SE526399C2 - Skärverktyg jämte del därtill med kopplingsytor med rillor samt tillverkningsförfarande för dessa - Google Patents

Description

ß 20 25 35 526 399 2 sintring erhåller en allt bättre måttnoggrannhet. För att erhålla god precision hos skären var det tidigare nödvän- digt att underkasta skären dyrbara slipningsoperationer, men med förbättrad formpressnings- och sintringsteknik har det av ekonomiska skäl blivit allt intressantare att för- söka komma bort från behovet av precisionsslipning. Ofrån- komligt är dock att dagens direktpressade, dvs. icke sli- pade skär, har en måttvariation av storleksordningen (+/-) 0,5% av det nominella längdmåttet för skäret. När skären utformas med serrationskopplingsytor av ingressvis angivet slag får dylika måttvariationer till följd att skärets och därmed skäreggens läge relativt skärläget i grundkroppen ej låter sig förutbestämmas på ett nöjaktigt sätt. I vissa fall då utfallet från tillverkningen är gott kan skäreggen mycket väl hamna i önskat läge, men då utfallet är sämre kan skäreggens läge relativt skärläget avvika i så hög grad från det önskade läget, att bearbetningsprecisionen blir mindre god.

I detta sammanhang skall påpekas att precisionen hos åsarna i den serrationskopplingsyta, som bildar grundkrop- pens skärläge, städse har god precision i och med att denna kopplingsyta åstadkoms genom spánavskiljande precisionsbe- arbetning, i synnerhet fräsning, och icke genom formpress- ning/sintring. ' Före tillkomsten av skärverktyg med serrationskopp- lingsytor i gränssnittet mellan skäret och grundkroppen bestämdes den verksamma skäreggens exakta läge av avståndet mellan eggen och den på skärets motsatta sida befintliga släppningsyta, som ansattes mot en samverkande stödyta i skärläget. I detta fall - då sagda släppningsyta bildade en referenspunkt som bestämde eggens rymdläge - kunde eggens lägesprecision bli katastrofalt dålig därest skäret icke slipades, i och med att avståndet mellan den verksamma eggen och den motsatta släppningsytan är - i sammanhanget - avsevärt, i synnerhet vid stora skär. Efter tillkomsten av serrationskopplingsytor som medel för fixering av skären, har skäreggens lägesprecision kunnat fördubblas (= toleran- sen halveras), närmare bestämt genom att en mittre ås i _ skärets serrationskopplingsyta väljs såsom referenspunkt 10 H 20 25 35 526 399 3 för skäreggens läge. Genom att denna mittås befinner sig mitt emellan motsatta sidor/skäreggar på skäret, halveras sålunda avståndet mellan den verksamma skäreggen och den lägesbestämmande referenspunkten, med ty åtföljande halve- ring av toleransfelen. Emellertid är även denna lägespreci- sion otillfredsställande i många av de applikationer, som kräver allt bättre bearbetningsresultat.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda olägenheter hos tidigare kända skärverktyg av ingressvis angivet slag, och skapa ett förbättrat skärverk- tyg. Ett primärt syfte med uppfinningen är sålunda att skapa ett skärverktyg, som medger användning av direktpres- sade, dvs. oslipade hårdmetallskär, under säkerställande av god lägesprecision hos den verksamma skäreggen på det mon- terade skäret. Ett ytterligare syfte är att skapa ett skär- verktyg, som medger ernående av god precision utan några som helst kostnadskrävande bearbetningsoperationer i sam- band med tillverkningen.

Enligt uppfinningen nås ovannämnda syften medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del.

I en andra aspekt hänför sig uppfinningen även till en för skärverktyg avsedd del av det slag som inbegriper en såsom skärläge tjänande serrationskopplingsyta. Denna verk- tygsdel kan utgöras av en grundkropp, en underläggsplatta eller liknande. Särdragen hos den uppfinningsenliga verk- tygsdelen framgår av det självständiga patentkravet 2. För- delaktiga utföranden av verktygsdelen framgår av de osjälv- ständiga kraven 3-6.

