SE529146C2 - Skär för svarvning där fasvinkeln vid hörnet uppvisar ett minimum - Google Patents

Description

25 30 529 146 5-618/2 SE 2006-07-03 2 Ännu ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett skär som minskar känsligheten hos ett svarvskär med avseende på den inställda komplementställvinkeln.

Dessa och ytterligare syften har uppnåtts genom ett skär enligt bifogade patentkrav.

Kort beskrivningv ritningarna Uppfinningens syften och fördelar av kommer att framgå av följande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer av denna i samband med tillhörande ritning på vilka samma siffror betecknar samma element, och på vilka: FlG. 1 visar en planvy av ett svarvskär enligt uppfinningen.

FlG. 2 visar skäret i en perspektivvy.

FlG. 3A visar ett tvärsnitt enligt linjen E i Fig. 1.

FIG. 3B visar ett tvärsnitt enligt linjen F i Fig. 1.

FIG. 3C visar ett tvärsnitt enligt linjen G i Fig. 1.

FlG. 3D visar ett tvärsnitt enligt linjen H i Fig. 1.

FIG. 3E visar ett tvärsnitt enligt linjen J i Fig. 1.

FIG. 4 visar en planvy av ett hörnparti av skäret i förstoring.

FlG. 5 visar hörnpartiet i en sidovy.

FIG. 6A visar en kurvbild av fasvinkelområdet vid de olika tvärsnitten enligt linjerna E-J i Fig. 1.

FIG. 6B visar en kurvbild av fashöjden vid de olika tvärsnitten enligt lin- jerna E-J i Fig. 1.

FIG. 7A visar skäret under svarvning av ett arbetsstycke och Fig. 7B visar partier av skäret och arbetsstycket.

Fig. 8 visar en alternativ utföringsform av ett skär enligt föreliggande upp- finning i en vy som liknar Fig. 5.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uggfinningen I figurerna 1 till 5 visas ett svarvskär 10 enligt föreliggande uppfinning.

Skäret kan vara antingen enkelt eller dubbelsidigt. Skäret är rombiskt, varvid det 10 15 20 25 30 529 146 S-6l 8/2 SE 2006-07-03 3 hörnparti som visas i Fig. 1 har en skärstålsvinkel av cirka 60 till 80°. Dock kan det även vara kvadratiskt, rektangulärt, triangulärt eller sexkantigt. När det är sexkantigt kan det även vara i form av ett så kallat trigonskär. Skäret i denna utföringsform är gjort av hårdmetall med ett hörnparti av kubisk bornitrid (CBN), men kan även göras helt av något av dessa material eller av något annat lämp- ligt material. Skäret 10 innefattar en övre yta 11, en undre yta 12 som är väsentligen parallell med nämnda övre yta, och åtminstone tre sidoytor 13A,13B som sträcker sig mellan nämnda övre och undre ytor. Den övre ytan 11 är plan i denna utföringsform och sträcker sig vinkelrätt iförhållande till nämnda åtmin- stone tre sidoytor. En övergång mellan två intilliggande sidoytor 13A,13B bildar en rundad nosradieyta 14A vid ett skärhöm 14. Skäret 10 innefattar ett av åtminstone två perifera land 15A och 15B bildat perifert land 15 som över- bryggar den övre ytan och sidoytorna åtminstone vid hörnpartiet 14. De perifera landen 15A och 15B i denna utföringsform kan sträcka sig utmed skärets hela periferi. De perifera landen 15A och 15B i denna utföringsform har en annan konfiguration. De perifera landen 15A och 15B lutar med fasvinklar ßA-ßg (såsom illustreras av Fig. 3A-3E) i förhållande till ett plan P som innehåller den övre ytan 11. Det perifera landet är anpassat för att stärka skäreggarna på skä- ret. I denna utföringsform är den övre ytan 11 plan och ansluter direkt till det perifera landet 15 för att möjliggöra en stark konfiguration. En skärning av det perifera landet och nosradieytan 14A bildar en nosskäregg 16. Nosskäreggen 16 definieras av åtminstone en radie R1. Varje operativt skärhörn 14 innefattar åtminstone en konvex planfasegg 17, 18 som är förbunden med nosskäreggen 16. l denna utföringsform tillhandahålls en första 17 och en andra 18 planfasegg som är separerade av nosskäreggen 16. Nosradieytan 14A kan vara symmet- risk med avseende på hörnbisektrisen B (såsom visas i Fig. 8). Skäret 10 i denna utföringsform har ett genomgående hål 21 som sträcker sig vinkelrätt mot ytorna 11 och 12. Med hänvisning speciellt till Fig. 30 och exempelvis 3E är fasvinkeln ßc i ett tvärsnitt vid nosskäreggen 16 mindre än fasvinkeln BE lett tvärsnitt ett stycke bort från nosskäreggen 16. Fasvinkeln ßc i tvärsnittet vid nosskäreggen 16 är mindre än fasvinkeln i ett tvärsnitt vid nämnda andra 18 planfasegg men större än fasvinkeln ßA i ett tvärsnitt vid nämnda första planfas- 10 15 20 25 30 529 146 S-6 I 8/2 SE 2006-07-03 4 egg 17. Varje perifert land 15A och 15B följer en väsentligen rak linje i ett tvär- snitt igenom skäret 10, såsom visas i Fig. 3A-3E. Det perifera landet 15 har en kontinuerligt varierande fasvinkel ß vid hörnpartiet 14. Fasvinkeln BC, i ett tvär- snitt såsom illustreras av Fig. 3C vid nosskäreggen 16, är mindre än fasvinkeln BE i ett tvärsnitt vid den andra planfaseggen 18. Det perifera landet 15 har i en planvy en väsentligen konstant bredd WA-WE, såsom illustreras av F ig. 3A-3E.

