SE530780C2 - Indexerbart skär med olika släppningsvinklar samt svarvverktyg - Google Patents

Description

20 25 30 530 780 2 till huvudeggar, som möter varandra parvis i hörn. Mellan sagda par av huvudeggar är utformad en biegg till vilken ansluter sig en bisläppningsyta, och van/id varje släppningsyta bildar en släppningsvinkel med ett tänkt plan i rät vinkel mot skärets ovansida.

En nackdel med dessa kända verktyg är att de ej kan framgångsrikt användas för bearbetning av utomordentligt små hål, d v s hål med diametrar ned mot 12 á 6 mm. Om man nämligen skulle försöka föra in ett konventionellt verktyg i dylika hål blir resultatet att den under den spånavskiljande spetsen befintliga släppningsytan skrapar i och kolliderar med den nyss genererade ytan. En annan nackdel är att det inte är möjligt att utföra plansvarvning, eftersom det inte finns någon spånbrytare i anslutning till bieggen.

Upgfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda olägenheter och skapa ett förbättrat svarvverktyg och ett förbättrat svarvskär. Ett primärt syfte med uppfinningen, i en första aspekt, är sålunda att skapa ett svarvskär, som lämpar sig för bearbetning av utomordentligt små hål. Ett ytterligare syfte är att skapa ett svarvskär, som möjliggör innersvanming såväl som plansvanming. Ett annat syfte med uppfinningen är att skapa ett skär, som har en för innersvarvning lämplig storlek och trots detta har en stark egg.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag, som är angivna i det självständiga patentkravets 1 kännetecknande del.

Fördelaktiga utföranden av det uppfinningsenliga skäret är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven 2-6. l en andra aspekt tar uppfinningen även sikte på att skapa ett förbättrat svan/verktyg. Särdragen hos detta verktyg framgår av det självständiga patentkravet 7.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en perspektiwy visande ett svarvverktyg enligt föreliggande uppfinning, 10 15 20 25 30 530 'H30 3 Fig 2 en perspektivisk sprängvy visande samma verktyg som lfig 1, varvid ett skär visas åtskilt från ett skärläge iverktygets grundkropp eller * svarvbom, Fig 3 en perspektivvy snett ovanifràn av skäret enligt föreliggande uppfinning, Fig 4 en perspektivvy snett underifrån av skäret, Fig 5 en planvy underifrån av samma skär, Fig 6 en planvy ovanifrån av skäret, Fig 7 en tvärsektion -A i fig 6, Fig 8 en tvärsektion -B ifig 6, Fig 9 en förstorad partiell perspektiwy visande ett hörnparti av skäret, Fig 10 Fig 11 en mycket förstorad planvy av ett hörnparti av skäret, och en schematisk illustration visande verktyget under bearbetning av ett hål.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uggfinningen lfig 1 och 2 visas ett svarvverktyg för metallbearbetning, som på traditionellt sätt innefattar en grundkropp i form av en svarvbom 1 och ett bytbart skär 2, som är tillverkat av ett hårt och nötningsbeständigt material. l exemplet är verktyget avsett för finbearbetning av ett förborrat hål, d v s innersvarvning, vars svarvbom 1 lämpligast består av stål, medan skäret 2 kan vara tillverkat av hårdmetall. Svarvbommen 1 är med sin bakre ände infäst i en icke visad verktygshàllare. I svarvbommen 1 är utformad en spånkanal 3 och axiellt framför denna spånkanal är i svarvbommens främre ände 4 utformat ett skärläge 5 i vilket skäret 2 är lösbart monterat. En geometrisk centrumaxel för svarvbommen är betecknad C1. Ett fastspänningsorgan i form av en skruv 6 fixerar skäret 2 l skärläget 5. Då skäret är fixerat i skärläget anligger detsamma mot en bottenyta 5A, samt två sidostödytor 5B, 5C. I skärlägets bottenyta 5A mynnar ett hål 7, som är utformat med en hongänga i vilken skruvens 6 hangänga 8 kan skruvas fast. En geometrisk centrumaxel för hålet 7 är betecknad C2. För att skruven 6 skall kunna dras fast i det gängade hålet 7 är skäret 2 utformat med ett genomgående hål 9, vilket i likhet med hålet? definieras av en geometrisk centrumaxel G3, som skall 10 15 20 25 30 530 'H30 4 sammanfalla med skärlägets 5 centrumaxel C2, då skäret 2 fixeras i skärläget. I detta sammanhang skall nämnas att skruven 6 inbegriper en skalle 10, som uppvisar en konisk, ringformig kontaktyta 11 för ansättning mot en ringformig, konisk ansatsyta 12, som avgränsar hålet 9.

