SE528615C2 - Gängskär med en nedåt öppen kanal i skärets undersida - Google Patents

Description

528 615 2 hjälp av en vätska, som förs fram till skärets tänder och då i första hand till de spånavskiljande eggarna på dessa. Det ärjust med avseende på sättet att kyla skäret, som de två huvudtyperna av befintliga verktyg skiljer sig åt. I båda fallen tillämpas visserligen sk överkylning, vilket innebär att kylvätskan spolas ut på skärets ovansida via spår eller kanaler i spånbrytarplattans undersida och distribueras ut till tändernas eggar, som är belägna i ovansidans plan. I det ena fallet tillförs emellertid vätskan via en tillförselkanal, som mynnar i området av skärlägets bakre stödyta och i nivå med gränssnittet eller kontaktytan mellan spånbrytarplattans undersida och skärets ovansida. l det andra fallet mynnar tillförselkanalen för kylvätskan i skärlägets bottenyta, närmare bestämt i linje med ett i skäret utfonnat hål, som sträcker sig genomgående fràn undersidan till ovansidan på skäret.

Med andra ord förs kylvätskan upp genom hålet i skäret till kontaktytan mellan skärets ovansida och spånbrytarplattans undersida, varefter den spolas ut i riktning mot tandeggarna via spåren i spånbrytarplattan.

Det har nu visat sig att kylningen av gängskären i de befintliga verktygen är otillfredsställande. Detta yttrar sig bland annat i medioker bearbetningsprecision och/eller förkortad skärlivslängd. Det föreligger därför ett uttalat behov av att förbättra lqlningseffekten i syfte att reducera temperaturen i såväl skäret som dettas omedelbara omgivning (arbetsstycket, spånoma och delar av verktyget). För att nå detta mål faller fackmannens blickar osökt på möjligheten att kyla skäret icke blott ovanifrån (överkylning), utan även underifrån (underkylning), ioch med att underkylning i största allmänhet redan tidigare tillämpats inom den aktuella tekniken. Sålunda är genom SE 7901060-9 känt ett för gängsvarvning avsett verktyg, vilket är så beskaffat att kylvätska kan samtidigt tillföras skäret såväl utmed ovansidan som utmed undersidan. I detta fall realiseras emellertid underkylningen genom att en speciell underläggsplatta utformas med urtagningar genom vilka kylvätskan kan passera ut mot skärets framsida via dess undersida.

Den sistnämnda problemlösningen utgör dock ej någon framkomlig väg när det gäller de på marknaden redan befintliga verktygen, vilka är frekvent förekommande i olika verkstäder och tillsammans representerar stora värden, i det att verktygen - och stundom även maskinerna för dessa 10 20 25 30 (fl l\J ÛÖ Û\ ...s (Ti 3 - skulle behöva byggas om eller modifieras på ett genomgripande och kostnadskrävande sätt för att en dylik problemlösning skulle kunna appliceras.

Ugpfinningens syflen och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att komma till rätta med ovannämnda problem och skapa förutsättningar för en effektiviserad kylning av skären i redan befintliga svarvverktyg och -maskiner. Ett primärt syfte med uppfinningen är därför att skapa ett gängskär, som låter sig användas i tillgängliga, i drift varande verktyg, utan att dessa på något sätt behöver modifieras, och som genom sin inneboende beskaffenhet förmår verkställa samtidig överkylning och underkylning av skäret. Ett ytterligare syfte är att skapa ett skär, som är konstruktivt enkelt och därför prisbilligt att tillverka, och som samtidigt har minst lika goda skärprestanda som tidigare kända skär. Uppfinningen tar även sikte på att skapa ett skär vars underkylningsförmåga är bättre än den underkylning, som sker med hjälp av verktyget enligt SE 7901060-9.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag, som är angivna i patentkravetsl kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av det uppfinningsenliga gängskäret är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Ytterligare belysning av teknikens ståndpunkt Genom US 2004/0240949 är tidigare känt ett gängskär, som i och för sig inbegriper ett flertal till ett gemensamt inlopp anslutna kanaler med uppgift att föra ut kylvätska mot skärets olika tänder. I detta fall är emellertid kanalerna utformade i skärets ovansida och ändar på avstånd från skäreggarna, varvid syftet med kanalerna är att med hjälp av högtryckskylvätska skapa sk hydraulkilar mellan den lösgjorda spânans undersida och den del av skärets ovanyta, som förefinns mellan den enskilda skäreggen och den enskilda kanalens främre ände.

