SE508604C2 - Förfarande och arrangemang för abrasiv precisionsbearbetning av ett ämne - Google Patents

Description

20 25 30 508 604 2 kullagrade spindlarna. Med en elektrisk drivning kan man på ett enkelt sätt få ett tillräckligt moment och effekt för att inte spindelhastigheten skall falla vid belastning. Detta fenomen gör att de lufiturbiner (handhållna) som används av tandläkare inte passar automatiska maskiner.

En tandläkare hör på ljudet om hastigheten sjunker och kan då minska belastningen direkt, detta är mycket svårare att göra i en snabbt arbetande maskin.

Det är ett syfie med föreliggande uppfinning att övervinna de ovan angivna nackdelama och problemen med känd teknik. Detta syfte uppnås medelst det forfarande och det arrangemang, vilka först nämnts ovan och vilka uppvisar de i den kännetecknande delen av respektive självständiga patentkrav angivna särdragen.

Medelst uppfinningen åstadkommes en teknik för snabb och effektiv abrasiv bearbetning med hög precision av ämnen, för framställning av dentala objekt. Ämnena kan tex. vara av keramiskt pulvermaterial, plast, komposit, etc. Ett ämne som med fördel kan användas för dentala objekt är zirkoniumdioxid.

Det uppfinningsenliga förfarandet för abrasiv precisionsbearbetning uppvisar stegen att ämnet anordnas i en vätska och att bearbetningen utförs genom inbördes relativa förflyttningar av ämnet och verktyget under vätskeytan.

För att uppnå en god detaljrikedom och hög upplösning hos det färdigbearbetade objektet erfordras ett bearbetningsverktyg med relativt liten diameter, oña under Zmm Detta innebär för att uppnå optimal skärhastighet hos verktyget mycket höga varvtal, ofta över 100 000 varv per minut. Även 200 000 varv per minut kan erfordras.

För att undvika att vätskan som förväntas bistå med kylning trycks ut från verktyget och därmed från bearbetningsstället, kan enligt en utföringsform av uppfinningen åstadkommas ett undertryck i området ovanför vätskeytan där verktyget tränger ned i vätskan.

Undanträngningen av vätska beror väsentligen av virvlar bildade av verktygets rotation. Det är dock inte uteslutet att bubblor bildas i det heta omrâdet för bearbetningen och bidrar till undanträngningen. Sugeffekten från nämnda undertryck motverkar undanträngningen och åstadkommer att vätskan sugs in mot verktyget.

Enligt uppfinningen kan undertrycket åstadkommas i området for det roterande verktygets drivaxel ovanför vätskeytan genom att ett lufiflöde bringas att på avstånd ovanför vätskeytan divergerande strömma i riktningar väsentligen sammanfallande med ett normalplan till verktygets rotationsaxel, varvid åstadkommes ett undertryck i området kring verktygets drivaxel och mellan vätskeytan och lufiströmmen. 10 l5 20 25 30 5 Û 8 6 0 4 3 Arrangemanget enligt föreliggande uppfinning, innefattar drivorgan roterande ett abrasivt verktyg, vilket drivorgan är i stånd att till verktyget överföra ett varvtal överstigande 30 000 varv per minut, organ för uppbärande av ämnet som skall bearbetas samt organ for reglering av ämnets och verktygets inbördes lägen for utförande av bearbetningen.

Arrangemanget innefattar vidare en vätska anordnad att under bearbetningen omsluta ämnet, varvid bearbetningen sker under en vätskeyta.

Drivorganet kan med fördel innefatta en spindel anordnad i ett spindelhus och ett forcerat luñflöde kan vara anordnat i området för spindelns verktyget bärande ände. Ett luñflödesriktande organ kan vara anordnat på avstånd ovanför vätskeytan i avsikt att riktningsförändra det forcerade lufiflödet till ett i förhållande till spindeln divergerande flöde Om det divergerande lufiflödet sprider sig väsentligen parallellt med ett plan utgörande normalplan till verktygets rotationsaxel och lufiflödet bara passerar nämnda område, bildas ett sugande undertryck i området, vilket åstadkommer att vätskan dras in mot verktyget.

En chuck kan med fördel vara anordnad vid spindeln for snabb och enkel lösbar anslutning av verktyget och att de flödesriktande organen kan vara anordnat i på chu eken De flödesriktande organen kan innefatta en ringfonnig krage anordnad runt chucken och kragens tvärsnitt kan uppvisa en vingformad fläns för reglering av luñflödet.

