SE527475C2 - Metod och anordning för tillverkning av ett borrämne eller fräsämne - Google Patents

Description

25 30 35 527 475 2 Uppfinningens syften och särdrag Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en metod och en anordning för tillverkning av ett borrämne eller ett fräsämne där ett parti, som har åtminstone en spånkanal, åstadkoms initialt och därefter åstadkoms ett skaftparti.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att använda friktion för att styra skapandet av skaftpartiet för borrämnet eller fräsämnet. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att, oberoende av varandra, variera längden av borrpartiet och skaftpartiet. Åtminstone det primära syftet realiseras genom en metod och en anordning som erhållit de i efterföljande självständiga patentkraven angivna särdragen.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer ett antal utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig 1 visar en schematisk sidovy av en anordning enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett första steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; Fig 3 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett andra steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; Fig 4 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett tredje steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; Fig 5 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett fjärde steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; Fig 6 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett femte steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; W U 20 25 30 35 527 475 3 Fig 7 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett sjätte steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; Fig 8 visar en schematisk sidovy av anordningen enligt Fig 1, där ett sjunde steg av metoden enligt föreliggande uppfinning visas; och Fig 9 visar en sidovy av ett borrämne tillverkad med metoden och anordningen enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen.

I Fig 1 visas schematiskt utformningen av anordningen enligt föreliggande uppfinning, där nämnda anordning används för att utföra vissa steg av metoden enligt föreliggande uppfinning, d.v.s. att tillverka ämnen/grönkroppar för spiral- borrar. Metoden enligt föreliggande uppfinning omfattar framställning av en blandning av ett hârdmetall-, cermet- eller keramikpulver och en bärare, införandet av blandningen enligt figur 1 för att framställa ett borrämne/borrgrönkropp, som därefter sintras och bearbetas. I denna tillämpning kallas nämnda blandning för extruderingsmassa. Anordningen enligt föreliggande uppfinning är i form av en extruderingsmaskin.

Anordningen enligt figur 1 omfattar ett hus 1 och ett munstycke 3 som är fäst vid huset l. En hylsa 5 är kopplad till den fria änden av munstycket 3, där nämnda hylsa definierar en kavitet 6 som företrädesvis har ett cylindriskt tvärsnitt. Hylsan 5 har i området av den fria änden försetts med ett lock 7, där nämnda lock 7 är förskjutbart i en riktning vinkelrätt mot hylsans 5 axiella riktning C-C, där nämnda axiella riktning C-C är den axiella riktningen även för munstycket 3 och huset 1. Förskjutningen av locket 7 gör att den fria änden av hylsan 5 stängs eller àtminstone stängs till en väsentlig del.

Den lämpliga längden för hylsan 5 beror av olika parametrar såsom konsistensen pà den extruderingsmassan och den invändiga ytfriktionen. Generellt är hylsans 5 längd företrädesvis kortare än längden av skaftpartiet för det framställda ämnet. 10 15 20 25 30 35 527 475 4 Anordningen enligt föreliggande uppfinning omfattar även organ (ej visad) för transport av extruderingsmassan fràn huset l och genom munstycket 3 och hylsan 5.

Invändigt har munstycket 3 tvärsnittet av en borr med utvändiga kanaler och invändigt är munstycket 3 vridet i längsgående riktning av munstycket 3. Munstycket 3 har därför invändigt geometrin av en spiralborr. Detta visas i figur l.

Av tydlighetsskäl visas denna spiralformade borrgeometri inte för munstycket 3 i figurerna 2-8.

Munstycket 3 är även utrustat med böjliga filament, där nämnda filament visas i figurer 2-8 genom streckade linjer 9.

Filamenten 9 är förankrade uppströms munstycket 3 genom känd teknik. Sedan har filamenten 9 en utsträckning i längsled, hela vägen upp till den fria änden av hylsan 5 där ändarna av filamenten är lösa. Syftet med filamenten 9 är att skapa inre kylkanaler 10 i ämnet.

