SE527850C2 - Skärverktyg samt grundkropp med kopplingsytor försedda med åsar - Google Patents

Description

N 15 20 25 30 35 527 850 2 verkande skärkrafterna utmed kopplingens hela ytutbredning.

Det är även ett syfte att skapa ett skärverktyg, vars ser- rationskoppling ~ för en given verktygsdimension - förmår ta upp större krafter än den tidigare kända serrationskopp- lingen, utan att rubbas ur sitt fixerade, exakta läge.

Enligt uppfinningen nås dessa syften medelst de sär- drag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del.

I en andra aspekt hänför sig uppfinningen även till en för skärverktyg avsedd grundkropp som sådan. Särdragen hos den uppfinningsenliga grundkroppen framgår av det självständiga patentkravet 2. Fördelaktiga utföranden av den uppfinningsenliga grundkroppen är vidare definierade i de osjälvständiga kraven 3-7.

I en tredje aspekt hänför sig uppfinningen även till ett för skärverktyg avsett skär som sådant. Särdragen hos detta skär framgår av det självständiga patentkravet 8.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en förenklad perspektivvy visande ett skärverktyg vars grundkropp utgörs av ett fräshuvud med ett skär- läge, i vilket är fixerat ett skär, Fig 2 en ändvy visande gränssnittet mellan skäret och skär- läget i förstorad skala, Fig 3 en förstorad, perspektivisk sprängvy visande skärlä- get samt skärets undersida, Fig 4 en schematisk perspektivvy av ett skärläge enligt uppfinningen, Fig 5 en perspektivisk sprängvy visande ett alternativt utförande av en serrationskoppling mellan ett skär och ett skärläge, och Fig 6 en perspektivisk vy underifrån av ett skär enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfin- ningen I fig 1 visas ett roterbart skärverktyg exemplifierat såsom en fräs, vilken inbegriper dels en grundkropp 1, i form av ett fräshuvud, dels ett antal skär 2. För enkelhets 10 15 20 25 30 35 527 850 3 skull visas endast ett dylikt skär, ehuru fräsar i prakti- ken är bestyckade med ett flertal periferiska och tangenti- ellt åtskilda skär. Det enskilda skäret 2 är monterat i ett med 3 betecknat skärläge, som är utformat i anslutning till en spànficka 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 (se fig 2 och 3), som är utformad pà undersidan av skäret 2. Skäret 2 fixeras i skärläget 3 med hjälp av ett lämpligt spännorgan, som i exemplet utgörs av en skruv 6, men som även kan utgöras av en spännklamp eller liknande.

Innan de båda serrationskopplingsytorna 3, 5 beskrivs närmare, skall såväl grundkroppens 1 som skärets 2 allmänna form beröras i korthet. I det valda exemplet har skäret 2 (se fig 2 och 3) en platt och fyrkantig (kvadratisk) grund- form, som bestäms av generellt plana och inbördes parallel- la ovan- och undersidor 7, 8. Mellan dessa utbreder sig fyra sidoytor 9, vilka är likadana och bildar släppnings- ytor i anslutning till skäreggar 10, 11, som är utformade mellan ovansidan 7 och sidoytorna 9.

Det såsom grundkropp tjänande fräshuvudet 1 (se fig 1) uppvisar en ringformig frontyta 12 och en rotationssym- metrisk mantelyta 13. Bakåt från fräshuvudets huvudparti sträcker sig ett avsmalnat parti 14 för infästning i en verktygshållare. I fig 1 betecknar 15 det hörn på skäret, som är framindexerat till ett verksamt läge. I detta till- stånd bildar eggen 10 en huvudskäregg och eggen 11 en bi- skär- eller planfasegg. Det är axiomatiskt att det framin- dexerade hörnet 15 utsätts för större delen av de på skäret verkande krafterna under arbete, medan de övriga tre hörn, som är overksamma, ej utsätts för nämnvärda pàkänningar.

