SE536295C2 - Månghörnigt svarvskär med förbättrad spånkontroll - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett månghömigt svarvskär med en skäregg, som inbegripertre deleggar, nämligen en i ett höm belägen nosegg (12) och två mot denna konvergerandehuvudeggar (13), samt spånstyrande flankytor för var och en av deleggarna, nämligen enprimär flankyta (21) belägen bakom noseggen (12) utmed en bisektris (B) mellanhuvudeggama (13), samt ett par sekundära flankytor belägna innanför respektive huvudegg.Enligt uppfinningen är den primära flankytan (21) konvext välvd och avgränsad av enbågformig undre gränslinje (22), som har en mot noseggen vänd apexpunkt (AP) belägenutmed bisektrisen (B) och inbegriper två spegelsymmetriska bågdellinjer, vilka sträcker sigfrån apexpunkten till ett par motsatta ändpunkter belägna utmed en rak referenslinje (RL),som skär bisektrisen i rät vinkel i en mittpunkt (MP) mellan ändpunktema, varvid avståndetmellan mittpunkten och den enskilda ändpunkten är större än avståndet mellan mittpunktenoch apexpunkten. Härjämte minskar den primära flankytans (21) lutningsvinkel i godtyckligavertikala snitt genom mittpunkten från ett största värde i ett snitt utmed bisektrisen (B) till ett minsta värde i ett snitt utmed referenslinjen (RL). Publikationsbild Fig. 9

Description

35 40 45 536 295 innefattar två spetsvinkliga höm med vinkeln 80° och två trubbvinkliga med vinkeln l0O°. På så sätt erhålls en slä nin svinkel e om 5° mellan skäret och den enererade än å ämnet.

PP g g P I Fig. 2-4 betecknar CE en skäregg, som har en positiv skärgeometri och är avgränsad mellan en spånyta CS och en släppningsyta CLS. Ytorna CS och CLS möter varandra i en spetsig vinkel, varför skäreggens spånvinkel RA blir mindre än 90°. I exemplet uppgår RA till ca. l5°_ En såsom upplagsyta användbar ovansida SS övergår via en gränslinje BL i en flankyta FS, som lutar nedåt mot en botten B, vilken bildar en övergång mot spånytan CS. Avståndet mellan gränslinjen BL och skäreggens CE egglinje är beteeknat L. En av skäreggen CE avskild spåna illustreras sehematiskt i form av en båglinje CH.

Vid all form av spånavskiljande bearbetning i metall, inklusive svarvning, gäller regeln att spånan ”föds krokig”, dvs. omedelbart efter avskiljningsögonblieket erhåller spånan en inneboende strävan att krökas. Formen hos spånan, bl.a. dess krökningsradie, bestäms av ett flertal faktorer av vilka de viktigaste i samband med svarvning utgörs av verktygets matning, skäreggens spånvinkel och det aktuella skärdjupet. Efter avskiljningen rör sig spånan i rät vinkel mot varje inflnitesimal del av skäreggen. Om skäreggen är rak blir spånan därför tvårsnittsvis platt eller rektangulär, men om densamma är helt eller delvis bågfomrig blir även spånan tvärsnittsvis helt eller delvis bågformig.

I Fig. 2 visas hurusom spånan CH formas utan att träffa flankytan FS. Detta innebär att spånan utvecklas på ett okontrollerat sätt utan att alls styras. En dylik spåna ringlar sig oftast till en lång, telefonsladdliknande skruvformation, som bl.a. kan träffa den genererade ytan i ämnet, trassla in sig i verktyget och/eller maskinen, och stundom även utgöra en skaderisk för omgivningen. I exemplet enligt Fig. 2 är nivåskillnaden H1 mellan upplagsytan SS och skäreggen CE - eller flankytans FS höjd över skäreggen CE - i förhållande till avståndet L alltför liten för att spånan skall komma i kontakt med flankytan 50 55 60 65 70 535 295 FS. Det kan även sägas att flankytan FS är belägen på ett alltför stort avstånd från skäreggen CE för att träffas av spånan med den aktuella krökningsradien.

