SE514558C2 - Metod och anordning för att tillverka ett verktyg - Google Patents

Description

25 30 514 558 s-sissis 00-08-14 2 av en dorn och ett munstycke under vridning av ämnet. Ämnet leds av strängpressningen i riktning förbi en skruvformig ås anbragd på insidan av munstycket, för att forma spånkanaler längs ämnet. En nackdel med den kända tekniken är att det framställda verktyget ej har optimal livslängd.

Syften med uppfinningen Föreliggande uppfinning har som ett syfte att anvisa en metod och en anordning, varigenom sagda problem enligt känd teknik undanröjs.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en metod och en anordning varigenom avlånga verktyg med optimal livslängd kan tillverkas.

Dessa och andra syften har uppnåtts genom en metod och en anordning för att tillverka ett verktyg såsom de definieras i efterföljande patentkrav med hänvisning till ritningarna.

Figurförteckning Fig. 1A-1C visar schematiskt en borr i sidovy respektive i perspektivvyer framifrån och bakifrån. Fig 1D visar ett tvärsnitt enligt linjen D-D i Fig. 1A. Fig 1E visar ett tvärsnitt enligt linjen E-E i Fig. 1A. Fig. 2A visar en anordning enligt föreliggande uppfinning för framställning av avlånga grönkroppar, ifrontvy. Fig. 2B visar anordningen i tvärsnitt enligt linjen llB-llB i Fig. 2A. Fig. 2C visar anordningen i ändvy. Fig. 2D visar anordningen itvärsnitt enligt linjen llD-llD i Fig. 2A. Fig. 3 visar anordningen och en matardel.

Detayerad beskrivning av uppfinningen Det i Fig. 1A-1 E visade utföringsexemplet av ett verktyg är en så kallad spiralborr. Borren 10 innefattar ett i huvudsak solitt skaft 11 med en första spetsbildande ände, innefattande åtminstone en skäregg 19, ett antal spànkanaler 18 som svarar mot antalet skäreggar. Borren innefattar en central del 12 av relativt segt hårdmaterial ansluten till en periferidel 13 av relativt slitstarkt hårdmaterial. Borren 10 är utförd i solitt hårdmaterial, såsom 10 15 20 25 30 514, 558 S-SISSE 00-06-14 3 extruderad eller strängpressad hàrdmetall och innefattar skruvformiga spånkanaler 18 och dessa kan sträcka sig längs hela kroppen eller längs en del därav. Skaftet 11 skall fästas i en roterbar spindel, ej visad. Borren har två övre släppningsytor 15. Borren är strängpressad från två olika material där skillnaden främst beståri balansen mellan hårdämne (till exempel volfram karbid, WC) och bindefas (till exempel kobolt, Co). Samtliga yttre ytor och tillhörande eggar är utförda i samma material, d v s i strängpressad slitstark hàrdmetall med relativt lågt kobolt-innehåll. Spånkanalema 18 i verktyget 10 består i sin helhet av slitstarkt hårdmaterial vilket ger både styvhet och slitstyrka till borren. Såsom framgår av tvärsnitten i Fig. 1D och 1E utgör den sega delen 12 merparten av tvärsnittet oavsett var snittet tas. Dessutom varierar tvärsnittet för den sega delen 12 samtidigt som den förutom vid ändama helt omges av den slitstarka delen 13. Därigenom erhålls ett vridfast och hårt ”skal” hos borren. Vidare utförs spolkanalerna 14 helst enbart i den segare delen. Skärningslinjer mellan spånkanalema 18 och släppningsytoma 15 bildar huvudskäreggama 19, företrädesvis via, ej visade, förstärkningsfaser.

I Fig. 2A-2D visas en anordning'20 enligt föreliggande uppfinning för framställning av avlånga grönkroppar. Anordningen 20 består av ett rektangulärt hus 21 av stål, vilket är avsett att fästas medelst exempelvis bultar till en maskin för strängpressning, ej visad. Huset 21 upptar två bultar 22 för att fästas i maskinen samt har en bakre yta 23 avsedd att täta mot nämnda maskin. Huset har en central genomgående urtagning 24 varigenom minst två massor skall pressas. Urtagningen 24 övergåri en diameter-reducerande strypning 27 i ett cirkulärt mu nstycke 28. Munstycket 28 är utfört i ett slitstarkt material såsom hàrdmetall. Urtagningen 24 fortsätter sedan i ett cylindriskt inre centralt placerat hål 30 i en cirkulär dysa 29, vilken är anordnad intill och i anslutning till munstycket 28. Dysans 29 position relativt huset bestäms av samverkan mellan en stoppskruv 31 i huset och ett hål 32 tvärs massornas huvudsakliga matningsriktning F. En stavformad käma 33 är infälld i dysan. Kärnan är rektangulär och innefattar två hål 34 för att fästa in avlånga pinnar 35. Pinnama 35 är avsedda att utsticka från käman i matningsriktningen F i det fall 10 15 20 25 30 5.14 558 S-SISSE 00-06-14 4 spolkanaler skall bildas i ämnet. Urtagningen 24 fortsätter sedan i ett lock 36 i form av ett koaxiellt hål 37. Locket 36 är fäst i huset medelst två skruvar 38 samt skruvarna 22. Locket 36 är försett med ett T-spår 39 som sträcker sig mellan två långsidor hos locket 36. Spåret 39 är avsett att uppta två backar 40, 41, vars grundform enligt Fig. 2B väsentligen bildar ett T. Varje back 40, 41 innefattar ett mot den andra backen vänt hålrum 42. Hålrummet 42 innefattar en skruvformig ås 43 så att när backarna ligger an mot varandra bildar hålrummen tvärsnittet av en spiralborr med spånkanaler. Backarna pressas mot varandra medelst, ej visade, kraftorgan och samma organanvänds i det fall backarna skall flyttas isär, såsom då ämnet skall vara delvis cylindriskt, till exempel vid borrskaftet.