I en tredje aspekt hänför sig uppfinningen även till ett förfarande vid tillverkning av verktygsdelar av det aktuella slaget. Särdragen hos det uppfinningsenliga förfa- randet framgår av det självständiga patentkravet 7.

Sammanfattning av uppfinningen Till grund för uppfinningen ligger tanken att utforma en såsom skärläge tjänande serrationskopplingsyta på ett W U 20 25 30 35 526 399 00000: o n 0 0 09 ooonno 0 n 1 oo oc anno 0 0 c too! .ou 0 0 0 como 0001 0 neon 0 0 .out Q 0 Q 0 coon I o 000000 0 0 4 sådant sätt att bredderna hos två eller flera efter var- andra i en serie rillor ökar progressivt från en första allt under det att den förut- bestämda delningen mellan rillorna bibehålls. Vanligen är rilla till en sista i serien, denna delning regelbunden, såtillvida att centrumavstånden mellan samtliga rillor i kopplingsytan är lika stora. Dock kan delningen även vara oregelbunden, exempelvis till följd av att en eller flera åsar i kopplingsytan, t ex en mittre ås, är bredare än övriga åsar.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en förenklad perspektivvy av ett skärverktyg exempli- fierat i form av en fräs, som åskådliggöra med ett skärläge och ett därtill hörande, lösgjort skär, Fig 2 en perspektivisk sprängvy visande samma skär och skärläge i förstorad skala, Fig 3 en tvärsektion genom skäret och skärläget i samman- satt skick, Fig 4 en ytterligare förstorad sektion av samma skär och och skärläge.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av upp- finningen I fig l visas ett roterbart skärverktyg förkroppsli- gat såsom en fräs, vilken inbegriper dels en grundkropp l i form av ett fräshuvud, dels ett antal skär 2. För enkelhets skull visas endast ett dylikt skär, ehuru fräsar i prakti- ken är bestyckade med ett flertal periferiska och tangenti- ellt åtskilda skär. med 3 betecknat skärläge, som är utformat i anslutning till Det enskilda skäret är monterat i ett en spånficka 4 i grundkroppens 1 periferi. Skärläget 3 utgörs av en första kopplingsyta av serrationstyp, vilken är anordnad att samverka med en andra serrationskopplings- yta 5, som är utformad på undersidan av skäret 2. I prakti- ken fixeras skäret med hjälp av ett lämpligt spännorgan, t ex en skruv eller en klamp. Vilken typ av spännorgan som används för att fixera skäret i skärläget är dock av under- 10 U 20 25 526 399 5 ordnad betydelse för förståelsen av uppfinningen, varför detsamma utelämnats från ritningen.

Innan de båda serrationskopplingsytorna 3, 5 beskrivs närmare skall skärets 2 allmänna form beröras i korthet. I det valda exemplet har skäret en platt och fyrkantig (rek- tangulär) grundform, som bestäms av generellt plana och inbördes parallella ovan- och undersidor 6 och 7. Mellan dessa utbreder sig fyra sidoytor 8, 9, av vilka åtminstone ett par motsatta, nämligen ytorna 8, bildar släppningsytor.

Dessa ytor 8 är längre än sidoytorna 9 vid skärets båda motsatta kortändar. Mellan skärets ovansida och varje sido- yta 8 finns en huvudskäregg 10 och en eller flera biskäreg- gar 11. I exemplet är skäret indexerbart i två lägen. I det ena av dessa lägen är den i fig 2 synliga skäreggen 10 framindexerad till ett verksamt tillstànd, i vilket den befinner sig i området av den utvändiga yta på grundkrop- pen, som i fig 1 och 2 betecknas 12.

Var och en av de båda kopplingsytorna 3 och 5 inbe- griper på konventionellt sätt ett antal åsar, vilka är inbördes åtskilda av rillor. Antalet åsar i varje kopp- lingsyta kan variera högst avsevärt. I exemplet enligt fig l och 2 visas dock kopplingsytan 3 med sex åsar 13, vilka åtskiljs av fem rillor l4. Kopplingsytan 5 inbegriper sju åsar 15, vilka sinsemellan åtskiljs av sex rillor 16. Av åsarna 15 är de två yttersta i anslutning till släppnings- ytorna 8 i huvudsak halverade, medan de övriga fem har full tvärsnittsprofil.

