SE523755C2 - Skärverktyg och hållare - Google Patents

Description

25 30 523 755 S-547 SE 2002-02-22 2 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett skärverktyg vilket kan ersätta ett flertal konventionella verktyg Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en stabil hållare.

Kort beskrivninq av fiqurerna Dessa syften och fördelar med uppfinningen kommer att framgå ur efterkommande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer av ett skärverktyg och en hållare enligt föreliggande uppfinning i samband med de tillhörande figurerna, vari: a» Fig. 1A visar en utföringsform av ett skärverktyg enligt föreliggande uppfinning, i en bottenvy. Fig. 1B visar skärverktyget i tvärsnitt enligt linjen l-I i Fig. 1A. Fig. 1C visar skärverktyget i perspektivvy. Fig. 2A-2C visar skärverktyget itoppvy, i perspektivvy respektive i sidovy vid rundfräsning av ett arbetsstycke.

Fig. 3 visar skärverktygeti perspektivvy vid hörnfräsning i arbetsstycket. Fig. 4 visar skärverktyget i sidovy vid längdsvarvning av arbetsstycket. Fig. 5A visar skärverktyget i perspektivvy vid planing av arbetsstycket. Fig. 5B visar en hållare enligt föreliggande uppfinning i samma perspektivvy som i Fig. 5A. Fig. 6 visar skärverktyget i perspektivvy vid spårsvarvning av arbetsstycket. Fig. 7 visar skärverktyget i perspektivvy vid gängning av arbetsstycket.

Detaßrad beskrivninq av föredragna utförinqsformer av uppfinninqen I Fig. 1A-7 visas ett skärverktyg 10 enligt föreliggande uppfinning uppbyggt i grundform som ett fräsverktyg. Skärverktyget 10 innefattar en stel verktygskropp eller hållare 11, företrädesvis av stål, och ett flertal skär 12, 13, 14, 15, 16 och 36, företrädesvis av sintrad hårdmetall. Verktygskroppen 11 innefattar ett antal skärsäten 17, 18, 19, 20, 21 och 38 för att uppta skären 12-16 och 36. Varje skärsäte 17-21 och 38 är anpassat till ett skärs geometri och innefattar en huvudsakligen plan basyta 22 och minst en skuldra 23, 24 (Fig. 5B). Skären 12-16 och 36 i skärverktyget 10 såsom det avbildas i Fig. 1-7 är avsedda för fräsning (skären 12A-12D), svarvning (skären 13 och 14), gängning (skäret 15), spårsvarvning (skäret 16) och gängfräsning (skären 36, 36A, 36B). 10 15 20 25 30 ' 525 755 äsfiaffrfißefae 5-54? SE 2002-02-22 3 Avsikten med skärverktyget 10 är att i en modem bearbetningsmaskin kunna bearbeta ett arbetsstycke 34 i huvudsak i en iippspånning till en färdig komponent. Det är även möjligt att ansluta borrande eggar till ett alternativt skärverktyg eller att anordna andra skäreggar kring ett centralt hål 37 i skärverktyget för utvändig bearbetning av stänger.

Skuldran eller skuldrorna 23, 24 är avsedda att anligga mot en kantyta eller mot var sin kantyta hos skäret. En i hållaren anordnad genomgående, företrädesvis gängad, urborrning är anordnad för att motta en fästskruv 33 för att fixera skäret i hållaren 11 på i och för sig känt sätt. Alternativt kan ett eller flera skär monteras på en eller flera kassetter vilka fixerats vid hållaren.

Hållaren 11 innefattar således ett antal första skärsäten 17A, 17B, 17C och 17D för att uppta fyra första frässkär 12A, 12B, 12C respektive 12D. Skärsätena är så anordnade i hållaren 11 att deras mest perifera delar i förhållande till hållarens centrumaxel CL väsentligen ligger i en cirkel C1 (Fig. 1). Cirkeln C1 utgör hållarens 11 största eller effektiva diameter. Hållaren 11 innefattar dessutom minst ett andra skärsäte 18-21 och 38 anordnat att hålla ett andra skär för annan bearbetning än de första skären, varvid det andra skärsätet 18-21 och 38 är anordnat radiellt innanför cirkeln C1. Antalet första skärsäten 17A-17D för frässkären 12A-12D är företrädesvis mellan 4 och 10 stycken. Ett spånutrymme 25A, 25B, 25C, 25D är anordnat i anslutning till varje skärsäte för frässkären 12.

