SE516913C2 - Verktyg för spånavskiljande bearbetning där skärkroppen fästs med en dragstång - Google Patents

Description

25 30 516 913 2 med hjälp av ett låsorgan bringas till mekaniskt ingrepp med skärkroppen. På så sätt kommer den främre änden av själva skär- kroppen ej att genomskäras av något häl, varför skäreggar för borrningsändamål eller fullradieeggar för fräsningsändamàl lå- ter sig utformas på skärkroppens främre ände. Ett med dragstång verkande verktyg av detta slag är tidigare beskrivet i EP O9lllOl Al. Vid detta kända verktyg sträcker sig en drag- stång genom ett genomgående lopp inuti verktygets skaft och är vid en bakre ände förbunden med en mutter med vars hjälp stången kan förflyttas axiellt inuti skaftet mellan ett utskju- tande läge i vilket skärkroppen kan kopplas ihop med dragstång- ens främre ände och ett tillbakadraget läge i vilket skärkrop- pen spänns fast mot skaftets främre ände, närmare bestämt med hjälp av ett låsorgan vid dragstångens främre ände. Vid detta kända verktyg är emellertid läsningen mellan skärkroppen och skaftet otillförlitlig. Sålunda utgörs làsorganet av en på dragstångens främre ände utformad ringvulst som samverkar med en invändig, konisk yta på en från skaftet utstickande hals, vilken i sin tur förs in i ett bakåt öppet, cylindriskt utrymme i skärkroppen, varvid nämnda hals utvidgas då dragstångens ringvulst dras in i densamma; allt under åstadkommande av en friktionsläsning mellan insidan av nämnda cylinderutrymme och utsidan av nämnda hals. Därest ett verktyg av detta slag under- kastas påtagliga skärkrafter föreligger emellertid en uppenbar risk att skärhuvudet lossnar från skaftet eller rubbas ur sitt centrerade läge relativt detta.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovan- nämnda olägenheter hos tidigare känd teknik och skapa ett för- bättrat verktyg av ingressvis angivet slag. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är sålunda att skapa ett verktyg vars skärkropp kan förbindas med ett tillhörande skaft på ett nog- grant och tillförlitligt sätt. Ett ytterligare syfte med upp- finningen är att skapa ett verktyg som möjliggör montering och demontering av skärkroppen pä ett snabbt och enkelt sätt under säkerställande av en precis centrering eller lägesbestämning av skärkroppen relativt skaftet. Det är även ett syfte att skapa 20 25 35 516 913 3 ono-c 0 n o~unøn ett verktyg som är konstruktivt enkelt och låter sig tillverkas medelst vedertagna tillverkningsmetoder.

Enligt uppfinningen näs åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets l kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Genom att i enlighet med uppfinningen tillverka skär- kroppen av åtminstone två delar som initialt formpressas såsom separata enheter och därefter integreras med varandra genom sintring, möjliggörs utformning av skärkroppen med ett invän- digt hàlrum som är större än den öppning genom vilken drag- stàngens läsorgan är införbar.

