25. Spànytan 19 kan vara försedd med en längs eggarna löpande spànbrytarkant men kan alternativt i anslutning till eggarna förses med spànformande medel såsom upphöjningar, urtagningar eller dylikt.

Det är underförstått att skärspetsarnas konturer kan vara anpassade till vilka gängformer som helst, till exempel trapetsgängor och repgängor. Storleken på skärspetsarna beror av aktuell gängprofil. Såsom framgår av ovanstående är skäreggen 30 på skäret enligt föreliggande uppfinning inverterad jämförd med konventionella skärs skäreggar.

Skärets funktion skall förklaras närmare härefter i anslutning till Fig. 4, 5 och 6, vilka visar radiell inmatning med ett skär enligt föreliggande uppfinning. l Fig. 4 visar skuggade partier tvärsnitten hos olika, efter varandra följande spånor.

I första passeringen 1a förs den ledande skärspetsens 18A, i huvudsak hela, nosegg 24 in radiellt i arbetsstycket ett förutbestämt djup (inmatningsdjupet). Djupet väljs företrädesvis till 2*L2. Den följande skärspetsen 18B, vilken har ett större utstick än den ledande skärspetsen 18A, kommer strax efter den ledande skärspetsen 18A och skär således området 1b vars djup blir det första inmatningdjupet plus avståndet L2.

Under första passeringen verkar för den ledande skärspetsen 18A som ett konventionellt, radiellt inmatat gängskär medan spånan genererad av den 505 157 10 15 25 30 6 följande spetsen 18B visar tecken pá en spåna känd från konventionell flankinmatning. Det framgår ur Fig. 4 att skärspetsarna delar pà det spånavskiljande arbetet vilket betyder mindre belastning per spets och längre livslängd än hos skär med endast en spets.

Under andra passeringen 2a förs den ledande skärspetsen 18A ytterligare ett stycke radiellt inåt mot arbetsstyckets centrumaxel varvid en spàna 2a bildas, vilken har sin tyngdpunkt till höger om bisektrisen S1.

Med "tyngdpunkt" menas att spànan i det visade tvärsnittet är tyngre pá ena sidan om samhörande bisektris. Djupet väljs företrädesvis till 2*L2. Kanten 29 kommer här i ingrepp med arbetsstycket ett litet stycke, d v s mindre än samhörande noseggs 24 radie. Därefter ingriper spetsen 18B och skär spànan 2b, vilken har sin tyngdpunkt till vänster om bisektrisen S2. Kanten 31 kommer ej i ingrepp under gängningsoperationen. I och med den andra passeringen fungerar det radiellt matade skäret som ett växelvis flankinmatat skär med god spánkontroll.

Under tredje passeringen skär den ledande spetsen 18A spànan 3a medan den efterföljande spetsen 18B skär spànan 3b, liksom i det senare fallet ovan. Djupet väljs företrädesvis till 0.05-0.1 mm.

Under fjärde passeringen skär den ledande spetsen 18A spànan 4a medan den efterföljande spetsen 18B skär spànan 4b, liksom i det senare fallet ovan. Djupet väljs företrädesvis till 0.05-0.1 mm. varefter gängan är färdigbearbetad under kortast möjliga bearbetningstid och minsta möjliga belastning per skärspets, samtidigt som god spánkontroll uppnåtts.

Detta skär medger betydligt större inmatningsdjup per passering eftersom det spånavskiljande arbetet delas upp. Detta betyder i sin tur att antalet passeringar kan reduceras mycket; till exempel från konventionella 8 passeringar till 4 passeringar vid gänga M12. Därmed ernàs förkortad cykeltid och fler detaljer kan således göras per skift.

Skärens spànytor kan vara försedda med urtagningar och/eller upphöjningar för att främst förbättra spánformning och i vissa fall värmeavledning.

