SE511429C2 - Verktyg, skärdel, verktygskropp för skärande bearbetning samt metod för montering av skärdel till verktygskropp - Google Patents

Description

lO 15 20 i\) Ur 511 429 Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är anordna ett stabilt verktyg företrädesvis för borrning eller fräsning där skärdelen lätt kan bytas för hand utan att tidsödande skruvning eller lödning behöver tillgripas.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är anordna ett verktyg med en självcentrerande skärdel.

Dessa och andra syften har uppnåtts genom ett verktyg och en borrspets såsom de definieras i efterföljande patentkrav med hänvisning till ritningarna.

Fi rf" n' Fig. 1 visar ett borrverktyg enligt föreliggande uppfinning, i sprängvy. Fig. 2 visar en skärdel enligt föreliggande uppfinning i bottenvy. Fig. 3 visar skärdelen i en sidovy enligt linjen lll-lll i Fig. 2. Fig. 3A visar skärdelen i perspektivvy underifrån. Fig. 4 visar den främre änden pà en verktygskropp enligt föreliggande uppfinning i toppvy. Fig. 5 visar borrskaftet i en sidovy enligt linjen Vl-Vl i Fig. 4. Fig. 6, 7 och 8 visar tvärsnitt genom en verktygets bajonettkoppling. Fig. 9 visar verktyget enligt Fig. 1 i förstoring.

D l' r krivnin v finnin Det i Fig. 1 visade utföringsexemplet av ett verktyg 10 enligt uppfinningen är en sà kallad spiralborr, vilken innefattar en skärdel eller borrspets 1 1 och en borrkropp 12. Borren har en rotationsriktning R.

Borrspetsen 1 1 är vid sin fràn borrkroppen 12 vända ände försedd med åtminstone en skärande egg 19 i borrspetsens 11 främre ände, vilken ges olika utformning alltefter användningsområde. 10 15 20 25 511429 3 Borrspetsen 11 är utförd i hàrdmaterial, företrädesvis hàrdmetall och helst i formsprutad hàrdmetall och innefattar tvâ övre släppningsytor 15, en stödyta 16 samt dem förenande första 41 och andra 18 krökta ytor. Samtliga dessa ytor och tillhörande eggar är integrerade i borrspetsen och således utförda i samma material, d v s företrädesvis formsprutad hàrdmetall. Skärningslinjer mellan de andra krökta ytorna eller spànkanalerna 18 och släppningsytorna 15 bildar huvudskäreggar 19, företrädesvis via, ej visade, förstärkningsfaser.

Skärningslinjer mellan de första krökta ytorna 41 och spànkanalerna 18 bildar biskäreggar. Spànkanalen kan alternativt vara anpassade för en borrkropp med raka spànkanaler. De radiellt yttre delarna mellan spànkanalerna utgörs av bommar 41, var och en med en längd G i omkretsled. Borrspetsens största diameter utgörs av det diametrala avståndet mellan bieggarnas radiellt yttersta punkter. Borrspetsens höjd är i huvudsak lika med spetsens största diameter, för att minimera slitaget fràn spànor pà skarven mellan borrspetsen och borrkroppen. Spolhàl 23, i huvudsak parallella med rotationsaxeln 22, genomlöper borrspetsen från stödytan 16 till mynningen i respektive övre släppningsyta 15.

Stödytan 16 enligt Fig. 2, 3 och 3A är i huvudsak plant utformad men innefattar en urtagning 50 i övergången mellan stödytan och varje boms 41 mantelyta. Varje urtagning 50 innefattar en till mantelytan vinkelrätt ansluten första friyta 51, vilken vinkelrätt ansluter till en andra friyta 52, som i sin tur bildar en spetsig vinkel a, Fig. 6, med en första styryta 53, vilken ansluter till en med rotationsaxeln 22 parallell andra styryta 54, vilken ansluter till stödytan 16 via en radie eller en äntringsfas 55. Urtagningen 50 har en stoppyta 56, Fig. 3A, vilken är parallell med axeln 22 och vilken lämpligen ligger i ett axialplan som skär nämnda axel. Urtagningen 50 har utsträckning i tangentiell riktning fràn Spànkanalen 18 till cirka hälften av samhörande boms 41 tangentiella längd L. lO 20 511429 Borrkroppen är utförd i ett material som har lägre elasticitetsmodul än hàrdmetall. Borrkroppen har skruvfomiga spànkanaler 18 eller raka spänkanaler och dessa kan sträcka sig längs hela kroppen eller längs en del därav. Borrkroppen 12 är vid sin mot borrspetsen 1 1 vända ände försedd med en frontyta 24, vilken är anordnad att anligga mot borrspetsens 1 1 stödyta 16. Stödytans största diameter är större än frontytans största diameter för att minimera slitaget från spánor pà skarven mellan borrspetsen och borrkroppen. Frontytan 24 är i huvudsak plant utformad men innefattar en upphöjning 60 i övergången mellan frontytan och varje boms 41 mantelyta.

