SE514590C2 - Fräsverktyg - Google Patents

Description

N U 20 25 30 35 514 , 590 2 gets stomme. Med andra ord saknas varje som helst skruvförband för fixering av skärelementen vid bäraren. De tandningar som förekommer vid den kända konstruktionen förefinns mellan skär~ elementet och spännkilen. I och med att skärelementen kilas fast låter sig i praktiken ej erhållas någon fininställning av det slag som uppfinningen förverkligar.

US 2 501 293 beskriver ett fräsverktyg med skärelement som medelst ett förskruvbart spännelement är fastsättbart på en kassett, vilken i sin tur fixeras mot verktygets stomme medelst en kombination av skruvförband och tandade ytor. Närmare bestämt är utmed en sida av kassetten anordnad en tandad yta, vars rillor respektive ásar är tvärställda i förhållande till kassettens inställningsriktning, varjämte skruvförbandet inbe- griper en skruv anordnad i ett avlångt hål i kassetten. I detta fall är sålunda själva skärelementet fastsatt vid kassetten, vilken i sin tur är ställbar relativt stommen, varvid skärele- mentet icke över huvud taget uppvisar några tandningar.

Omställningen av kassetten sker stegvis, dvs på så sätt att kassetten efter urskruvning av låsskruven förflyttas i sidled med ett mått som är minst lika stort som tandrillornas bredd.

Någon fininställning ens av kassetten av det slag som uppfin- ningen förverkligar är sälunda icke möjlig vid det kända verk- tyget.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är Fig 1 en perspektivvy av ett enligt uppfinningen utfört fräsverktyg, vid vilket skärelementen är applicerade på särskilda kassetter, varvid verktyget visas med samtliga kassetter utom två avlägsnade fràn bäraren, Fig 2 en perspektivisk sprängvy illustrerande ett parti av bäraren samt en kassett och ett skärelement lösgjorda från bäraren, Fig 3 en perspektivisk delvy illustrerande hurusom skärelemen- tet låter sig inställas relativt en tillhörande kassett, Fig 4 en partiell perspektivvy visande en detalj hos kasset- ten, och Fig 5 en planvy av ett fräsverktyg enligt ett ytterligare ut- förande av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 51.4 5,90 Innan de på ritningarna visade utförandeexemplen beskrivs i detalj skall påpekas att samtliga skär till ett fräsverktyg bör kunna inställas i mycket exakta arbetslägen. I praktiken handlar det om toleranser i storleksordningen 1/100 mm eller mindre. För sådana fräsverktyg som hörn- och planfrä- sar är det vitalt att eggarna till samtliga skärelement under arbete är fininställda icke blott i ett och samma plan vinkel- rätt mot bärarens rotationsaxel, utan även på ett exakt defini- erat radialavstånd från rotationsaxeln. Därest skäreggarna hos ett enskilt skärelement skulle bli felinställda relativt eggar- na hos övriga skärelement uppstår s.k. kast, som får till följd att det felinställda skärelementet och/eller närbelägna skär- element underkastas extraordinärt stor belastning.

Såsom kommer att framgå av efterföljande beskrivning an- vänder sig föreliggande uppfinning av medel som möjliggör snabb och enkel fininställning av skärelementen i såväl axiell som radiell riktning.

Detaljerad beskrivning av praktiska utföranden av uppfinningen I de på ritningarna exemplifierade och nedan beskrivna utförandena är det enskilda skärelementet monterat på en sär- skild kassett som i sin tur är monterad på bäraren eller fräs- huvudet. Emellertid är uppfinningen tillämpbar även i det fall skärelementet monteras direkt på bäraren, dvs utan någon mel- lanliggande kassett.