Ytterligare belysning av teknikens ståndpunkt Genom CH 446 013, US 2,379,984 Och US 4,836,706 är tidi- gare kända verktyg med bajonettkopplingar mellan ett skaft och en skärkropp. I dessa fall är det emellertid ej möjligt att förfärdiga skärkropparna av hàrdmetall eller liknande nötnings- beständigt material pà det sätt som utmärker föreliggande upp- finning.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en delvis skuren perspektivvy visande ett för fräsning avsett verktyg enligt uppfinningen, Fig 2 en längdsektion genom verktyget enligt fig 1, Fig 3 en sektion A-A i fig 2, Fig 4 en ändvy av en i verktyget ingående skärkropp, i form av ett skärhuvud, Fig 5 en sektion B-B i fig 4, Fig 6 en ändvy av en i skärhuvudet enligt fig 4 ingående vägg- platta, Fig 7 en tvärsektion C-C i fig 6, Fig 8 en förstorad längdsektion visande skärhuvudet och ett främre parti av verktygets skaft, Fig 9 en sektion D-D i fig 8, varvid skärhuvudet visas i ett första vridvinkelläge relativt skaftet och en i detta anordnad dragstång, 10 15 20 25 30 35 516 913 4 Fig 10 en mot fig 9 svarande tvärsektion, men visande skärhu- vudet vridet 90° i förhållande till läget enligt fig 9, Fig 11 en sidovy av ett alternativt utförande av verktygets skärhuvud, Fig 12 en ändvy av skärhuvudet enligt fig 11, Fig 13 en partiell tvärsektion E-E i fig 12, Fig 14 en sidovy av ett ytterligare alternativt utförande av en skärkropp för borrningsändamál, Fig 15 en ändvy uppifrån av skärkroppen enligt fig 14, Fig 16 en sidovy av skärkroppen i 90° vinkel mot sidovyn enligt fig 14, Fig 17 en sidovy av ett ytterligare alternativt utförande av en skärkropp för borrning jämte ett tillhörande skaft, Fig 18 en sidovy i 90° vinkel mot sidovyn enligt fig 17.

Fig 19 en partiell längdsektion genom ett annat alternativt verktyg för svarvningsändamål, varvid verktygets skär- kropp visas i låst läge, Fig 20 en mot fig 19 svarande längdsektion visande skärkroppen i lösgjort tillstånd, Fig 21 en planvy visande den i verktyget enligt fig 19-20 ingå- ende skärkroppen, och Fig 22 en partiell längdsektion illustrerande ett ytterligare, alternativt svarvverktyg.

Detalíerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen I fig 1-10 åskådliggörs ett verktyg i form av en pinn- fräs som inbegriper ett skaft 1 och en skärkropp i form av ett skärhuvud 2, vilket är lösgörbart monterat på en främre ände av skaftet. Inuti skaftet sträcker sig ett axiellt och centralt, genomgående lopp 3, vilket upptar en dragstång 4. Loppet 3 vid- gar sig i ett bakre cylinderrum 5, som härbärgerar en mutter 6, vilken med sin hongänga står i ingrepp med en hangänga 7 på det bakre partiet av dragstàngen 4. Vid övergången mellan loppet 3 och det vidare cylinderrummet 5 finns en ringformig ansatsyta 8 mot vilken den främre änden av muttern 6 är ansatt. Vid den främre änden av skaftet 1 finns i anslutning till loppet 3 ett antal axiella spår 9 i vilka kammar 10 på dragstàngen 4 griper in för att omöjliggöra vridning av dragstàngen relativt skaf- tet. Med andra ord är dragstàngen 4 axiellt rörlig relativt 10 15 20 25 516 913 5 skaftet, men väl icke vridbar relativt detta. Såsom framgår av fig 1 är i skaftets 1 mantelyta utformad en försänkning med en plan bottenyta 11, som säkerställer vridstyv förbindning mellan skaftet och en samverkande verktygshållare. Det skall noteras att skaftet 1 i detta fall är utformat med en bakre del som är grövre än den främre del vid vilken skärhuvudet 2 är monterad.

Skärhuvudets diameter är större än diametern hos åtminstone den främre, smala delen av skaftet.

I det exemplifierade utförandet, vid vilket verktyget har formen av en pinnfräs, uppvisar huvudet 2 ett antal tand- liknande utsprång 12, som var för sig uppvisar en skäregg 13. I exemplet uppgår antalet utsprång 12 till sex, varvid de enskil- da utsprángen skjuter ut närmelsevis radiellt från en central stomme 14. I praktiken tillverkas stommen 14 och utsprángen 12 i form av en enda integrerad kropp av konventionell hårdmetall, som framställs genom formpressning och sintring. I praktiken blandas och formpressas vanligen pulverformiga volframkarbider t ex kobolt, varefter den jämte en eller flera bindmetaller, pressade kroppen sintras. Dock är det även tänkbart att förfär- diga huvudet av andra hårda material som är formbara på lämp- ligt sätt.