Upphöjningens höjd är något mindre än urtagningens 50 djup. Varje upphöjning 60 innefattar en till mantelytan vinkelrätt ansluten första friyta 61, vilken vinkelrätt ansluter till en andra friyta 62, som i sin tur bildar en spetsig vinkel rr med en första styryta 63, vilken ansluter till en med rotationsaxeln 22 parallell andra styryta 64, vilken ansluter till frontytan 24 via en radie 65. Upphöjningen 60 har en stoppyta 66, Fig. 9, vilken är parallell med axeln 22 och vilken lämpligen ligger i ett axialplan som skär nämnda axel. Frontytans minsta diameter är mindre än borrspetsens största diameter men större än borrspetsens minsta diameter. Upphöjningen 60 har utsträckning i tangentiell riktning frán spànkanalen 18 till cirka hälften av samhörande boms 41 tangentiella längd G.

Stoppytorna 56 respektive 66 bör vara sà långt ifrån rotationsaxeln som möjligt för bästa momentöverföring, d v s de anordnas diametralt motstáende varandra. Borrspetsen måste vara symmetriskt utformad för att verktygets koncentricitet skall bibehállas vid varierande belastning, d v s för att borrspetsen skall hàllas centrerad relativt borrkroppen. Upphöjningarna 60 och urtagningarna 50 ligger pá avstånd fràn och i huvudsak bakom samhörande skäregg 19 i verktygets rotations riktning R. lO 15 20 25 511 429 Montering av borrspetsen 1 1 pá borrkroppen 12 sker på följande sätt.

Borrspetsen 11 förs i riktning mot borrkroppen 12, så att varje upphöjning 60 när in i samhörande spånkanal och så att stödytan 16 anslår mot frontytan 24. Därefter roteras borrspetsen i riktningen R inom ett vinkelintervall cp vilket är mindre än 0 till 360°, företrädesvis O till 60°, relativt borrkroppen så att upphöjningen tillåts att glida med glidpassning i urtagningen till dess att stoppytorna 56 och 66 anslår mot varandra. Borrspetsen 11 är nu förankrad i borrkroppen 12 på ett fullgott sätt.

När borrspetsen 1 1 skall bytas ut, förfares pà omvänt sätt som vid monteringen, varvid borrspetsen 11 kan avlägsnas fràn borrkroppen 12 och bytas, företrädesvis med hjälp av en lämplig nyckel i ingrepp med spånkanalerna pà borrspetsen. Nämnda nyckel och nyckelgrepp används företrädesvis även vid montering.

De ytor som under borrningsoperationen skall vara i ingrepp är 53 och 63 samt stödytan 16 och frontytan 24. Ytorna 53 och 63 samverkar för att hàlla skärdelen så att den ej kan lossna i matningsriktningen, till exempel vid àterdragning av verktyget. Ytorna 53 och 63 är företrädesvis så utformade att deras samverkan leder till viss elastisk utböjning av upphöjningen 60 pá grund av glidpassningen. En begränsad kontakt mellan 54 och 64 kan tillåtas.

Det senare ger innebär dock ett förhöjt moment vid radien 65. Skärdelen är självcentrerande i verktygskroppen, d v s den àterförs så att dess axel sammanfaller med rotationsaxeln 22 om den förskjutits under bearbetningsoperationen. Ytan 55 skall medge en relativt stor radie 65 hos verktygskroppen. Ytorna 52 och 62 bör ej vara i ingrepp med varandra under bearbetningsoperationen. Detta realiseras genom att ytan 53 förlängs.

Friytorna 51 och 61 får ej vara i ingrepp med varandra under 10 511 429 6 bearbetningsoperationen, varför ett spel P alltid kommer att föreligga mellan dem. Spelet P är 0,1 - 1,0 mm. Under bearbetningsoperationen kommer stödytan 16 av matningskraften att pressas mot frontytan 24, vilket innebär att den elastiska utböjningen hos upphöjningen tenderar att minska något, vilket dock motverkas av att upphöjningen böjs radiellt inåt pà grund av trycket pà frontytan 24 fràn matningskraften.

Uppfinningen är användbar även för fräsar. Borrspetsen är företrädesvis belagt med skikt av t.ex. Al2O3,TiN och/eller TiCN. l vissa fall kan det vara befogat att applicera superhàrda material såsom CBN eller PCD pà skäreggarna. Alternativt kan keramiskt material användas vid formsprutning av borrspetsarna.

