SE527653C2 - Borr försedd med stödlister - Google Patents

Description

Olli 0 C00 10 15 20 25 30 527 653 00 0 0 00 0 00 0000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0 0 000 0 0 0 000 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 00 000 00 00 0 0 000 0 0I°'. ÛÛÛ 0 2 föreliggande uppfinning respektive en del av borrspetsen i förstoring, i sidovy. Fig. 4A och 4B visar ytterligare en alternativ utföringsforrn av ett borrverktyg enligt föreliggande uppfinning respektive en del av borrspetsen iförstoring, i sidovy. Fig. 5A och 5B visar ytterligare en alternativ utföringsforrn av ett borrverktyg enligt föreliggande uppfinning respektive en del av borrspetsen i förstoring, i sidovy. Fig. 5C visar borrverktyget i Fig. 5A i sidovy roterat cirka 90°.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Det i Fig. 2 visade utföringsexemplet av en borr enligt uppfinningen är en så kallad spiralborr, vilken i detta fall innefattar en borrspets 10 eller en i matningsriktningen främre ände, en ej visad dragstângsanordning, en borrkropp 12 och ett skaft 13. En del av borrspetsen visas i förstoring. Med detta verktyg är det möjligt att lossa och byta borrspetsen fastän borrkroppen är inspänd i maskinen. Borrverktyget har beskrivits även i US 5,947,660.

Borrkroppen är försedd med spånkanaler 18A, vilka följer borrens bommar längs en skruvfonnig bana på i huvudsak konstant avstånd från oentrumaxeln CL.

Spànkanalema kan sträcka sig längs hela kroppen eller längs en del därav.

Borrkroppen 12 är vid sin mot borrspetsen 10 vända ände försedd med en frontyta mot vilken en borrspetsens 10 stödyta 16 är anordnad att anligga.

Frontytans största diameter är mindre än borrspetsens största diameter men företrädesvis lika som borrspetsens minsta diameter. Borrkroppen har företrädesvis spolkanaler. Borrkroppen 12 kan vara gjord av stål, hârdmetall eller snabbstål. Borrkroppens 12 ena fria ände eller skafidel är avsedd att fästas vid en roterbar spindel (ej visad) i en borrrnaskin medan den motstående andra fria änden innefattar en frontyta och ett hål, ej visat. Dragstångens fria ände är anordnad att utsticka genom hålet. F rontytan har en cirkulär grundform och innefattar två spârpartier. Varje spårparti täcker i huvudsak halva frontytan och innefattar ett antal från varandra skilda, identiska räfflor eller spår. Ett andra spårparti avgränsas av ett första spårparti. l huvudsak varje spår i det första spàrpartiet skär borrkroppens mantelyta på två ställen medan i huvudsak varje spår i det andra spârpartiet skär borrkroppens mantelyta på ett ställe. 10 15 20 25 30 527 653 en 0000 nu av n 1 0 n in 0 c 000 c 0 090 n 0 0 I 0 0 0 n n n 0 0 0 0 O 9 oc 000 lo oo 3 Borrspetsen 10, se speciellt Fig. 1A-1D, är vid sin från borrkroppen 12 vända ände försedd med åtminstone en skäregg, vilken kan ges olika utformning beroende på arbetsmaterial. Borrspetsens 10 uppvisar en egg 19 för borrning innefattande ett tvärskär 24. Borrspetsen 10 är utförd i hårdmaterial, företrädesvis hårdmetall och helst i forrnsprutad hårdmetall och innefattar två övre släppningsytor 15, en stödyta 16 samt dem förenande första 17 och andra 18 krökta ytor. Samtliga dessa ytor och tillhörande eggar är utförda i samma material, det vill säga företrädesvis i forrnsprutad hårdmetall. Skämingslinjer mellan de andra krökta ytorna eller spånkanalerna 18 och släppningsytoma 15 bildar huvudskäreggarna 19, företrädesvis via, ej visade, förstärkningsfaser. De första krökta ytoma 17 är anordnade radiellt innanför borrspetsens största diameter D och kan ha delcylindrisk form. En styrkant eller stödlist 40 är anordnad i respektive första krökta ytans 17, i rotationsriktningen, ledande ände (det vill säga när borrspetsen enligt Fig. 1B roteras motsols). Skärningslinjer mellan styrlistema 40 och spänkanalema 18 bildar biskäreggar 20.