Nu hänvisas speciellt till fig 4-7 som illustrerar huru- som ett hålrum 15 är utformat inuti den centrala stommen 14. främre ände är detta hålrum 15 slutet, närmare be- Vid sin ena, stämt medelst det parti av stommen 14 som i fig 5 är betecknat 16. Vid sin motsatta, bakre ände är hålrummet 15 öppet via en öppning 17, vilken är utformad i en bakre, tvärställd vägg 18, som - då skärhuvudet är färdigtillverkat - utgör en integrerad del av skärhuvudet. Såsom tydligt framgår av fig 5 har hålrum- met 15 generellt större vidd än öppningen 17. För att möjlig- göra framställning av skärhuvudet med ett invändigt hålrum som är vidare än sagda öppning, åstadkoms väggen 18 jämte den däri befintliga öppningen 17 med hjälp av en separat, väsentligen ringformig platta 18' av det slag som visas i fig 6 och 7.

Denna platta 18' formpressas såsom en separat enhet utan att sintras, varjåmte stommen 14 och tillhörande utsprång 12 form- Där- pressas såsom en annan enhet, likaledes utan att sintras. efter sätts de båda enheterna samman, varpå sintring verk- W U 20 25 516 913 .= 6 ställs. I färdigtsintrat skick bildar sålunda plattan 18 en i skärhuvudet 2 i sin helhet integrerad vägg.

Av fig 6 framgår att den formpressade plattan 18' utvän- digt uppvisar två motsatta, cirkulära mantelytspartier 19 och två motsatta, plana mantelytspartier 20. Den bakre del av hål- rummet 15 som tar emot plattan 18' har motsvarande konturform, dvs innefattar två plana motsatta ytor. Medelst dessa plana ytor lägesbestäms öppningen 17 pà ett exakt sätt relativt stom- men 14. Såsom vidare framgår av fig 6 har öppningen 17 gene- rellt orund konturform. Närmare bestämt är öppningen avlång och avgränsas av två plana långsidoytor 21 och två bågformiga änd- ytor 22. Beträffande hålrummet 15 skall påpekas att detsamma med fördel kan avgränsas med tre olika delytor, nämligen en cy- lindrisk yta närmast väggen 18, en stympat konisk delyta samt en avslutande konisk yta vid den främre änden av hålrummet. Me- delst de koniska ytorna säkerställs att godset i den främre än- den av skärhuvudet blir kraftigt dimensionerat.

Vid sin främre ände (se fig 2) är dragstången 4 utformad med ett låsorgan 23, vilket i likhet med öppningen 17 har orund form. Med fördel har låsorganet en konturform som är kongruent med öppningens 17 konturform, ehuru låsorganet är något mindre.

På så sätt kan låsorganet 23 föras in axiellt genom öppningen 17, närmare bestämt i ett vridvinkelläge i vilket låsorganet och öppningen är i flukt med varandra. Sedan låsorganet väl förts in i hålrummet 15 kan skärhuvudet vridas så att låsorga- net intar ett annat, tvärställt vridvinkelläge i vilket låsor- ganets båda motsatta ändar kan ansättas mot väggens 18 insida 24. Såsom framgår av fig 8-10 är i hålrummets 15 invändiga be- gränsningsyta utformade två stoppelement 25 i form av klackar som är så placerade att skärhuvudet kan vridas exakt 90° från det i fig 9 visade vridvinkelläge i vilket låsorganet kan in- föras genom öppningen 17, till det läsande vridvinkelläge som visas i fig 10.

Såsom framgår av fig 1-4 är på den bakre ändytan 26 av skärhuvudet 2 utformade ett antal, närmare bestämt tre hanele- ment 27, i form av försänkningar 28 på skaftet 1. Såväl hanelementen 27 som försänkningarna 28 har med fördel kilformigt avsmalnande form, varjämte försänkning- som vart och ett samverkar med motsvarande honelement (se fig 3) i den främre ändytan 29 10 15 20 25 30 516 913 7 arna är något djupare än hanelementen så att dessa icke kan bottna i försänkningen. Då hanelementen griper in i försänk- ningarna säkerställs en robust, vridstyv förbindning mellan skärhuvudet och skaftet. menten 27, som i likhet med försänkningarna 28 är ekvidistant Det skall noteras att de tre hanele- åtskilda, lokaliseras mittemot försänkningarna då skärhuvudet vridits till det vridvinkelläge i vilket låsorganet 23 ansatts mot stoppelementen 25 enligt fig 10.

