SE516252C2 - Fräsverktyg innefattande en roterbar kropp samt tangentiellt åtskilda skärorgan - Google Patents

Description

r-~fl -__ _..

N Ü 20 25 30 35 516 252 2 Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovan- nämnda olägenheter hos tidigare kända fräsverktyg och skapa ett förbättrat fräsverktyg. Ett grundläggande syfte med uppfin- ningen är sålunda att skapa ett fräsverktyg som förmår arbeta på ett stabilt, väsentligen vibrationsfritt sätt och samtidigt generera bearbetade ytor med stor planhet. Det är även ett syfte att skapa ett fräsverktyg som vid en given diameter låter sig utnyttjas för exempelvis olika typer av skuldror under sam- tidigt upprätthållande av såväl god bearbetningsprecision som stabil drift.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av det uppfinnings- enligt fräsverktyget är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av bifogade ritningar Pâ ritningarna är: Fig l en schematisk sidovy visande ett fräsverktyg i form av en valsfräs, Fig 2 en sektion A-A i fig 1 visande en enskild sats skärorgan ingående i verktyget enligt fig l, och Fig 3 en svagt perspektiviskt illustrerad, förstorad ändvy av själva fräskroppen, varvid skärorganen avlägsnats ur tillhörande säten i fräskroppen.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfin- ningen På ritningarna betecknar 1 generellt en fräskropp eller - stomme, som är roterbar kring en geometrisk centrumaxel C.

Förutom en bakre del 2 för infästning i en lämplig verktygs- hållare inbegriper fräskroppen 1 en främre huvuddel 3 vars man- telyta 4 i det visade exemplet har cylindrisk grundform. I detta sammanhang skall dock påpekas att delen 3 även kan ha annan rotationssymmetrisk grundform än just cylindrisk, t ex konisk.

I exemplet utgörs verktyget av en valsfräs som på känt sätt inbegriper flera rader av axiellt åtskilda skärorgan som i n»||a 10 15 20 25 30 35 516 252 3 | I - . n c detta fall har formen av lösgörbart monterade skärkroppar 5, vilka är vändbara. Skärkropparna i den enskilda raden är här- bärgerade i en skruvformigt utmed fräskroppens mantelyta ut- formad urtagning som tjänar såsom ett spånrum 6 i området upp- ströms skärkropparna. För varje enskild skärkropp finns ett separat säte 7 (se fig 3). Dessa säten är så placerade att skärkropparna i monterat tillstånd överlappar varandra axiellt, såsom tydligt framgår av fig 1. I just det exemplifierade ut- förandet inbegriper verktyget tre skärrader med fyra enskilda skärkroppar i varje rad. I varje godtyckligt, mot centrumaxeln C vinkelrätt plan verkar sålunda en sats om tre skärkroppar 5, 5', 5" och samma axiella läge i det gemensamma planet eller vara något (se fig 2). Dessa kan antingen vara exakt belägna i ett förskjutna relativt varandra i axiell riktning för att delvis överlappa varandra under drift.

Varje enskild skärkropp 5 har en verksam skäregg 8 belä- gen mellan en spånyta 9 och en släppningsyta 10. Då skärkroppen är vändbar, såsom i exemplet, uppvisar densamma två motsatta, väsentligen parallella eggar 8. I praktiken kan den enskilda skäreggen antingen vara rak eller svagt skruvformig för att i beroende av skärkropparnas ställvinkel följa den generellt cylindriska eller rotationssymmetriska grundformen hos fräs- kroppen. Den enskilda skärkroppen är med fördel fixerbar i tillhörande säte 7 med hjälp av en skruv ll.

Såsom framgår av fig 3 avgränsas det enskilda sätet 7 i huvudsak av en bottenyta 12 mot vilken skärkroppens undersida 13 (se fig 2) overksam släppningsyta 5 pà skärkroppen kan ansättas för att är ansättbar, samt en ansatsyta 14 mot vilken en bestämma skärkroppens radiella läge relativt fräskroppen.

Så långt den visade valsfräsen hittills beskrivits är densamma i allt väsentligt tidigare känd (se exempelvis US 5 083 887, US 5 586 843, US 5 882 150 och US 5 913 644).

Innan själva uppfinningen beskrivs i detalj skall under- strykas att uppfinningstanken på intet sätt är begränsad till just valsfräsar. Sålunda kan uppfinningen även tillämpas exem- pelvis vid hörnfräsar av det slag som inbegriper endast en sats i ett gemensamt plan anordnade, tangentiellt åtskilda skärkroppar. v-u- -m-v v ..- 10 U 20 25 30 35 516 252 2"; ' o n ø a of .n 4 Utmärkande för uppfinningen är att de olika skärkrop- parna 5, 5', 5" i den enskilda satsen av skärkroppar har olika släppningsvinklar. Närmare bestämt har en av skärkropparna, nämligen skärkroppen 5, en släppningsvinkel a som är större än släppningsvinkeln ß hos övriga skärkroppar 5', 5" i samma sats.