Varje stödlist 40 består av minst två delytor 41 och 42. Den närmast skäreggen 19 belägna första delytan 41 har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med en imaginär cylinder C, vilken är koncentrisk med axeln CL, varvid den första delytan 41 kan sägas utgöra en delcylindrisk stödlist. Delytan 41 definieras av en radie R, vars ett rad iecentrum är anordnat i axeln CL. Delytan 41 har således ingen släppningsvinkel relativt det borrade hålet, ej visat. Delytans 41 axiella utsträckning eller längd L är 0,1 till 0,5 gånger diametern D. Den första delytan 41 ansluter axiellt bakåt till den andra delytan 42, vilken har en, i relation till axeln CL, excentrisk form och bildar därmed en större släppningsvinkel relativt hålets vägg än delytan 41, varvid den andra delytan 42 kan sägas utgöra en excentrisk stödlist. Varje excentrisk stödlist 42 är i det visade utföringsexemplet cylindrisk med ett radiecentrum anordnat skilt från axeln CL. Den excentriska stödlisten 42 kan även ha annan form, såsom plan eller kurvforrnig. Det är en fördel för stödlistens livslängd om den delytan 42 stödjer delytan 41 även om det är tänkbart att delytan 42 är koncentrisk med axeln CL men har en radie som är mindre än delytans 41 radie. 000000 o 10 15 20 25 30 527 653 IOOIII C I Û I OO QIIOOI O I C . 'å o.'.

I IOIO 4 Den första delytan 41 är kortare i axiell riktning än den andra delytan 42, företrädesvis åtminstone hälften så stor, helst 0,1 till 0,5 gånger den andra delytans 42 axiella längd.

Såsom framgår främst ur Fig. 1D kan en tredje delyta 43 anordnas framför den andra delytan i rotationsriktningen. Den tredje delytan 43 har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med den första delytan 41 och därmed med den imaginära cylindern C. Den tredje delytan 43 har samma axiella utsträckning som den andra delytan 42 men är smalare i tangentiell riktning.

Borrspetsens stödlister 40 är således både delcylindriska och excentriska.

En delcylindrisk stödlist har fördelen att den ger en mycket bra håltolerans och passar bäst med roterande verktyg. Excentrisk stödlist fungerar utmärkt i stillastående applikationer. Med denna geometri undviks att borrspetsen nyper fast i det egna borrande hålet på grund av vinkelfel i maskinen eller i uppspänningen vid stillastående applikation såsom i en svarv. Dessutom erhålls god håltolerans på det färdigborrade hålet och bättre stöd för centrering vid inträdet i det bearbetade materialet, som leder till att hålets rundhet blir bättre jämfört med helt excentrisk stödlist. Dessutom slits hömen mindre i och med den bättre centreringen. Med en rätt kombinerad variant av de båda typema för stödlistutformningen, får man en stödlist som utnyttjar de bådas fördelar, utan att få någon inverkan av dess nackdelar. Den delcylindnska delen ska vara närmast den skärande eggen, med en längd som ger ett stort stöd under bormingen, men inte så lång så den ger en nypande effekt vid vinkelawikelse mellan arbetstycke och verktyg. Dänned erhålls en borr som är mer universell och som ger bästa möjliga precision i alla typer av applikationer.

Stödlisten kan altemativt vara anpassad för en borrkropp med raka spånkanaler. Borrspetsen innefattar företrädesvis även en urspetsningsyta 21, vilken når borrspetsens centrum och vilken bildar en vinkel med verktygets centrum- eller rotationsaxel CL. Vinkeln ligger i intervallet 40 till 50°, företrädesvis kring 45°. Borrspetsens största diameter utgörs av det diametrala avståndet D mellan styrlisternas 40 radiellt yttersta punkter. Borrspetsens höjd Y är i huvudsak lika med diametem D, för att minimera slitaget från spånor på skarven mellan borrspetsen och borrkroppen. Stödytans 16 största diameter är företrädesvis 0000 O ICO Iloo onon 0 I I 000. 0001 009 000 10 15 20 25 30 527 653 flflgflf: . u IIÛIÛ' I I I I Cl IC _...~' o.,..

OOOI O Û O O IÛOC ÛOII I OÛOO I O .IOOI.

I Û .QIO O I ICO. u o O C OQO.

OOII I I I O I I .- 5 g mindre än diametem D, för att släppning skall ernås vid bearbetning. Spolhål 23, i huvudsak parallella med rotationsaxeln CL, kan genomlöpa borrspetsen från stödytan 16 till mynningen i respektive övre släppningsyta 15. Spolhålen är företrädesvis anordnade på en linje, på ömse sidor om axeln CL.