Det andra skärsätena 18-21 är avsedda att hålla ett svarvskär 13-16 vardera. Ett spånutrymme 26, 27, 28 och 29 är anordnat i anslutning till varje skärsäte för svarvskären 18-21. Åtminstone ett av de första skärsätena 17 och ett av de andra Skärsätena ansluter till ett gemensamt spånutrymme 25C och 27 i hållaren, det vill säga spånor avverkade av skäret 12C under fräsning och av skäret 14 under svarvning nyttjar samma utrymme för avgång från bearbetningsområdet, dock ej vid samma tillfälle.

Hållaren 11 innefattar ett anslutningsorgan med ett skaft 30 vilket ansluter till ett huvud 31 via ett mellanliggande parti 32. Det mellanliggande partiet har en plan ändyta 33 i vars centrala del skaftet 30 utsticker. Skaftet är en trehörnig liktjocking och anslutningsorganets funktion är närmare beskriven i US-A- 4.834.597, US-A-4.934.883 och US-A-5,026,224, vilka härmed inkorporeras i 10 15 20 25 30 523 755 . , , ( . - f S-547 SE 2002»02-22 4 föreliggande beskrivning. Anslutningsorganet är även känt såsom ”Coromant Capto®”. Skaftet 30 har en axiell längd L1 och det mellanliggande partiet 32 och huvudet 31 exklusive skär har längden L2. Längden L2 förhåller sig till längden L1 företrädesvis inom inten/allet 1.5 -3 för att erhålla ett mycket stabilt verktyg, vilket ju är en förutsättning för att erhålla noggranna toleranser vid speciellt svarvning. Anslutningsorganet kan alternativt vara av annan typ såsom ett cylindrlsk skaft, en lSO-kona, en Morse-kona eller dylikt.

Frässkären 12A-12D beskrivs närmare i US-A-6,142,716 vilket härmed inkorporeras i föreliggande beskrivning. Skäret 12A innefattar två, väsentligen parallella, långsidor samt dem förenande kortsidor samt över- och undersidor.

Minst ett skäreggspar bildas i övergången mellan översidan och både en långsida och en kortsida hos skäret. Översidan utgör en spånyta och långsidan samt kortsidan utgör släppningsytor. Varje skäreggspar utgörs av en huvudskäregg vid långsidan och en biskäregg vid kortsidan, vilka möts i området för ett skärhörn. Hörnet är anordnat innanför en imaginär förlängningslinje av en merpart av kortsidan. Biskäreggen är anordnad att generera arbetsstyckets 34 yta vid fräsning. Huvudskäreggen sluttar så att den bildar spetsig vinkel med undersidan. Varje skäreggspar ansluter i riktning mot undersidan till en första släppningsyta som utskjuter relativt de plan vari huvuddelen av kort- och långsidorna befinner sig i. Det är underförstått att frässkär och skärsäten med andra geometrier kan användas i verktyget 10. Frässkären 12A-12D är så monterade i hållaren 11 att deras relativt hållarens centrumaxel CL mest perifera delar väsentligen ligger i en cirkel C. Cirkeln C utgör även skärverktygets 10 största eller effektiva diameter. Frässkärens 12A-12D axiellt främsta delar ligger i ett plan P (Fig. 2C).

De andra skären 13-16 för svarvning är anordnade radiellt innanför cirkeln C. De mest perifera delarna hos de andra skären 13-16 anordnas företrädesvis radiellt utanför hållarens största eller effektiva diameter C1. Svarvskären 13-16 är anordnade även axiellt innanför planet P. Det senare innebär att även skärsätena för svarvskären företrädesvis ligger axiellt innanför ett plan parallellt med planet P. 11:11 10 15 20 25 30 523 755 S-547 SE 2002-02-22 5 Skäret 13 eller 14 är fyrkantigt samt har en positiv geometrisk grundform.