Patentdokumentet befattar sig därför ej överhuvudtaget med någon underkylning av skäret. Med andra ord vidlådes det genom US 2004/0240949 kända skäret samma nackdelar, vad avser medioker total 20 25 30 528 615 4 kylning, som övriga kända skär, vilka enbart förlitar sig på kylning av skärets ovansida.

Kort beskrivning av bifogade ritningar Pâ ritningarna är: Fig 1 en delvis skuren, schematisk sidovy visande en första, känd typ av verktyg för gängsvarvning (Prior Art), Fig 2 en motsvarande vy visande en annan, känd typ av verktyg (Prior Art), Fig 3 en perspektivvy snett ovanifrån av ett för verktyget enligt fig. 1 avsett gängskär enligt uppfinningen, Fig 4 en planvy ovanifrån av samma skär, Fig 5 en frontvy av skäret enligt fig. 3 och 4, Fig 6 en perspektivvy snett underifrån av samma skär, Fig 7 en perspektiwy av ett altemativt utförande av skäret avsett för verktyget enligt fig. 2, Fig 8 en planvy ovanifrån av skäret enligt fig. 7, Fig 9 en frontvy av samma skär, Fig 10 en perspektiwy snett underifrån av skäret enligt fig. 7-9, Fig 11 en perspektiwy av ett ytterligare alternativt utförande av gängskäret enligt uppfinningen, och F ig 12 en planvy underifrån av ett fjärde alternativt utförande.

Detal'|erad beskrivning av föredragna utföranden av uggfinningen Gemensamt för de båda verktyg som visas i fig. 1 och 2 är att desamma inbegriper dels en grundkropp 1, dels ett skär i form av ett gängskär 2. Med hjälp av ett spänndon 3 i form av en sk klamp, är skäret fixerat i ett skärläge, vilket på konventionellt sätt avgränsas av en plan _ bottenyta 4 och en bakre stödyta 5 i vinkel mot denna. Spänndonet 3 inbegriper en skruv 6 och ett huvud 7, som är anpressbart mot ovansidan av en spännplatta 8, vars undersida ansätts mot skärets 2 ovansida. l grundkroppen 1 är utformad en kanal 9 för tillförsel av kylvätska till eggar på skäret. Vid den typ av verktyg, som visas i fig. 1 mynnar denna tillförselkanal 9 i skärlägets bottenyta 4. Skäret 2 inbegriper ett med 20 25 30 528 615 5 streckade linjer antytt, genomgående hål 10, som sträcker sig från undersidan till ovansidan på skäret. I spännplattans 8 undersida är utformade ett antal nedåt öppna kanaler 11, vilka kommunicerar med hålet 10 i skäret. Kylvätska, som tillförs kanalen 9 i pilens riktning, strömmar sålunda upp genom hålet 10 och ut genom kanalerna 11 ispännplattanå8, närmare bestämt i syfte att kyla skärets ovansida och de i anslutning till denna utformade, spånavskiljande eggarna på detta.

Verktyget enligt fig. 2 skiljer sig från verktyget enligt fig. 1 såtillvida att tillförselkanalen 9 mynnar i gränssnittet mellan spännplattans 8 undersida och skärets 2 ovansida. lnnan det uppfinningsenliga gängskäret beskrivs mer detaljerat skall påpekas att skåret även kan vara ansatt mot en underläggsplatta i stället för direkt mot den visade bottenytan 4 i skärläget.

Nu hänvisas till fig. 3-6, som åskådliggör ett för verktyget enligt fig. 1 lämpat utförande av ett gängskär 2 enligt uppfinningen. På konventionellt sätt avgränsas detta skär av motsatta ovan- och undersidor 12, 13 samt dels ett par motsatta, främre och bakre sidor 14, 15, dels ett par motsatta ändytor 16, 17. För att passa i grundkroppens 1 skärläge är ovan- och undersidoma 12, 13 plana och inbördes parallella, varjämte baksidan 15 är plan och utbreder sig i rät vinkel mot ytorna 12, 13. Med fördel, ehuru ej nödvändigtvis, är även ändytorna 16, 17 plana och utbreder sig i räta vinklar mot såväl baksidan 15 som nämnda ovan- och undersidor 12, 13. l frontsidan 14 är utformade ett flertal sidledes åtskilda tänder, vilka generellt betecknas 18. Enär tänderna har olika form, framförallt såtillvida att deras tandhöjd skiljerlsig åt, individualiseras desamma med hjälp av suffixen a, b, c, d, e. l exemplet ingår sålunda fem tänder av vilka en första, nämligen tanden 18a har en höjd, som är något mindre än tandens 18b höjd, etc. Tändernas höjd blir sålunda successivt allt större fram till den sista tanden 18e i serien. Denna tand bildar därför en slutforrnningstand, vilken ger önskad profilforrn hos den gänga, som skall genereras av skäret.

