SE528136C2 - Verktygsanordning för höghastighets maskinbearbetning - Google Patents

Description

528 136 P1807 2 Då kapning skall utföras i särskilt hårda material, t.ex. stångmaterial för avgasventileri Otto-motorer, har det visat sig vara svårt att uppnå önskad driftsduglighet. ibland har det uppkommit problem i form av sprickbildning i materialet, vilket är oönskat. Således harde storadiainetervariafioner som oftafinns i frammatatmateríal avstörrediarnetzrar (> 12 mm) och som framställts genom valsning (till skillnad från dragna och ytslipade stänger och tråd, som uppvisar bättre dimensionsstabilitet), visat sig försämra processens effektivitet, vilket leder till användning av överdimensionerade maskiner med ökad energiförbrukning, ljudnivå och total påkmmg på grund av de större krafter och stötar som fiamkallas.

KORT REDOGÖRELSE ÖVER UPPFINNINGEN Det m' ett syfte med föreliggande uppfinning att eliminera, eller åtminstone minimera, ovan nämnda problem, vilket åstadkommes medelst ett kapverktyg för höghastighetskapning, vilket kapverktyg innefattar en kropp med ett genomgående hål, förenstångflfisom skallkapas, samtenskärkantsom avgränsaråtminstone endel av nämnda genomgående hål, varvid nämnda skär-kant bildas av åtminstone två kapníngshackar anordnade i och uppburna av nämnda kropp.

Tack vare uppfinningen erbjuds ett kapverktyg med förbättrad förmåga Genom att i åtminstone ett av de mot varandra verkande kapverktygen använda två kapningsbackar, kommer de motverkande krafter som genereras under kapningen (i delningsplanet) att delas upp i flera riktningar genom stången Därigenom kommer de lnafier som verkar i stångens delníngsplanattñenjämnare fördelning, vilketisintlzrminskarriskenför sprickbildning och även minskar deformationen av stången. Således ger uppfinningen avsevärda fördelar, speciellt avseende kapningsoperationer för stänger av extra hållfasta och/eller tjocklek och/eller dimensionsinåssiga variationer.

Enligt ytterligare aspekter av uppfinningen gäller att: - vardera kapningsback har en skärkant med en utsträckning (1) som motsvarar 5- 45 % av omkretsen av den stång (W) som skall kapas, företrädesvis omkring 10- 24 %, vilket ger en fördelakfig fördelning av kantdelen för vardera back. - nämndakant ärkrökt, varvidnåmndakrökning (13) ülikamed eller större än, företrädesvis lite större än, stångens (W) krökning (rw). vilket ger en fördelaktig kontakt mellan skär-kanten och stången, då stången är av cirkulär yttre utfonrming. 20 30 35 P1807 528 136 vardera kapningsback år anordnad att vara utbytbart monterad i nmmda kropp. vilket utgör en betydande kostnadsfördel eftersom det underlättar att endast byta en eller flera av backarna, utan att behöva byta kapverktygets kropp. nånnndakropp är anordnad med enar-tagning anpassad efter en del av den yflïfl utformningen av vardera kapningsback, företrädesvis en del som är lokaliserad motsatt lokaliseringen för nämnda skårkant, vilket ger en fördelakfiß SamWfkan mellan kroppen och kapningsverktyget, t.ex. eftersom motverkande krafter kan överföras dem emellan, utan att passera några skarpa kanter. nämnda utformning innefattar en krökt del (n), vilket år en speciellt fördelaktig konstruktion för den yttre mzformningen, för att åstadkomma hög hållfasthet/livslängd, tex. eftersom motverkande krafter då kan överföras dem emellan, utan att passera några skarpa kanter. nämnda krökta del har en konstant radie (n), vilket år effektivt att bearbeta fiam i maskin och vilka också ger möjlighet för vardera back att vara vridbart rörlig i kroppen. justeringsmedel är anordnade att erbjuda axiell justerbarhet för positionen av vardera kapningsback, för axiell justering av skårkantens positionering i förhållande till kroppen, vilket ger fördelen att justering endast av backarna kan vara tillräckligt för att göra kapverktyget återanvåndbart efter slitage, emedan det för traditionella verktyg skulle vara nödvändigt att justera verktyget(s) hela kropp (kroppar). Vidare kan kapningsplanet bibehållas i samma position till och med efter justering för slitage, vilket år svårare att åstadkomma då traditionella verktyg slipas ned efter slitage. vardera kapningsback är vridbart anordnad i nämnda urtagning, vilket ger fördelen att backarna genom de mot varandra verkande krafterna kan positionera sig "automatiskt" i en fördelaktig position för utförande av en önskad kapníngsoperation för en stång. en stödanordníng är anordnad i nmnda kropp, vilken stödanordning även den avgränsar en del av nmnda genomgående hål. vilket ger fördelen att minska eventuell risk för att stången "písksnårtafß och också kan hjälpa till för styming av stången tmder införande i verktyget. nämnda stödanordning år symmetriskt positionerad i förhållande till nämnda kapningsbackar. vilket ger fördelaktig positionering av stödanordningeni förhållande till kapningsbackarna. åtminstone två, företrädesvis samtliga, av nämnda kapningsbackar, är av samma utformning, vilket ger den kostnadseffektiva fördel att en och samma slags back 25 30 35 528 136 P1807 4 kan användas för alla backar som behövs i ett kapverktyg, och även för bååa Wå mot varandra verkande kapveiktyg. - nämndakropp innefattartvåolikamateriaLvarvidnämndatvâolikamaterial företrädesvis utgörs av en inre och en yttre, koncentriskt anordnad, i huvudsak ringfonnad enhet, vilket ger flexibilitet. - ettrörligt ochfastkapverktyg avdennatyp är törsettmedkröktaytor avsarnma radie (R), vilket underlättar enkel centrering av kapverktygen.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinníngen kommer nedan att beskrivas i större detalj, med hänvisning till figurer iör en modulenhet enligt känd teknik såsom visas i WO 03/086690, samt en iöredragen illustrativ tttiöringsform av ett kapverktyg enligt uppfinningen, i vilka: Fig. 1 visar i perspektívvy snett fiån ovan av modulenheten enligt känd teknik, Fig. 2 visarsamma anordningi enperspektivvyfi-ânettannathåll, Fig. 3 visar i perspektiv snett fi-ån ovan en ett verktygshus ingående i modulenheten, Fig. 4 visarsainmahiis somFig. 3 menraktfiainifiån, Fig. 5 visar sektion A-A enligt Fig. 4, med däri anordnade kapverktyg enligt flppfinninsßn, Fig. 6 visar det rörliga kapverktyget enligt uppfinningen, sett i en sidovy fiamifiân, Fig. 7 visar det rörliga kapveflctyget enligt uppfinningen, sett i en sidovy bakifrån, Fig. 8 visar en fast del av det rörliga kapverktyget i Fig. 6 och 7, i perspektivvy, Fig. 9 visar en av justeríngsdelama för verktyget i Fig. 6 och 7, sett i perspektiv, Fig. 10 visar en ytterligare fast del av kapverktyget i Fig. 6 och 7, sett i perspektiv, Fig. ll visar det fasta kapverktyget enligt uppfinningen, sett i en sidovy fiamifiån, Fig. 12 visar en fast del av det fasta kapverktyget i Fig. ll, Fig. 13 visar en vyi perspektiv av de två kapverktygen enligt tippfinningen, sett fi-ân ovan, Fig. l4A-E visar det suceessiva arbetssättet för ett kapverktyg enligt uppfinningen, och Fig. 15A-B visar hur en stång påverkas vid användning av ett traditionellt satt iör ett kapverktyg enligt känd teknik, och Fig. 16A-B illustrerar påverkan av kapverktygen på en stång, då det används en metod enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING I Fig. 1 visas i perspektivvy snett fiån ovan en modulenhet av en verktygsanordning enligt känd teknik. Verktygsanordningen omfattar en slagenhet 10, ett verktygshus 20 och en dmpare 30. Inuti verktygshuset 20 finns anordnat ett rörligt kapverktyg 40 sant 20 30 528' 13-6 P1807 5 ett fast kapverktyg 50. En slagkolv ll, som drivs av slagenheten 10, kan tmderifirân tilldela det rörliga kapverktyget 40 ett uppåtriktad slag med hög lcinetisk energi, på i sig känt vis, varvid det fasta kapverktyget 50 utövar en kvarhållande krafi på änmet som skall kapas (ej visat). Dâmparen 30 är anordnad att bromsa slagrörelsen hos det rörliga kapverktyget 40 efter det att kapningen utförts. Slagenheten 10 och dâmparen 30, med tillhörande dämparhus 34, hydraulblock 31 samt tryckackurnulator 32, utgör inte del av denna uppfinning och kommer därför inte att beskrivas ingående. Det kan dock nmnas att det iitskjutande, ratttörsedda organet 33 vid dmparen 30 irtgör en justermekarxisrn fiir injustering av önskad dämpning, liksom att det vid eylinderhuset 10 nedåt i bild, utskjutande cylindriska partiet 12 utgör ett lâgesgivarhus.