I F ig. 3 visas ett skär, i vilket nivåskillnadcn H2 mellan upplagsytan SS och skäreggen CE (= flankytans höjd) är betydligt större än i föregående exempel, varvid flankytan FS sluttar tämligen brant ned mot övergången B mot spånytan CS. Detta betyder att spånan CH kommer att dyka in med stor kraft mot flankytan, närmare bestämt i ett undre område av denna. Resultatet härav blir att stora mängder värme utvecklas i kontaktområdet, samtidigt som skäret blir trögskärande. Dessutom kan materialet i spånan lätt kleta fast mot flankytan FS till och med ända upp till upplagsytan SS. Efter viss tids användning uppstår även förslitningsskadori flankytan. Ej heller utförandet enligt Fig. 3 ger därför någon god spånkontroll.

I Fig. 4 visas ett utförande, i vilket förutsättningarna för en god spånkontroll är betydligt förbättrade. I detta fall är flankytans höjd, dvs. nivåskillnaden H3 mellan upplagsytan SS och skäreggen CE, så vald att spånan CH kommer att varsamt träffa flankytan FS i ett övre område närmast upplagsytan SS. På så sätt reduceras värmeutvecklingen och tendensema till fastkletning, varigenom skärets lättskärande egenskaper bibehålls. Till den måttliga värrneutvecklingen bidrar icke blott det faktum att spånan träffar flankytan F S med måttlig kraft, utan även det faktum att avståndet mellan skäreggen och spånans träffpunkt mot flankytan är större än i F ig. 3, varigenom temperaturen i den heta spånan hinner reduceras ytterligare. Då nivåskillnaden mellan upplagsytan och skäreggen väljs på ett optimalt sätt, såsom visas i Fig. 4, skapas sålunda en god spånkontroll.

En stor skillnad mellan en skärcgg med positiv skärgcometri enligt ovan och en skäregg med negativ skärgeometri, är att den förstnämnda lyfter ut spånan genom att kilas in mellan denna och den genererade ytan, medan den sistnämnda skjuter spånan framför sig 75 80 85 90 535 255 under avskj uvning av densamma. Generellt blir positiva skäreggar därför mer lättskärande än negativa och alstrar spånor med större krökningsradier än de sistnämnda.

Teknikens ståndpunkt Inom tekniken för svarvning är det ofta önskvärt att kunna använda ett och samma skär för grov-, medium- och finsvarvning, under em ående av god spånkontroll oavsett det aktuella skärdjupet. Av detta skäl har det utvecklats en mängd olika svarvskär av ingressvis angivet slag, dvs. skär som inbegriper dels en primär spånstyrande flankyta belägen bakom den enskilda noseggen, dels två sekundära flankytor belägna innanför de två huvudeggar, som löper samman i noseggen. Exempel på dylika svarvskär är dokumenterade i US 5372463, US 5743681 och US 7374372.

Trots alla utvccklingsförsök har emellertid de tidigare kända svarvskärcn medioker allsidighet med avseende på förmågan att säkerställa god spånkontroll under alla de varierande operationsförhållanden, som är tänkbara. Sålunda kan vissa skär ge acceptabla resultat då skärdj upet är litet och matningen måttlig (= tunn spåna), men dåliga resultat då såväl skärdjupet som matningen ökas (= kraftigare spåna). Andra svarvskär lämpar sig för grovsvarvning med stora skärdjup och stor matning, men ej för finsvarvning. Denna brist på allsidighet blir särskilt besvärande då skärdjupet varierar under en och samma arbetsoperation.

I skäret cnligt US 5372463 ingår den primära flankytan i en ytterst smal, avlång tunga, som sträcker sig utmed bisektrisen mellan två huvudeggar. Den primära flankytans litenhet innebär att tunna spånor vid små skärdjup riskerar att passera flankytan utan att träffa denna.