Landbredden WE är dock något större än bredderna WA-WD. Alternativt kan landbredderna variera liknande variationerna av fasvinkeln.

Den första planfaseggen 17 definieras av åtminstone en första planfasra- die R2 och den andra planfaseggen 18 definieras av åtminstone en andra planfasradie R3, nämnda radier R1-R3 har olika utgångspunkter. Radierna R2 och R3 kan vara lika stora. Det perifera landet 15 vid varje första och andra planfasegg 17, 18 har en kontinuedigt varierande fasvinkel ß.

Med hänvisning till Fig. 3A-3E och Fig. 6A och 6B kan vinkeln ß väljas i följande ordning BA < ßB < ßc < BD < BE, det vill säga för en högerversion av skä- ret 10. Vinkeln ßA väljs inom området 5 till 15°; vinkeln BB väljs inom området 6,1 till 18,2°; vinkeln ßc väljs inom området 12,5 till 37,5°; vinkeln BD väljs inom - området 18,9 till 56,8° och vinkeln BE väljs inom området 20 till 60°. Vidare kan den projicerade höjden Z av fasen när den betraktas vinkelrätt mot sidoytan 13A, 138 eller nosradieytan 14A variera i de intervall som beskrivs i Fig. 6B eller enligt följande (i mm): A B C D E 0,00 0,01 0,01 0,02 0,02 0,13 0,16 0,38 0,77 0,87 Nu hänvisas till Fig. 7A och 7B som visar skäret under högersvarvning av ett arbetsstycke 19 respektive ett förstorat parti av skäret och arbetsstycket under en hårdsvarvningsprocess. Vanligtvis är djupet av snittet Y lika med eller mindre än nosskäreggsradien R1, så att det oskurna materialet exempelvis inte när bisektrisen B. Skäret är positionerat med en släppningsvinkel o bortom planfaseggen 17. Storleken av spånan 20 som ska avlägsnas bestäms av dju- pet av snittet Y och mätningen per varv X. Tjockleken av spånan övergår till noll vid den konvexa planfaseggen 17. Det perifera landet 15 har en fas som har 10 15 20 25 30 529 146 5-618/2 SE 2006-07-03 5 den största skärpan vid bisektrisen av hörnpartiet 14, dvs lägsta värden på fas- vinkel. Planfaseggen 17 som skär den tunna delen av spånan är den trubbi- gaste fasen. Planfaseggens 17 trubbighet kan korreleras med graden av plas- tisk deformation (finhet av ytan) och i sin tur den genererade restspänningen beroende på mekanisk effekt.

Fig. 8 visar en alternativ utföringsform av ett skär 10' enligt föreliggande uppfinning i en vy som liknar Fig. 5. Den stora skillnaden mellan detta skär 10' i förhållande till ovannämnda skär 10 är att de perifera landen 15A' och 15B' är identiska. De perifera landen 15A' och 15B' lutar med fasvinklar ßC-ßg (såsom illustreras av Fig. 3C-3E) i förhållande till ett plan som innehåller den övre ytan 11'. Den minsta fasvinkeln BC är anordnad vid en bisektris B av hörnpartiet, dvs den uppvisar ett minimum vid bisektrisen B. En skärning av de perifera landen och nosradieytan 14A' bildar nosskäreggen 16'. Nosskäreggen 16' definieras av åtminstone en radie. Varje operativt skärhörn innefattar åtminstone en konvex planfasegg som âr förbunden med nosskäreggen 16'. I denna utföringsform tillhandahålls en första 17' och en andra planfasegg 18' som är separerade av nosskäreggen 16'. Nosradieytan 14A' är symmetrisk med avseende på hörnbisektrisen B. Detta leder till fördelen att skäret blir symmetriskt, och möjliggör därmed både vänster- och högersvarvning med samma skär, dvs både vänster- och högerhållare kan användas. l de beskrivna utföringsformerna är det aktiva hörnet av skäret en sektion av CBN och sålunda består skäreggarna 16, 17 och 18 av CBN. Alternativt kan något annat lämpligt skärande material användas, allt beroende på bearbet- ningsapplikationen.

