SE528247C2 - Vibrationsdämpad verktygshållare - Google Patents

Description

25 30 35 528 247 2 till de oönskade vibrationema och därigenom dämpa ut dessa. Andra lösningar visar material anordnade på verktygshållarens mantelyta avsett att likaledes svänga i motfas för utdämpning av vibrationerna. Dessa lösningar allmänhet besvärliga dimensionerings- och utprovningsförfaranden innan man hittar rätt material och egenskaper, om detta ens är möjligt.

En aspekt hos föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en verktygshàllare med förutsättningar att enklare dämpa vibrationer.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning uppvisar därför att pà skaftdelens mantelyta åtminstone de delar som är avsedda att vara i kontakt med verktygsmaskinen är försedda med det vibrationsdämpande materialet och att det vibrationsdämpande materialet är en metall eller en legering av metaller frán gruppen Cu, Ti, Zn, Al eller Ni.

På detta sätt är verktygshàllaren inte i direktkontakt med verktygsmaskinen och har därför förutsättningar att dämpa vibrationer i stor utsträckning. innebär i Övriga utföringsformer framgår av de huvudkravet underordnade underkraven.

I en utföringsform av verktygshällaren enligt föreliggande uppfinning omsluter det vibrationsdämpande materialet skaftdelens mantelyta. l en ytterligare utföringsform är skaftdelen försedd med en hålighet.

I en ytterligare utföringsform är hàligheten en cylinderfonnad urborming.

Särskilt fördelaktigt är om metallen eller legeringen är applicerad på verktygshållaren i form av en beläggning med en tjocklek mellan 1 och 100 um.

Enligt metoden enligt föreliggande uppfinning skapas beläggningen med elektrokemisk pulsplätering genom att verktygshàllaren fungerande som elektrod nedsänks i en elektrolyt innehållande joner av minst en metall från gruppen Cu, Ti, Zn, Al eller Ni.

Det har visat sig att man med en verktygshàllare enligt föreliggande uppfinningen kan erhålla en dämpning på 500 till 600 % jämfört med en konventionell verktygshàllare.

FIGURBESKRIVNING Fig. 1 visar en verktygshàllare enligt en första utföringsforrn av föreliggande uppfinning.

Fig. 2 visar ett tvärsnitt genom en skaftdel av en modifiering av verktygshällaren enligt fig. 1 enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 3 visar en verktygshàllare enligt en tredje utföringsform av föreliggande uppfinning.

BESKRlVNlNG AV UTFÖRINGSEXEMPEL Hänvisande till fig. 1. utgör en första utföringsform av uppfinningen en verktygshàllare 1, bestående av en skaftdel 2 och en huvuddel 3. Pà huvuddelen 3 är ett 10 15 20 25 30 35 528 247 3 skär avsett att anordnas. Verktygshållarens 1 skaftdel 2 är försedd med ett vibrationsdämpande material 4 runt sin mantelyta 5. Det vibrationsdämpande materialet 4 är i denna utföringsforrn i form av ett ark eller tejp av viskoelastiskt material, med en tjocklek av några få tiondels millimeter, lindat runt ett bärarmaterial, t ex en aluminiumplåt, iindat runt mantelytan 5 och fäst på denna med hjälp av ett lim eller liknande. Runt det viskoelastiska materialet 4 är valfritt ett stålrör 6 anordnat avsett att fördela inspänningskrafterna jämnare när verktygshållaren 1 spänns fast i en verktygsmaskin. Skaftdelens 2 radie kan vara mindre än huvuddelens 3, och bärarmaterial samt arket tillsammans med stàlrörets 6 tjocklek kan motsvara denna skillnad, vilket dà gör att ytterytan på stålröret 6 ansluter till huvuddelens 3 mantelyta. Det är också möjligt att fästa dessa på en skaftdel till en verktygshållare av konventionell utformning. Vidare kan det viskoelastiska materialet omsluta så stor del som möjligt av verkygshällaren, vilket har visat sig ge ytterligare gynnsamma dämpningseffekter.

Hänvisande till fig. 2, visas en modifikation passande till både utföringsformen enligt fig. 1. Det viskoelastiska materialet 4 här är försett med längsgående splines- formade rillor 8 som har sina motsvarande fördjupningar i form av längsgående spär 9 i skaftdelens mantelyta 5. Rillorna 8 är limmade i spåren 9. Rillornas antal kan vara en eller flera.

Modifikationen i fig. 2 visar 3 rillor vilket kan anses vara lämpligt. Rilloma 8 avses förhindra att det viskoelastiska materialet/brickorna 4/7 vrider sig runt Skaftdelen 2 vid drift.

Hänvisande nu till fig. 3, utgör en tredje utföringsform av uppfinningen en verktygshållare 1. Verktygshàllaren 1 är fysiskt uppdelad i två delar, en främre huvuddel 3 avsedd att uppta ett skär. och en bakre skaftdel 2 avsedd att infästas i en verktygsmaskin.

Skaftdelen 2 och huvuddelen 3 är åtskilda från varandra genom ett viskoelastiskt material 4.

Det viskoelastiska materialet 4 är fäst vid vardera delen 2, 3 genom limning. Det viskoelastiska materialet 4 kan anordnas var som helst på verktygshållaren mellan skärets infästning i verktygshállarens främre ände till det område avsett för infästning i verktygsmaskinen. Företrädesvis är det viskoelastiska materialet 4 anordnat i den främre änden pà det sätt som visas ifig. 3.

