SE519135C2 - Verktyg för spånavskiljande bearbetning innefattande en relativt seg kärna ansluten till en relativt slitstark periferi - Google Patents

Description

25 30 519 135 .;°';2II;.-':==::§ ë--f .n a» n n Q a a | n v ø | « Q n Q o: S-515SEA 00-06-14 2 spånkanaler har Iikformig stigning längs ämnets omkrets erhålls genom uppvärmning av ett hårdmetallpulver till strängpressningstemperatur, pressning av det upphettade pulvret under stor energiåtgång genom ett utrymme definierat 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.

Svften med uppfinningen Föreliggande uppfinning har som ett syfte att anvisa ett verktyg med optimal livslängd.

Detta och andra syften har uppnåtts genom ett verktyg såsom det definieras i efterföljande patentkrav med hänvisning till ritningarna.

Figurförteckning Fig. 1A-1C visar schematiskt en borr enligt föreliggande uppfinning 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 för framställning av avlånga grönkroppar, i frontvy. Fig. 2B visar anordningen itvärsnitt enligt linjen llB-llB i Fig. 2A. Fig. 2C visar anordningen i ändvy. Fig. 2D visar anordningen i tvärsnitt enligt linjen llD- IID i Fig. 2A. Fig. 3 visar anordningen och en matardel.

Detaljerad beskrivninq av uppfinninqen Det i Fig. 1A-1 E visade utföringsexemplet av ett verktyg enligt uppfinningen 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 spånkanaler 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 extruderad eller strängpressad hårdmetall och innefattar skruvformiga spånkanaler 18 och dessa kan sträcka sig längs hela kroppen eller längs en del 10 15 20 25 30 519 135 nun o» S-515SEA 00-06-14 3 skaft 11 med en första spetsbildande ände, innefattande åtminstone en skäregg 19, ett antal spånkanaler 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 extruderad eller strängpressad hårdmetall 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 består i balansen mellan hårdämne (till exempel wolfram 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 hårdmetall med relativt lågt kobolt-innehåll. Spånkanalerna 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 ändarna helt omges av den slitstarka delen 13. Därigenom erhålls ett vridfast och hårt ”skal” hos borren. Vidare utförs spolkanalema 14 helst enbart i den segare delen. Skämingslinjer mellan spånkanalerna 18 och släppningsytorna 15 bildar huvudskäreggarna 19, företrädesvis via, ej visade, förstärkningsfaser.

I Fig. 2A-2D visas en anordning 20 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 övergår i en diameter-reducerande strypning 27 i ett cirkulärt munstycke 28. Munstycket 28 är utfört i ett slitstarkt material såsom hårdmetall. 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 10 15 20 25 30 519 135 S-SISSEA 00-06-14 4 tvärs massornas huvudsakliga matningsriktning F. En stavformad kärna 33 är infälld i dysan. Kärnan är rektangulär och innefattar två hål 34 för att fästa in avlånga pinnar 35. Pinnarna 35 är avsedda att utsticka från kärnan i matningsriktningen F i det fall spolkanaler skall bildas i ämnet. Urtagningen 24 fortsätter sedan i ett lock 36 l 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.

Hàlrummet 42 innefattar en skruvformig ås 43 så att när backarna ligger an mot varandra bildar hålrummen tvärsnittet av en spiralborr med spànkanaler.

Backarna pressas mot varandra medelst, ej visade, kraftorgan och samma organ används 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 attstödja det varma, strängpressade ämnet. l 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-innehàll. 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. 10 15 20 25 30 519 135 :nu nu S-515SEA 00-06-14 5 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 består i mängden kobolt. Bäraren kommer att utgöra matrisen i grönkroppen. Skillnaden i bindefas liggeri intervallet 1-10 vlktsprocentenheter. Med "kobolt" skall här förstås en metallisk bindefas vilken alternativt kan utbytas mot eller innefatta andra metaller, till exempel nickel, Ni.

Därefter förvärmes blandningarna till för blandningama 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 när de varma massorna kärnan 33 och passerar denna igenom de tvâ på ömse sidor om käman bildade, i huvudsak halv-cirkulära öppningarna. Kärnans bredd (se Fig. 2A) är företrädesvis mindre än den inre massans diameterf Bakom kärnan imatningsriktningen F väller massan åter ihop till en cylindrisk stav. Om pinnarna 35 är anordnade i kärnan 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 parametrarna 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 backarna 40, 41 varvid massan på grund av åsarna 43 skruvas igenom backarna och erhåller tvärsnittet av en spiralborr. Till skillnad från känd teknik kommer spånkanalerna i borren enligt föreliggande uppfinning i sin helhet att bestå av den slitstarkare hårdmetallen.

När massan kommer ut ur backarna kyls massan snabbt ned av den omgivande temperaturen och ämnet fortsätter 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 10 15 519 135 n u ~ a ø n ~ - n . a n u | co S-5 1 SSEA 00-06-14 6 längd bestämmes endera av hur länge strängpressningen fortgår eller genom återförsel av backarna inåt så att ett nytt ämne påbörjas. I det senare fallet sammanhänger två eller flera ämnen. Det stelnade ämnet kan sedan kapas eller brytas av, till exempel för hand, i lämpliga längder.

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.

Ett verktyg enligt föreliggande uppfinning där spånkanalerna 18 i verktyget 10 i sin helhet består av slitstarkt hårdmaterial ger både styvhet och slitstyrka till verktyget så att verktyget erhåller god livslängd.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den ovan beskrivna utföringsformen 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 (4)

10 15 20 - - 519 135 En; . .... .. __ _, Patentkrav

1. Verktyg för spånavskiljande bearbetning, såsom en borr eller en pinnfräs, innefattande ett i huvudsak solitt skaft (11) med en första spetsbildande ände, innefattande åtminstone en skäregg (19), ett antal spånkanaler (18) som svarar mot antalet skäreggar, innefattande en central del (12) av relativt segt hårdmaterial ansluten till en periferidel (13) av relativt slitstarkt hårdmaterial, k ä n n e t e c k n at a v att spånkanalerna (18) i verktyget (10) i sin helhet består av relativt slitstarkt hårdmaterial.

2. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at a v att verktyget (10) är utförd i extruderad eller strängpressad hårdmetall och av att spånkanalerna (18) är skruvformiga och av att dessa kan sträcka sig längs hela kroppen eller längs en del därav.

3. Verktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att i ett radiellt tvärsnitt genom verktyget utgörs en merpart av den sega centrala delen (12) och av att tvärsnittet för den sega centrala delen (12) skiljer sig från ett tvärsnitt i ett verktygets skaft (11).

4. Verktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v att verktyget har spolkanaler (14), vilka är utförda i enbart den sega centrala delen (12).