Det i fig 1-4 åskådliggjorda fräsverktyget innefattar en kring en central geometrisk axel A roterbar bärare 1 med cylindrisk grundform (denna bärare benämns av fackmannen ofta (se både fig 1 och 2) förefinns sålunda en ändlös, periferisk och med 4 även fräshuvud). Mellan motsatta, plana ändytor 2, 3 betecknad yta, som visserligen icke utgör någon slät eller jämn cylinderyta, men som har karaktären av mantelyta. På denna man- tel- eller periferiyta 4 âr anordnade ett flertal kassetter generellt betecknade 5. Var och en av kassetterna 5 bär i sin tur ett i sin helhet med 6 betecknat skärelement. Verktyget enligt exemplet utgörs av en hörnfräs, varvid varje skärelement 6 inbegriper två skäreggar 7, 8 vilka sträcker sig i vinkel mot varandra och av vilka eggen 7 sträcker sig parallellt med bära- 10 15 20 25 30 35 5114 590 4 rens rotationsaxel A och eggen 8 vinkelrätt mot densamma. I praktiken bildar eggen 7 en huvudskäregg som ombesörjer den egentliga materialavverkningen i arbetsstycket, medan eggen 8 utgör en biegg vars huvuduppgift är att säkerställa planhet eller jämnhet hos den frilagda ytan i materialet. Beträffande just bieggen 8 skall påpekas att denna är kort (i praktiken benämns densamma planfas) och sträcker sig i exakt rät vinkel mot huvudeggen 7, medan ett innanför densamma sig sträckande parti 8' bildar ett något snedställt släppningsparti. Av skal- tekniska skäl är det dock ej möjligt att tydligt särskilja planfasen 8 från släppningspartiet 8'.

Så långt det visade fräsverktyget hittills beskrivits är detsamma i allt väsentligt tidigare känt.

Den enskilda kassetten 5 är förbindbar med bäraren via ett par samverkande, tandade ytor 9, 10 av vilka en första är utformad på bärarens periferiyta och den andra pà en insida av kassetten. Varje tandyta eller tandning består på i och för sig känt sätt av en mångfald långsmala, axiellt orienterade och parallella åsar som är åtskilda av mellanliggande rillor, var- vid ásarna i den ena tandningen kan gripa in i rillorna hos den andra tandningen. Tandytan 9 bör sträcka sig utmed större delen av bärarens axiella utsträckning (dvs hela vägen mellan motsat- ta planytor 2, 3) och ha en bredd eller tangentiell utsträck- ning som svarar mot kassettens 5 bredd. Samtidigt bör tand- ningen 10 på kassettens insida sträcka sig utmed såväl den fulla längden som den fulla bredden av kassetten.

För varje kassett är i bäraren 1 utformat ett gängat hål 11 som mynnar i tandytan 9. I kassetten 5 är vidare urtaget ett genomgående hål 12 för en kraftig fästskruv 13 vilken låter sig skruvas fast i det gängade hålet 11. I exemplet används en skruv av det slag som förutom ett gängat skaft inbegriper en skalle 14 med en försänkt fattning 15 för en insexnyckel. Hålet 12 uppvisar dels en smal inre sektion genom vilken skruvens skaft kan passera, dels en vidare yttre sektion som bildar en försänkning 16 i vilken skruvskallen 14 låter sig härbärgeras.

Bottnen 17 bildar en ansatsyta mot vilken skruvskallen kan dras fast. Hålet 12 har avlång form så att kassetten kan förskjutas åtminstone något i bärarens axialriktning relativt skruven så länge skruven ej är slutgiltigt åtdragen. 10 15 20 25 30 35 514 .590 5 Inom fackmannakretsar är det välkänt att komponenter som är lösgörbart monterade på en roterbar bärare utgör en latent säkerhetsrisk såtillvida att de under olyckliga omständigheter kan lösgöras från bäraren och av centrifugalkraften kastas ut med stor kraft därest bäraren drivs med högt varvtal. Ehuru det i och för sig är tillräckligt att dra åt fästskruven 13 med ett förutbestämt vridmoment har vid det uppfinningsenliga fräsverk- tyget vidtagits den ytterligare åtgärden att centrifugalsäkra fästskruven. Sålunda har för varje kassett och fästskruv utfor- mats ett sekundärt, gängat hål 18 i bäraren 1. Detta sekundär- hål mynnar dels i den plana ändytan 2, dels i det primära hålet 11 för fästskruven 13. I det sekundära hålet kan införas dels en utifrån åtkomlig hjälpskruv 19, dels en presskropp 20 som vid àtdragning av hjälpskruven i hålet 18 pressas an mot fäst- skruvens 13 gängade skaft. I praktiken kan presskroppen 20 med fördel bestå av koppar eller annat i förhållande till stål mjukt material som icke skadar gängan på fästskruven. Enär hjälpskruven 19 ej utsätts för några centrifugalkrafter säker- ställer densamma efter àtdragning en betryggande fasthållning av fästskruven 13 även om denna skulle utsättas för stora cent- rifugalkrafter.