Skäret 2, som enskilt visas i fig 3-10, har en polygonal, nämligen triangulär grundform, som bestäms av generellt plana, motsatta ovan- och undersidor 13, 14, som är inbördes parallella. Mellan dessa utbreder sig släppningsytor, som i figurerna givits en generell beteckning 15. De kanter 16, som bildar övergångar mellan ovansidan och släppningsytan, tjänar såsom skärande huvudeggar, vilka vid skärets med 17 generellt betecknade tre hörn övergäri bieggar 18. l anslutning till huvudeggarna 16 finns släppningsytor 19 och i anslutning till bieggarna 18 finns bisläppningsytor 20. Säsom tydligast framgår av fig 7 och 8 bildar varje släppningsyta 19 och 20 en släppningsvinkel a resp. ß med ett tänkt referensplan i rät vinkel mot skärets ovansida 13.

Huvudeggarna i det visade exemplet möter varandra parvis i en hörnvinkel 9 av 60°. Vid annan polygonal grundform på skäret skall motsvarande vinkel vara minst 55° och högst 80°. Ett indexerbart skär med en hörnvinkel som är mindre än 55 grader får en i planvy alltför långsträckt form som i monterat tillstànd av utrymmesskäl inte är önskvärt. Oavsett skärets form bör dess IC-mått vara högst 7 mm. Med lC-mått avses den inskrivna cirkeln, vilket är en etablerad storleksbetecknlng för skär. Denna beteckning utgör den största cirkel som inryms innanför skärets yttre begränsningslinjer betraktat i planvy. Skärets största längd i planvy bör inte överstiga 11 mm. vinkeln y mellan den aktiva huvudeggen och bieggen skall vara spetsig och uppgå till åtminstone 85°. En alltför spetsig vinkel medför en försvagning av hörnet, vilket inte är önskvärt. En trubbig vinkel är inte heller lämplig, eftersom det då inte är möjligt att åstadkomma såväl en radiell som axiell släppning. En radiell släppning är nödvändig i de fall då det bearbetade hålet inte är genomgående och bearbetning skall ske ända in till hålets botten. Mellan bieggen 18 och en tänkt förlängning av den inaktiva huvudeggen bildas en vinkel x som fås fram genom sambandet k :y - 6, vilket leder till att vinkeln k är mindre än 30° och större än eller lika med 25°. Mellan bieggen och den inaktiva huvudeggen 10 15 20 25 30 530 'ISO 5 bildas en trubbvinkel ö. För denna vinkel gäller sambandet ö = 180 - k. Med andra ord är denna vinkel större än 150° och mindre än eller lika med 155 °. Vid bearbetning är det, såsom framgår av exempelvis fig 6, den yttersta änden av den aktiva huvudeggen som genererar den bearbetade ytan. Med andra ord släpper bieggen från den genererade ytan, vilket àskådliggörs med vinkeln s. Denna vinkel skall vara åtminstone 1°, lämpligen 5°. Denna vinkel bestäms av en ställvinkel, d v s den vinkel fc som huvudeggen bildar med matningsriktningen fn , samt vinkeln y. För dessa vinklar gäller att s = K -y. Den ytgenererande spetsen, d v s övergången mellan den aktiva huvudeggen och bieggen, är i detta fall relativt skarp. Radien för denna övergång kan vara mindre än 0,4 mm, t ex 0,1 à 0,2 mm.