Företrädesvis är ett planbord placerat i anslutning till backarna för att stödja det varma, strängpressade ämnet.

I Fig. 3 visas en matardel 50 ansluten till huset 21. Matardelen 50 består av minst två separata kammare 51, 52. En central kammare 51 är anordnad väsentligen symmetriskt kring matningsriktningen F och innefattar ett centralt munstycke 53, vänt mot huset 21. Minst en andra kammare 52 är anordnad väsentligen vinkelrätt mot matningsriktningen F och innefattar ett munstycke 54 anordnat i anslutning till munstycket 28. Munstycket 54 är anordnat koaxiellt med munstycket 53 men axiellt närmare huset 21 än den senare. Den första kammaren 51 är avsedd att innehålla en första massa 55 med relativt högt kobolt~innehåll medan den andra kammaren 52 är avsedd att innehålla en andra massa 56 med relativt lågt kobolt-innehåll. Kamrarna innefattar matarskruvar 57, 58 avsedda att driva de två massorna framåt i matningsriktningen F. Varje matarskruv drivs av en motor 59, 60. Granulaten matas in i trattliknande öppningar 61, 62. Kamrarna omges åtminstone delvis av värmeelement 63, 64.

Borren eller pinnfräsen tillverkas påföljande sätt. Hårdmetallpulver med visst kobolt-innehåll och en bärare, till exempel plast, blandas och formas till pellets eller granulat. Detta görs så att minst två olika pellets eller granulat erhålls, där olikheten beståri mängden kobolt. Bäraren kommer att utgöra matrisen igrönkroppen. Skillnaden i bindefas ligger i intervallet 1-10 10 15 20 25 30 514558 S-SISSE 00-06-14 5 viktsprocentenheter. Med ”kobolt” skall här förstås en metallisk bindefas vilken alternativt kan utbytas mot eller innefatta andra metaller, till exempel nickel, Ni.

Därefter förvärmes blandningama till för blandningarna lämpliga temperaturer, företrädesvis samma temperatur, samt införs i en maskin för strängpressning.

Sedan pressas blandningarna i respektive kammare 51, 52 under högt tryck och viss temperatur, cirka 180 °C, fram till respektive munstycke 53 och 54 varigenom nämnda andra plastiska massa kommer till anliggning emot nämnda första plastiska massa under strängpressningen, därigenom bildande en väsentligen cylindrisk stav 65. Sedan når de varma massoma käman 33 och passerar denna igenom de två på ömse sidor om käman bildade, i huvudsak halv-cirkulära öppningarna. Kärnans bredd (se Fig. 2A) är företrädesvis mindre än den inre massans diameter. Bakom käman i matningsriktningen F väller massan åter ihop till en cylindrisk stav. Om pinnama 35 är anordnade i käman bildas därvid hålrum i kroppen som senare skall utgöra spolkanaler. Pinnarna väljs därmed långa nog för att massan skall hinna svalna tillräckligt för att ej välla ihop igen. Genom att välja parametrama för strängpressningen och speciellt diametern hos munstycket 53 kan spolkanalernas omgivning väljas till att enbart bestå av den 'ena eller den andra massan eller en kombination av båda. Därefter når massan hålrummet 42 vilket definieras av backama 40, 41 varvid massan på grund av åsama 43 skruvas igenom backarna och erhåller tvärsnittet av en spiralborr. Till skillnad från känd teknik kommer spånkanalerna i borren tillverkad med metoden enligt föreliggande uppfinning i sin helhet att bestå av den slitstarkare hàrdmetallen. När massan kommer ut ur backarna kyls massan snabbt ned av den omgivande temperaturen och ämnet forsätter att strängpressas till dess att den spånkanalsförsedda delen är tillräckligt lång.

