SE511224C2 - Borrverktyg - Google Patents

Description

h) *Ju 511 224 2 linjen IV-IV i Fig. ; Fig. 5 och 6 visar tvärsnitt enligt linjen V-V respektive VI-Vl i Fig. 3; Fig. 7 visar en planvy av ett alternativt skär enligt föreliggande uppfinning; Fig. 8 visar ett tvärsnitt enligt linjen VIII-VIII i Fig. 7; Fig. 9 och 10 visar tvärsnitt enligt linjen IX-IX respektive X-X i Fig. 7 och Fig. 11 visar schematiskt överlappning av centrum- och periferiskär.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Fig. 1 och 2 visar ett cylindriskt borrskaft 11 som vid sin främre del är försett med tvá skärsäten och placerade pà ömse sidor om borrens centrumlinje CL.

För spánavgàngen utbildade skruvformiga urtagningar eller spànkanaler är betecknade med 14 och 15. Bada skärsätena är centralt hálförsedda för upptagning av lásskruvar (ej visade) för fastlàsning av skär i sätena pà känt sätt.

Sätena utgörs av ett centrumsäte vilket är anordnat radiellt innanför borrskaftets 1 1 periferi, samt ett periferisäte vilket mynnar i borrskaftets periferi. Skärsätena är utformade pà sàdant sätt i borrskaftet 1 1 att de uppvisar olika axiella släppningsvinklar och tillsammans med skären åstadkommer uppborrning av hela hàldiametern.

Varje skärsäte innefattar en tangentiell stödyta, en axiell stödyta samt en radiell stödyta. Stödytorna är utformade för skär med positiv skärgeometri. De tangentiella stödytorna är i huvudsak parallella med radialplan genom centruml injen CL.

Centrumsätet är anordnat att uppta ett centrumskär 16, vars axiellt verksamma egg 26A utskjuter i axiell riktning för att avverka centralt beläget material.

Periferisätet är anordnat att uppta ett kvadratiskt periferiskär 17, vars radiellt verksamma egg 26B utskjuter i radiell riktning sà att borrhàlets diameter bestäms därav. Periferisätet och därmed periferiskäret 16, är lutat relativt borrskaftets 11 centrumlinje CL en spetsig vinkel om cirka 2 till 3° för ernáende av erforderlig släppning för periferiskäret.

UI 10 15 k) Ur 511 224 b) Vidare är borrskaftet 1 1 utformat med ett antal kanaler 34, 35, vilka för spolvätska till skäromràdet för bortförsel av avverkade spànor via spànkanalerna 14,15.

Fig. 3 till 6 visar ett vändskär 16 för användning i det ovan beskrivna borrskaftets centrumsäte. Skäret 16 har en i huvudsak kvadratisk grundform innefattande en övre flatyta 22 och en undre flatyta 23, vilka är i huvudsak parallella med varandra. Flatytorna 22,23 förenas av kantytor 24, vilka är i huvudsak lika långa. Den undre flatytan 23 är mindre än den övre flatytan 22, varför skäret erhåller en positiv släppningsvinkel. Kantytornas 24 skärningslinjer med den övre flatytan 22 bildar fyra huvudeggar 26, varav endast en egg 26A är verksam och bearbetar arbetsstycket vid varje borrningsoperation. l varje, centrumskärets, hörnparti 27 definieras en bisektris B medelst en diagonal linje mellan skärningspunkterna för imaginära förlängningslinjer för huvudeggarna 26. Huvudeggens 26 innefattar en första fasegg 28, en andra fasegg 29 och en mellanliggande skäregg 126. I närheten av huvudeggens 26 ena ände övergàr den första faseggen 28 i den mellanliggande skäreggen 126 vilken i sin tur ansluter till den andra faseggen 29 i närheten av huvudeggens 26 andra ände. Den första faseggen 28 bildar en första spetsig vinkel ß1 med den, företrädesvis raka, mellanliggande skäreggens 126 längsriktning och den andra faseggen 29 bildar en andra spetsig vinkel [52 med eggens 126 längsriktning. Den första spetsiga vinkeln [51 är cirka 25° och den andra spetsiga vinkeln [52 är cirka 25°. Faseggarna 28 och 29 fràn olika huvudskäreggar 26 möts i eller i närheten av bisektrisen B. Den inre vinkeln mellan kantytan 24 och en förstärkningsfas 30, ansluten till huvudeggen 26, kallas för eggvinkel och den är mindre för omrâdet för skäreggen 126 och den andra faseggen 28 än för den andra faseggen 29, vilket bäst framgår ur Fig. 5 och 6. Orsaken till olik eggvinkel pá faseggarna 28 och 29 är att den första Ur 10 511 224 4 faseggen 28 kommer att under borrning ha ingen eller ringa skärhastighet eftersom skall anordnas överlappande rotationsaxeln i borrens centrum.