Uppfinningen är pà intet sätt begränsad till den ovan beskrivna utföringsformen, utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 511 429 Eatenw

1. _ Verktyg för relativt ett metalliskt arbetsstycke, roterande skärande bearbetning, innefattande en verktygskropp (12) och en skärdel (1 1), varvid verktygskroppen har en skaftdel (40), en frontyta (24) och spànkanaler, varvid skärdelen har en stödyta (16) anordnad att lösbart anligga mot frontytan, varvid verktygskroppen och skärdelen innefattar medel vilka samverkar för att hålla dem samman, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda medel innefattar samverkande upphöjningar (60) och urtagningar (50), vilka är avsedda att roteras relativt varandra i samband med montering av skärdelen till verktygskroppen för att bilda en bajonettkoppling, varvid nämnda rotation sker inom ett vinkelintervall (eb) och att upphöjningarna (60) och urtagningarna (50) har utsträckning i tangentiell riktning fràn spànkanalen (18).

2. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at a v att de samverkande upphöjningarna (60) och urtagningarna (50) är anordnade i anslutning till skärdelens och verktygskroppens periferier och att vinkelintervallet (di) är mindre än O till 360°, företrädesvis 0 till 60°.

3. Verktyg enligt nagot av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v att de samverkande upphöjningarna (60) och urtagningarna (50) innefattar relativt verktygets rotationsaxel (22) vinklade ytor 63,63) avsedda att uppta krafter riktade framåt i verktygets matningsriktning.

4. Verktyg enligt krav 1, 2 eller 3, lC 15 l\) U) 511 429 8 k ä n n e t e c k n at a v att verktygskroppen (12) har lägre elasticitetsmodul än skärdelen (11) för att upphöjningarna (60) skall kunna elastiskt böjas i verktygets radiella riktning i samband med montering och bearbetning och att upphöjníngarna (60) och urtagningarna (50) ligger på avstånd fràn och i huvudsak bakom samhörande skäregg (19) i verktygets rotationsriktning (R).

5. Verktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v att upphöjningarna (60) och urtagningarna (50) har utsträckning i tangentiell riktning från spånkanalen (18) till cirka hälften av samhörande boms (41) tangentiella längd (G).

6. Verktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v att ett spel (P) är anordnat mellan skärdelens och verktygskroppens mot varandra vända, mest perifera ytor (51 ,61).

7. Skärdel för roterande spànavskiljande bearbetning, varvid skärdelen (1 1) har en cirkulär grundform samt har åtminstone en skärande egg (19), vilken är integrerad med skärdelen (1 1), vilken vid sin från skäreggen vända ände är försedd med en stödyta (16), varvid skärdelen innefattar minst en spànkanal (18), k ä n n e t e c k n a d a v att skärdelens stödyta (16) innefattar medel (50) för att utgöra en del av en bajonettkoppling anordnad att kunna roteras inom ett vinkelintervall (th) och att medlet (50) har utsträckning i tangentiell riktning fràn spånkanalen (18).

8. Skärdel enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att medlet utgörs av upphöjningar (60) eller urtagningar (50), vilka är anordnade diametralt motstàende i anslutning till skärdelens periferi och att medlet har utsträckning i tangentiell riktning från 10 15 20 25 511 429 9 spánkanalen (18) till cirka hälften av en samhörande boms (41) tangentiella längd (G) och att vinkelintervallet (4)) är mindre än 0 till 360°, företrädesvis O till 60°.

9. Verktygskropp för ett verktyg för roterande spànavskiljande bearbetning, innefattande en skaftdel (40), spànkanaler (18) och en frontyta (24), varvid kroppen har en centrumaxel (22) k ä n n e t e c k n a d a v att verktygskroppens frontyta (24) innefattar medel (60) för att utgöra en del av en bajonettkoppling och att medlet (60) har utsträckning i tangentiell riktning från samhörande spánkanal (18).

10. Verktygskropp enligt krav 9, k ä n n et e c k n a d a v att medlet utgörs av upphöjningar (60) eller urtagningar (50), vilka är anordnade diametralt motstáende i anslutning till verktygskroppens periferi. 1 1. Metod för att montera en skärdel till en verktygskropp för att bilda ett verktyg för relativt ett metalliskt arbetsstycke, roterande skärande bearbetning, innefattande en Verktygskropp (12) och en skärdel (1 1), varvid verktygskroppen har en skaftdel (40), en frontyta (24) och spànkanaler (18), varvid skärdelen har en stödyta (16) anordnad att lösbart anligga mot frontytan, varvid verktygskroppen och skärdelen innefattar medel vilka samverkar för att hålla dem samman, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden innefattar följande steg: - anordna komplementära upphöjningar (60) och urtagningar (50) pà skärdelen (1 1) och verktygskroppen (12), så att upphöjningarna (60) och urtagningarna (50) har utsträckning i tangentiell riktning fràn spánkanalen (18), 511429 10 -skärdelen (1 1) förs i riktning mot verktygskroppen (12), så att varje upphöjning (60) når in i en spànkanal (18) och sà att stödytan (16) anslàr mot frontytan (24), -skärdelen (11) roteras inom ett vinkelintervall ((1)) i en riktning (R) relativt verktygskroppen så att varje upphöjning tilläts glida i samhörande urtagning till dess att stoppytor (56,66) hos varje upphöjning och urtagning anslår mot varandra.