Den lilla radien är önskvärd eftersom en liten radie medför små radiella kraftpàkänningar under bearbetning. Alltför stora radiella krafter bör undvikas, eftersom dessa kan leda till vibrationer i verktyget.

Vid tidigare kända svarvskär har släppningsvinkeln vid huvudeggen och bieggen varit huvudsakligen lika stora. Dylika släppningar uppgår normalt till ca 7°.

Nu kommer de nya särdragen enligt uppfinningen att beskrivas i detalj under hänvisning till fig 7-11. l fig 7 och 8 illustreras hurusom släppningsvinkeln u vid bisläppningsytan 20 är betydligt större än 7°, närmare bestämt 11-17°, företrädesvis över 13°. Det är, såsom framgår av fig 7 och 8, därigenom möjligt att bearbeta mindre hål utan att någon del av bisläppningsytan 20 kommer i kontakt med det bearbetade materialet. lfig 7 framgår att bisläppningsytan 20 går fri från det bearbetade materialet, då bisläppningsvinkeln u valts inom området 11-17°, i motsats till det fall då en mindre bisläppningsvinkel valts (streckad linje), exempelvis en vinkel motsvarande ß. Huvudeggens styrka avtar med en ökande släppningsvinkel ß och det är därför inte önskvärt att denna vinkel är alltför stor.

Närmare bestämt bör vinkeln ß inte överstiga 11°. Generellt gäller dock att bisläppningsytans 20 släppningsvinkel a är åtminstone 1° större än huvudsläppningsytans 19 släppningsvinkel ß. l fig 9 framgår att bisläppningsytan 20 begränsas av en första sidobegränsningslinje 21, en andra sidobegränsningslinje 22, en nedre begränsningslinje 23 samt bieggen 18. Det framgår vidare av fig 7 att bisläppningsytan 20 befinner sig i ett imaginärt plan, 10 15 20 25 30 530 'ISO 6 som sträcker sig genom den nedre begränsningslinjen 23 och bieggen 18.

Bisläppningsytan 20 är således i huvudsak plan.

Av fig 9 och 10 framgår skärets topografi och framförallt spânbrytarens utformning. Här framgår att från ovansidan 13 i riktning mot bieggen 18 utbreder sig ett mot bieggen något kilformigt avsmalnande land 24. Detta land 24 övergår i ett antal rampytor 25A, 25B, 25C, som var för sig övergår i en radieövergång 26A, 26B, 26C. De radieövergångar 26A, 26C, som har en krökning i riktning mot huvudeggar 16, övergår slutligen i en spànyta 27A, 27C, som ansluter sig till respektive huvudegg 16. Mellan rampytorna 25A, 25C och rampytan 25B finns anslutningsytor som inte givits någon hånvisningsbeteckning. Likaså finns anslutningsytor mellan radieövergàngarna 26A, 26C och radieövergången 25B.