Därmed hàller faseggen 28 bättre om eggvinkeln är re|ativt stor, d v s den är trubbig och ligger i intervallet 91-1 10°, företrädesvis är den av storleksordningen 94°. Beskrivet pà annat sätt bildar faseggen och förstärkningsfas en negativ vinkel y med ett plan som skär skäreggarna 126, varvid vinkeln är cirka 15°. Den andra faseggen 29 liksom skäreggen 126 skall arbeta vid högre skärhastigheter än den första faseggen och behöver ej fasförstärkas, varför eggvinkeln där väljs spetsig, d v s den är mindre än 90° men större än 75°. Den verksamma eggen 26A består företrädesvis av en rak mellanliggande skäregg 126, men eggen 126 kan alternativt vara nàgot konvext eller konkavt bruten.

En första spànyta 31 ansluter till förstärkningsfasens 30 radiellt inre kant hos den mellanliggande eggen 126 och den andra faseggen 29, vilken spànyta är utformad för spànbrytning och har formen av en ränna 32. Rännan 32 kan kombineras med fràn varandra skilda knölar eller urtagningar. Rännan 32 har markerade brytningslinjer.

Spànytan 31 bildar en spànvinkel oi1 med ett plan som genomlöper förstärkningsfaserna 30 eller med en linje vinkelrät mot arbetsstyckets yta, ej visat. Spànvinkeln 011 ligger i intervallet 5 till 20°. Rännan 32 ansluter vidare till den övre flatytan 22.

En andra spànyta 33 ansluter till den första faseggen 28, vilken spànyta har formen av en i huvudsak plan yta. Spànytan 33 bildar en spànvinkel ot2, vilken är kring O°, för att förstärka hörnpartiet. Spànytan 33 ansluter vidare till den övre flatytan 22 via en konkav às 36.

Detta innebär sàledes att spànvinkeln är neutral där skäreggen behöver styrka och positiv där skäreggen behöver skära lätt. Detta uppnås genom att den 10 k) (Jr 511 224 5 andra spánytan 33 i hörnpartiet 27 är upphöjd i förhållande till den första spánytan 31 längs eggarna 126 och 29.

Med andra ord är spànvinkeln oil, 0:2 för det i huvudsak kvadratiska centrumskärets 16 verksamma egg 26A större vid ena sida om bisektrisen B än pà den andra sidan om bisektrisen. Det bör dock observeras att tvá intill varandra liggande faseggar 28, 29 ej är ämnade att skära material samtidigt, utan att faseggen 28 samverkar under borrning med den anslutande mellanliggande eggen 126 samt en andra fasegg 29 vid ett intilliggande hörnparti 27.

Skärets 16 längd, vilken definieras av avståndet mellan tva parallella mellanliggande eggar 126, betecknas L, vilken för skäret i Fig. 3 är cirka 8 mm.

I Fig. 7-10 visas ett alternativt skär 16' enligt föreliggande uppfinning där lika detaljer numrerats enligt ovan. Skäret 16' är anpassat för mindre dimensioner, där avståndet L är kring 6 mm och tunnare. Det som skiljer skäret 16' frán ovan beskrivna skär är dels att spànytan 33' ansluter i samma plan till den övre flatytan 22 och att rännan 32' saknar markerade brytningslinjer. Vidare är den första spetsiga vinkeln [31 här cirka 30° och den andra spetsiga vinkeln ß2 cirka 3Û°.