Skäret har en plan spånyta, men kan alternativt vara utformat med spånbrytare av något slag. Såsom framgår av till exempel Fig. 4 och 5A skall verktyget ej roteras i samband med längdsvarvning eller plansvarvning medan skäret 14 eller 13 skär i arbetsstycket 34. Gängskäret 15 är triangulärt och har minst ett skärhörn försett med en skäregg för gängning exempelvis såsom beskrivs i US- A-6,138,540 (Fig. 7). Spårsvarvningsskäret 16 har en fyrkantig form med minst ett utstickande parti för att skära ett spår 35 i arbetsstycket 34 (Fig. 6).

Under all svarvning har frässkären positioner som innebär att de undviker kontakt med arbetsstycket 34. De första skären 12A-12D är således anordnade för fräsning av arbetsstycket under rotation av åtminstone skärverktyget kring centrumaxeln CL och det andra skäret 13-16 är anordnat för svarvning av arbetsstycket 34 under stationär position av skärverktyget relativt centrumaxeln CL. Dessutom är det andra skäret 13-16 anordnat att vara passivt under fräsning av arbetsstycket medan de första skären 12A-12D är anordnade att vara passiva under svarvning av arbetsstycket.

Skären 36A, 368 och 36C är anordnade i sina skärsäten 38 anordnade kring ett centralt hål 37 i skärverktyget 10 för utvändig gängning av stänger.

Gängskäret 36 beskrivs närmare i WO0100362 vilken härmed inkorporeras i föreliggande beskrivning vad avser skäret. Skäret 36 har en generellt parallellepipedisk grundform och uppvisar en spånawerkande del samt en infästningsdel. Gängfrässkäret 36 är företrädesvis utfört i hårdmetall. Den spånavverkande delen är försedd med två skäreggar, vilka var och en består av ett antal tänder. Detta möjliggör att gängskäret 36 blir vändbart, dvs båda skäreggarna kan utnyttjas i skärverktyget 10 enligt föreliggande uppfinning.

Innanför och i anslutning till respektive skäregg är en positiv spånyta utformad på skäret. Ur F ig. 1A-1 C framgår att varje gängskär 36A, 36B, 36C är förankrat i ett avlångt skärsäte 38 i verktyget 10 medelst tre skruvar i gängade urborrningar 39, vilka skruvar samverkar dels med försänkningar i varje skär och dels med urborrningarna 39 i huvudet 31. Skruvarna 38 påverkas radiellt utifrån med en nyckel, ej visad. Skären 36 är avsedda att fräsa under cirkulär interpolation. (nen: 10 15 523 755 S-547 SE 2002-02-22 6 Skärens 36 axiellt främsta delar är anordnade axiellt innanför planet P. Skären 36 är anordnade radiellt innanför cirklarna C och C1.

I de för närvarande modernaste numeriskt styrda svarvarna med frässpindel kan verktyget arbeta i såväl roterande som i stationärt tillstånd under en mycket hög positioneringsnoggrannhet. Med ett verktyg enligt föreliggande uppfinning med de multifunktionella bearbetningsegenskaperna kan flera bearbetningsoperationer utföras med ett minimum av spån-till-spån-tid. Verktyget fungerar i princip som en verktygsrevolver med den skillnaden att det hela tiden sitteri den aktiva arbetsspindeln och verktygsbytestiden kan därigenom nästan helt elimineras. Verktyget kan svarva, fräsa, gänga, borra, upprymma, formbearbeta etc beroende på design. Utöver produktivitetsförbättringen är verktyget ett billigt sätt att förse maskinen med ett större antal skär vid exempelvis obemannad drift.