Då en grönkropp/ämne tillverkas av blandningen som matas från huset 1 till munstycket 3 utförs följande steg. I början av extruderingen formas i munstycket 3 ett spiralformad första parti av ämnet Bl, där den vridna delen åstadkoms på grund av den invändiga spiralformen hos munstycket 3, d.v.s. blandningen som matas från huset l in i munstycket 3 kommer att roteras och anta formen av en borrkropp med utvändiga spiralformade spánkanaler. Samtidigt ges filamenten 9 en vriden form inuti ämnet som fyller munstycket 3.

Då extruderingen fortsätter kommer det spiralformade ämnet Bl att lämna munstycket 3 och fortsätta in i kaviteten 6. Som framgår av figur 2 kommer det första partiet av ämnet Bl att vara spiralformat även i kaviteten 5 och följaktligen kommer filamenten 9 att ha en vriden form i kaviteten 6. En ytterligare fortsatt extrudering gör att det spiralformade ämnet skjuter ut från den fria änden av hylsan 5, se figur 2.

I ett ytterligare steg av metoden enligt föreliggande uppfinning förskjuts locket 7 till en position, se figur 3, där locket 7 tillsluter den fria änden av hylsan 5. Locket 7 är i form av ett kaporgan som kapar av den utskjutande delen av det spiralformade ämnet, se figur 3. Den fria änden av ämnet ligger nu an locket 7. Då extruderingsprocessen fortsätter fylls ämnets förformade spànkanaler igen inuti 10 20 25 30 35 527 475 5 kaviteten 6. Dä kanalerna är fyllda ökar trycket i kaviteten 6 och den spiralformade filamentstrukturen kan störas, vilket visas schematiskt i figur 4. Det andra partiet av ämnet med störd filamentstruktur, benämns B2. I detta sammanhang ska nämnas att det kan vara fördelaktigt att locket 7 endast delvis tillsluter den fria änden av hylsan 5, d.v.s. en viss mängd av den extruderade massan tillåts passera locket 7.

Då trycket har nått en viss nivå förskjuts locket 7 igen för att öppna den fria änden av hylsan 5. Detta kan göras automatiskt genom att införa en tryckventil i hylsan 5 som öppnas vid en viss trycknivà. Såsom visas i figur 5 trycks det andra partiet B2 av ämnet som har en störd filamentstruktur ut ur munstycket 5. På grund av friktionen mellan extruderings- massan och väggarna i kaviteten 6 kommer blandningen som fyller upp kaviteten 6 inte att vara ett spiralformat borr- ämnesparti. Istället kommer ett cylindriskt format skaftparti att fortsätta bildas genom en väsentligen icke roterande extrudering i kaviteten 6, där detta tredje parti av ämnet benämns B3. I detta sammanhang ska det poängteras att det inte sker någon abrupt minskning i rotationen av extruderingsmassan då den kommer in i hylsan 5. Faktum är att det sker en progressiv minskning i rotationen av extruderingsmassan.

Om friktionen mellan insidan av kaviteten 6 och extruderingsmassan är liten kan det vara nödvändigt att stänga locket 7 till viss del då det andra partiet B2 av ämnet trycks ut ur kaviteten 6. Genom ett sådant arrangemang underlättas skapandet av ett cylindriskt skaftparti B3.

På grund av det icke roterande uppförandet av extruderingsmassan i kaviteten 6 har filamenten 9' en huvudsakligen rätlinjig utsträckning inuti kaviteten 6. Dà hela partiet B2 trycks ut ur hylsan 5 aktiveras locket 7 för att utföra sin kapande funktion, d.v.s. partiet B2 separeras fràn den extruderade strängen, se figur 6. Då det andra ämnespartiet B2 är separerat fràn den extruderade strängen har det tredje ämnespartiet B3 en längd motsvarande längden av hylsan 5, se figur 6. Genom att fortsätta extruderingsprocess kan dock längden av det tredje ämnespartiet B3 överstiga längden av hylsan 5, se figur 7. För att fortsätta extruderingsprocessen måste locket 7 förskjutas från sin 10 15 20 25 30 35 527 475 6 position enligt figur 6 till sin position enligt figur 7.

Under den fortsatta extruderingsprocessen ökar längden av det cylindriska tredje ämnespartiet B3 upp till ett önskat värde.