Var och en av kopplingsytorna 3 och 5 inbegriper pà konventionellt sätt ett antal åsar och/eller toppar, vilka är inbördes åtskilda av rillor. På samma sätt som vid SE 9702500-1 är det exemplifierade skärets 2 kopplingsyta 5 vàffelmönstrad, såtillvida att densamma inbegriper radvis arrangerade, pyramidformiga toppar 16, vilka är likformiga och åtskilda av rillor 17, l7', som sträcker sig i rät vin- kel mot varandra. Den sàsom skärläge tjänande serrations- nu .. . . . . . .nu U I I II 'O . . . OI :øn. o oron n; ,, nu 00 n nu n oo g 10 15 20 25 30 35 527 850 4 kopplingsytan 3 inbegriper två olika slags åsar generellt betecknade 18 respektive 19, vilka sträcker sig i rät vin- kel mot varandra för att säkerställa mekanisk låsning av skäret i två mot varandra vinkelräta riktningar. De mellan åsarna 18 befintliga rillorna är betecknade 22. Åsarnas tvärsnittsform är konventionell såtillvida att den enskilda åsen avgränsas av två motstående flankytor eller flanker 20 (se fig 2), mellan vilka finns en rygg 21, som bildar åsens högst belägna parti. Närbelägna åsar àtskiljs i sidled av rillor 22, vilkas bottnar är betecknade 23. En vanlig vin- kel mellan flankytorna 20 är 60°, ehuru även andra vinklar är tänkbara. Väsentligt är att ryggarna på åsarna i den ena kopplingsytan icke bottnar i rillorna i den andra kopp- lingsytan. Det är även väsentligt att delningen mellan åsarna är densamma i båda kopplingsytorna, ty eljest skulle den ena kopplingsytan ej kunna passas in i den andra.

Så làngt den visade serrationskopplingen mellan skä- ret och skärläget hittills beskrivits är densamma i allt väsentligt tidigare känd genom SE 9702500-l.

Nytt och utmärkande för föreliggande uppfinning är att åtminstone den kopplingsyta 3, som bildar ett skärläge i grundkroppen, innefattar dels tvâ åtskilda satser av en mångfald inbördes parallella, första åsar 18, vilka är anordnade i förlängning av varandra, dels en eller flera andra, tvärgàende åsar 19, vilka är lokaliserade mellan de båda satserna av första åsar. I fig 4 är ett ytfält, som upptar en första sats av första åsar 18, betecknat A, medan ett från detta skilt ytfält, som upptar en andra sats av första åsar 18, är betecknat B. Som en följd härav beteck- nas âsarna i det förstnämnda fältet 18A, medan homologa åsar i ytfältet B är betecknade l8B. I fig 4 betecknar vidare 15A det hörn i skärläget, mot vilket skärets 2 aktiva hörn 15 är vänt i fixerat läge.

Med hänvisning till fig l skall påpekas att skäret 2 under arbete utsätts för krafter i tre olika riktningar i ett tänkt koordinatsystem, nämligen tangentialkrafter i riktningen x, radialkrafter i riktningen y och axialkrafter i riktningen z. Av dessa krafter är radialkrafterna i rikt- ningen y betydligt större än axialkrafterna i riktningen z. 10 15 20 25 30 35 527 850 5 Nu hänvisas åter till fig 4, som åskådliggör hurusom antalet åsar 18A, l8B i ytfälten A, B är betydligt större än antalet tvärgående åsar eller mellanàsar 19. Sålunda uppgår antalet åsar 18A respektive l8B i exemplet till tolv, medan antalet tvärgående åsar 19 uppgår till två.