Av fig 3 och fig 4 framgår hurusom den enskilda ril- lan i var och en av de båda samverkande kopplingsytorna avgränsas av två motstående flankytor eller flanker (saknar hänvisningsbeteckningar) på de båda åsar, som omger den enskilda rillan. Dessa flanker på varje enskild ås diverge- rar i riktning från åsens rygg och bildar vanligen en vin- kel av 60° med varandra, ehuru även andra vinklar är tänk- bara. Väsentligt är att ryggarna på åsarna i den ena kopp- lingsytan icke bottnar i rillorna i den andra kopplings- ytan. Det är även väsentligt att delningen mellan åsarna är densamma i de båda kopplingsytorna, ty eljest skulle den ena kopplingsytan ej kunna passas in i den andra. 10 U 20 25 35 .genom formpressning och sintring av hårdmetall, 526 599 6 Det förtjänar än en gång påpekas att grundkroppen 1 förfärdigas av stål eller liknande, och att kopplingsytan 3 av framställt varvid samband såtillvida förfärdigas genom precisionsbearbetning, t ex fräsning, àsarna och rillorna 13, 14. Skäret 2 däremot är kopplingsytan 5 erhåller sin slutgiltiga form i härmed. Med andra ord är skäret direktpressat, att detsamma ej underkastas någon precisionsslipning efter sintring. Detta innebär i sin tur att màttvariationerna hos enskilda skär - i beroende av produktionsutfallet - kan uppgå till storleksordningen O,5% (+/-) av längdmåttet.

Så långt det visade verktyget hittills beskrivits är detsamma i allt väsentligt tidigare känt.

I fig 2-4 betecknar l4a den i kopplingsytan 3 ingåen- de rilla, som är belägen närmast den fria yta 12 på grund- kroppen, som bildar skärlägets yttre begränsningskant.

Denna rilla l4a bildar en första rilla i en serie av ril- lor, som förutom just den första rillan inbegriper ytterli- gare fyra rillor (samtliga betecknade enbart 14). Delningen mellan två närbelägna rillor är betecknad P. Avståndet mel- lan den första rillan och den andra rillan i serien uppgår sålunda till P mm. Avståndet mellan den första och den tredje rillan uppgår till 2xP, medan motsvarande avstånd mellan den första och de fjärde och femte rillorna uppgår till 3P respektive 4P. bart till två olika lägen, är delningen likformig, såtill- I exemplet, där skäret är indexer- vida att delningen mellan rillorna i kopplingsytan 3 är en och densamma, och överensstämmer med delningen mellan àsarna (och även rillorna) i skärets kopplingsyta 5. Vid tidigare kända serrationskopplingar har samtliga rillor i serien av rillor i den såsom skärläge tjänande kopplings- ytan 3, haft en och samma bredd.

Utmärkande för föreliggande uppfinning är emellertid generellt att de olika rillorna i den serie av rillor 14, l4a, som ingår i kopplingsytan 3, ej har en och samma bredd. Närmare bestämt ökar bredderna hos rillorna 14 prog- rillan l4a till den sista ressivt från den första (högra) (vänstra) rillan 14 i samma serie. Denna progressiva bredd- ökning av de efter den första rillan l4a följande rillorna W H 20 25 30 35 526 399 7 14 bestäms av den enskilda rillans avstånd från den första rillan. Närmare bestämt kan breddökningen med fördel uppgå till ca O,5% (= den förväntade måttvariationen hos enskilda skär) av den enskilda rillans 14 avstånd från den första rillan l4a i serien.