Claims (10)

10 '15 20 25 30 505 157 Batenlknay

1. Metod för att framställa en gänga i ett roterande arbetsstycke, varvid ett gängskär, innefattande minst ett skärhörn, skapar gängans form genom ett flertal passeringar längs arbetsstycket under radiell inmatning, k ä n n e t e c k n at a v att metoden innefattar följande steg: -anordna skärhörnet med två skärspetsar (18A,18B) med olika utstick (L1,L3), vilka skärspetsar innefattar en egg (30), vilken är anordnad att bilda en gängtopp i huvudsak mellan skärspetsarna (18A,18B), varvid skäreggens (30) totala, projicerade längd görs mindre än två gängstigningar, -inmata skäret radiellt inåt under samtidig rotation av arbetsstycket, -passera arbetsstycket ett flertal gånger med ökat inmatningsdj up för varje gång, varvid skärspetsarna (18A,18B)' bringas att samarbeta för att skära fram en gängprofils topp.

2. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at a v att skäreggen (30) är i huvudsak konkav, varvid eggen är anordnad att forma, i huvudsak i riktning mot arbetsstyckets rotationsaxel, divergerande, flanker och att varje skärspets' (18A,18B) periferi innefattar partier (29,31) vilka under gängning åtminstone delvis är anordnade på avstånd från arbetsstycket för att ej komma i ingrepp med arbetsstycket under gängningsoperationen.

3. Gängskär för att medelst ett flertal passeringar under radiell inmatning skapa gängor i ett arbetsstycke, varvid skäret har en polygonal grundform innefattande minst ett skärhörn, k ä n n e t e c k n at a v att skärhörnet har två skärspetsar (18A,18B) med olika utstick (L1,L3), vilka skärspetsar innefattar en egg (30), vilken är anordnad att bilda en gängtopp i huvudsak mellan skärspetsarna (18A,18B) och att skäreggens (30). totala, projicerade längd är mindre än två gängstigningar. 10 15 20 lf _25 30 505 157

4. Gängskär enligt krav 3, k ä n n e t e c k n at a v att skäreggen (30) är i huvudsak konkav, varvid eggen är anordnad att forma, i huvudsak i riktning mot arbetsstyckets rotationsaxel, divergerande, flanker på arbetsstycket.

5. Gängskär enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a t a v att varje skärspets' (18A,18B) periferi innefattar partier (29,31) vilka under gängning åtminstone delvis är anordnade på avstånd från arbetsstycket för att ej komma i ingrepp med arbetsstycket under gängningsoperationen.

6. Gängskär enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n at a v att varje skärspets (18A,18B) har en i huvudsak passiv egg (29,31), vilken är anordnad på ena sidan av en skärspetsens bisektris (S1 ,S2), varvid nämnda passiva eggar är vända från varandra.

7. Gängskär enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n at a v att varje passiv egg (29,31) är i huvudsak parallell med med samhörande bisektris (S1,S2).

8. Gängskär enligt något av kraven 3-7, k ä n n e t e c k n at a v att varje skärspets' (18A,18B) periferi består av ett antal segment och inkluderar en i huvudsak passiv egg (29,31), en huvudegg (25,27), en nosegg (24,28) och en toppningsegg (26), varvid huvudeggarna är vända mot varandra samt ansluter mjukt till samhörande nos- och toppningsegg, vilka i huvudsak definieras av en radie (R1,R2), varvid noseggen (28) på en andra följande skärspets (188) ansluter vidare till en flankegg (32) på ett vinkelrätt avstånd (L4), från en tangent (T) i skärhörnets yttersta punkt, vilket är mindre än skillnaden (L2) mellan skärspetsarnas utstick (L1,L3) och av att flankeggen (32) ansluter till den 10 505 157 9 passiva eggen (31) på ett avstånd från tangenten (t), vilket är större än nämnda skillnad (L2).

9. Gängskär enligt något av kraven 3 till 8, k ä n n e t e c k n at a v att skäreggens (30) totala, projicerade längd är 1.1 - 1.5, företrädesvis cirka 1.4 och helst 1,376 gånger gängstigningen (P).

10. Gängskär enligt något av kraven 3 till 9, k ä n n e t e c k n at a v att spánytan i anslutning till huvudeggarna försetts med spànformande medel, såsom upphöjningar, urtagníngar eller en skäreggen (30) följande spánbrytande kant (29).