Detta innebär att huvuddelen av de pà skäret verkande skär- krafterna, nämligen radialkrafterna y, tas upp av ett stort antal åsar via dessas kraftöverförande flanker, vilkas totala yta är mångfaldigt större än den totala ytan hos de tvärgående åsarnas 19 flanker, som har till uppgift att ta upp axialkrafterna i riktningen z. I detta sammanhang skall påpekas att ytkontakt för kraftöverföring i y-riktningen huvudsakligen etableras mellan å ena sidan den radiellt utåt vända flanken på varje ås 18A, l8B, och å andra sidan den radiellt inåt vända flanken pà varje topp 16 i skärets kopplingsyta 5. Ytkontakt för kraftöverföring i z-riktning- en etableras i sin tur mellan á ena sidan den flank på varje tvärås 19, som är vänd mot grundkroppens frontyta 12, och å andra sidan de flanker på våffeltopparna 16, som är vända från sagda frontyta. Genom att de åsar 18, som skall uppta de dominanta radialkrafterna y, förefinns icke blott i anslutning till hörnet 15A (i ytfältet A), utan även i det från hörnet i fråga fjärmade ytfältet B, förbättras radikalt kopplingsytans förmåga att motstå de krafter, som strävar att vrida skäret relativt skärläget, närmare bestämt kring ett vridcentrum vid hörnet l5A.

Verktygets tillverkning Av de båda delar 1, 2, som tillsammans bildar skär- verktyget, förfärdigas grundkroppen 1 av stål eller lik- nande, varvid serrationskopplingsytan 3 åstadkoms genom precisionsbearbetning, i synnerhet fräsning, av de åsar och rillor, som tillsammans bildar ytan i fråga. Det enskilda skäret 2 däremot förfärdigas genom formpressning och sint- ring av hàrdmetall (eller annat material med betydligt större hårdhet och nötningsbeständighet än stål), varvid kopplingsytan 5 på skärets undersida erhåller åtminstone sin grundform i samband med pressningen och sintringen. I praktiken kan skäret antingen vara av direktpressad typ, 10 15 20 25 30 35 527 850 6 dvs sakna efterbearbetning, eller vara slipat för att ernà stor precision.

Fräsning av den i fig 4 visade serrationskopplings- ytan 3 i grundkroppen kan genomföras på olika sätt. Ett sätt är att initialt åstadkomma ásarna 18A och 18B i två pà varandra följande steg, som skiljs av ett mellansteg, i vilket en för ändamålet lämpad fräs lyfts upp för att lämna kvar ett centralt område på skäret. Exempelvis kan först ásarna 18A i ytfältet A formas genom att fräsen förs i ett horisontellt plan. När ásarna erhållit full längd lyfts fräsen och hoppar över det centrala området, varefter den ånyo sänks ned i samma plan som det förstnämnda, för att därefter färdigställa àsar l8B med önskad längd. I en annan operation förs en annan fräs, vars form är lämpad för âstadkommande av de tvärgående ásarna 19, utmed skärets undersida, närmare bestämt i rät vinkel mot den första fräsens matningsriktning. Härvid åstadkoms de båda ásarna 19, vilka sträcker sig mellan motsatta sidoytor på skäret.

Mellan varje enskild tvärås 19 och en närbelägen sats av längsåsar 18A, l8B förefinns även sekundära tväråsar 19A respektive l9B. Dessa àsar har ej fullt tvärsnitt utmed hela sin längd, utan genomskärs av mer eller mindre djupa delspár 24, vilka utgör förlängningar av rillorna 22, och åstadkoms i samband med lyftning respektive sänkning av den första fräs, som skapar ásarna 18A, l8B. Genom förekomsten av dessa försänkningar 24 får de hanartade formationerna 19A, l9B åtminstone delvis karaktären av pyramidartade toppar, snarare än sammanhängande àsar.