Det uppfinninqsenliqa verktvqets funktion Då ett skärhuvud 2 skall monteras på skaftet l bringas dragstången 4 att sticka ut ett lämpligt stycke från skaftets främre ändyta 29; något som verkställs genom att muttern 6 skruvas några varv bakåt utmed dragstången. I nästa steg träs skärhuvudet på dragstángens fria ände, närmare bestämt genom att låsorganet 23 förs in genom den avlånga öppningen 17 i det tillstånd som visas i fig 9. Härefter vrids skärhuvudet 90° till det i fig 10 visade läge i vilket låsorganet ansätts mot stoppelementen 25 samtidigt som de tre hanelementen 27 lokali- seras mitt för tillhörande försänkningar 28 i skaftets främre ändyta. När så skett dras dragstången 4 in i skaftet genom att muttern 6 skruvas framåt på dragstången. Då muttern dras fast kilas hanelementen 27 fast i tillhörande försänkningar under åstadkommande av en stark, vridstyv förbindning mellan skär- huvudet och skaftet.

Vid demontering förfares på omvänt sätt.

I detta sammanhang må nämnas att dragstàngen 4 med för- del kan vara fjäderbelastad för att automatiskt skjutas ut från skaftets främre ände då muttern 6 skruvas bakåt. Exempelvis kan i området bakom muttern 6 appliceras en elastisk ring, t ex en O-ring, som städse strävar att föra muttern - och därmed drag- stången - i riktning framåt.

Nu hänvisas till fig ll-13 som illustrerar ett alterna- tivt utförande vid vilket den hålförsedda plattan 18' icke är försänkt inne i hålrummet 15, utan fastmer applicerad med en främre yta 30 mot skärhuvudets bakre ändyta 26. Även vid detta utförande formpressas skärhuvudets stomme och plattan 18' var för sig för att slutligen integreras med varandra genom hop- sintring. För att härvid lägesbestämma plattan 18' relativt 10 15 20 25 516 913 8 stommen 14 kan i den ena av dessa enheter initialt formas ett eller flera utspràng 31 med stympat konisk form som bringas till ingrepp med ett eller flera koniskt formade säten 32 i den I och med att den väggbildande plattan 18' vid utförandet enligt fig ll- andra enheten, dock utan att bottna i dessa säten. 13 kan ges större diameter än den infällda väggplattan vid det tidigare utförandet, erhålls en större kontaktyta mellan skär- huvudet och skaftet. Härjämte erhålls även en större yta hos den kontaktzon i vilken hopsintring sker.

I fig 14-16 visas schematiskt hurusom det uppfinnings- enliga verktyget kan utföras med ett huvud eller en skärkropp 2 för borrningsändamál. I detta fall är skärkroppen 2 utformad med skäreggar 33 i området av en främre, spetsartad ände. Även i detta fall inbegriper skärkroppen ett hålrum 15 som är öppet via en öppning med orund, företrädesvis avláng konturform, var- vid ett läsorgan 23 med kongruent konturform är införbart i hälrummet. I detta fall är emellertid skärkroppen sammansatt av två likformiga, spegelvända hälfter 34, 34' som är hopsintrade i ett axialplan 35. I gränszonen mellan de båda hälfterna vilka sintras ihop efter formpressning, kan med fördel vara utformade samverkande par av utsprång och säten 31 resp 32 av tidigare beskrivet slag.