För att underlätta axiell fininställning av kassetten 5 relativt bäraren 1 är enligt ett föredraget utförande av upp- finningen anordnad en särskild mekanism som i och för sig kan förverkligas på olika sätt, men som i utförandeexemplet har formen av en skruv med dels ett (icke synligt) gängat skaft som är fastskruvbart i ett gängat hål 21 i bäraren, dels en skalle 22 med en utåt mynnande fattning 23 för en stjårnnyckel. Karak- teristiskt för denna skruv är att skallens mantelyta är osym- metrisk i förhållande till skaftets centrumaxel. Exempelvis kan mantelytan vara cylindrisk och skallen i sin helhet vara excentrisk relativt skaftet. Mantelytan kan även ha oval form.

Såsom framgår av fig 4 är skruvskallens mantelyta lokaliserad i kontakt med en tvärställd ansatsyta 24 på kassetten 5. När där- för skruven underkastas en vridrörelse kommer densamma att kunna förskjuta kassetten med små eller fina axialrörelser.

I vinkel mot ansatsytan 24 sträcker sig en andra yta 25 som tillsammans med ytan 24 avgränsar en hörnurtagning i kas- setten. I området av denna hörnurtagning uppvisar kassetten ett W U 20 25 30 35 514.590 6 utkragande flänsparti 26 som delvis täcker skruvskallens 22 periferiska parti. Genom förekomsten av detta flänsparti 26 centrifugalsäkras skruven. Med andra ord kan densamma icke kas- tas ut från fräsverktyget även om detta skulle roteras med högt varvtal.

Skärelementet 6 utgörs i utförandeexemplet av en stål- kropp i vilken är integrerat ett mindre organ 6' av ett mate- rial med extraordinärt stor hårdhet och slitstyrka, t ex ett material som helt eller delvis utgörs av diamant eller kubisk bornitrid. Förutnämnda skäreggar 7, 8 är utformade på detta organ 6' som bildar det egentliga skäret på skärelementet.

Skärelementet 6 är förbindbart med kassetten förmedelst ett andra par tandade ytor 27, 28 av vilka en första 28 är anordnad på en insida av skärelementet 6, medan den andra 27 är utformad på en fri ände av kassetten. I likhet med förutnämnda tandytor 9, 10 består tandytorna 27, 28 av làngsmala parallella åsar åtskilda av rillor. Tandytan 28 utbreder sig med fördel utmed hela insidan av skärelementet 6, varvid tandytans 27 storlek i huvudsak överensstämmer med tandytans 28 storlek. I tandytan 27 mynnar ett i exemplet gängat hål 29 för en fäst- skruv 30 med uppgift att säkra skärelementet vid kassetten.

Förutom ett gängat skaft 31 uppvisar denna skruv en skalle 32 med en utåt exponerad fattning 33 för lämplig nyckel. I skär- elementet 6 är urtaget ett genomgående hål 34 som i likhet med hålet 12 har avlång form för att möjliggöra förskjutning av skärelementet relativt skruven. Även i detta fall uppvisar hålet en försänkning för skruvskallen, vilken kan dras åt mot en ringformig ansatsyta 35 i försänkningens botten.

Såsom framgår av fig 2 och 3 uppvisar skärelementet 6 utmed sin ena làngsida en kuggbana eller tandning 36 som i skärelementets monterade tillstånd är vänd mot en partiellt cirkulär urtagning 37 i en väggyta 38 som i kassetten avgränsar ett säte för skärelementet 6. Såsom antyds vid 39 är en stjärn- nyckel införbar i urtagningen 37 i och för ingrepp med kuggba- nan 36. Det torde vara uppenbart att skärelementet är förskjut- bart fram och åter relativt kassetten genom vridning av denna nyckel.