Den i Fig. l och Fig. 2 visade verktygsmodnlen är enligt det visade utfliringsexemplet anordnadiörkapningavcylindriskstâng.Isyiteattstyrastångensomskallkapasfixms en stångstyrníngsenhet 60 som är centralt placerad på baksidan av verktygshuset 20 (se Fig. 2). Verktygshuset 20 består av ett solitt baselement 21 ovanpå vilket finns anordnat ett lock 22. Locket 22 år dels fixerat vid baselementet 21 medelst skruv 220 i dess bakkant samt även medelst pinnbultar 221 i dess framkant. Dessa pinnbultar håller även ihop övriga delar av modulen, dvs. även slagenheten 10 och en basplatta 23 tillhörande verktygshuset. Basplattan 23 omfattar ett ttpphângningsarrangemang 23, som möjliggör snabb och enkel montering respektive demontering av hela verktygsrnodulen.

Upphängningsarrangemanget på nämnda basplatta 23 är solitt och har en bredd som överstiger bredden av själva verktygshuset 20. Utskjutande partier 23A, 23B bildas således på ömse sidor om verktygshuset 20. I vart och ett av dessa utskjtrtande partier 23A, 23B finns anordnat två hål 230, 231 respektive 233, 234, i vilka finns anordnat passbultar 235-238. Vid dessa passbultar finns anordnat gummikuddar 239-242.

Passbultarna 235-238 är âmnade att inpassas i anpassade hål i själva kapmaskinen (ej visad), varigenom verktygsanordningen fixeras i horisontalplanet i maskinen. Tack vare medges viss fiâdring i vertikalled, vilket ger både ljuddämpning och vibrationsdämpning. Tack vare lösningen med användande av passbtiltar erhålles möjlighet till mycket snabbt och smidigt byte av hela modulenheten, varigenom dyrbara stopp kan elimineras. I andra kända anordningar kan inte hela enheten bytas vid behov, utan en tidsödande demontering av olika ingående delar är nödvändig.