För att fortsätta framställningen av det första spiralformade ämnespartiet Bl måste friktionen mellan kaviteten 6 och den extruderade massan minskas. Ett föredraget sätt att åstadkomma detta visas i figur 8, d.v.s. hylsan 5 delas i tvà eller flera delar, där nämnda delar kan förflyttas radiellt fràn varandra relativt längsriktningen C-C för ämnet och anordningen enligt föreliggande uppfinning. Där igenom reduceras friktionen och âterskapandet av det först spiral- formade partiet av ämnet Bl åstadkoms då extruderings- processen fortsätter. Då en önskad längd av det första partiet av ämnet Bl har àstadkommits, kapas nämnda parti Bl av pà lämpligt sätt. Extruderingsprocessen gör sedan en ny första ämnesdel Bl. Beträffande kapningen av det första partiet Bl för att skapa ett borrämne och den fortsatta extruderings- processen hänvisas till figur 3.

I figur 9 visas borrämnet som àstadkoms genom den ovan beskrivna extruderingsprocessen. Borrämnet omfattar ett parti Bl med spiralformade spànkanaler och ett skaftparti B3, företrädesvis med en cylindrisk form. Invändiga kylkanaler 10 utsträcker sig längs hela borrämnet, där nämnda invändiga kylkanaler 10 är väsentligen rätlinjiga i skaftpartiet B3.

Nästa steg i framställningsprocessen för borren är att sintra borrämnet. Toppen av borren bearbetas sedan till önskad form och dimension.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen I ovan beskrivna utföringsform är borrämnet utrustat med invändiga kylkanaler. Inom ramen för uppfinningen är det dock även möjligt att tillverka ett borrämne utan invändiga kylkanaler.

I utföringsformen beskriven ovan kapas det andra ämnespartiet B2 av fràn det tredje ämnespartiet B3, se figur 6. Detta steg utförs under förutsättning att det andra ämnespartiet B2 innehåller en störd filamentstruktur. Om inga invändiga kylkanaler ska skapas i ämnet är det dock inte nödvändigt att kapa av det andra ämnespartiet B2. I detta 10 15 20 25 30 35 527 475 7 sammanhang ska nämnas att under vissa gynnsamma förhållanden kan det förhålla sig så att filamenten ej störs då den extruderade massan fyller ut de utvändiga kanalerna för att bilda ämnesparti B2. Detta skulle kunna vara fallet om stela filament används för att forma de invändiga kylkanalerna. I båda dessa skissade situationer kommer det andra ämnespartiet B2 att utgöra skaftet för borren som tillverkas enligt föreliggande uppfinning. Bifogade självständiga krav l återspeglar alltså denna förenklade metod. Tillverkningen av borrämnen med ett ytterligare ämnesparti B3 definieras i de osjälvständiga metodkraven.

I utföringsformen beskriven ovan är de invändiga kylkanalerna 10 i skaftpartiet B3 väsentligen rätlinjiga. Inom ramen för föreliggande uppfinning kan dock de invändiga kylkanalerna vara något vridna i skaftpartiet B3. Detta kan hända om friktionen mellan innerväggen av hylsan 5 och den extruderade massan är relativt låg.

I utföringsformen beskriven ovan är diametern för ämnespartiet Bl lika med diametern för ämnespartiet B3. Inom ramen för föreliggande uppfinning kan dock hylsan 5 ha en större diameter än diametern som àstadkoms av munstycket 3.

Det är även möjligt att tillverka hylsan i ett material som kan vidgas, t.ex. polyuretan. Genom att applicera vakuum utanför hylsan 5 kan den inre diametern av hylsan 5 ökas.

I utföringsformen beskriven ovan har locket 7 både en stängningsfunktion och en kapfunktion. Inom ramen för föreliggande uppfinning är det dock möjligt att ha två olika organ, ett som utför stängning och den andra som utför kapning.

I utföringsformen beskriven ovan tillverkas ett ämne för en spiralborr. Föreliggande uppfinning kan dock även användas för att till exempel tillverka djuphàlsborrar som har rätlinjiga spånkanaler och rätlinjiga invändiga kylkanaler som båda sträcker sig i axiell riktning av borren. I ett sådant fall skulle stela filament kunna vara att föredra.