Karakteristiskt för uppfinningen är att àsarna och ril- lorna i det första paret av tandade ytor 27, 28 är snedställda 10 15 20 25 30 35 s14i.s9 o 7 i förhållande till tandytorna 9, 10 och därmed även i förhål- lande till ett tänkt plan som sträcker sig vinkelrätt mot rota- snedställda mot detta plan i en vinkel som uppgår till hälften av vinkeln tionsaxeln A. Närmare bestämt är tandytorna 27, 28 mellan skäreggarna 7, 8. Uttryckt med andra ord kan tandytornas snedställning sägas överensstämma med en bisektrisvinkel mellan skäreggarna 7,8. Om därför vinkeln mellan_eggarna 7, 8 är 90° såsom exemplifieras på ritningarna skall tandytorna snedställas i 45° mot sagda plan. Därest vinkeln mellan eggarna vore exem- pelvis 120° skall tandytorna sträcka sig i 60° vinkel mot sagda plan.

Fininställning av vart och ett av fräsverktygets samt- liga skärelement 6 sker på följande sätt: Efter fastsättning av kassetten jämte skärelementen på bäraren hålls de båda skru- varna 13, 30 initiellt löst åtdragna i respektive gänghål. I ett första steg inställs skärelementen i radiell riktning.

Detta sker genom att skärelementet 6 förskjuts relativt tillhö- rande kassett med hjälp av nyckeln 39. Närmare bestämt förflyt- tas skärelementen antingen utåt eller inåt i 45° vinkel mot kassettens längdutsträckning. Sedan samtliga skärelement in- ställts och kalibrerats så att desamma (inom ett toleransområde av t ex 0,01 mm) inställts med skäreggen 7 på exakt önskat radialavstånd från bärarens rotationsaxel dras skruven 30 åt slutgiltigt. I detta tillstånd, då kassettens fästskruv 13 fortfarande är löst åtdragen, kan skärelementet ej längre röra sig i radiell riktning relativt bäraren. I nästa steg inställs skärelementen även i axiell led. Detta sker med hjälp av skruv- skallen 22 som vid vridning möjliggör axiell förflyttning av kassetten med extremt fina rörelser. Sedan kassetten intagit det exakt önskade axialläget dras även fästskruven 13 fast slutgiltigt. I ett avslutande steg införs hjälpskruven 19 jämte presskroppen 20 i sekundärhålet 18 i syfte att centrifugalsäkra fästskruven.

En grundläggande fördel med det uppfinningsenliga fräsverktyget är att de dubbla uppsättningarna av tandytor, som sträcker sig i en mot skäreggarnas bisektrisvinkel (t ex 45° då ställvinkeln är 90°) svarande vinkel mot varandra, tillåter en enkel och tidsbesparande fininställning av verktygets skärele- ment i såväl axiell som radiell riktning. 10 Ü 20 25 30 35 5,14 .590 8 I fig 5 illustreras ett utförande som principiellt skiljer sig från utförandet enligt fig l-4 på så sätt att tandytan 9 - och därmed kassetten 5 - sträcker sig radiellt i förhållande till bärarens rotationsaxel.