Borren innefattar således en borrkropp 12, en borrspets 10 och ett fästorgan 11, varvid borrkroppen har en frontyta 14 och borrspetsen har en stödyta 16 anordnade att lösbart anligga mot varandra, varvid borrkroppen har en skaftdel, varvid borrspetsen består av hårdmetall och innefattar minst en skäregg 19 och ett centralt hål 25 eller utsprång att samverka med fästorganet, varvid hälet/utsprånget och skäreggen är integrerade med borrspetsen 10, varvid borrspetsen innefattar stödlister 40, varvid borrspetsen har en centrumaxel CL.

Borrspetsens 10 stödlister 40 innefattar både delcylindriska första delytor 41 och excentriska andra delytor 42. En närmast skäreggen 19 belägen första delyta 41 har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med en imaginär cylinder C, vilken är koncentrisk med axeln CL. Den första delytan 41 ansluter axiellt bakåt till en andra delyta 42, vilken har en, i relation till axeln CL, excentrisk form. Den första delytan 41 saknar släppningsvinkel relativt det borrade hålet och av att den andra delytan 42 bildar en släppningsvinkel relativt hålets vägg. Den första delytan 41 är kortare i axiell riktning än den andra delytan 42, företrädesvis åtminstone hälften så stor, helst 0,1 till 0,5 gånger den andra delytans 42 axiella längd.

Borrspetsen 10 har en cirkulär grundform samt har åtminstone en skäregg 19, vilken är integrerad med borrspetsen 10, vilken vid sin från skäreggen vända ände är försedd med en stödyta 16, varvid borrspetsen består av hårdmetall och innefattar ett centralt hål 25 eller utsprång att samverka med ett fästorgan, varvid hålet/utsprånget och skäreggen är integrerade med borrspetsen, varvid borrspetsen innefattar stödlister 40, varvid borrspetsen har en centrumaxel CL.

Borrspetsens 10 stödlister 40 innefattar både delcylindriska första delytor 41 och excentriska andra delytor 42.

Borrspetsen 10 och borrkroppen 12 kan innefatta stöd- 16 respektive frontytori enlighet med US 6,146,060. 000000 O 0 U 000000 10 15 20 25 30 527 653 Likaså är det möjligt att utnyttja andra fästorgan än en central dragstång; exempelvis är det möjligt att fasthålla borrspetsen medelst en bajonettkoppling såsom anges i US 5,988,953.

I Fig. 3A visas en alternativ utföringsform av ett borrverktyg enligt föreliggande uppfinning. En del av borrspetsen visas i förstoring i Fig. 3B.

Borrverktyget är en solid spiralborr, vilken innefattar en borrspets 10A, en borrkropp 12A samt ett skaft 13A. Borrspetsen 10A innefattar stödlister 40A, vilka liksom ovan sagts innefattar både delcylindriska första delytor 41A och excentriska andra delytor 42A. Delytans 41A axiella utsträckning eller längd L är 0,1 till 0,5 gånger diametern D. En tredje delyta 43A kan anordnas framför den andra delytan i rotationsriktningen. Den tredje delytan 43A har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med den första delytan 41A och därmed med den imaginära cylindem C. Även i övrigt har stödlistema 40A i huvudsak samma utformning som stödlisterna 40.

I Fig. 4A visas ytterligare en alternativ utföringsform av ett borrverktyg enligt föreliggande uppfinning. En del av borrspetsen visas i förstoring i Fig. 4B.

Borrverktyget är en spiralborr med lödda hårdmetallskär. Borren innefattar en bonspets 10B, en borrkropp 12B samt ett skaft 13B. Borrspetsen 10B innefattar stödlister 4OB, vilka liksom ovan sagts innefattar både delcylindriska första delytor 41B och excentriska andra delytor 4¶2B. Delytans 41B axiella utsträckning eller längd L är 0,1 till 0,5 gånger diametern D. En tredje delyta 43A kan anordnas framför den andra delytan i rotationsriktningen. Den tredje delytan 43B har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med den första delytan 41B och därmed med den imaginära cylindem C. Även i övrigt har stödlisterna 40B i huvudsak samma utformning som stödlistema 40.

I Fig. 5A-5C visas ytterligare en altemativ utföringsform av ett borrverktyg enligt föreliggande uppfinning. En del av borrspetsen visas i förstoring i Fig. 5B.