I fig 17 och 18 visas ett ytterligare alternativt utfö- rande vid vilket hälrummet i en för borrning avsedd skärkropp 2 utgörs av en i sidled öppen, första kanal 15', medan öppningen till detta hålrum utgörs av en i sidled öppen andra kanal 17', som är smalare än kanalen 15'. Det på skaftets dragstång 4 fö- refintliga läsorganet 23 har avlång form och en bredd som är bredd. I detta fall förs làsorganet in i frän sidan och centreras med hjälp av koniska större än kanalens 17' hälrummet 15' klackar eller hanelement 27 som griper in i koniska försänk- ningar 28 i skaftets 1 frontyta 29. I det visade exemplet är de bäda kanalerna 15', 17' lertid även tänkbart att utforma skärhuvudet sä att kanalerna I exemplet enligt fig 18 och 19 öppna vid motsatta ändar. Det är emel- öppnar sig blott ät ena sidan. sträcker sig kanalerna 15', 17' parallellt med den platta skär- kroppens plan, dvs från kortsida till kortsida. Det är emeller- tid även tänkbart att förlägga kanaler i rät vinkel mot skär- kroppens plan, dvs från längsida till längsida. 10 15 20 25 30 35 516 913 9 Nu hänvisas till fig 19-21 som illustrerar ett för svarvning avsett verktyg enligt uppfinningen. I detta fall ut- görs skärkroppen av ett svarvskär med platt grundform, vilket är placerat i omedelbar närhet av skaftets 1 främre ände, när- mare bestämt pà den ena av tvà motsatta sidor 36, 37 av skaf- tet . 4 tvärs skaftets längdaxel, närmare bestämt genomgående från Vid detta utförande sträcker sig loppet 3 för dragstàngen den första sidan 36 till den andra sidan 37. Hålrummet 15 inuti skärkroppen 2 avgränsas av två mot varandra divergerande kon- ytor mellan vilka kan finnas en cylindrisk yta. Dragstängens 4 làsorgan 23 utgörs i detta fall av en skalle med avlàng grund- form, vilken avgränsas av dels två motsatta, plana sidoytor som sträcker sig i skallens längdriktning, dels två partiellt ko- niska ändytor mellan planytorna.

I likhet med utförandet enligt fig 1-13 öppnar sig häl- rummet 15 i en öppning 17 med avlàng form. Skallen 23 kan där- för föras in i hàlrummet och vridas 90° före låsning av skär- kroppen. Även i detta fall samverkar dragstàngen 4 med en mut- ter 6 vilken är införbar i ett rum 5 vid en bakre ände av lop- pet 3. För att säkerställa vridstyv förbindning mellan skär- kroppen 2 och skaftet 1 kan i gränszonen mellan skärkroppen och skaftets kontaktyta 36 finnas ett lämpligt antal par av samver- kande han- och honelement 27, 28 som griper in i varandra då muttern 6 drar ät dragstàngen.

I fig 22 visas ett alternativt utförande vid vilket dragstàngen 4 är fjäderbelastad. Närmare bestämt är en tryck- fjäder 38 anordnad mellan à ena sidan en ansatsyta vid rummets 5 inre ände och en bricka 39 i anslutning till dragstångens mutter. Vid detta utförande kan skärkroppen 2 lösgöras genom den enkla åtgärden att dragstàngen skjuts in ett stycke i till- hörande lopp mot verkan av fjädern 38, dvs utan att muttern 6 behöver manipuleras.

En grundläggande fördel med det uppfinningsenliga verk- tyget är att skärhuvudet kan tillverkas av nötningsbeständig härdmetall eller liknande och på ett tillförlitligt sätt vrid- styvt förbindas med skaftet samtidigt som såväl montering som demontering kan genomföras på ett snabbt och enkelt sätt. 10 s 516 913 10 Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan beskriv- na och pá ritningarna visade utförandena. Sålunda kan icke blott skärkroppen utan även den del av verktyget som håller skärkroppen modifieras högst påtagligt inom ramen för efter- följande patentkrav. Begreppet "skaft" skall därför tolkas i vidaste bemärkelse, såtillvida att skaftet ej nödvändigtvis måste ha uttalat làngsmal form. I synnerhet kan formen hos skaftet förändras i långtgående utsträckning då verktyget ut- formas för svarvningsändamál.