Fig. 3 visar essentiella delar av ett verktygshus 20 för modulenheten i Fig. 1 och 2. Det framgår att baselementet 21 består av ett solitt stjæke med relativt stor höjd H samt även med relativt stor tjocklek T. Uppe vid dess ândyta 210 finns gângade hål 211 för 20 25 528 136 Pl807 6 fastsåttning av locket 22. Dessutom finns styrstifl 212 anordnade tör exaln positionering av locket 22. Vid baselementets frontyta finns anordnat två klaclcfcrrniga partier 213 respektive 214, så att det på vardera inåtriktade åndyta 213A respektive 214A formas parallella styrytor, som i normalfallet är positionerade vertikalt, så att dessa styrytor 213A, 214A kan förhindra rotation av det rörliga kapvetrlctyget 40. Vid var 0011 G11 av klackarna 213 respektive 214 finns intåst fixeringsdon 24 respektive 25. Dessa fixeringsdon 24, 25 år liksom klackama 213, 214 helt symmetriskt utformade med avseende på ett vertikalt symrnetriplan som sammanfaller med centrurnlinjen C för tråden som skall kapas. Varje fixeringsdon 24, 25 år fast iörankrat vid respektive klack 213 medelst tre skruvar 241. Fixeríngsdonet 24 har sin nedre yta i nivå med basenheten 21 och utstråcker sig ända upp till något strax under respektive övre ändyta lör klackarna 213, 214. Från en väsentligen rektangulär stomdel i fixerlngsdonet 24 utskjuter in mot centrurnlinien C stödpartier 242 respektive 252. Parallellt med centrumlinien C finns i vart och ett av nämnda stödparti 242, 252 anordnat mtagningar 243 respektive 253. I nämnda urtagníngar 243, 253 finns anordnat ijådrande låsdon 244 respektive 254. Med hj ålp av dessa låsdon 244, 254 fixeras en stödlucka 26 i vertikalled. I sidled samt utåt/framåt fixeras luckan 26 av respektive fixeringsdon 24, 25 och hålls på plats inåt medelst utåtriktade ytor 213B, 214B hos klackorganen 213, 214. I centrum av stödluckan 26 finns anordnat en urtagning 260. I botten av baselementet 21 finns anordnat styrpínnar 215 årnnade att fixera baselementet 21 ibasplattan 23 vid verktygsanordningen. Dessutom visar Fig. 3 att på ena sidan av baselementet 21 finns anordnat ett smörjhål 216, för Smörjning av glidytor i kapanordmngen. Slutligen kan í Fig. 3 skönjas ett uttag 217 i bottenpartiet av baselernentet 21, vilket urtag 217 har U- form och ger utrymme tör slagkolven 11 att penetrera upp mot det rörliga kapverktyget 40.

IFig.4visas envyfiamifrånav enheten enligtFig. 3. Detfiamgüattluokanimdarna av frontytan är anordnad med kantpartier 26A, 26B, som med passning interagerar med de motríktade ytor av stödpartierna 242, 252. Genom att lossa lâsdonen 244, 254 kan luckan 26 törskjutas i vertikalled, dvs. parallellt med styrytorna 26B, 26A. Vidare framgår att den iir-tagning 260 som finns anordnad i luckans 26 centrala del har ett övre parti 26 som sträcker sig genom hela luckan. Nedåt i riktning ut mot fiontytan från nämnda genomgående hål finns anordnat en nedåtriktad Intagning 262 varigenom ett lutande bottenparti 262A bildas. I förlängningen av det genomgående hålet 26 finns koncentriskt positionerar ett genomgående hål 41, i det rörliga kapverktyget 40, samt bakom detta ett genomgående hål 62 i en styrhylsa 61 (se Fig. S). Ovaniör övre kanten av luckan 26 mynnar en öppning 216A till smörjkanalen 216, så att smörjmedel kan 20 30 528 136 P1807 7 strömma ner mot dmiör avsedda glidytor. I förlängning av urtagníngen 217 flil' slagkolven 11 kan man skönja xmderkanten 44A av det rörliga kapverktyget 40. Det framgår attunderkantenbildar enplankantyta42, som ârmiadattmottagaslagetfiân kolven 11. Vidare framgår att anslutande kantytcr 43A, 43B utgör krökta ytor. Dessa lnöktaytorärutformademedengivenradiell. SammamdieRâterfinnshos deni baselementet 21 befintliga yta 218 mot vilken kapverktygens med radie utformade, nedre ytor anligger.

I Fig. 5 visas en genomskärning enligt snittet A-A i Fig. 4. Det framgår att styr-enheten 60 omfattar en inre styrhylsa 61 som är centrerad i förhållande till centrumlirijen C för stàngenWsom skallkapas. Styrhyisanól ärisinturfixeradinnfi enanspânningshylsa 62, på koncenniskt vis. I syfte att kxmna fixera styrhylsan 61 inuti anspärmingshylsan 62 är styrhylsan 61 anordnad med en fasad yta 610, ämnad att samverka med en stoppskruv 620 som med gänga finns anordnadi ett hål 621 i anden av anspänningshylsan 62. I den andra änden av anspänningshylsan 62 finns ett flansliknande parti 622, som är helt anpassat till konfigmationen av det hål 219 som finns anordnat ibaselementet 21. Detta hål m-heltcylindriskt, medenviss radieR. DennaradieRmotsvaras avradienRsom finns hos de krökta kantparlzierna, t ex 43A, 43B hos slagverktygen 40, 50 (vilka kommer att beskrivas meri detalj nedan). Flânspartiet 622 hos anspärmingshylsan 62 har en diameter som väsentligen överensstmmer med diametern inuti hålet 219 genom baselementet 21. För positionering av anspänningshylsan 62 och flansen 622, och därmed flansens positioneringsyta 622A, finns anordnat en anpressningsskrnv 63, som ar hylsformig och anordnad koncentrisk utanpå. anspmningshylsan 62. I den yttre ytan av anpressningsshuven 63 finns en gänga 630. Denna gmga 630 är ämnad att samverka med ett lâsblock 64 och ett med motsvarande gänga anordnat genomgående hål 640 i låsblocket 64. Lâsblocket 64 fixeras vid baselementet 21 med hjälp av fixerskrnv.

Genom att anordna lâsblocket 64 med en genomgående slits 641 och ett därmed samverkande gängfllrband 642 kan från gängen 640 mot anpressningsslcruven 63 anpassastillönskadnivá, fiånattkunnalöpaheltlättfillatt kunna fixera anpressningsskruven 63 med hjälp av klâm/iíriktionskraft. Genom att gänga anpressningsskmven 63 till önskad position, erhålls därför önskad positionering av anspänníngshylsans 62 styr-yta 622A. Samtidigt erhålls genom konstruktionen en exakt centrering av centrumlinjen C genom hålet 612 i styrhylsan.