En ytterligare utföringsforrn av uppfinningen avser en verktygshållare 1 bestående av en skaftdel 2 och en huvuddel 3. Pà huvuddelen 3 är ett skär avsett att anordnas. verktygshállarens 1 skaftdel 2 är försedd med en metallbeläggning på verktygshállarens mantelyta. Det vibrationsdämpande materialet är sålunda en metall eller en legering av metaller ur gruppen Cu, Ti, Zn, AI eller Ni. Det har vid tester visat sig att en tunn beläggning med en tjocklek mellan 1 och 100 pm verkar dämpande på vibrationer uppkommande vid mekanisk bearbetning. Vid testet visar det sig att det finns ett positivt samband mellan dämpningsförmågan och antalet skikt ingående i beläggningen. Vid tester har beläggningar innehållande upp till 1000 skikt undersökts. Det antas emellertid att en ökad dämpning kan fàs genom att ytterligare öka antalet skikt. Den lämpligaste metoden att anbringa skikten på 10 15 20 25 528 247 4 verktygshållaren resp. på varandra är f.n. pulspläteringstekniken. Den går ut på att man, när substratet är nedsänkt i pläteringsbadet, strömpulser Pläteringsmetallen fäster dà elektrokemiskt på substratet, verktygshàllaren. Pulsplätering kan användas i ett och samma bad för att skapa flera skikt.

Genom att ändra pulsernas karaktär kan skiktens egenskaper varieras. Det bör nämnas att sänder genom detta. vilket i detta fall är man genom den begränsade tjockleken hos beläggningen behåller goda mekaniska egenskaper hos verktygshàllaren, såsom den statiska styvheten och elastioitetsmodulen.

I tabell 1 nedan, redovisas mätresultat för en jämförande undersökning av några kombinationer av material, tjocklekar och antalet skikt. De pulstider man har använt varierar mellan 0,1 och 1 sekund. Pulstiden har direkt betydelse för ett skikts tjocklek.

Försöksobjekt Antal skikt Beräknad total Frekvens (Hz) Dämpning (%) tjocklek (pm) 1 1000, Ni 30 197 11,4 s soo, Ni 3,5 202V 7,8 6 200-300, Ni-Cu 2-3 197 6,4 5 50, Ni 3,5 194 1,5 Tabell 1 Det verkar som att inverkan av beläggningens totala tjocklek inte har så stor inverkan på dämpningseffekten, i varje fall inte alls av samma betydelse som antalet skikt.

Den förbättrade dämpningsförmâgan vid ett ökande antal skikt tillskrtvs mestadels den energiförlust som uppstår i gränssnitten mellan skikten.

Det har visat sig att, om skaftdelen hos verktygshållaren förses med en hålighet, företrädesvis en cylinderformad urborming, man kan förbättra dämpningsegenskaperna ytterligare. , Det bör inses att hela verktygshàllaren kan vara belagd med det vibrationsdämpande materialet. Detta medför åtminstone tillverkningstekniska fördelar vid belägning genom pulsplätering. Eventuellt kan verktygshàllaren istället vara helt belagd med det vibrationsdämpande materialet förutom vid skäretslverktygets anliggningsyta mot detta. Indikationer tyder pà att en viss yttenigare vibrationsdämpande effekt dessutom skulle kunna fås med dessa åtgärder.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 528 247 Patentkrav

1. Verktygshàllare (1) innefattande: en skaftdel (2) avsedd att anordnas i ett verktygsfäste i en verktygsmaskin; en huvuddel (3) på vilket ett skär är avsett att anordnas; och ett vibrationsdämpande material (4) anordnat så att skäret är i kontakt med verktygsmaskinen endast via det vibrationsdämpande materialet (4), kännetecknad av att på skaftdelens (2) mantelyta (5) åtminstone de delar som är avsedda att vara i kontakt med verktygsmaskinen är försedda med det vibrationsdämpande materialet och att det vibrationsdämpande materialet är en metall eller en legering av metaller från gruppen Cu, Ti, Zn, Al eller Ni.

2. Verktygshàllare enligt patentkrav 1, där verktygshàllarens hela mantelyta är försedd med det vibrationsdämpande materialet.

3. Verktygshàllare enligt patentkrav 1, kännetecknad av att det vibrationsdämpande materialet (4) omsluter skaftdelens (2) mantelyta (5).

4. Verktygshàllare enligt något av patentkraven 1-3. kännetecknad av att metallen eller legeringen är applicerad på verktygshållaren i form av en beläggning med en tjocklek mellan 1 och 100 pm.

5. Verktygshàllare enligt patentkrav 4, kânnetecknad av att beläggningen består av minst två skikt. '

6. Verktygshàllare enligt patentkrav 5, kännetecknad av att beläggningen består av minst 50 skikt.

7. Verktygshàllare enligt patentkrav 6, kännetecknad av att beläggningen består av minst 200 skikt.

8. Verktygshàllare enligt patentkrav 7, kännetecknad av att beläggningen består av minst 500 skikt.

9. Verktygshàllare enligt patentkrav 8, kännetecknad av att beläggningen består av minst 1000 skikt.

10. Verktygshàllare enligt något av patentkrav 1-9. kännetecknad av att skaftdelen (2) är försedd med en hålighet.

11. Verktygshàllare enligt patentkrav 10, kännetecknad av att hàligheten är en cylinderformad urborrning.

12. Metod för tillverkning av en Verktygshàllare enligt något av patentkraven 1-11 kännetecknad av att beläggningen skapas med elektrokemisk pulsplätering genom att verktygshållaren fungerande som elektrod nedsänks i en elektrolyt innehållande joner av minst en metall fràn gruppen Cu, Ti, Zn, Al eller Ni.