Organet för uppbärande av ämnet, bärorganet, innefattar minst en vridningsaxel. kring vilken bärorganet är i stånd att vrida ämnet. Bärorganet innefattar vidare med fordel ett magasin inrymmande ett flertal ämnen, van/id bärorganet efter fullföljd bearbetning kan avlämna den fardigbearbetade detaljen och hämta ett nytt ämne för bearbetning.

Spindelhuset är linjärt rörligt anordnat i två eller tre riktningar. Spindelhuset kan även vara vridbart anordnat kring en eller flera axlar. Spindelhuset är företrädesvis manövrerat och reglerat av numerisk information från en beräknings- och minnesenhet, en dator. Även bärorganet kan vara manövrerat och reglerat av samma dator, ingående i organet för reglering och manövrering av ämnets och verktygets inbördes lägen.

Spindeln är företrädesvis lagrad i förhållande till spindelhuset medelst en luttlagring bildad av ett väsentligen rörformigt luftflöde som bildas i ett spel mellan spindelhuset och spindeln. Genom att kontinuerligt under driñ tillföra ett luñflöde bildas glidytor av luft.

Genom att rikta lufttlödet genom spindelhuset mot spindelns verktyget bärande ände, erhålles samtidigt nämnda forcerade lufiflöde.

Detta forcerade lufiflöde kan naturligtvis även åstadkommas genom tillförsel av luft via kanaler i spindel eller spindelhus eller andra ledningar mynnande i området. 10 15 20 25 30 508 604 4 Det forcerade lufiflödet kan även i en alternativ utfoiingsform åstadkommas av t.ex. en propeller-, skovel- eller fläktliknande konstruktion driven av spindeln, varvid tillufisledningar tjänar som insugsledning for den av propellern genererade forcerade lufiflödet som driver den efier det riktningsgivande organet divergerande luftflödet.

Vätskan kan vara vatten, med eller utan smörjande och/eller ytspänningssänkande tillsatser, en olja eller någon annan lämplig vätska med liknande egenskaper.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen av en foredragen utfoiingsform av uppfinning, vilken utgör ett exempel och således ej är begränsande for uppfinningens skyddsomfång. För att underlätta forståelsenär i texten inforda hänvisningar till bifogad ritningsfigur. Figuren visar schematiskt och delvis bortbrutet ett arrangemang enligt en foredragen utforingsform av foreliggande uppfinning.

Arrangemanget for framställning av en dental restaurationskropp, här ett inlägg till ett borrhål i en tand, innefattar ett drivorgan som kan rotera ett abrasivt verktyg 2 med ett varvtal av ca 180 000 varv per minut. Drivorganet innefattar en ej visad elektrisk motor for drivning av en spindel 7.

Vidare innefattar arrangemanget ett organ for uppbärande av det ämne l, som skall bearbetas att passa tandens hål. Det uppbärande organet kan vrida ämnet kring en vridningsaxel 14, for att underlätta bearbetningen, och uppvisar vidare, i figuren ej visade, manövrerbara grip- och forflyttningsorgan, varvid automatiskt byte av ämne möjliggörs. Ett magasin med ämnen är vidare anordnat inom räckhåll for grip- och forflyttningsorganet, underlättande ämnesbyte. i Organ är vidare anordnade for reglering och manövrering av ämnets 1 och verktygets 2 inbördes lägen for utforande av precisionsbearbetningen och en vätska 3 är anordnad for att under bearbetningen omsluta ämnet 1. Vätskan, som här är vatten, befinner sig i ett kärl med tillräckligt djup och tillräcklig öppning for att tillåta bearbetningen.

Spindeln är vidare luñlagrad i förhållande till spindelhuset genom att ett tryckluñsgenererat flöde 15 under drifi är anordnat att flöda mellan spindeln och spindelhuset, i riktning uppifrån och ned i figuren. Vid spindelns nedre friavände är anordnat en chuck 10 för enkelt byte av verktyg. Vid chucken är lufitlodesriktande organ, i form av en runtomgående fläns ll, anordnad på avstånd ovanfor vätskeytan. Flänsen 11 kan riktningsforändra ett forcerat luftflöde 9 till ett i förhållande till spindeln divergerande flöde 12. Om en annan typ av lagring används, som förhindrar att den lagrande luftströmmen 15 508 604 s även utgör den forcerande lufiströmmen 9, kan särskilda tillförselledningar anordnas som mynnar i anslutning till det riktningsfórändrande erganet 11. I det visade exemplet uppvisar flänsen ll en vingform för reglering av luñflödet.

Spindelhusets 8 manövrering sker i tre riktningar, x, y och z, vilket tillsammans med manövreringen av ämnet kring axeln 14 är tillräckligt för att utföra bearbetningen.