Spànytornas 27A, 27C inre begränsningslinjer är i planvy bàgformiga, vilket medför att även anslutande radieövergàngar och till dessa anslutande rampytor tillsammans bildar en bàgformig konfiguration. Den radieövergång 26B, som utbreder sig mot bieggen 18, övergår inte i någon spånyta utan ansluter sig direkt till bieggen 18. Om det definitionsmässigt antas att en spånbrytare, betraktad i riktning från en egg, inleds med en radieövergång kan därmed sägas att spånbrytaren sträcker sig ända fram till bieggen 18. Avståndet d1 mellan bieggen 18 och övergången mellan radieövergången 26B och rampytan 25B bör vara högst 0,1 mm och kan med fördel uppgå till 0,02-0,05 mm, vilket medger bearbetning med små skärdjup utan att spånan “flyter över” skäret, d v s passerar utan spånbrytning. l och med att det i anslutning till bieggen 18 finns en radieövergång 26B och en rampyta 25B är det möjligt att förutom längdsvarvning i form av innersvarvning utföra även plansvarvning, t ex av den ändyta som omger hålet, med tillfredsställande spànbrytning. Vid sådan plansvarvning är matningsriktningen i huvudsak vinkelrät mot den matningsriktning som används vid cylindrisk innersvarvning. Skäret är avsett för relativt små matningar, vilket framgår av att spànytan 27A i anslutning till den aktiva huvudeggen är relativt smal. Det minsta avståndet d2 mellan den aktiva huvudeggen och övergången mellan spànytan 27A och radieövergången 26A är liten och bör högst vara 0,1 mm och kan med fördel uppgå till 0,02-0,05 mm. Spànbrytarens utformning och läge resulterar, såsom 10 15 20 25 30 530 780 7 framgår av tig 10, även i att hörnets bisektris genomskär, förutom bieggen, även radieövergängen 26B, rampytan 25B och landet 24. Bisektrisen skär således inte den aktiva huvudeggens spånyta 27A som är fallet i de ovan nämnda patentdokumenten. l fig 11 visas det kompletta svarvverktyget tillsammans med ett arbetsstycke 28, som i detta fall tänkes rotera, medan verktyget är fast förankrat. l exemplet är verktyget avsett att svan/a ett hål med absolut minimal diameter i relation till svarvbommens diameter. Exempelvis kan det färdiga hålet ha en diameter inom området 6-12 mm, varvid svarvbommens diameter uppgår till 5-10 millimeter och skärdiupet a, till någon tiondels millimeter, t ex inom området 0,05- 0,5 millimeter, vanligen 0,1-0,3 millimeter. Härvid genereras en hålyta 29, som àtskiljs från svarvbommens mantelyta 30 av en ringformig spalt 31, vars bredd är 1 mm eller mindre. Ovanför huvudeggen 16 är spalten ännu smalare. I figuren är införda första och andra referensplan P1, P2 som är inbördes vinkelräta och skär varandra i den geometriska centrumaxeln C1. Det andra referensplanet P2 äri huvudsak parallellt med skärlägets bottenyta 5A. Vid bearbetning skall skärets ytgenererande del vara belägen iden punkt där det bearbetade hålets tangent är parallell med det första referensplanet P1. Nämnas kan även att skärdjupet apl detta fall tänkes uppgå till högst 0,3 mm för svarvbommar med en diameter på 5 respektive 6 mm och till högst 0,5 mm för svarvbommar med en diameter på 8 respektive 10 mm. Tack vare det uppfinningsenliga utförandet av skäret kan hål bearbetas med en ursprunglig diameter som överstiger svarvbommens diameter med mindre än 1 mm, även i de fall då svarvbommen har en diameter som endast uppgår till 5 mm.

Vid tillverkning av skäret slipas skärets släppningsytor och därmed även eggarna. Detta tillvägagångssätt är, främst av tillverkningstekniska skäl, mest lämpligt. Det är dock även tänkbart att framställa skäret genom direktpressning.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad enbart till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandena. Tvärtom är ett flertal altemativa utföranden 10 15 20 530 'N30 8 tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav. Skäret och verktyget är i figurerna exemplifierade såsom ett högerskär som är fixerat i en vänstersvarvbom för att bilda ett svarvverktyg enligt uppfinningen. Uppfinningstanken är givetvis generell och gäller även för vänsterskär respektive högersvarvbommar. l det exemplifierade utförandet av skäret befinner sig såsom tidigare nämnts bisläppningsytan i ett imaginärt plan som sträcker sig genom den nedre begränsningslinjen och bieggen, vilket innebär att bisläppningsytan är plan. Det är även tänkbart att bisläppningsytan är beskaffad på annat sätt. Exempelvis kan bisläppningsytan mellan den nedre begränsningslinjen och bieggen vara konvex.