Varje enskild tand uppvisar en skäregg 19 med U-liknande konturform, vilken är utformad i övergången mellan ovansidan 12 och en släppningsyta 20, som har en viss släppningsvinkel, tex inom området 4-15°.

Den enskilda tanden avgränsas vidare av två flankytor 21 som utbreder sig i 20 25 30 528 615 6 vinkel mot ytan 20 och övergår i denna via radieövergångar 22. Mellan tänderna finns bottnar 23. Även i det uppfinningsenliga skäret är utformat ett genomgående hål 10, vilket sträcker sig mellan ovan- och undersidorna 12, 13 och är placerat i samma läge som motsvarande hål i tidigare kända skär, för att på så sätt hamna i linje med vätsketillförselkanalen 9, då skäret monteras i den kända verktygsgrundkroppen enligt fig. 1.

Så långt det i fig. 3-6 visade skäret hittills beskrivits är detsamma i allt väsentligt tidigare känt.

Ny och utmärkande för uppfinningen är utformningen av skärets undersida 13. l denna är, i det visade, föredragna utförandeexemplet, för varje tand 18 utfonnad en med 24 betecknad kanal, vilken är öppen nedåt och sträcker sig fram till den enskilda tanden samt ändar i denna. Varje dylik kanal 24 utgör en grenkanal, vilken kommunicerar med en för samtliga g grenkanaler gemensam huvudkanal 25, vilken genomskär eller korsar hålet 10. Kylvätskan som tillförs hålet i riktning uppåt från tillförselkanalen 9, kommer därför att pressas ut i huvudkanalen 25 och vidare genom grenkanalerna 24 fram till tänderna 18 (det skall noteras att grenkanalen 24 för just tanden 18b - av dispositionstekniska, skäl - mynnar direkt i hålet 10 och ej i huvudkanalen 25). Med hjälp av den frammatade vätskan kyls icke blott de undre partierna av själva tändema, utan hela den del av skärets bottenmaterialparti, som förefinns mellan huvudkanalen 25 och skärets frontsida. Dessutom sprutas kylvätska ut mot det parti av det roterande arbetsstycket, som rör sig i riktning nedåt från skâreggarna. Detta innebär att även arbetsstycket kyls och hålls rent. I detta sammanhang skall noteras att den enskilda grenkanalen 24 är centralt belägen relativt tillhörande tand, dvs mynnari släppningsytan 20 i en punkt mittemellan tandens motsatta flankytor 21. Vidare skall påpekas att den enskilda kanalen 24 med fördel sträcker sig i rät vinkel mot släppningsytan 20. I och med att den sistnämnda - åtminstone vad avser tändema 18a-18d - ej är parallell med skärets baksida 15, såsom tydligt framgår av fig. 4, bildar kanalerna 24 en viss vinkel med huvudkanalen 25 eftersom denna är parallell med baksidan 15.

Nu hänvisas till fig. 7-10, som åskådliggör ett skär avsett för verktygsgrundkroppen enligt fig. 2. I detta utförande sträcker sig den 20 25 30 528 615 7 enskilda kanalen 24 hela vägen från varje främre tand till skärets baksida 15, där den övergår i en inloppskanal 26, som i sin tur sträcker sig från undersidan till ovansidan på skäret. Kylvätska, som via tillförselkanalen 9 (se fig. 2) matas fram till gränssnittet mellan spännplattan 8 och skärets ovansida, kan sålunda pressas in i inloppskanalerna 26 och vidare ut genom de enskilda kanalerna 24, för att på tidigare beskrivet sätt kyla dels undersidan av skäret, dels arbetsstycket. lfig. 7-10 visas hurusom kanalema 24 för tänderna 18a-18d har ett unifonnt djup hela vägen fram till tändemas släppningsytor 20, dvs _ kanalerna har en och samma tvärsnittsform (t.ex. halvcirkulär) utmed hela sin längd. Den kanal 24, som leder fram till slutformningstanden 18e, är dock vid sin främre ände utformad med ett gap 27, som vidgar sig i riktning framåt/uppåt. Närmare bestämt kan gapet vara kilformigt i riktning uppåt för att tillåta den frammatade vätskan att i viss utsträckning röra sig även uppåt och icke blott horisontellt i linjär förlängning av kanalen.

