SE526105C2 - Fräs med tre konvext krökta skäreggar betning - Google Patents

Description

25 30 526 105 S-565SE 2003-02-05 2 med ett arbetsstycke; Fig. 2A och 2B visar sidovyer en utföringsform av en fräs enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2C visar fräsen i ändvy; Fig. 2D visar fräsen i perspektivvy; Fig. 2E visar en del av fräsen i tvärsnitt enligt linjen E-E i Fig. 2C; Fig. A och 4B visar sidovyer en alternativ utföringsform av en fräs enligt föreliggande uppfinning, mer detaljerade; Fig. 4C visar fräsen i ändvy; Fig. 4D visar fräsen i perspektiwy.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Den i Fig. 1 visade utföringsformen av ett verktyg innefattande en fräs 10 enligt föreliggande uppfinning, en lâsskruv 11 samt en hållare 12. Verktyget innefattar hakformade organ 15, 19 anordnade på fräs och lâsskruv.

Fräsen 10 är vid sin från hållaren 12 vända ände försedd med en skärande ände 13 försedd med tre skärande eggar. En föredragen form av fräsen 10 visas mer i detalj i Fig. 2A - 2E. Fräsen 10 är utförd i hårdmaterial, företrädesvis i hårdmetall och innefattar tre integrerade skäreggar 27A, 27B och 27C. Det vanligaste hårdämnet i hårdmetall är volframkarbid, WC. Många hårdmetallsorter innehåller bara WC och bindemetall. l andra ingår dessutom karbider av metallerna titan (TiC), tantal (TaC) och niob (NbC). Den vanligaste bindemetallen är kobolt. Co, men även nickel, Ni, förekommer. Hårdmetallen är en pulverblandning uppbyggd av karbidpartiklar med kornstorlek 0,5-10 pm och en bindemetall, i regel kobolt. Bindemetallens volymandel är 5-40% och karbidernas 95-60%. Varje skäregg 27A, 27B och 27C är konvext krökt i axiell riktning, företrädesvis är den delcirkulär, samt är utbildad längs skärningslinjen mellan en släppningsyta 28A, 28B och 28C och en spånyta 29A, 29B och 29C.

Skäreggarna är positionerade med jämn delning, det vill säga varje skäregg bildar 120° med intilliggande skäregg. Varje skäregg definieras i projektionen enligt Fig. 2E i huvudsak av en radie R, vars radiecentrum C är vänt mot fräsens infästningsände samt anordnat vid sidan om centrumlinjen eller rotationsaxeln CL i radiell riktning. Rotationsriktningen N visas i Fig. 2C. Radiecentrat C liggeri planet P för spånytan 29A, 29B och 29C. Varje konvex skäregg 27A, 27B och 27C är kontinuerligt krökt. Skäreggen har en axiellt främsta punkt X, vilken i den föredragna utföringsformen anordnas på i huvudsak samma radiella avstånd Y 10 15 20 25 30 S-565SE 2003-02-05 3 från centrumlinjen CL som radiecentrat C. Skäreggens yttre ändar 31A,* 31B, 31C samt inre ändar 33A, 33B, 33C är anordnade axiellt bakom maxpunkten X, det vill säga i riktning mot hållaren eller mot fräsens infästningsände. Radien R är av samma storleksordning som hälften av fräsens diameter D, oftast i intervallet 1 - 10 mm. Varje skäregg 27A, 27B och 27C är dessutom konvext krökt i tangentiell riktning, såsom framgår av ändvyn enligt Fig. 2C så att den innefattar en maxpunkt H vid ungefär mitten av skäreggen.

Varje skäregg ansluter till en samhörande rak kant 30A, 305, 30C via ett hörn eller ände 31A, 31B, 31C med en radie om maximalt 1 mm. Kanten är ej avsedd att skära. Änden 31A, 31 B, 31C är anordnat på ett axiellt avstånd Z från ett plan P2 som skär maxpunkterna X på skäreggarna. Avståndet Z definierar fräsens största skärdjup. Avståndet Z är 10-15% av fräsens största diameter D.

Efter änden 31A, 31B, 31C i rotationsriktningen N närmar sig materialet centrumlinjen CL för att erhålla släppning. Skäreggarnas radiellt yttersta punkter 31A, 31 B, 31C ligger i en gemensam, imaginär cirkel koncentrisk med fräsens och verktygets centrumlinje CL, varvid nämnda cirkel utgör fräsens största diameter. Kanterna 30A, 30B, 30C anordnas längs en imaginär, stympad kon, vars spets är vänd mot infästningsänden, vilken kon ligger radiellt utanför en imaginärförlängning av fräsens 10 mantelyta. Nämnda kon har en större konvinkel än konvinkeln för fräsens 10 mantelyta. Alternativt kan kanterna vara konvexa eller konkava.