Vidare framgår av Fig. 5 att det fasta kapverktyget 50 innefattar flera delar, tex. en yttre hylsformad del 53 och en inre hylsformad del 520. Den yttre hylsan 53 är vald i ett material som fiamst äroptimeratmed avseendepâattkunnairpptastoramomentana 35 528 136 Pl807 8 kraftstötar utan risk för plastisk deformation eller sprickbildning (t ex verktygsstål med hög slagseghet). På motsvarande sätt innefattar även det rörliga verktyget 40 flera delar, tex. en yttre 43 hylsformad del och en inre hylsformad del 420.

I Fig. 5 anligger det fasta kapverktyget 50 med sin inre yta mot styrytan 622A hos anspänningshylsan 62. Det fasta verktyget 50 är positionerat inuti håligheten 219 i baselementet 21, så att det ärbåde vridfast och även i tvärled fixerat i förhållande till baselementet 21. Tack vare att verktyget 50 är anordnat med fyra krökta kantytor 53A, 53B, 53C, 53D, som är exakt anpassade till radien R hos det genomgående hålet 219, kommer en exakt positionering och av verktyget att erhållas. Således kommer centrumlinjen C för stången W att sammanfalla med centrumlirfien för verktyget 50. På motsvarande vis åstadkommes en exakt likadan positionering av det rörliga verktyget 40 genom att detta med sina nedre, med radie försedda ytor 43A, 43B, interagerar/anligger mot den med radie anordnade ytan 218 hos den del 222 av baselementet som nedtill utskjuter fiamåt och vari den U-formade öppningen för slagkolven ll finns anordnad.

Det framgår av Fig. 5 att de mot varandra vettande ytorna hos det rörliga och det fasta 50 verktyget är utformade att glida mot varandra, vilket måste hända i samband med kapning av en stång som harpenenerat genom det fasta kapverktygets 50 passage 51 och också genom det rörliga verktygets 40 passage 41. Samtidigt sker en styrning av det rörliga verktyget 40 på dess motsatta sida 40A, medelst en inåtriktad yta 26C hos luckan 26. I syfte att kunna ßrhindra rotuion av det fasta verktyget 50, används en xxtslçíirtande del av ett justerbart stödelement 405, vilken del är utformad att samverka med väggarna hos ett genomgående hål 29 anordnat i bottendelen av baselementet 21.

I Fig. 6 visas en fiontvy av ett rörligt kapverktyg 40 enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen. I Fig. 6 visas dock kapverktyget "upp-och-ned" i förhållande till positionen i Fig. 5. Anledningen är att ett kapverktyg enligt Iippfinningen vanligen skall användas för arbetsstycken W i behov av särskilt lrraflíga slag. Till följd av detta är det i de flesta fall föredraget att anordna slagenheten att verka nån ovan och nedåt, eftersom ensådankraftigslagenhetnonnaltäralltförstorförattpassaimaskinen, förattslå tmderifiån, utan att man behöver vidta extra åtgärder för att skapa det erfordrade utrymmet, t.ex. genom att grava ett hål i marken. Dennatyp av kapverktyg används därför mera ofia i samband med slagenheter som slår ovanifiån. Det är dock uppenbart för fackmannen att det uppfinningen inte begränsas till om slagenheten är anordnad att slå underifi-ån, ovanifi-ân eller från sidan. 25 30 _ 528 136 Pl807 9 Kapverktyget 40 irmefattar en yttre hylsa 43 och en inre hylsa 420, vilka är koncentriskt placerade i förhållande till varandra. I mitten av verktyget 40 finns en passage 41, vilken tillåter passage därigenom av stången W. Såsom bäst ses i Fig. 8, innefattar den inre hylsan en rinflonnad, flänsliknande del 424, vars baksida visas i Fig. 6. Från den flänsliknande, ringformade delen 424 utskjuter det inåt en halvcirkelfonnad hylsdel 421 och en stubbliknande del 422. På den motsatta sidan av del flänsliknande delen 24 är det utformat ett rektangulärt urtag 429. Vidare är det anordnat två gmgade, genomgående häl 425 och 426, genom den ringformade, flänsliknande delen 424. I det rektangulära urtaget 429 är det anordnat en L-formad stödanordning 423 (se Fig. 10), vilken ger fimktionen att bibehålla stängens W position i en riktning. Två kapninßbackar 401, 402 äranordnade attkapastàngenW. Var och enav dessabackar40l,402 äranordnadi gapet som bildas på vardera sidan mellan den hylsliknande delen 21 och stubbelementet 422.

I Fig. 7 visas en vy fi-än baksidan, av det rörliga verktyget 40, dvs. visande delningsplanet i vilken sj älva kapningen utförs. Det kan ses att kapningsbackama 401, 402 är anordnade i krökta urtag 430 i den yttre hylsdelen 43. Urtagen 430 är exakt anpassade till krökningen av den krökta ytterväggen 402A (se Fig. 9) hos vardera kapningsback 401, 402. Detta möjliggör lätt rotation för vardera back 401, 402 i dess urtag 430. Fig. 7 visar också att fiädrande element 45 är anordnade mellan stubbdelen 422 och vardera kapverktyget 401, 402. Dessa fjädrande element 45 verkar på backarna 401, 402, för rotation utåt, dvs. för att anligga mot den övre ytan 427 av den hylsliknande, utskjutande delen 421. Justeríngsskruvar (ej visade) är anordnade i de genomgående hälen 425, 426, för att kunna positionera vardera kapverktyg 401, 402 i ettönskatplaniförhållandetzill delningsplanet, såattdenfimreändendärav, genom justering av skruvarna, kommer att anligga mot kapningsbackens bakre vägg, varigenom det åstadkommes en exakt önskad positionen av vardera backs 401, 402 skärkant. Således positioneras vardera back 401, 402 exakt i axiell riktning, samtidigt som de kan rotera ett litet avstånd inom vardera rrrtag 430, runt en imaginär axel som är parallell med stängens W centrumlínj e.