Det är givetvis även tänkbart att utforma àssatserna i omvänd ordning, dvs. först tväråsarna 19 och därefter längsåsarna 18. I I det i fig 4 visade utförandet är samtliga àsar jämnhöga. Närmare bestämt är ryggarna 21 på samtliga àsar 18A, l8B, 19, 19A och l9B belägna i ett gemensamt plan (som är parallellt med skärets ovansida 7). Det är emellertid även tänkbart att förlägga ásarna, eller åtminstone dessas ryggar, i olika plan. Ett dylikt utförande exemplifieras i fig 5, i vilket ett antal tvärgående àsar 19 i den såsom skärläge tjänande kopplingsytan 3 är belägna i ett annat 10 15 20 25 30 35 527 850 7 plan än åsarna 18A, lBB. Närmare bestämt är tväråsarna 19 försänkta i förhållande till de längsgående åsarna 18A, 18B. Det skall klargöras att nivåskillnaden mellan respek- tive åsar primärt består i att åsarnas ryggar är belägna i olika plan. Detta kan vara fallet även om åsarna i respek- tive ytfält har olika djup eller höjd. Särskilt fördelak- tigt är det i fig 5 visade utförandet, såtillvida att ryg- garna på åsarna l9 är belägna i jämnhöjd med eller under bottnarna till de rillor 22, som förefinns mellan åsarna 18A, l8B. På så sätt kan tillverkningen genomföras utan några hoppande rörelser hos fräsen. Det är sålunda möjligt att i en första operation föra fräsen i ett plan från skär- lägets ena ände till den motsatta, varefter en andra fräs bringas att röra sig i rät vinkel mot, och på en lägre nivå än den första frasen, i och för bildande av tväråsarna l9.

I grundkroppen formas härvid en central försänkning 25, som utmed motsatta kanter avgränsas av ansatsytor 26. Om så önskas kan dessa ansatsytor 26 utnyttjas för kraftöverfö- ringsändamàl genom att formas med fin passning i förhål- lande till två kantytor 27 på ett från skärets undersida utskjutande honparti 28, som bär tväråsar l9 och har samma grundform som försänkningen 25.

I exemplet enligt fig 5 är skäret 2 indexerbart i endast två lägen. Av detta skäl kan i stället för en våf- felmönstrad serrationskopplingsyta användas en kopplingsyta 5, som i likhet med skärläget 3, inbegriper dels två sins- emellan åtskilda satser av längsgående àsar 18A, l8B, dels tvärgàende àsar 19 mellan dessa, varvid tväråsarna 19 utformas pà honpartiet 28.

I fig 6 slutligen visas ett alternativt utförande av ett skär 2, som på sin undersida uppvisar dels tvà åtskilda satser av längsgående àsar 18A, l8B, dels en sats pyramid- formiga toppar 16, vilka är arrangerade i flera (fem) tvär- ställda rader för samverkan med komplementära tväråsar 19 i ett skärläge 3. ' Antalet längsgående respektive tvärgàende àsar i de satser av àsar, som tillsammans bildar en serrationskopp- lingsyta, kan variera högst avsevärt. Generellt bör dock antalet längsåsar vara betydligt större än antalet tvärgà- 0 I n g . n .nun u.. 0 n c en U 0 non oo; I o U 0 Ibn c .CCI 10 527 850 .- Ä. II Ü "'. :'32 2 '33 ' 2' i ' 3: ° g " f: :z gzczos: I U ' f ":' å” ß 0 n u I .O g °u° ozon nu I . Q O Û 8 ende åsar. I praktiken kan antalet längsåsar sålunda vara minst 10, eller till och med 20 gånger större än antalet tvärásar. Detta för att den totala arean hos längsåsarnas verksamma flanker (en på varje enskild äs) skall bli mång- faldigt större än totalarean hos tväråsens eller tväràsar- nas kraftupptagande flanker. Antalet tväråsar kan med för- del vara så litet som 1, ehuru även varianter med 2-6 tvär- àsar är tänkbara, såsom exemplifierats på ritningarna. Det absoluta antalet längsåsar i vart och ett av de båda ytfäl- ten A, B kan med fördel uppgå till 10 eller därutöver.