Med hänvisning till Fig. 1, 2 och 11 skall borrens funktion beskrivas. Skären 16 och 17 är anordnade pá ömse sidor om borrens centrumlinje CL med cirka 180°:s delning och deras verksamma huvudeggar 26A respektive 26B samverkar för att avverka spánor ur ett arbetsstycke bildande ett hàl 40 som är nágot större än borrskaftets 11 diameter under det att deras ej verksamma huvudeggars kantytor 24 stöder mot sätenas axiella och radiella stödytor. I Fig. 1 1 visas schematiskt hur skären delar pà skärarbetet pá en sida av rotationsaxeln CL. Centrumskäret 16 eller 16' positioneras i centrumsätet en 10 IQ UI 511 224 6 knapp millimeter axiellt framför periferiskäret 17 i matningsriktningen F, varvid eggen 126 bildar en spetsig vinkel med rotationsaxeln CL. Detta ger borren en geometri som passar för så kallad paketborrning. Skäret 16 kan alternativt vinklas så att det bildar en trubbig vinkel med rotationsaxeln.

Centrumskärets första hàllfasta fasegg 28A är anordnad i och i närheten av rotationsaxeln, där skärhastigheten är låg vid borrning. Periferiskäret 17 är anordnat så att dess verksamma egg 26B vid borrningen kommer att överlappa centrumskärets andra fasegg 29 på ett avstånd O från rotationsaxeln vid området, punkten eller linjen Z. Centrumskäret och periferiskäret är så anordnade i borrkroppen att bisektrisen B alltid kommer att ligga radiellt utanför såväl rotationsaxeln CL som punkten Z för överlappning. Detta innebär att den tyngre skärande första faseggen 28B på andra sidan om bisektrisen uppe till vänster i figuren kommer att ”skuggas” av periferiskärets egg 26B, d v s den första faseggen, som är skild från rotationsaxeln, kommer aldrig i ingrepp med arbetsstycket enär eggen 26B tar hand om det skärarbetet. Under borrningen innebär det att borren kan arbeta med relativt liten energiåtgång och den mer perifera delen av spånytan 31 kan förses med spånformare som ej behöver anpassas till låg skärhastighet. Spånytan 31 bildar välformade spånor som kan bortspolas via den företrädesvis spiral- eller skruvformade spånkanalen 14. Periferiskäret 17 kommer att bearbeta med relativt hög skärhastighet och bör därmed ha en positiv spånvinkel för att minska värmeutvecklingen och därmed erná en god livslängd för skäret. Den andra faseggen 29C intill faseggen 28A kommer att hamna i skugga av eggen 28A i och med att eggen 29C anordnats axiellt bakom eggen 28A samt på motstående sida om rotationsaxeln. Rotationsaxeln skär faseggen 28A i eller i närheten av bisektrisen B.

Från ett skär med den visade formen erhålles fyra skäreggar, varvid varje ny skäreggstrio 28A, 126 och 29A kommer att vara opåverkade av tidigare borrning med intilliggande skäreggar.

LI: 511 224 7 Skäret 16, 16' utförs i hàrdmaterial, företrädesvis i hàrdmetali sàsom sintrad volframkarbid.

Föreliggande uppfinning avser således en borr och ett skär därför, varvid skäret är så utformat att det gör borren lättskärande och ekonomisk. Skäret är vidare utformat för att ge fyra skäreggar.