I utföringsformen beskriven ovan anges att kaviteten 6 företrädesvis har ett cylindriskt tvärsnitt. Det är möjligt inom ramen för föreliggande uppfinning att kaviteten har ett 527 475 8 icke cylindriskt tvärsnitt. Som exempel och i ett icke begränsande syfte kan nämnas ett hexagonalt tvärsnitt.

Claims (9)

10 B 20 25 30 35 527 475 Patentkrav

1. Metod för tillverkning av ett borrämne eller ett fräsämne genom extrudering, nämnda metod omfattande skapande av ett första ämnesparti (Bl) med utvändiga, axiellt utsträckta kanaler och skapande av ytterligare ett ämnesparti (B3) i form av ett skaft, 1) extrudering av ett första ämnesparti (Bl) med en fri ände k ä n n e t e c k n a d av följande steg: och utvändiga kanaler; 2) låta extruderingen fortsätta för att låta den fria änden och en intilliggande del av det första ämnespartiet (Bl) ledas in i en kavitet (6) och tillsluta nämnda kavitet (6) i området av det första ämnespartiets (Bl) fria ände; 3) làta extruderingen fortsätta för att ytterligare fylla extruderingsmassa in i kaviteten (6), nämnda fyllning av extruderingsmassa fyller ut det första ämnespartiets (Bl) utvändiga kanalerna fullständigt för att skapa ett andra ämnesparti (B2) sammanhängande med det första ämnespartiet (B1); 4) làta extruderingen fortsätta och avsluta tillslutningen för att låta det andra ämnespartiet (B2) bli tryckt ut ur kaviteten (6); 5) låta extruderingen fortsätta för att skapa den önskade längden av det första ämnespartiet (B1); och 6) avkapning av det första ämnespartiet (Bl) i änden som är vänd bort från det andra ämnespartiet (B2).

2. Metod enligt krav 1, 1) skapande av ett tredje ämnesparti (B3) i kaviteten (6) k ä n n e t e c k n a d av samtidigt som det andra ämnespartiet (B2) trycks ut ur kaviteten (6), nämnda tredje ämnesparti (B3) är mellanliggande och sammanhängande med det första ämnespartiet (Bl) och det andra ämnespartiet (B2): 2) separering av det andra ämnespartiet (B2) från det tredje ämnespartiet (B3) då det andra ämnespartiet (B2) är utanför kaviteten (6); och 3) làta extruderingen fortsätta för att skapa den önskade längden av det tredje ämnespartiet (B3). 10 15 20 25 30 35 527 475 10

3. Metod enligt krav 1 , k ä n n e t e c k n a d av att tillslutningen av kaviteten (6) endast är partiell.

4. Metod enligt något av krav l-3, k ä n n e t e c k n a d borrämnet eller fräsämnet.

5. Metod enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att dà det tredje ämnespartiet (B3) skapas blir det friktion mellan det tredje ämnespartiet (B3) och kaviteten (6).

6. Anordning för tillverkning av ett borrämne eller ett fräsämne genom extrudering, nämnda anordning omfattande ett hus (l), ett munstycke (3) fäst vid nämnda hus (1) och organ för att föra en extruderad massa in i huset (1) för att passera genom munstycket (3), nämnda munstycke (3) har ett invändigt rum med formen av en borrgeometri med utvändiga axiellt utsträckta kanaler, k ä n n e t e c k n a d av en hylsa (5) som definierar en kavitet (6), nämnda hylsa (5) är fäst vid munstycket (3), och ett organ för tillslutning och kapning (7) är anbringat den ände av hylsan (5) som är vänd bort från munstycket (3), där nämnda organ för tillslutning och kapning (7) kan åtminstone delvis tillsluta änden av hylsan (5) som är vänd bort från munstycket (3).

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t kaviteten (6) har ett cirkulärt tvärsnitt. av att

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t av filament (9) anbringade inuti munstycket (3) och inuti hylsan (5), nämnda filament (9) är förankrade uppströms munstycket (3).

9. Anordning enligt något av krav 6-8, k ä n n e t e c k n a t av att organet för tillslutning och kapning är i form av ett lock (7) som är förskjutbart tvärs av att invändiga kylkanaler skapas i 527 475 11 längsriktningen (C-C) för anordningen, och att locket (7) är försett med en kant för kapning.