Därefter dras backarna 40,41 isär och ur ingrepp med massan så att en cylindrisk skaftdel bildas. Skaftdelens längd bestämmes endera av hur länge strängpressningen fortgår eller genom återförsel av backarna inåt så att ett nytt ämne påbörjas. l det senare fallet sammanhänger två eller flera ämnen. Det stelnade ämnet kan sedan kapas eller brytas av, till exempel för hand, i lämpliga längden 10 15 514 558 S-SISSE 00-06-14 6 Sedan upphettas ämnet i en separat ugn så att bäraren bränns bort och så att bindemetallen smälter och binder karbiderna. Sedan sker efterföljande bearbetning såsom slipning till exempel på eggpartier, skaftdel och släppningsytor. Därmed uppnår verktygets periferi högre slitstyrka på grund av den lägre halten bindefas, till exempel kobolt, medan centrumdelen består av en segare mer koboltrik hårdmetall.

Med hjälp av föreliggande metod kan ett verktyg med god livslängd framställas med eller utan spånkanaler och med eller utan skaftdel och innebär en enkel hantering till en låg kostnad. Detta sker utan att damm alstras.

Dessutom kan åtminstone ena backen användas för att göra markeringar i ämnets skafidel där plan skall slipas för fasthållning i chuck. Därmed kan slipvolymen minskas.

Uppflnningen är på intet sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Uppfinningen är användbar även för solida pinnfräsar. Verktyget kan beläggas med skikt av t.ex. Al2O3,TiN och/eller TiCN.

Claims (9)

10 15 20 25 30 514 558 S-515SE 00-08-14 7 Patentkrav

1. En metod för tillverkning av ett verktyg för spånavskiljande bearbetning innefattande en relativt seg kärna ansluten till en relativt slitstark periferi, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden innefattar följande steg: A- mata en varm första plastisk massa (55) med relativt hög halt av metallisk bindefas till en dysa (29) för strångpressning och B- mata samtidigt en varm andra plastisk massa (56) med relativt låg halt av metallisk bindefas till sagda dysa (29) för strängpressning runtom nämnda första plastiska massa (55) varigenom nämnda andra plastiska massa kommer till anliggning emot nämnda första plastiska massa under strängpressningen, därigenom bildande en väsentligen cylindrisk stav (65); och C- upphetta nämnda sammanfogade massor (55,56) såsom en enhet för att driva bort en polymer ingående i massorna och för att sintra samman kvarstoden till ett hårdämne, varefter, D- eventuell efterföljande bearbetning såsom slipning utföres.

2. Metodenenligtkravt,kännetecknadavatt hårdmetallpulver och en bärare, såsom plast, blandas och införs i minst två separata kammare (51 ,52) före steget A.

3. Metoden enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att staven (65) efter steget B tillåts passera ett parti (42) för att bilda spånkanaler (18) varefter partiet (42) förflyttas radiellt efter steget B för att bilda en skaftdel på verktyget.

4. Metoden enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d a v att partiet består av två relativt varandra rörliga backar (40,41) vilka förflyttas i motsatta riktningar i huvudsak vinkelrätt mot matningsriktningen (F). 10 15 20 25 30 514 558 S-SISSE 00-08-14 8

5. Metoden enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att steget B innefattar att blandningen tillåts passera en kärna (33) fast förankrad i dysan (29) varefter massan väller ihop till en cylindrisk kropp bakom kärnan (33) i matningsriktningen (F).

6. Metoden enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att stift (35) är anordnade i kärnan medelst vilka hälrum i ämnet bildas.

7. Anordning att monteras till en maskin för strängpressning av ett verktyg för spånavskiljande bearbetning innefattande en relativt seg kärna ansluten till en relativt slitstark periferi, varvid anordningen (20) innefattar ett hus (21 ), vilket är avsett att fästas till maskinen för strängpressning, varvid huset (21) har en genomgående urtagning (24) varigenom en första massa (55) skall strängpressas i en matningsriktning (F), varvid urtagningen (24) innefattar ett första munstycke (53) och ett hål (30) i en dysa (29), k ä n n e t e c k n a d a v att minst ytterligare ett andra munstycke (54) är anordnat väsentligen koaxiellt kring det första munstycket för att forma en andra massa (56) väsentligen kring den första massan (55).

8. Anordningen enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar minst två separata kammare (51 ,52) och minst en back (40,41) vilken är anordnad radiellt rörlig relativt urtagningen (24) i avsikt att komma i och ur ingrepp med nämnda massa och vilken innefattar tvâ relativt varandra rörliga backar (40,41) vilka är radiellt rörliga i motsatta riktningar i huvudsak vinkelrätt mot matningsriktningen (F).

9. Anordningen enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att en kärna (33) är fast förankrad i dysan (29) och vid vilken dysan innefattar ett cirkulärt hàlrum och vid vilken kärnan (33) är rektangulär och innefattar två hål (34) för att mottaga avlånga stift (35), varvid stiften (35) är avsedda att utsticka från kärnan i matningsriktningen (F) i det fall spolkanaler skall bildas i ämnet och vid vilken 514 558 S-5l5SE 00-08-14 9 varje back (40,41) innefattar ett mot den andra backen vänt håirum (42), varvid hålrummet (42) innefattar en skruvformig ås (43) så att när backama ligger an mot varandra bildar hålrummen tvärsnittet av en spiralborr med spånkanaler.