Fig. 9 visar en perspeklivvy av en av kapningsbaekarna 402. Här vetter bankens 402 bakre sida 402A utåt, dvs. den sida av backen som samverkar med den främre änden av justeringsskruven i det genomgående hålet 426. Det visas också att det finns en slags kantliknande formation 402C som avses skapa utrymme för och samverka med den utskjutande stubbdelen 422. Den konkava krökningen r av den inåt exponerande ytan av vardera back 401, 402, är den samma eller något stön-e än radien r., för sthgen W som 20 25 35 528 136 P1807 10 skall kapas. Härigenom åstadkommas det att trycket fiân backarna (under kapningsopefafionen) kommer au distribueras jamm längs och tvärs stången W. för ittlörande av en önskad kapning längs skükarrterna 46. Utsträckningenl av skärkanten 46 hos en back, visas vara omkring 20-24 % av Omkretsen av stången W.

I Fig. 10 visas att den L-formade stöddelen 423 också är försedd med en konkav yta 423C, som har en krökning rr som generellt motsvarar backarnas krökning rj.

En fördel med den yttre formen av kapverktyget 40 är att de krökta ytoma 43A låter sig tillverkas med mycket hög precision med hjälp av konventionell, kostnadseffektiv bearbetning, t ex svarvning. Eftersom dessa krökta ytor 43A nyttjas för positionering/linjering av kapverktyget 40 i verktygshuset 20 innebm' detta att mycket hög precision med avseende på linjering, dvs. anordnandet av det genomgående hålet 41 längs en förutbestämt axel C genom verktyget, enkelt kan erhållas. De plana ytorna 44A hos kapverktyget 40 nyttjas för att mottaga slaget från slagkolven 11, samt även på motsatta sidan 44C för uppbromsning av rörelsen hos kapverktyget 40, mot dämpar-enheten 30 efter genomfört slag. Såsom fiamgâr av Fig. 10 är vassa kanter hos verktyget 40 eliminerade genom att vara fasade.

IFig. ll visas ettfastkapverktyg SOsetti envyfiarnifiân. Detfiamgârattdetfasta kapverktyget 50, enligt ett föredraget utförande, har exakt samma yttre konfiguration som det rörliga kapverktyget 40, vilket är rationellt avseende flera aspekter och bl a minskar tillverkningskostnadema. Dessutom består även det fasta verktyget av en inre 520 respektive yttre 53 hylskropp.

Såsom kan ses i Fig. ll är även det fasta verktyget 50 försett med tvâ kapningsbackar 403, 404. I kontrast till det rörliga verktyget 40 är dessa kapverktyg 403, 404 positionerade på den nedre sidan i den yttre hylsan 53. Den grundläggande utformningen av den inre hylsan 520, som visas i Fig. 12, är huvudsakligen densamma för det fasta verktyget 50 som för det rörliga verktyget. Även arrangemanget med krökta urtagSIiOidenytU-ehylsan 53 ärliknandeiördetfastaverktyget 53. Generelltfinnsdet bara en skillnad mellan det rörliga verktyget och det fasta verktyget, avseende den gnmdläggande utformningen. I det fasta verktyget 50 används ett stånglikuande element 405 som stöd, medan en L-formad anordning 423 uppfyller denna ftmktion i det rörliga verktyget. Även den stàngformade stödanordningen 405 är dock försedd med en ändyta (ej specifikt visad) med en krökning som är liknande krökningen 13 för backarna. Fig. 12 20 25 30 528 136 Pl807 11 visar ocksåattetthål 522Aaranordnat törpassage av stödstången405 genomdeninre hylsan 520.

I Fig. 13 visas en by i perspektiv av de två kapningsverktygen 40, 50, positionerande bredvid varandra, dvs. visade i arbetsposition. Här år det rörliga verktygets 40 slagyta 44a riktat uppåt, såsom förut har nämnts vara föredraget om det anvmds en stor slagenhet. I samband med det som visas i Fig. 5 har dock kapverktygen 40, 50 positionerats upp-och-ned (jämfört med Fig. 13), eftersom slagenheten där är monterad under kapverktygen 40, 50.

IFig. 5 kan det vidare ses hur verktygsenheten, innefattande det rörliga kapverktyget 40 och det fasta kapverktyget 50, är positionerat i kapmaskinen, då slagenheten slår tmderifiån. Såsom fiamgår av Fíg. 5 sträcker sig kapningsbackarna 402, 403 ett begränsat avstånd i axiell riktning i förhållande till den totala bredden av kapverktyget 40, 50. Medelst justeríngsmedlen 425, 426; 525, 526 (gängade hål) med justeringsskruvar däri (ej visade), kan det uppnås en exakt positionering av skârkanterna 46. En ytterligare fördel med denna justeringsmöjlighet, är att kapningsbackarna kan användas även efter slitage. Förekomsten av dessa genomgående hål 425, 426; 525, 526, gör det också enkelt att byta ut en kapningsback. Det är uppenbart att detta är en stor fördel med ett kapverktyg enligt uppfinningen, eftersom man traditionellt sett skulle behöva byta ut en stor del av ett skadat verktyg. Möjligheten att endast byta ut kapningsbackarna och möjligen också stödelementen 405, 423, gör det också möjligt att använda en enda kropp för att kapa stänger W av olika storlek, eftersom det är möjligt att producera ett antal kapningsbackar med exakt samma form i den bakre anden, dvs. krökning och bredd, men med olika längd och/eller radie rj vid skärkanten 46. Syftet med stödelementen 405, 423 är huvudsakligen att eliminera alla slags “pisksnärfl- effekter vid utförande av en kapningsoperation. Tack vare den latt roterande funktionen hos kapningsbackarna, kommer de under kapningsoperationen att "automatiskt" positioneras i optimal position.