Antag att delningen P mellan rillorna i kopplingsytan 3 uppgår till 2,00 mm i absoluta tal, och att den första rillan l4a i serien av rillor har en given bredd, vars storlek i absoluta tal är av underordnad betydelse, bero- ende på hur bredden mäts (ett sätt att mäta bredden är att fastställa avståndet mellan tänkta linjer mittemellan yttre och inre begränsningslinjer för de båda flankytorna i anslutning till den enskilda rillan). Den andra rilla 14 i serien, som är belägen på avståndet P från den första ril- lan, formas enligt uppfinningen sålunda med en bredd som är 0,5x2,0/l00=0,01 mm större än den första rillans l4a bredd.

Detta breddtillskott är i fig 3 betecknat T1. Nästa rilla 14, som är belägen pà avståndet 2P från den första rillan l4a, ges ett breddtillskott T2 av 2xO,5x2,00/lO0=0,02 mm.

Den härefter följande rillan, som är belägen på avståndet 3P från rillan l4a, ges ett breddtillskott T3 av 3xO,5x2,00/lOO=0,03 mm, varjämte den sista rillan i serien ges ett breddtillskott T4 av 4xO,5x2,00/100=0,04 mm. Med andra ord ökar rillornas bredder progressivt i riktning från den första (högra) rillan till den sista (vänstra) rillan i samma serie.

I och med att den första rillan l4a i den serie av rillor, som ingår i den kopplingsyta 3, som bildar verkty- gets skärläge, är belägen närmast grundkroppens utvändiga yta 12, kommer just den första rillan 14a att vara belägen närmast skärets yttre verksamma skäregg 10. Närmare bestämt bestäms avståndet mellan rillan l4a och skäreggen 10 av måttet M. När skäret appliceras i skärläget kan skäret i och för sig komma att i viss mån tippa kring det fulkrum eller vridcentrum, som bildas av den ås 15, som griper in i rillan l4a; allt i beroende av det individuella skärets egenskaper med avseende på oförutsebara måttvariationer hos åsarna i kopplingsytan 5. I vissa fall kan skärets ovansida lokaliseras exakt parallellt med skärläget, men i vissa 10 15 20 25 35 576 399 8 fall kan en viss snedställning uppstå. Dylik snedställning blir emellertid i allt väsentligt försumbar i och med att densamma kommer att uppgå till max 0,5°.

I fig 4 betecknar S1 ett teoretiskt spel av 0,003 mm mellan en rilla l4a och motsvarande ås 15 i kopplingsytan 5. Motsvarande spel S2 mellan en ås l5 och den sista, längst till vänster belägna rillan 14, kan då uppgå till 0,0l38, dvs. vara närmelsevis 40 à 50 gånger större än spe- let Sl.

Ehuru den föredragna, progressiva breddökningen med fördel uppgår till just 0,5%, såsom ovan angivits, kan den- samma väljas icke blott mindre än, utan även större än just 0,5%. Dock bör breddökningen uppgå till åtminstone 0,2%. Å andra sidan bör den ej överstiga l,5%.