Resultatet av hårdsvarvningsprocessen är en funktion av utvecklingen av skärförslitning, tex ökande ytgrovhet, minskande tryckspänningar och ökande dragspänningar i arbetsstyckets ytterskikt (eller under dess yta) och ökande (mikro-)hårdhet hos arbetsstycket. Resultaten i korthet jämfört med normala planfasskär av standardtyp är signifikant ökning av verktygslivslängden, bättre ytfinish över den totala verktygslivslängden med ökning av verktygslivslängden, ökning av uppnåeliga tryckrestspänningar i ytan (sammantryckning i arbets- styckets yta) och ökning av mikrohàrdheten i ytan. Vidare har tester visat att 529 146 S-6l 8/2 SE 2006-07-03 6 gropförslitning vid hörnpartiet vid ett skär enligt föreliggande uppfinning växer bort från nosskäreggen och därmed hålls skäreggen intakt under en lång tid i förhållande till skär enligt teknikens ståndpunkt. Sålunda föreslås ett skär för svarvning som förbättrar finheten hos den bearbetade ytan och förbättrar verk- tygslivslängden påtagligt.

Claims (9)

10 15 20 25 30 529 146 S-6 l 8/2 SEK 2006-07-03 7 Patentkrav

1. Skär för svarvning innefattande en övre yta (11;11'), en undre yta (12;12') som väsentligen är parallell med nämnda övre yta, och åtminstone tre sidoytor (13A,13B;13A',13B') som sträcker sig mellan nämnda övre och undre ytor, en övergång mellan två intilliggande sidoytor (13A,13B;13A',13B') som bil- dar en rundad nosradieyta (14A;14A') vid ett skärhörn (14), varvid nämnda skär innefattar ett perifert land (15,15A,15B;15A',15B') som överbryggar den övre ytan och sidoytorna åtminstone vid hörnpartiet (14) med en fasvinkel (BA-BE), och en skärning av nämnda land (15,15A,15B;15A',15B') och nämnda nosra- dieyta (14A;14A') som bildar en nosskäregg (16;16'), varvid nämnda nosskär- egg (16;16') definieras av åtminstone en radie (R1), varvid nämnda skärhörn innefattar åtminstone en krökt planfasegg (17,18;17',18'), varvid fasvinkeln (BC) i ett tvärsnitt vid nosskäreggen (16;16') är mindre än fasvinkeln i ett tvärsnitt ett stycke bort från nosskäreggen (16;16'), k ä n n e t e c k n a t av att fasvinkeln (BC) uppvisar ett minimum vid en bisektris (B) för hörnpartiet (14).

2. Skär enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att fasvinkeln (BC) i tvärsnittet vid nosskäreggen (16;16') är mindre än fasvinkeln i ett tvärsnitt vid nämnda planfasegg.

3. Skär enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att det perifera landet (15,15A,15B;15A',15B') följer en väsentligen rak linje i ett tvärsnitt igenom skäret.

4. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att det perifera landet (15,15A,15B;15A',15B') har en kontinuerligt varierande fasvinkel (ß) vid hörnpartiet (14). 10 15 20 529 146 5-618/2 SEK 2006-07-03 8

5. Skär enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att fasvinkeln (BC) i ett tvärsnitt vid nosskäreggen (16;16') är mindre än fasvinkeln (ßE) i ett tvärsnitt vid en första planfasegg (17;17').

6. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att det perifera landet (15,15A,15B;15A',15B') i en planvy har en väsentligen konstant bfêdd (WA-WE).

7. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att skärhörnet (14) innefattar en första planfasegg (17;17') som definieras av åtminstone en radie (R2) och en andra planfasegg (18;18') som definieras av åtminstone en radie (R3), nämnda radier (R1-R3) har olika utgångspunkter.

8. Skär enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att varje första och andra planfasegg (17,18;17',18') har en kontinuerligt varierande fasvinkel (ß).

9. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att skäret (10) delvis eller fullständigt består av kubisk bornitrid.