Då verktyget används är delarna monterade såsom visas i Fig. 1 och 2. Vidare, såsom beskrivits tidigare, är hela modulenheten 10, 20, 30, 40 och 50 fixeradi en kapmaskin (ej visad), medelst passbultar 236-239. Med hjälp av en speciellt anpassad matníngsanordning matas sedan det stångformiga materialet W in genom hålet 612 i styrhylsan 61, och sedan vidare in genom passagen 51 i det fasta kapverktyget 50, och slutligen också genom passagen 41 i det rörliga kapverktyget 40. Kapmaslcinen år sedan klar att startas, innebüande att slagenheten 10 orsakar kolven 11 att accelerera uppåt, 20 30 528 136 P1807 12 för att slutligen tråfia det rörliga verktygets 40 slagyta 44A (se Fig. 5) med hög energi/hastighet. Det rörliga kapverktyget 40 accelereras sedan uppåt, bort från slagkolven 11. Såsom fiamgår av Fig. 7 och 11, positioneras kapningsbackarna 401-404 på motsatta sidor av ett horisontellt plant C, varvid ett par 401, 402 hos det rörliga verktyget 40 är positionerat under nämnda horisontalplan, och det andra paret 403, 404 är positionerat ovaniör nåmnda horisontalplan. Då det rörliga kapverktyget 40 väl börjar röra sig i riktning uppåt (på grund av slaget tmderifrån), kommer således kapningsbackarna 401, 402 att komma i kontakt med den undre sidan av stången W, vilket skapar en motkrafi fi-ån kapningsbackarna 403, 404 i det fasta verktyget 50.

Således kommer det att uppstå en pressande verkan, varigenom kralter appliceras fiån fyra olika riktningar, huvudsakligen symmetriskt uppdelat runt omkretsen av stången W i delningsplanet. Tack vare att kapningsbackama 401-404 år något rörliga i sina Intag 430, 530, kommer varje skårkant 46 att automatisktpositrioneras för att jmt överföra motkrafien till ytan av stången W. De motverkande krafter som ges av kapningsbackarna 401-404 kommer att förhindra eventuell kompression i endast en riktning (såsom sker vid användning av traditionella kapverktyg), och kommer istället att fördela kraflerna och därigenom generellt bibehålla stångens W form under kapningsoperationen. Tack vare denna verkan av kapningsbackarna, minskar risken för bildning av sprickor. Ett kapverktyg enligt uppfinningen år således speciellt fördelaktigt att använda rör kapning av ett stångmaterial av hög hållfasthet och/eller stort tvärsnitt.

Därefter dmpas kapverktyget 40 av dämpar-enheten 30 genom att verktygets övre plana yta 44C ligger an mot en i dåmparen 30 ingående rörlig enhet (ej visad), så att slagrörelsen retarderas, varefter kapverktyget returneras till slaglâget genom att nämnda rörliga enhet i dåmparen alltid anpressar verktyget nedåt mot slaglåget. Tack vare styrytorna 26E, 26F i luckan, som interagera: med de sidoorienterade plana ytorna 44B, 44D, kommer kapverktyget att förhindras fiån att ktmna rotera, varigenom samma krökta ytor 43A, 43B återintråder i kontakt med de lcrökta ytorna 218 hos haselementet 21. I viss mån, och vissa fall helt, kan rotationsfixeringen åstadkommas av samverkan mellan den övre plana ytan 44C och det rörliga anpressningsdonet (ej visat) ingående i dåmparen 30. Genom att de ínteragerande ytorna mellan baselementet 21 och det rörliga kapverktyget 40 år utformade med samma radie R kommer automatiskt en exakt positionering/linjering av det rörliga kapverktyget att ske. Eventuell smuts som lösgiorts vid slaget kommer att kunna försvinna ner genom intagningen 217 i baselementet 21, vilket ytterligare försäkrar att en exakt positionering/ línjering kan åstadkommas. Det fasta kapverktyget 50 hålls vid slaget på plats genom att dess fyra, med radie R utformade, àadytor 53A-53D år exakt inpassade i den cirkulåra intagningen 219 i 20 30 35 528 156 P1807 13 baselementet 21. Även ur denna synvinkel år det av precisionsskål fördelaktigt att nyttja radier, eftersom även en radie i ett solitt stycke år relativt enkel att tillverka med hög precision i jämförelse med andra flerdimensionella former. Således kan mycket god passning erhållas mellan det fasta kapverktyget 50 och urtagningen 219 i baselementet 21, vilket år fördelaktigt både ur maskinell synvinkel och hållbarhetssynvinkel.

Når det rörliga kapverktyget 40 åter är på plats kan en ny önskad längd av Stäng" materialet W inskjutas in i det genomgående hålet 41 i det rörliga kapverktyget 40. Som en konsekvens härav kommer den kapade stångbiten att flyttas ut ur hålet 41 och glida i håligheten 260 i luckan 26 längs det lutande planet 262A, för att sedan uppsamlas på lämpligt vis.

Genom att avlägsna luckan 26 exponeras det rörliga kapverktyget 40, så. att slagverktygen 40, 50 enkelt kan plockas ut i trädens riktning, i den öppning som bildas vid avlägsnandet av luckan 26. Kapverktyget 40, 50 kan således snabbt och enkelt inspekteras/bytas ut och/eller justeras.

I Fig. 14A-E visas, på konsekutivt sätt, hur kapning av en stång utförs i enlighet med uppfinníngen.

I Fig. 14A visas matningspositionen, dvs. att de två kapverktygen 43, 53 är positioner-ade koaxiellt i förhållande till varandra, så att kapningsbaekaina 401, 402 hos det rörliga kapverktyget 43 är positionerade något ovanför, på avstånd från stången W, och kapningsbackarna 403, 404 hos det fasta kapverktyget 53 (bakom det rörliga verktyget 43) är positionerade något under, stången W. Det är således möjligt att mata fram stången W i denna position.