Borrverktyget är en borr med skruvinfästa hårdmetallskär, varav ett centrumskär och ett periferiskär, varvid båda är vändskär. Centrumskåret ej identiskt med periferiskäret. Centrumskäret har annorlunda släppning och annorlunda forrn avseende skärets hörn. Borren innefattar en borrspets 10C, en borrkropp 12C samt ett skaft 13C. Borrspetsen 10C innefattar åtminstone en stödlist 400 Û I IIIO I C z... o nov coon oc; o 9 .

I oc: .., oo . o o a. n u n . oas o n . 0 Oo oc: 10 527 653 ut n , . .".: .U l00.: 'lo. Uno: I OI I :nu nu 'n a. : :Än u o n o 7 anordnad på periferiskäret, vilken list liksom ovan sagts innefattar både delcylindriska första delytor 41C och excentriska andra delytor 42C. Delytans 41C axiella utsträckning eller längd L är 0,1 till 0,5 gånger diametern D. En tredje delyta 43C kan anordnas framför den andra delytan i rotationsriklningen. Den tredje delytan 43C har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med den första delytan 41C och därmed med den imaginära cylindern C. Även i övrigt har stödlisterna 40C i huvudsak samma utformning som stödlisterna 40.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Borrspetsen är företrädesvis belagd med skikt av t.ex. Al2O3,TiN och/eller TiCN. l vissa fall kan det vara befogat med pålödda superhàrda material såsom CBN eller PCD på skäreggarna och eller stödlisterna.

Claims (10)

10 15 20 25 30 527 653 Patentkrav

1. En borr för relativt ett arbetsstycke, roterande skärande bearbetning, innefattande en borrkropp (12-12C), en borrspets (10-10C) och en skaftdel (13- 13C), varvid borrspetsen innefattar minst en skäregg (19) och minst en perifert anordnad stödlist (40-40C), varvid borren har en centrumaxel (CL), varvid borrspetsens (1 0-1 OC) stödlist (40-40C) innefattar en delcylindrisk första delyta (41-41C) och en excentrisk andra delyta (42-42C), k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41C) ansluter axiellt bakåt längs stödlisten (40-40C) till den andra delytan (42-42C).

2. Borren enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att en närmast skäreggen (19) belägen första delyta (41-41 C) har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med en imaginär cylinder (C), vilken är koncentrisk med axeln (CL).

3. Borren enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41- 41C) ansluter axiellt bakåt till den andra delytan (42-42C), vilken har en excentrisk form i relation till axeln (CL).

4. Borren enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41C) saknar släppningsvinkel relativt det borrade hålet och av att den andra delytan (42-42C) bildar en släppningsvinkel relativt hålets vägg.

5. Borren enligt kravet 1, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41C) är kortare i axiell riktning än den andra delytan (42-42C), företrädesvis åtminstone hälften så stor, helst 0,1 till 0,5 gånger den andra delytans (42-42C) axiella längd.

6. Borrspets till en borr för roterande spånavskiljande bearbetning, varvid borrspetsen (10-10C) har åtminstone en skäregg (19), varvid borrspetsen innefattar minst en stödlist (40-40C), varvid borrspetsen har en centrumaxel (CL), 10 15 20 527 653 9 varvid borrspetsens (10-10C) stödlist (40-40C) innefattar en delcylindrisk första delyta (41-41C) och en excentrisk andra delyta (42-42C), k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41 C) ansluter axiellt bakåt längs stödlisten (40-40C) till den andra delytan (42-42C).

7. Borrspetsen enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d a v att en närmast skäreggen (19) belägen första delyta (41 -41 C) har en tangentiell utsträckning som sammanfaller med en imaginär cylinder (C), vilken är koncentrisk med axeln (CL).

8. Borrspetsen enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41C) ansluter axiellt bakåt till den andra delytan (42-42C), vilken har en excentrisk form i relation till axeln (CL).

9. Borrspetsen enligt krav 6, 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41 C) saknar släppningsvinkel relativt det borrade hålet och av att den andra delytan (42-42C) bildar en släppningsvinkel relativt hålets vägg.

10. Borrspetsen enligt kravet 6, 7, 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d a v att den första delytan (41-41C) är kortare i axiell riktning än den andra delytan (42-42C), företrädesvis åtminstone hälften så stor, helst 0,1 till 0,5 gånger den andra delytans (42-42C) axiella längd.