Claims (11)

W U 20 25 30 35 516 913 Patentkrav

1. Verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande ett skaft (1), formpressat och sintrat material förfärdigad skärkropp som vid en främre ände uppvisar en av ett hårt, (2), vilken är lösgörbart förbunden med skaftet med hjälp av en i ett lopp (3) delst ett ätdragningselement (6) inuti skaftet anordnad dragstàng (4), vilken me- är axiellt rörlig mellan ett utskjutet läge och ett indraget läge, och vilken vid en främre ände uppvisar ett lásorgan (23), som är införbart i ett inuti (15, l5') i en bakre del av skärkroppen, skärkroppen utformat hàlrum som är öppet via en öpp- (l7, l7') t e c k n a t därav, ning k ä n n e - att sagda ändöppning (17, 17') har mindre (23) öppningen (17,17') för att efter införande i hálrummet 15') (24) (l8,18'), och att skärkroppen är sammansatt av åtminstone två (14, l8', 34, 34'). har större vidd än (15, vidd än hàlrummet, varjämte lásorganet kunna ansättas mot insidan av sagda bakre del initialt formpressade, hopsintrade delar k ä n n e t e c k n a t därav, att skärkroppen (14), sluten vid en främre ände och i vilken är utformad en bakåt sig

2. Verktyg enligt krav 1, vilken är (2) är sammansatt av dels en stomme öppnande urtagning (15), dels en i anslutning till denna place- (18,l8'), vilken sträcker sig tvärs verktygets rota- (17) rad platta tionsaxel och i vilken sagda öppning är utformad.

3. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att skärkroppen (2) är sammansatt av tvâ likformiga, ehuru spegel- vända hälfter (34,34'), vilka är hopsintrade i ett centralt axialplan.

4. Verktyg enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att i den ena av två ytor som är hopsintrade finns ini- tialt åtminstone ett utspräng (31) som i samband med sintrings- operationen bragts till ingrepp med ett säte (32) i den andra ytan.

5. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att hälrummet utgörs av en i sidled öppen första kanal (15'), medan 10 20 25 30 516 913 U öppningen utgörs av en i sidled öppen andra kanal (l7') vars bredd är mindre än den första kanalens bredd.

6. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att detsamma är avsett för svarvningsändamàl och uppvisar ett lopp (3), (4), vars ena ände uppvisar ett låsorgan för fixering av ett (36) av som sträcker sig tvärs skaftet (1) och upptar en dragstång såsom skärkropp tjänande svarvskär mot en första sida skaftet och vars motsatta ände är åtkomlig från en motsatt, (37) andra sida av skaftet.

7. Verktyg enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att dragstången (4) är påverkad av åtminstone en fjäder (38), vil- ken städse strävar att hålla skärkroppen (2) anpressad mot sagda första sida (36) av skaftet. k ä n n e t e c k n a t (17) med uppvisar

8. Verktyg enligt nàgot av kraven 1-4, att sagda öppning utgörs av ett centralt hål (23) orund form för att i ett visst vridvinkelläge vara axiellt rör- därav, orund tvärsnittsform, och att även làsorganet ligt genom hålet, varvid skärkroppen (2) är vridbar relativt làsorganet mellan detta vridvinkelläge och ett andra vridvin- kelläge i vilket làsorganet kan låsa skärkroppen axiellt rela- tivt skaftet. att är utformat åtminstone ett stoppelement (23) läsande vridvinkeländläge.

9. Verktyg enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t därav, inuti sagda hålrum (15) (25) mot vilket làsorganet är ansättbart för att definiera ett förutbeståmt, att att därav, (15)

10. Verktyg enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t (25) detsamma vid vridning av skärkroppen kan röra sig 90° från ett sagda stoppelement är så placerat inuti hålrummet första vridvinkelläge till ett andra, läsande vridvinkeländ- läge.

11. ll. Verktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att i en gränszon mellan en bakre kon- taktyta (26) på skärkroppen (2) och en främre kontaktyta (29) I - 516 913 13 pà skaftet verkar åtminstone ett par han- och honelement (27,28) med uppgift att åstadkomma vridstyv förbindning mellan skärkroppen och skaftet då kontaktytorna ansätts mot varandra genom àtdragning av dragstången (4).