- En väsentlig fördel med uppfinningen är att skäreg- gens rymdläge relativt grundkroppen i allt väsentligt bestäms av det måttliga avståndet (M) mellan skäreggen och den första rillan i den serie rillor, som är utformade på skärets undersida. I denna begränsade del av skäret är ris- ken för toleransfel mycket måttlig, för att inte säga för- sumbar. Sådana toleransfel (max 0,5% av längdmåttet), som uppstår i skärets serrationskopplingsyta från och med den andra åsen i serien av åsar, påverkar ej skäreggens rymd- geometriska läge, i och med att formfelen upptas av de suc- cessivt allt bredare rillorna i den serrationskopplingsyta som bildar skärläget. Denna ytterst eftersträvansvärda effekt ernàs medelst den enkla åtgärden att modifiera geo- metrin hos det bearbetningsverktyg som formar skärläget, närmare bestämt på ett sådant sätt att rillorna blir prog-W ressivt allt bredare i stället för att göras jämnbreda. Med andra ord erfordras ej några som helst kostnadskrävande, extraordinära bearbetningsoperationer för att åstadkomma det önskade resultatet.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Ehuru den med progressivt ökande rillbredder utfor- made kopplingsytan i exemplet visas utförd i just grund- kroppen (fräshuvudet) till verktyget, är det givetvis även tänkbart att utforma kopplingsytan i en underläggsplatta N 526 399 onuuoo n n 9 eller annan del med uppgift att samverka med ett direkt- pressat skär. I det på ritningarna visade exemplet är åsarna i var och en av de båda kopplingsytorna avlånga och Icke desto mindre är uppfinningen tillämpbar även på sådana koppling- sträcker sig obrutna mellan motsatta ändar. ar, som inbegriper en våffelmönstrad kopplingsyta, dvs. en kopplingsyta som inbegriper en mångfald radvis efter var- andra lokaliserade, pyramidformiga toppar. Sålunda kan även rillorna mellan raderna utformas med progressivt ökande bredder från en första rilla till en sista i en serie. 10 15 526 599 â3" 10 Förteckning över hänvisningsbeteckningar I~IkO(I)\IO\U'IJ>-(JOI\)I-' C) !-' P4 i-\ I\) F* U) F* nä» I-J U'l I-' Oï grundkropp skär serrationskopplingsyta (skärläge) spånficka serrationskopplingsyta (på skär) ovansida på skär undersida på skär sidoyta på skär sidoyta på skär huvudskäregg på skär biskäregg utsida på grundkropp àsar (i skärläge) rillor (i skärläge) àsar (på skär) rillor (i skär)

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Skärverktyg, innefattande två delar (1, 2) med samver- kande kopplingsytor (3, 5) av serrationstyp, vilka var för sig inbegriper ett flertal åsar eller toppar (13, 15), som är inbördes åtskilda av rillor (14, 16), varvid delningen (P) mellan àsarna i respektive kopplingsytor är en och den- samma, k ä n n e t e c k n a t därav, att bredderna hos tvâ eller flera efter varandra i en serie befintliga rillor (14) i den ena kopplingsytan (3) ökar progressivt från en första rilla (l4a) till en sista (14) i serien.

2. Del (1) till skärverktyg, innefattande ett för motta- gande av ett skär (2) avsett skärläge i form av en serra- tionskopplingsyta (3), vilken inbegriper ett flertal åsar (13), som är inbördes åtskilda av rillor (14), och har en given delning (P), k ä n n e t e c k n a d därav, att bredderna hos två eller flera efter varandra i en serie befintliga rillor (14) ökar progressivt från en första rilla (l4a) till en sista (14) i serien, med oförändrad delning (P) mellan åsarna.

3. Verktygsdel enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den progressiva breddökningen av de efter en första rilla (l4a) följande rillorna (14) i sagda serie bestäms av den enskilda rillans avstånd (n x P)-från den första rillan (l4a).

4. Verktygsdel enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att breddökningen uppgår till minst 0,2% av den enskilda rillans (14) avstånd (n x P) från sagda första rilla (l4a).

5. Verktygsdel enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att breddökningen uppgår till högst l,5% av den enskilda rillans (14) avstånd (n X P) från sagda första rilla (l4a).

6. Verktygsdel enligt något av kraven 2-5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att sagda första rilla (l4a) i serien 10 15 20 25 30 35 526 599 12 av rillor är lokaliserad närmast en fri kant (12) utmed skärläget (3) för att i densamma lokalisera en närmast en verksam skäregg (10) på skäret (2) befintlig ås (15), då skäret appliceras i skärläget.

7. Förfarande vid tillverkning av en för skärverktyg avsedd del (1) av det slag, som innefattar ett för mottagande av ett skär (2) avsett skärläge i form av en serrationskopp- lingsyta (3), vilken inbegriper ett flertal åsar eller top- par (13), som är inbördes åtskilda av rillor (14), varvid delningen (P) mellan àsarna är given, k ä n n e t e c k - n a t därav, att kopplingsytan (3) utformas så att bred- derna hos två eller flera efter varandra i en serie befint- liga rillor (14) ökar progressivt från en första rilla (14a) till en sista (14) i serien, utan att den givna del- ningen mellan àsarna förändras.