Skäreggen 27A-27C kan alternativt vara kontinuerligt krökt på annat sätt så att den följer en elliptisk, parabolisk eller liknande bana. Det väsentliga är att krökningen är kontinuerlig för att erhålla en fin ytlinhet hos den bearbetade ytan på arbetsstycket. Ett exempel på maximalt skärdjup är 1.9 mm för en diameter D på 16 mm. Om skärdjupet vid fräsning väljs större än avståndet Z kommer fräsoperatören genast att märka detta genom den plötsligt uppstående ofördelaktiga spånbildning som då sker.

Varje spånyta 29A, 29B eller 29C är väsentligen plant utformad och har utsträckning från skäreggen väsentligen axiellt bakåt. Varje spånyta bildar en positiv, spetsig vinkel d, om cirka 5-20° med fräsens centrumlinje CL. Varje spånyta bildar en spetsig eggvinkel, om cirka 60 till 80° med släppningsytan 28A, 10 15 20 25 30 526 105 S-565SE 2003-02-05 4 288 och 28C. Släppningsytan är välvd eller krökt liksom samhörande skäregg. I det visade exemplet är diametern D 16 mm medan fräsens axiella längd är 39 mm.

Vid sin mot hållaren 12 vända del är fräsen försedd med ett första koniskt parti eller skaft 14, vars ena ände är försedd med ett hakformat organ 15, vilket i den visade utföringsformen innefattar en första klack 16 samt en första urtagning 17. Lâsskruven 11, som företrädesvis är utförd i stål, uppvisar vid sin mot fräsen vända ände ett andra koniskt parti 18, vilket är försett med ett andra ingreppsorgan 19, vilket är avsett att samverka med det första ingreppsorganet 15. Det andra ingreppsorganet 19 innefattar en andra klack 20 samt en andra urtagning 21. I verksamt läge samverkar den första klacken 16 med den andra urtagningen 21 och den andra klacken 20 med den första urtagningen 17. Axiellt innanför det andra ingreppsorganet 19, iaxiell led, uppvisar låsskruven 11 ett utvändigt gängat, företrädesvis cylindriskt parti 22. Ett insexnyckelgrepp kan anordnas vid låsskruvens 11 axiellt bakre ände 22A, varigenom lossning eller* åtdragning av låsskruven 11 möjliggörs genom hållarens 12 invändiga kanal 24.

Alternativt kan gängan 26 anordnas i en ände av en lösbar hylsa, vars andra ände då förses med en utvändig gänga samt ett nyckelgrepp.

Hållaren 12 är vid sin mot fräsen 10 vända ände försedd med ett koniskt säte 25, vilket upptar de första och andra koniska partiema 14 och 18 hos fräsen 10 resp låsskruven 11. Innanför det koniska sätet 25 uppvisar hållaren 12 ett i huvudsak cylindriskt, invändigt gängat parti 26, vilket samverkar med det utvändigt gängade partiet 22 på låsskruven 11.

Montering och demontering av verktyget är närmare beskrivet i US-A- 4,850,759, vilket härmed inkorporeras i beskrivningen. Samverkan mellan den utvändiga gängan 22 och den invändiga gängan 26 medför att låsskruven 11 och därvid även fräsen 10 förskjuts axiellt in i hållaren 12 till dess att det konformiga partiet 14 kommer till anliggning mot det koniska sätet 25, dvs läget enligt Fig. 1 har uppnåtts. Fräsen 10 är nu på ett fullgott sätt förankrad i hållaren 12.

Gängorna 22 och 26 är utförda som högergängor vid högerskärande verktyg och som vänstergängor vid vänsterskärande verktyg. 10 15 20 25 30 526 ms ' ' S-565SE 2003-02-05 5 Den ovan beskrivna utföringsformen hänför sig till fräsar, dvs verktyg som roterar runt sin längsgående centrumlinje. Fräsar med små skärspetsar är det dominerande användningsområdet för föreliggande uppfinning.

Ur Fig. 1 framgår att när fräsverktyget planfräser en yta på arbetsstycket 42 så förs verktyget under rotation och stor matning i pilens l riktning för att ge en plan yta med god ytfinhet.