Fig. 14B illustrerar situationen kort efter det att det rörliga kapverktyget 43 har slagits på, fi-ån ovan. Här har det rörliga verktyget 43 pressats något nedåt (ßreträdesvis medelst en separat pressenhet), så att backarna 401, 402, 403, 404 kommer i kontakt med stången W. I denna position har backama 401-404 inte roterat, utan bibehålls i opåverkad position, så att backarna vid sina kanter kommer i kontakt med stången.

I Fig. 14C illustreras att det rörliga verktyget 43 av pressenheten har pressats ytterligare nedåt, för att komma i slagposition med stången W, varigenom stången också flyttats så att den kommer i slagposition med det fasta verktygets 53 kapningsbackar 403, 404, vilket leder till skapandet av motverkande lcrafier. Under denna pressande verkan 20 30 35 528 136 Pl807 14 kommer backarna 401-404 också att rotera, för att positioneras optimalt i förhållande till stången. Det illustreras att de motverkande krafterna, i enlighet med uppfinníngen, kommer att skapas i fyra ortogonala riktningar, dvs. påverkande stången W med kapningskrafier som år fördelade över fyra olika positioner runt stångens W omkrets. I denna position är kapningsbackarna således optimalt positioner-ade för att utföra kapninssverkan- Fig. 14D illustrerar utförandet av själva kapningen och hur krafterna överförs fiån kapningsbackarna 401-404 till stången W, då adiabatisk kapningsverkan uppnås.

I Fig. l4E visas kapverktygens 43, S3 position kort efter det att kapningsverkan har fullíöljts. Således har det rörliga kapverktyget 43 fortsatt sin nedåtgående rörelse, tör att ta med sig stångstycket W1 som kapats av från stången W. Från denna position kommer det rörliga verktyget att återtöras till startposition, såsom visas i Fig. 14A, där kapverktygen 401, 404 inte längre står i direkt kontakt med stången W. Dåreiter (eller i samband därmed) kan stången W föras fram in i det rörliga kapverktyget 43, lör att därigenom också trycka ut det avkapade stycket W; ur verktyget, varefier en ny kapningsverkari kan utiöras.

I Fig. 15A-B och Fig. 16A-B illustreras genom jämförelse den förbättrade prestation som uppfinníngen åstadkommer avseende påverkan av kapningsverkan, genom att jämföra användningen av en traditionell metod (Fig. 15A-B) och uppfinníngen (Fig. 16A-B). I Fig. 15A-B visas hur ett traditionellt kapverktyg påverkar fördelningen av material hos en stång W som kapas. Fig. 15A illustrerar en stång W som skall kapas med användning av en traditionell metod, med användning av en övre kapningsback och en undre kapningsbaek. Före kapningenhar stången W samma diameter Dl i alla Stången W kapas av en övre och en nedre kapningsback som har kapningsytor med en krökning som motsvarar en diameter D som år avsevärt större än DI, vilket erfordras för att kunna mata fram stången i kapverktyget. Skillnadeni krökning mellan stången W och kapverktyget leder till att ett gap S1 bildas på vardera sidan, mellan stången och kapverktygens inre vägg. Under slagverkan fiån kapverktygen kommer stången W att ge efter för att fylla ut utrymmet S1. Bfierdet att kapverkan avslutats, kommer stången W att återta sin form, tack vare dess inneboende elasticitet. På grund av en viss plastisk deformation av stången W kommer det dock att kvarstå en viss deformation som leder till en ökning av stångens tvårsnittsmått D2 i horisontalplanet. Således kommer stången W inte att üergå hela gapets avstånd Sl, utan 20 25 30 35 528 136 P1807 15 endast en del S2 av detta avstånd. Stången W kommer därför att erhålla en oval tvärsnittsform efter det att kapningsverkan har utförts enligt en traditionell metod.

Fig. lóA-B illustrerar på motsvarande sätt hur en stång W kommer att påverkas under kapningsverkan vid användning av en metod enligt uppfinningen. Det kan således ses att tack vare användningen av en kapningsmetod enligt uppfinningen, varigenom stången W påverkas av kapverktygen vid fyra olika positioner längs dess omkrets, så kommer det gap S3 i vilket stången W kan ge efter, att vara avsevärt mindre än om det används en traditionell metod. Således kommer den kvarstående deformationen S4 att vara avsevärt mindre, tack vare användningen av en metod enligt uppfinningen.

Uppfinningen begränsas inte utav det ovan visade utan kan varieras inom ramarna för de efterföljande patentkraven. Det skall således förstås, tex., att kapverktygens fördelaktiga utformning också kan användas i samband med konventionella, rektangulära kapverktyg. Det skall också, förstås att uppfinningen, i vissa avseenden, kan vara användbar i en kombination av ett rörligt, med radie försett, kap-verktyg och ett fast kapverktyg av konventionell tvärsnittsritfonnning. Det skall dessutom förstås att det rörliga verktyget 40 kan vara utformat så, att symmetri endast förekommer längs ett plan. Vidare är det uppenbart för faokmannen att mer än tvâ kapningsbackar kan användas i vardera verktyg 40, 50, tex. tre eller fyra, beroende på det aktuella behovet.

Det ärocksåuppenbartattdetkananvändas mângaolikaslagsmaterial. Detärvidare uppenbartattmanivissafallintebehöveranvändaeninreoch enyttehylsaför kapverktygets kropp, utan att urtagen för kapningsbackar och stödanordningar kan vara anordnade direkt i en homogen kropp, t.ex. genom att anordna den fasta delens backar direkt i husets 20 konstruktion, t.ex. i verktygshusets 20 fasta baselernent 21. Det är också uppenbart att utformningen av den inre hylsan kan variera avsevärt utan att fiängå omfånget enligt patentkraven. Vidare är det uppenbart att den beskrivna principen också kan användas för kapningsoperationer för andra slags stänger än det som visas, t.ex. icke runda stänger, rörformiga stänger, kvadratiska och/eller hexagonala stänger.