Claims (8)

UI 511 224 Patentkrav

1. Borr bestående av ett borrskaft (1 1) med minst tvà däri raka eller spiralformiga spänkanaler (14,15) och minst tvà skärsäten för ett i huvudsak kvadratiskt centrumskär (16;16') och ett periferiskär (17) varav periferiskärets (17) verksamma egg (26B) utskjuter i sidled sá att borrhàlets diameter bestäms därav under spánavgàng genom den ena spänkanalen (15) och centrumskärets (16;16') verksamma egg (26A) är anordnad radiellt innanför borrskaftets (1 1) periferi för spänavgàng genom den andra spànkanalen (14), varvid skärens (16,17;16',17)) verksamma eggar (26A,26B) överlappar varandra i ett omrâde (Z) mellan rotationsaxeln (CL) och periferin, varvid centrumskärets (16;16') verksamma egg (26A) sträcker sig in till och företrädesvis ett stycke förbi borrens rotationsaxel (CL), nämnda skär har fyra skäreggar (26) med spànytor (31) som definierar minst en spànvinkel (oc1, 012), k ä n n e t e c k n a d a v att spànvinkeln för det, i huvudsak kvadratiska, centrumskärets (16;16') verksamma egg (26A) är större vid omrâdet (Z) för överlappning än vid borrens (10) rotationsaxeln (CL).

2. Borr enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att periferiskärets (17) verksamma egg (268) är anordnad att undanhàlla en del (28B) av ett centrumskärets (16;16') radiellt och axiellt yttre hörnparti fràn att komma i kontakt med arbetsstycket, varvid nämnda del (28B) har en mindre spänvinkel (ot2) än spànvinkeln ((11) för centrumskärets (16) verksamma egg (26) vid området (Z).

3. Borr enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att centrumskärets (16;16') och periferiskärets (17) geometrier är olika och att centrumskäret och periferiskäret är så anordnade i borrkroppen att bisektriserna (B) för tvà aktiva hörnpartier (27;27') alltid kommer att ligga radiellt utanför sáväl rotationsaxeln (CL) som omrâdet (Z) för överlappning. UI 10 IQ 'Ju 511 224

4. Centrumskär för en borr av det slag som anges i kravet 1, innefattande en övre och en undre flatyta (22,23) med i huvudsak kvadratisk grundform samt dem förenande kantytor (24), varvid den undre flatytan (23) är mindre än den övre flatytan (22) sà att skäret (16) erhåller en positiv skärgeometri, varvid skäreggar (26) är utbildade i överkant av kantytorna (24), varvid centrumskäret innefattar fyra hörnpartier (27), vart och ett definierat av en bisektris (B), nämnda skär har spànytor som definierar minst en spánvinkel (ot1, 0:2), k ä n n e t e c k n at a v att varje skärhörn är asymmetriskt anordnat kring samhörande bisektris (B) och att spànvinkeln (oi1) för det i huvudsak kvadratiska centrumskärets (16) verksamma egg (26A) är större vid en sida om bisektrisen (B) än pà en andra sida om bisektrisen (B).

5. Skär enligt krav 4, k ä n n e t ec k n at a v en del (288) av ett centrumskärets (16;16') radiellt och axiellt yttre hörnparti (27;27') är anordnad att undanhàllas fràn att komma i kontakt med ett arbetsstycke, varvid nämnda del har en mindre spánvinkel (ot2) än spànvinkeln (ot1) för centrumskärets (16;16') verksamma egg (26A).

6. Skär enligt krav 5, k ä n n e t e c k n at a v centrumskärets (16;16') verksamma egg (26A) innefattar en första fasegg (28A), en andra fasegg (29A) och en mellanliggande skäregg (126), varvid den första faseggen (28) i närheten av huvudeggens (26A) ena ände övergår i den mellanliggande skäreggen (126) vilken i sin tur ansluter till den andra faseggen (29A) i närheten av huvudeggens (26A) andra ände.

7. Skär enligt krav 6, k ä n n e t e c k n at a v att den första faseggen (28A) bildar en första spetsig vinkel ([51) med den, företrädesvis raka, mellanliggande skäreggens (126) längsriktning och att den andra faseggen (29A) bildar en andra spetsig vinkel ([32) med eggens 126 längsriktning. 511 224 10

8. Skär enligt krav 7, k ä n n et e c k n at a v, att en första spànyta (31) ansluter till en förstärkningsfas' (30) radiellt inre kant hos den mellanliggande eggen (126) och den andra faseggen (29), vilken spányta är utformad för spànbrytning och har formen av en ränna (32).