Fig. 3A-3D visar en alternativ utföringsform av en pinnfräs 10' enligt föreliggande uppfinning. Pinnfräsens skärande ände 13 är i huvudsak identisk med det som visats ovan i samband med fräsen 10. Därför används samma referensnummer för samma särdrag. Det som skiljer denna pinnfräs från den ovan visade fräsen är skaftets 14' utformning. Skaftet 14' är cylindriskt för att passa in i en konventionell spindel i en fräsmaskin, ej visad. Hörnen 31A-31C utsticker således relativt ett cylindriskt första parti 35' med en cylindrisk mantelyta, men sammanfaller företrädesvis med en cylindrisk förlängning av skaftets 14* mantelyta. l det visade exemplet är diametern D 16 mm medan fräsens axiella längd ärl66 mm och varje hörn utsticker 0.3 mm relativt det första partiets 35' mantelyta.

Fräsen enligt föreliggande uppfinning kombinerar således runda skärs fördelar med god hållfasthet, vilket verktyg skär mjukt och relativt vibrationsfritt i arbetsstycket även vid hög awerkningshastighet.

Fräsen enligt föreliggande uppfinning är företrädesvis åtminstone delvis belagd med skikt av t.ex. Al2O3,TiN och/eller TiCN. I vissa fall kan det vara befogat med pålödda superhårda material såsom CBN eller PCD på skäreggama.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan 1-3 spolkanaler anordnas i fräsen. Exempelvis kan en spolkanal löpa centralt genom fräsen, varvid sagda spolkanal sträcker sig från infästningsänden och genom fräsen i riktning mot den skärande änden. Där ansluter tre excentriska kanaler, varav en illustreras med en streckad cirkel i Fig. 3C, för transport av spolvätska till respektive skäregg. Alla kanaler mynnar då på ' 526 105 S-565SE 2003-02-05 6 samma avstånd från centrumlinjen CL. Dessutom kan andra skaftformer användas. 000

Claims (10)

10 15 20 25 30 526 105 c s-søsss 2oo44n-26 l Patentkrav

1. En fräs med tre skäreggar (27A,27B,27C) för roterande skärande bearbetning, varvid skäreggarna är integrerade med fräsen (10;10'), varvid fräsen innefattar organ (15;14') för montering av fräsen till en hållare, varvid varje skäregg (27A,27B,27C) löper från fräsens periferi och i huvudsak in till fräsens centrumlinje (CL), l k ä n n e t e c k n a d av att vardera av de tre sikäreggar'n'ar(27A,27B,27C) följer en i huvudsak konvex, krökt bana, varvid den konvexa eggens (27A,27B,27C) radiellt yttre (31 A,31 B,31C) och radiellt inre ände (33A,33B,33C) är anordnad axiellt bakom en maxpunkt (X) hos vardera av de tre skäreggarna och av att varje skäregg (27A,27B,27C) definieras i huvudsak av en radie (R), vars radiecentrum (C) är vänt mot organet (15;14') samt anordnat vid sidan om centrumlinjen (CL) i radiell riktning.

2. Fräsen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den konvexa eggens (27A,27B,27C) radiellt yttre ände (31A,31 B,31 C) är anordnad på ett axiellt avstånd (Z) från ett plan (P2) som skär maxpunkterna (X) hos skäreggarna.

3. Fräsen enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att radien (R) är av samma storleksordning som hälften av fräsens största diameter (D).

4. Fräsen enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att avståndet (Z) är 10-15% av fräsens största diameter (D).

5. S. Fräsen enligt något av föregående krav, k ä n n et e c k n a d av att fräsen är utförd i hårdmetall och av att varje skäregg (27A- 27C) är utbildad längs skärningslinjen mellan en släppningsyta (28A-28C) och en spånyta (29A-29C), varvid varje släppningsyta (28A-28C) är välvd eller krökt liksom samhörande skäregg. 10 15 20 526 105 S-565SE 2004-01-26

6. Fräsen enligt något av föregående krav, k å n n e t e c k n a d av att skäreggarna (27A-27C) är anordnade med jämn delning på fräsen.

7. Fräsen enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att fräsen innefattar ett koniskt skaft (14) försett med ett hakformat organ (1 S).

8. Fräsen enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att fräsen innefattar ett cylindriskt skaft (14').

9. Fräsen enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a d av att ändarna (31 A-31 C) sammanfaller i huvudsak med en cylindrisk förlängning av skaftets (14') mantelyta och av att ändarna (31 A-31 C) utsticker relativt ett cylindriskt, med en cylindrisk mantelyta försett, första parti (35') hos skaftet (14').

10. Fräsen enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att varje skäregg (27A-27C) konvext krökt i axiell och tangentiell riktning