*I oo 0 u 0 voro una o 10 15 20 25 30 527 850 Förteckning över hänvisningsbeteckningar 1 = grundkropp 2 = skär 3 = serrationskopplingsyta (skärläge) 4 = spånficka 5 = serrationskopplingsyta (på skär) 6 = skruv 7 = ovansida på skär 8 = undersida pá skär 9 = sidoytor 10 = huvudskäregg 11 = planfasegg 12 = frontyta 13 = mantelyta 14 = infästningsparti 15 = verksamt hörn på skär 15A = hörn i skärläge 16 = serrationstoppar 17 = rillor 18 = längsåsar 19 = tväråsar 20 = åsflanker 21 = àsrygg 22 = rillor 23 = rillbotten 24 = rillspår 25 = försänkning i skärläge 26 = ansatsytor 27 = kantytor 28 = honparti

Claims (8)

to nu 0 n 0 0 din: oc: o 0 c g o 0000 co in 10 H 20 25 30 35 10 Patentkrav

1. Skärverktyg innefattande dels en grundkropp (1) med ett skärläge, dels ett skär (2), som är lösgörbart monterat i skärläget och vridstyvt säkrat i detta medelst kopplings- ytor (3, 5) av serrationstyp, av vilka den ena bildar sagda skärläge (3), och inbegriper första och andra åsar (18, 19), som sträcker sig i rät vinkel mot varandra, k ä n - n e t e c k n a t därav, att åtminstone den kopplingsyta, som bildar skärläget (3) innefattar dels tvâ åtskilda ytfält eller satser (A, B) av en mångfald inbördes paral- lella, första åsar (18A, l8B), vilka är anordnade i för- längning av varandra, dels en eller flera andra, tvärgående åsar (19), vilka är lokaliserade mellan de båda satserna av första åsar (18A, l8B).

2. Grundkropp till skärverktyg, innefattande en såsom skär- läge tjänande kopplingsyta (3) av serrationstyp, i vilken ingår första och andra åsar (18, 19), vilka sträcker sig i rät vinkel mot varandra för att säkerställa mekanisk làs- ning i tvà mot varandra vinkelräta riktningar, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kopplingsytan (3) innefattar dels två åtskilda satser (A, B) av en mångfald inbördes paral- lella, första åsar (18A, l8B), vilka är anordnade i för- längning av varandra, dels en eller flera andra, tvärgående åsar (19), vilka är lokaliserade mellan de båda satserna av första åsar (l8A, l8B).

3. Grundkropp enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone ryggar (21) på de första och andra àsarna (18A, 18B, 19) är belägna i ett gemensamt plan.

4. Grundkropp enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d där- av, att mellan en enskild tvärås (19) och en närbelägen sats av första åsar (l8A, l8B) är utformad en tredje typ av serrationer i form av ett flertal toppar (24), som är loka- liserade i en med tväråsen parallell rad (19A, 19B), och är sinsemellan åtskilda av förlängningar (24) av de rillor (22), som åtskiljer sagda första åsar (18A, l8B) i sidled. 10 15 20 25 527 850 11

5. Grundkropp enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone ryggen (21) på den eller de tvärgàende åsarna (l9) är belägen i ett annat plan än ryggarna (21) på de första åsarna (l8A, l8B).

6. Grundkropp enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att den eller de tvärgående åsarna (19) är försänkta i för- hållande till de första åsarna (l8A, l8B).

7. Grundkropp enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den eller de tvärgáende åsarna (19) är försänkta till en nivå, på vilken deras ryggar befinner sig i eller under ett imaginärt plan i vilket bottnarna (23) till de mellan de första åsarna (l8A, l8B) befintliga rillorna (22) är lokaliserade.

8. Skär till skärverktyg, innefattande en kopplingsyta (5) av serrationstyp, i vilken ingår åsar, som avgränsas av mellanliggande rillor, k ä n n e t e c k n a t därav, att kopplingsytan (5) innefattar dels två åtskilda satser av en mångfald inbördes parallella, första åsar (l8A, l8B), vilka är anordnade i förlängning av varandra, dels en eller flera andra, tvärgàende åsar eller toppar (19, 16), vilka är lokaliserade mellan de båda satserna av första åsar (l8A, l8B).