Såsom inledningsvis påpekats är uppfinningen även tillämpbar utan användande av ovannämnda kassetter. Sålunda är det möjligt att utforma den för samverkan med tandytan 28 på skärelementet anordnade tandytan 27 direkt på bäraren 1. När- mare bestämt utformas tandytan på bäraren så att dess rillor sträcker sig i en vinkel mot förutnämnda plan som uppgår till hälften av skäreggarnas ställvinkel. Om ställvinkeln exempelvis uppgår till 90° snedställs tandytan på bäraren i en vinkel av 45° i ett godtyckligt plan som sträcker sig vinkelrätt mot rotationsaxeln. Därest de båda samverkande tandytorna förfärdi~ gas med tillräckligt noggrann precision kan skärelementet då fininställas såväl radiellt som axiellt genom en enkel för- skjutningsrörelse av skärelementet i riktning av rillorna hos tandytorna. Med andra ord låter sig radiell och axiell finin- ställning av varje enskilt skär utföras i en och samma inställ» ningsoperation.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de beskrivna och på ritningarna visade utförandena. Sålunda är det möjligt att ombesörja förflyttning av skärelementet relativt den fasta tandytan (pà kassetten eller direkt på bäraren) på annat sätt än med hjälp av ett avlångt hål och en i kassetten (eller bära- ren) axiellt orörligt förankrad skruv. Sålunda är det möjligt att använda en skruv med dels ett gängat skaft som är fast- skruvbart i ett konventionellt gängat hål i skärelementet, dels en i ett inre hálrum i bäraren härbärgerad skalle, varvid ett hål som sträcker sig ut från det inre hålrummet är avlångt för att tillåta skruven, och därmed skärelementet, att röra sig utmed den fasta tandytan. Ãvenledes kan fästskruven 30 för skärelementet 6 centrifugalsäkras, t ex på samma sätt som fäst~ skruven 13 för kassetten.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 , . , . c < . 514. 590 q Patentkrav

1. Fräsverktyg innefattande en kring en central geometrisk axel (A) roterbar bärare (1) med en mellan motsatta ändytor (2, 3) sig sträckande, ändlös periferiyta (4),som är bestyckad med ett antal lösgörbara skärelement (6), vilka är direkt eller indi- rekt förbundna med bäraren (1) medelst dels ett skruvförband, dels ett par tandade ytor (27, 28), vilka på i och för sig känt sätt består av làngsmala, raka och parallella åsar åtskilda av likadana rillor, och av vilka en första (28) är lokaliserad på (27) k ä n n e t e c k n a t en insida av skärelementet och den andra är direkt eller indirekt förknippad med bäraren, därav, att skärelementen (6) på i och för sig känt sätt upp- visar två i en given ställvinkel mot varandra sig sträckande 8), tänkt plan vinkelrätt mot rotationsaxeln (A), och att de paral- skäreggar (7, av vilka den ena (8) är lokaliserad i ett lella åsarna jämte rillorna i sagda par av tandytor (27, 28) sträcker sig snett i förhållande till det mot rotationsaxeln vinkelräta planet, närmare bestämt i en vinkel som utgör hälf- ten av sagda ställvinkel mellan skäreggarna.

2. Fräsverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda skruvförband innefattar en fästskruv (30) vilken är införbar i ett i sagda andra tandyta mynnande första hål (29), och vilken har dels en skalle (32) ansatsyta (35) i anslutning till ett genomgående andra hål (34) (31) fast i det första hålet (29) som för detta ändamål är gängat, avsedd att anpressas mot en i skärelementet, dels ett gängat skaft avsett att skruvas varvid hålet (34) i skärelementet är avlångt för att medge för- skjutning av skärelementet relativt den andra tandytan (27).

3. Fräsverktyg enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att ansatsytan (35) utgör botten i en i skårelementets utsida utformad försänkning för härbärgerande av skruvskallen (32).

4. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att skärelementet är utformat med en kuggbana (36) för fininställning av skärelementet (6) relativt 10 514 590 /0 den andra tandytan (27), närmare bestämt genom samverkan med en nyckel (39).

5. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det enskilda skärelementet (6) är monterat på en kassett (5) som i sin tur är förbunden med bära- ren (1), närmare bestämt via ett andra par tandade ytor (9, 10), vilka i likhet med de förstnämnda tandytorna består av lángsmala, parallella åsar åtskilda av rillor, och av vilka en första (9) är lokaliserad på bårarens (1) periferiyta (4), medan den andra tandytan (10) är utformad på en insida av kas- setten (5), varvid den sistnämnda tandytan (10) sträcker sig i vinkel, t ex rät vinkel, mot den andra tandytan (27) i sagda första par av tandytor (27, 28).