Med släppningsvinkel skall på gängse sätt förstås den vinkel som bildas mellan den enskilda skärkroppens släppningsyta 10 och en tänkt tangentlinje T genom skäreggen 8. Vinkeln a för skärkroppen 5 kan ligga inom området 5-25°, och lämpligen inom det gängse vedertagna området 7-15°. Med fördel kan släppnings- vinkeln i fråga uppgå till 10 à ll°. Släppningsvinkeln ß för de övriga båda skärkropparna 5', 5" bör i sin tur ligga inom om- rådet 0,5-5°, lämpligen l-4°. I praktiken kan släppningsvinkeln B med fördel uppgå till 2 à 3°. I detta sammanhang skall påpe- kas att ovannämnda släppningsvinklar gäller oavsett om skär- kropparna har raka skäreggar och plana släppningsytor eller bågformiga skäreggar och krökta släppningsytor.

Vid det föredragna utförandet av uppfinningen är den skärkropp 5 som uppvisar den största släppningsvinkeln a loka- liserad eller utförd på ett sådant sätt att avståndet L mellan skäreggen 8 och fräskroppens centrumaxel C är något större än motsvarande avstånd L1 mellan centrumaxeln och skäreggarna hos de båda övriga skärkroppar 5', 5" som uppvisar den mindre släppningsvinkeln ß. I praktiken är skillnaden mellan måtten L och L1 liten, ehuru klart uttalad. Närmare bestämt bör av- ståndsskillnaden ligga inom området 0,01-0,08 mm, företrädes- vis 0,03-0,06 mm och uppgå till ca 0,05 mm.

Ehuru det i och för sig är möjligt att åstadkomma de olika släppningsvinklarna resp. nämnda avståndsskillnader mel- lan eggarna genom att tillverka å ena sidan fräskroppen med identiskt formade och placerade säten för skärkropparna och å andra sidan två typer av skär med olika geometrier, föredras det utförande som illustreras på ritningarna. I detta fall har samtliga skärkroppar 5, 5', 5" i samma sats (och även i samma rad) 7 har varierande utformning. Sålunda illustreras i fig 3 huru- ett och samma utförande, dvs samma geometri, medan sätena som sätet 7 för skärkroppen 5 med den större släppningsvinkeln a är utformad med en bottenyta 12 som sträcker sig i jämförel- sevis flack vinkel mot ett tänkt radialplan R som genomskär en n » n o q on 11:-» W U 20 25 30 35 516 252 5 ; n a - . o I . . ø ø o n nu given punkt utmed bottenytan, samtidigt som motsvarande bot- tenyta 12 vid sätena 7', 7" för skärkropparna 5', 5" sträcker sig i brantare vinkel mot analoga radialplan R. Dessutom är ansatsytan 14 vid sätet 7 lokaliserad på ett radiellt avstånd från fräskroppens centrumaxel C som är större än det radiella avståndet mellan centrumaxeln och sätenas 7', 7" motsvarande ansatsytor 14. På så sätt säkerställs att skärkroppens 5 egg 8 lokaliseras på ett något större avstånd från centrumaxeln än motsvarande eggar hos de skärkroppar 5', 5" som har minimal släppningsvinkel. Genom att sätenas 7', 7" bottenytor 12 sträcker sig i brantare vinkel mot tillhörande radialplan än sätets 7 bottenyta 12 kommer de båda skärkropparna 5', 5" att vid montering i sätet vinklas något framåt i jämförelse med skärkroppen 5 och på så sätt lokaliseras med sina släppnings- ytor 10 i den mindre släppningsvinkeln B relativt tangentlinjen T.

I och med att samtliga skärkroppar har identisk form underlättas i hög grad såväl lagerhållningen som hanteringen i samband med erforderlig indexering resp. skärkroppsbyten.

Uppfinningens funktion och fördelar Under fräsning med det uppfinningsenliga fräsverktyget kommer skärkropparna med reducerad släppningsvinkel att indu- cera dämpning när verktyget svänger relativt arbetsstyckets bearbetande yta och därmed säkerställa stabilitet i verktyget, medan skärkroppen med den största släppningsvinkeln arbetar mer lättskärande under säkerställande av erforderlig bearbet- ningsprecision. Uttryckt med andra ord är skärkroppen med den största släppningsvinkeln så placerad och utförd med avseende på radialvinkel, axialvinkel och ställvinkel att dess verk- tygsrelaterade geometri genererar önskad slutgiltig utformning av en bearbetad, plan yta eller skuldra. Skärkroppen med den största släppningsvinkeln genererar sålunda en genuint plan yta med förutbestämd vinkel relativt fräsverktygets ändplan.