Claims (9)

10 15 20 25 30 508 604 6 Patentkrav

1. l. Förfarande för abrasiv precisionsbearbetning av ett ämne (1) i ett material med hög hårdhet och/eller seghet medelst ett roterande abrasivt höghastighetsverktyg (2), uppvisande ett varvtal överstigande 30 000 varv per minut, varvid ämnet anordnas i en vätska (3) och bearbetningen utförs under vätskeytan, k ä n n e t e c k n a t a v att ett undertryck åstadkommes i området (4) för det roterande verktygets drivaxel ovanför vätskeytan.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n et e c k n at a v att ett luñflöde bringas att på avstånd ovanför vätskeytan divergerande strömma i riktningar väsentligen sammanfallande med ett normalplan till verktygets rotationsaxel (6), varvid undertrycket åstadkommes i området (4) kring verktygets drivaxel och mellan vätskeytan och luñströmmen.

3. Förfarande enligt något av kraven l till 2, k ä n n e t e c k n a t a v att en matematisk beskrivning av det med bearbetningen avsedda resultatet tillförs en beräkningsenhet, att en matematisk beskrivning av ämnet tillförs beräkningsenheten, att i beräkningsenheten utarbetas numeriska bearbetningsinstruktioner och att dessa bearbetningsinstruktioner utförs av ett ämnet hållande bärorgan och ett verktyget bärande organ.

4. Arrangemang för abrasiv precisionsbearbetning av ett ämne (1) i ett material med hög hårdhet och/eller seghet, innefattande drivorgan roterande ett abrasivt verktyg (2), vilket drivorgan är i stånd att till verktyget överföra ett varvtal överstigande 30 000 varv per minut, organ för uppbärande av ämnet (1) som skall bearbetas samt organ för reglering av ämnets och verktygets inbördes lägen för utförande av bearbetningen, varvid en vätska (3) är anordnad att under bearbetningen omsluta ämnet (l) så att bearbetningen sker under vätskeytan, k ä n n e t e c k n a t a v att dtivorganet innefattar en spindel (7) anordnad i ett spindelhus (8), att ett forcerat lufiflöde (9) är anordnat i området för spindelns verktyget bärande ände (10) och att luflflödesriktande organ (1 1) är anordnade på avstånd ovanför vätskeytan samt att de flödesriktande organen är i stånd att riktningsförändra det forcerade luftflödet till ett i förhållande till spindeln divergerande flöde (l2).

5. Arrangemang enligt krav4, kännetec knat av att det avde lufiflödesriktande organen (ll) åstadkomna divergerande lufiflödet (12) sprider sig väsentligen parallellt med ett plan utgörande normalplan till verktygets rotationsaxel (6).

6. Arrangemang enligt något av kraven 4 eller 5, k ä n n e te c k n at a v att en chuck (10) är anordnad vid spindeln för lösbar anslutning av verktyget (2) och att de flödesriktande organen (11) är anordnade i anslutning till chucken. 10 15 5 0 8 6 0 4 7

7. Arrangemang enligt krav 6, k ä n n e t e c k n at a v att de flödesriktande organen innefattar en ringformig krage anordnad nint chucken (10) och att kragens tvärsnitt uppvisar en vingformad fläns for reglering av lufiflödet.

8. Arrangemang enligt något av kraven 4 till 7, k ä n n e t e c k n at a v att spindeln (7) är lagrad i förhållande till ett spindelhus (8) medelst en lufllagring, vilken luftlagring åstadkommes medelst ett väsentligen rörformigt luftflöde (15) bildat i ett spel mellan spindelhuset (8) och spindeln (7) samt att luflflödet genom spindelhuset är väsentligen riktat mot spindelns verktyget bärande ände (10), åstadkommande nämnda forcerade luftflöde (9).

9. Arrangemang enligt något av kraven 4 .till 8, k ä n n e t e c k n a t a v att organet for uppbärande av ämnet, bärorganet, innefattar minst en vridningsaxel (14), kring vilken bärorganet är i stånd att vrida ämnet, att bärorganet innefattar ett magasin inrymmande ett flertal ämnen (1), varvid bärorganet eñer fullfoljd bearbetning är i stånd att frambringa ett nytt ämne for bearbetning, att bärorganet är manövrerbart och reglerat av numerisk information fiån en beräknings- och minnesenhet, att spindelhuset (8) är manövrerbart anordnad i minst två och företrädesvis minst tre riktningar, att organet for reglering och manövrering av ämnets och verktygets inbördes lägen innefattar en dator, innefattande en beräknings- och en minnesenhet för hantering av numerisk information, såsom bearbetningsinstruktioner.