Fördelen med verktyget är att skären är placerade på ett sådant sätt att såväl fräsning, svan/fräsning, formfräsning, upprymning som längdsvarvning, plansvarvning, formsvarvning, fasning och gängning kan utföras med ett och samma verktyg enbart beroende på arbetsspindelns positionering och rörelse.

Verktyget kan likaväl ha formen av en spårfräs eller en skivfräs.

Claims (8)

10 15 20 25 30 I I luv fl n se 0:: ;; n.. . nu . 312:'.:::""--°- ~- . S-547 SE 2002-02-22 7 Patentkrav

1. Skärverktyg för spånskärande bearbetning, varvid skärverktyget (10) innefattar en hållare (11)och minst två första skär (12A-12D), varvid hållaren (11) innefattar ett antal skärsäten (17) för att uppta skären (12A-12D), varvid skären är så monterade i hållaren (11) att deras relativt en hållarens centrumaxel (CL) mest perifera delar väsentligen liggeri en cirkel (C), varvid cirkeln (C) utgör en skärverktygets (10) diameter, k ä n n e t e c k n at av att skärverktyget (10) dessutom innefattar minst ett andra skär (13-16,36) anordnat för annan bearbetning än de första skären, varvid det andra skäret är anordnat radiellt innanför cirkeln (C) och av att det andra skäret (13-16,36) är anordnat att vara passivt under fräsning av ett arbetsstycke medelst det första skäret (12A-12D) och av att det första skären (12A-12D) är anordnade att vara passiva under svarvning eller fräsning av ett arbetsstycke medelst det andra skäret (13-16,36).

2. Skärverktyget enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att det andra skäret (13- 16,36) har en geometri anpassad för längdsvarvning, spårsvarvning, gängsvarvning, kopiersvarvning, plansvarvning, invändig bearbetning eller gängfräsning.

3. Skärverktyget enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone ett av de första skären (12C) och det andra skäret (14) ansluter till ett gemensamt spånutrymme (25C,27) i hållaren (11).

4. Skärverktyget enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de första skären (12A- 12D) är anordnade för fräsning av ett arbetsstycke under rotation av åtminstone skärverktyget kring centrumaxeln (CL) och av att det andra skäret (13-16,36) är anordnat för svarvning av ett arbetsstycke under stationär position av skärverktyget relativt centrumaxeln (CL) eller anordnat för fräsning av stillastående arbetsstycke. 10 15 20 3 '_ _". . . . . » - . . . . . . u . .. - - . . - - a u a e n a s; u I 0 I O I I I i I I I 9 i I I g" pg gg . u - . . - . . . . ¿ ¿ . ._. . . . . . . Q u - . - . , . .i .. .. u n. -. . . S-547 SE 2002-02-22 8

5. Skärverktyget enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att skär (36A-36C) för gängfräsning är anordnade kring ett centralt hå! (37) i skärverktyget (10) för utvändig bearbetning av stänger.

6. Hållare till ett skärverktyg för spånskärande bearbetning, varvid hållaren (11) innefattar ett antal första skärsäten (17) för att uppta minst två första skär, varvid skärsätena är så anordnade i hållaren (11) att deras relativt en hållarens centrumaxel (CL) mest perifera delar väsentligen ligger i en cirkel (C1), varvid cirkeln (C1) utgör en hållarens (11) diameter, k ä n n e t e c k n a d av att hållaren (11) dessutom innefattar minst ett andra skärsäte (18-21,38) anordnat att hålla ett andra skär för annan bearbetning än de första skären, varvid det andra skärsätet (18-21,38) är anordnat radiellt innanför cirkeln (C1) och av att de första skärsätena (17) är avsedda att hålla frässkär (12A-12D) och av att det andra skärsätet (18-21,38) är avsett att hålla ett svarvskär (13-16) eller ett frässkär (36A-36C).

7. Hållaren enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone ett av de första skärsätena (17C) och ett andra skärsäte (19) ansluter till ett gemensamt spånutrymme (25C,27) i hållaren.

8. Hållaren enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att minst ett andra skärsäte (38) för ett gängfräsningsskär (36) är anordnat kring ett centralt hål (37) i hållaren (11).