Enligt en modifiering av det som visas ovan, är det uppenbart att det rörliga kapverktygets backar kan arrangeras att vara axiellt rörliga i det rörliga kapverktyget.

Genom ett dylikt arrangemang kommer kapningsbackarna att tillåtas rör sig axiellt under kapningsverkan, dvs. ha möjlighet att följa en axiell rörelse av stången W. Genom användning av ett dylikt arrangemang kommer det att vara möjligt att utföra kapning av ett kontinuerligt frammatat stängmaterial, t.ex. i samband med produktion medelst roterande sträckan-e. Detta arrangemang kan också användas för att underlätta ännu 528 136 P1807 16 högre produktionshastighet, efiersom det underlättar att påbörja stångens W rörelse i axiell riktning lmder ett tidigare skede än om kapníngsbackarnai den rörliga stången är axiellt icke-rörliga. De rörliga backarna kommer att pâverkas av en tillbakadragande kraft (företrädesvis kontinuerligt verkande, t.ex. ett fiâdlmde medel såsom en fiäder, gastryck och/eller något hydranliskt, intermittent verkande medel), flir att snabbt kunna återpositionera backarna axiellt, i kapníngsposiüon, före efieriölj ande kapningsverkan, dvs. för att snabbt kxmna återta startpositionen. Det ä' också uppenbart att återdragmdet av de rörliga backarna aktivt kan konirolleras av en automatisk kontrollenhet.

Claims (15)

20 30 35 528 1,36 11807 17 PATENTKRAV

1. Kapverktyg för höghastighetskapning, vilket kapverktyg (40; 50) innefattar en kropp (43, 420; 52, 520) med ett genomgående hål (41, 51), för en stång (W) som skall kapas, samt en skârkant (46) som avgränsa: åuninstone en del av nmrda genomgående hål (41, 51), kânnetecknat av att närnnda skärkant (46) bildas av åtminstone två kapningsbackar (401, 402; 403, 404) som är positionerade i och stödda av nänmda kropp (43, 420; 52, 520).

2. Kapverktyg enligt krav Lkännetecknat av attvarderakapningsback (401, 402; 403, 404) har en skärkant (46) med en utsträckning (1) som motsvarar 5-45 % av omkretsen av den stång (W) som skall kapas, företrädesvis omkring 10-24 %.

3. Kapverktyg enligtkiavzkännetecknat av attnämndakant (46)ârkr6kt, varvid nämnda krökning (13) är lika med eller större än, företrädesvis lite större än, ßtånzens (W) kröknins (ra)-

4. Kapverktyg enligt något av föregående krav, känn eteckn at av att var och en av nämnda kapningsbackar (401, 402; 403, 404) är anordnad att vara utbytbart monterad i nämnda kropp (43, 420; 52, 520).

5. Kapverktyg enligt krav 4, känn etecknat av att nämnda kropp (43,420; 52, 520) är anordnad med en urtagning (430; 530) anpassad efter en del av den yttre utformningen (402A) av vardera kapningsbaek, företrädesvis en del som är lokaliserad motsatt lokaliseringen för nämnda skärkant (46).

6. Kapverktyg enligt krav ikannetecknat av attnämnndautformning (402A) innefattar en krökt del (rs).

7. Kapverktyg enligt krav 6,kännetecknat av attnämndalcrölcta del (402A) har en konstant radie (rs).

8. Kapverktyg enligt något av föregående kramkännetecknat av att justeringsmedel (425, 426; 525, 526) är anordnade att erbjuda axiell justerbarhet för positionen av vardera kapningsback (401, 402; 403, 404), för axiell justering av skârkantens (46) positionering i förhållande till kroppen (43, 420; 52, 520). 20 25 30 í- 528 136 ' 11807 15

9. Kapverktyg enligtnågot av töregåendekramkännetecknat av attvardera kapningsbaek är vridbart anordnadi nämnda urtagning (430g530).

10. Kapverktyg enligt något av föregående krav, kânnet e ckn at av att en stödanordning (405; 423) är anordnad i nämnda kropp (43,420; 52, 520), vilken stödanordning även avgränsat' en del av nämnda genomgående hål (41; 51).

11. Kapverktyg enligt lcrav 10, kânnetecknat av att nämnda stödanordning (405; 523) är symmetriskt positionerad i förhållande till nämnda kapningsbackar.

12. Kapverktyg enligt något av föregående krav, känn et eckn at av att åtminstone två, företrädesvis samtliga, av nämnda kapningsbackar (401, 402; 403, 404), är av samma utformning.

13. Kapverktyg enligt något av föregående krav, kânnetecknat av attnfinnda kropp (43, 420; 53, 520) innefattar två olika material, varvid nämnda två olika material företrädesvis utgörs av en inre (420; 520) och en yttre (43; 53), koncentriskt anordnad, i huvudsak ringformad enhet.

14. Arrangemang av kapverktyg, kännetecknat av att det innefattar ett kapverktyg enligt något av föregående krav, varvid arrangemanget innefattar ett rörligt kapverktyg (40) och ett fast kapverktyg (50), som vardera är försett med kiökta yttre perifera ytor (43A, 43B; 53A, 53B) av samma radie (R).

15. Kapningsback för ett kapverktyg för höghastighetskapning enligt patentkrav 1, innefattande en kropp (401, 402, 403, 404) med en inre vägg (402b) inkluderande en skärkant (46) och en yttre vägg (402a) anordnad att inmonteras i ett kapverktyg (40, 50), kânneteeknad av att nämnda skârkant (46) har en utsträckning (1) som motsvarar 5-45 %, företrädesvis 10-24 % av omkretsen av en stång (W) som skall kapas.