De övriga skärkropparna i verktyget, dvs de skärkroppar som har den reducerade släppningsvinkeln har i sin tur till upp- gift att tillgodose kraven på optimal stabilitet, dvs vibra- tionsfri drift, utan att själva ge önskad slutgiltig precision med avseende på den bearbetade ytans planhet. 516 252 Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till det ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Såsom redan 5 tidigare påpekats kan uppfinningen sålunda tillämpas icke blott i samband med just valsfräsar, utan även vid andra fräs- verktyg, t ex hörnfräsar, av det slag som inbegriper en sats tangentiellt åtskilda radialskärkroppar. Ehuru uppfinningen exemplifierats i samband med sådana fräsverktyg som inbegriper 10 lösgörbart monterade skärkroppar, i synnerhet vändbara skär- kroppar, är uppfinningen även tillämpbar vid verktyg med fasta, t ex lödda skär. Det är till och med tänkbart att ut-- forma erforderliga skärorgan, enkannerligen skärande eggar, i själva fräskroppen därest denna förfärdigas av ett hårt mate- 15 rial, t ex hårdmetall. Med andra ord skall begreppet "skär- organ" sådant detta används i efterföljande patentkrav, tolkas i vidaste bemärkelse och anses inbegripa icke blott separat tillverkade skärkroppar oavsett om dessa är lösgörbart monte- rade eller fast anbragta, utan även sådana skärorgan som är 20 integrerade med själva fräskroppen. Såsom även påpekats ovan kan den generella uppfinningstanken även förverkligas medelst lämpligt utformade skär av två olika typer, vilka monteras i identiskt utformade och placerade säten. I utförandeexemplet visas endast tre skärorgan i den aktuella satsen av skärorgan. 25 I praktiken kan antalet skärorgan i varje sats vara betydligt större än just tre. I dylika fall kan fler än ett skärorgan vara utformat med den större släppningsvinkeln, medan övriga skärorgan har reducerad släppningsvinkel (t ex då verktyget inbegriper lO à 20 skärorgan). Under alla omständigheter bör 'ff 30 dock antalet skärorgan med den största släppningsvinkeln vara mindre än antalet skärorgan med reducerad släppningsvinkel.

Inom uppfinningens ram är det till och med tänkbart att be- :ln stycka fräskroppen med skärorgan som icke blott har två, utan fler släppningsvinklar av olika storlek. 35 1,11»

Claims (6)

|>||| 10 15 20 25 30 35 516 252 n so ' ' ' , u n n u nu Patentkrav

1. Fräsverktyg innefattande en kring en geometrisk centrumaxel (6) roterbar kropp (1) med en mantelyta (4) utmed vilken är anordnad åtminstone en sats tangentiellt åtskilda skärorgan (5, 5', 5"), som vart och ett uppvisar en i anslutning till en släppningsyta (10) utformad, skärande egg (8), vilken sträcker sig mellan axiellt åtskilda ändar, k ä n n e t e c k n a t därav, att släppningsytan (10) för åtminstone ett första skär- organ (5) i sagda sats sträcker sig i en första släppnings- vinkel (a) relativt en tänkt tangentlinje (T) genom eggen (8), och att släppningsytan (10) för det eller de övriga skärorganeni (5', 5") i satsen sträcker sig i en andra släppningsvinkel (ß), som är mindre än sagda första släppningsvinkel (a).

2. Fräsverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att den första släppningsvinkeln (a) ligger inom omrâdet 5-25°, lämpligen 7-15°, och den andra släppningsvinkeln (ß) ligger inom omrâdet 0,5-5°, lämpligen 1-4°.

3. Fräsverktyg enligt krav 1 eller 2, varvid det enskilda skär- organet utgörs av en separat skärkropp (5, 5', 5") som är lös- görbart monterad i ett nedströms ett spánrum (6) utformat säte (7) med en bottenyta (12) vars vinkel relativt ett tänkt radi- alplan (R) genom en given punkt utmed densamma bestämmer skä- rets släppningsvinkel, k ä n n e t e c k n a t därav, att samtliga skärkroppar (5, 5', 5") har identisk form och att bottenytan (12) för en skärkropp (5) med sagda första släpp- ningsvinkel (a) sträcker sig i en annan vinkel relativt sagda radialplan (R) än bottenytan (12) för varje skärkropp (5', 5") med sagda andra släppningsvinkel (B).

4. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det enskilda skärorgan (5) som upp- visar den större släppningsvinkeln (d) har sin skäregg (8) belägen pà större radiellt avstånd (L) från fräskroppens cent- rumaxel (C) än det eller de övriga skärorganen (5', 5").

5. Fräsverktyg enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att den radiella avståndsskillnaden mellan de olikartade skär- 1-nun a c 0 ' ° ' , . | o o n of 516 2 52 f: f: . fa . "_I=;ïï; 8 organens eggar (8) ligger inom omrâdet 0,01-0,08 mm, företrä- desvis 0,03-0,06 mm.

6. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att antalet skärorgan (5) med den största släppningsvinkeln (a) är mindre än antalet skärorgan (5', 5") med den minsta släppningsvinkeln (ß). .acqu- n