Givetvis skulle även en eller flera av de övriga kanalerna, tex samtliga, vara utformade med dylika gap 27. l fig. 11 visas ett altemativt utförande av ett gängskär vid vilket en hylliknande urtagning 25a är utformad i övergången mellan skärets ovansida i ' 12 och baksidan 15. I denna urtagning mynnar samtliga vertikala inloppskanaler 26. I skärets monterade tillstånd bildar sålunda urtagningen 25a en för samtliga inloppskanaler 26 gemensam huvud- eller samlingskanal.

I detta sammanhang skall nämnas att det även är tänkbart att förlägga en dylik huvudkanal i övergången mellan skärets baksida 15 och dess undersida 13, och att till denna huvudkanal ansluta endast en vertikal inloppskanal 26, som är så placerad att den lokaliseras mitt för tillförselkanalen 9 i verktygsgrundkroppen enligt fig. 2.

Slutligen illustrerar fig. 12 ett utförande vid vilket den enskilda kanalen 24 i skärets undersida 13 förgrenar sig i åtminstone två delkanaler 24a, 24b, som mynnar i området av den enskilda tandens flanker 21. inom ramen för uppfinningen är det även tänkbart att bilda en tredje delkanal, som mynnar centralt i tandens släppningsyta 20. 10 528 615 8 En grundläggande fördel med gängskäret enligt uppfinningen är att detsamma väsentligt förbättrar kylningen av skäret, genom att till följd av sin inneboende geometri ombesörja såväl en konventionell överkylning som en effektiv underkylning, utan att verktyget eller tillhörande maskin fördenskull behöver modifieras eller byggas om i något enda avseende. Med andra ord kan skäret utan vidare sättas in i verktygsgrundkroppen och helt sonika ersätta den tidigare använda typen av gängskär. En annan fördel är att samtliga kanaler i skäret, som har till uppgift att ombesörja underkylning är utåt öppna, vilket innebär att skäret låter sig tillverkas på ett enkelt och ekonomiskt sätt med hjälp av tillgänglig pressformningsteknik. Med undantag för det raka, genomgående hålet, som erfordras för verktyget enligt fig. 1, och som enkelt låter sig formas vid pressformning, erfordras sålunda ej några invändiga kanaler i skärkroppen för att leda fram kylvätskan till tändernas undersidor.

Claims (9)

20 25 30 528 615 *i Patentkrav

1. Gängskär, innefattande motsatta ovan- och undersidor (12, 13) samt främre och bakre sidor (14, 15) av vilka den främre (14) är utformad med ett flertal sidledes åtskilda tänder (18), som var för sig uppvisar en spånavskiljande egg (19) i en övergång mellan en släppningsyta (20) och en ovanyta på den enskilda tanden, varvid en av tänderna, nämligen en slutformningstand (18e), har en konturforrn, som ger önskad profllform hos den gänga, som skall genereras, k ä n n e te c k n a t a v, att i skärets undersida (13) är utformad åtminstone en nedåt öppen kanal (24), som sträcker sig fram till slutformningstanden (18e) och ändar i anslutning till denna.

2. Gångskär enligt krav 1, k ä n n e te c kn a t a v, att kanaler (24) sträcker sig fram till ett flertal tänder (18).

3. Gängskär enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v, att den enskilda kanalen (24) sträcker sig inåt från tillhörande tand fram till skärets baksida (15) i vilken den mynnar.

4. _ Gängskär enligt krav 3, k ä n n e te c k n a t a v, att kanalen (24) övergår i en inloppskanal (26), vilken öppnar sig i skärets baksida (15).

5. Gängskär enligt krav 4, k ä n n e te c k n a t a v, att inloppskanalen (26) sträcker sig sammanhängande mellan skärets under- och ovansidor (13, 12).

6. Gängskär enligt något av kraven 1-3, k ä n n _e te c k n at a v, att den enskilda kanalen (24) utgörs av en grenkanal, vilken kommunicerar med en för flera grenkanaler gemensam huvudkanal (25), som öppnar sig i i skärets undersida (13). 5.28 615 IO

7. Gängskär enligt krav 6, k ä' n n e te c k n a t a v, att huvudkanalen (25) är så placerad att i densamma mynnar en ände av ett genom skäret sig sträckande hål (10), vars motsatta ände mynnar i skärets ovansida (12).

8. Gängskär enligt något av föregående krav, k ä n n e te c k n a t av, att den enskilda kanalen (24) har ett uniformt djup fram till ett i anslutning till en tillhörande tand anordnat främre gap (27), vilket vidgar sig i riktning framåt.

9. Gängskär enligt något av föregående krav, k ä n n e te c k n a t a v, att den enskilda kanalen (24) förgrenar sig i åtminstone två delkanaler (24a, 24b), som mynnar i anslutning till motsatta flankytor på den enskilda tanden.