Släppningsvinkeln definieras då av den vinkel som bildas mellan ett tänkt referensplan i rät vinkel mot skärets ovansida, och ett andra tänkt referensplan som sträcker sig genom bieggen och den nedre begränsningslinjen. Det är även tänkbart att bisläppningsytan övergår i en underliggande delbisläppningsyta med en släppningsvinkel som är större än släppningsvinkeln, fortfarande i relation till referensplanet.

Det är även tänkbart att bieggen har en i planvy konvex form, vilket innebär att även bisläppningsytan kan ha en åtminstone delvis konvex form mellan den första sidobegränsningslinjen och den andra sidobegränsningslinjen. Övergången mellan huvudeggen och bieggen är ovan utförd med en liten radie. Det är även tänkbart att utforma denna radie betydligt större för att få en mindre skarp spets.

Claims (7)

10 15 20 25 30 530 780 Patentkrav

1. lndexerbart svarvskär (2) med polygonal grundform, innefattande motsatta ovan- och undersidor (13, 14) mellan vilka utbreder sig släppningsytor (19) i anslutning till huvudeggar (16), som möter varandra parvis i hörn (17), närmare bestämt i en hörnvinkel (9) av minst 55° och högst 80°, varvid mellan varje par av huvudeggar är utformad en biegg (18) till vilken ansluter sig en bisläppningsyta (20), och varvid varje släppningsyta (19, 20) bildar en släppningsvinkel (a, ß) med ett tänkt referensplan i rät vinkel mot skärets ovansida (13), k ä n n e t e c k n at a v, att bislâppningsytans (20) släppningsvinkel (u) är åtminstone 1° större än huvudsläppningsytans (19) släppningsvinkel (ß).

2. Skär enligt krav 1, k ä n n e te c kn a t a v, att bislâppningsytans (20) släppningsvinkel (a) är åtminstone 11°.

3. Skär enligt krav 1 eller 2, k ä n n e te c k n at a v, att mot bieggen (18) ansluter en radieövergång (268) som övergår i en rampyta (25B), och att avståndet (dt) mellan bieggen (18) och radieövergàngens (26B) övergång i rampytan (255) är högst 0,1 mm.

4. Skär enligt något av föregående krav, kä n n e te c k n a t a v, att en vinkel (y) mellan en aktiv huvudegg (16) och bieggen (18) är spetsig och uppgår till åtminstone 85°.

5. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att dess lC-màtt är högst 7 mm.

6. Skär enligt något av föregående krav, kä n n e t e c k n a t a v, att bisläppningsytan (20) begränsas av en första sidobegränsningslinje (21), en andra sidobegränsningslinje (22), en nedre begränsningslinje (23) samt bieggen (18), 10 530 780 10 och att bisläppningsytan (20) befinner sig i ett imaginärt plan som sträcker sig genom den nedre begränsningslinien (23) och bieggen (18).

7. Svarvverktyg, innefattande dels en grundkropp (1) uppvisande ett skärläge (5), dels ett i skärläget lösbart monterat skär (2) innefattande motsatta ovan- och undersidor (13, 14) mellan vilka utbreder sig släppningsytor (19) i anslutning till huvudeggar (16), som möter varandra parvis i hörn (17), närmare bestämt i en hörnvinkei (6) av minst 55° och högst 80°, varvid mellan varje par av huvudeggar är utformad en biegg (18) till vilken ansluter sig en bisläppningsyta (20), och varvid varje släppningsyta (19, 20) bildar en släppningsvinkel (u, ß) med ett tänkt referensplan i rät vinkel mot skärets ovanslda (13), k ä n n e t e c k n at a v, att bisläppningsytans (20) släppningsvinkel (a) är åtminstone 1° större än huvudsläppningsytans (19) släppningsvinkel (ß).