Skäret enligt US 5743681 inbegriper en primär flankyta, som i och för sig är tillräckligt bred för att spånan med säkerhet skall träffa densamma. I syfte att ytterligare förstärka denna 95 100 105 110 115 538 255 säkerhet är flankytan utförd med en konkav form. Så snart skärdj upet blir påtagligt större än nosens radie (= ökande spånbredd) kommer emellertid den ena av den primära flankytans ändar att störa spånforrnningen genom att partiellt påtöra spånan krafter, som tenderar att deformera densamma alltför abrupt. Ej heller skäret enligt US 5372463, som bygger på användningen av en bönliknande knast bakom noseggen, ger någon universellt god spånkontroll. Även om en tunn och smal spåna till äventyrs skulle fångas upp i det centrala spår, som löper i knastens längdutsträckning, kommer knastens skäligen höga sidoytor att störa spånformningen så snart skärdjupet ökar.

Uppfinningens syflen och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda brister hos tidigare kända svarvskär, och skapa ett förbättrat svarvskår. Ett primärt syfte med uppfinningen är sålunda att skapa ett svarvskär, som ger god spånkontroll icke blott vid finsvarvning med minimala skärdjup, utan även vid alla andra, eventuellt varierande skärdjup upp till det maximala. I synnerhet skall spånan kunna styras på ett varsamt sätt även om densamma under en och samma bearbetningsoperation skulle variera i bredd. Ett ytterligare syfte är att skapa ett svarvskär, som låter sig tillverkas på ett enkelt och prisbilligt sätt, icke blott i enkelsidiga utföranden utan även dubbelsidiga.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet genom att den primära flankytan är konvcxt välvd och avgränsad av en bågformig undre gränslinje, som har en mot noseggen vänd apexpunkt belägen utmed bisektrisen och inbegriper två spegelsymmetriska bågdellinjer, vilka sträcker sig från apexpunkten till ett par motsatta ändpunkter belägna utmed en rak rcferenslinje, som skär bisektrisen i rät vinkel i en mittpunkt mellan ändpunkterna, varvid avståndet mellan mittpunkten och den enskilda ändpunkten är större än avståndet mellan mittpunkten och apexpunkten, varjämte den primära flankytans 120 125 130 135 140 535 255 lutningsvinkel i godtyckliga vertikala snitt genom mittpunkten minskar från ett största värde i ett snitt utmed bisektrisen till ett minsta värde i ett snitt genom den enskilda ändpunkten.

Genom denna utformning av den primära flankytan säkerställs en god spånkontroll icke blott för sådana tunna spånor som erhålls vid finsvarvning, utan även för bredare spånor som erhålls vid större skärdjup. Sålunda erbjuder den primära flankytan en god spånkontroll för smala och lättböjda spånor utan att densamma försämrar cllcr stör spånkontrollcn, då spånans bredd och styvhet växer.

I ett utförande av uppfinningen är den primära flankytans största lutningsvinkel minst dubbelt så stor som den minsta. I praktiken bör den största lutningsvinkeln ej överskrida 50°, ty i annat fall blir spånans kontakt med flankytan alltför hård och abrupt. Å andra sidan bör den minsta vinkeln ej underskrida 5°. Om nämligen den minsta vinkeln vore mindre skulle flankytans spånstyrande verkan försämras eller gå förlorad. l ett annat utförande - då skäret är vändbart - är den primära flankytan utformad på en solitär knast, som är skild från ett bakomvarande land, i vilkct dc sekundära flankytorna ingår.

En fördel med detta utförande är att knasten under drifi kan förslitas utan att föranleda fastkletning av metall på en plan stödyta ingående i det bakomvarande landet. När skäret vänds bibehåller stödytan sin planhet och säkerställer därför en stabil uppläggning av skäret.

Att utforma den primära flankytan på en solitär knast förenklar dessutom skärets pressning, då skäret utförs i hårdmetall.

Då den primära flankytan utformas på en solitär knast föreslås att knasten ges en oval, kalottartad form, närmare bestämt genom att avgränsa densamma icke blott medelst en framåt mot noscggcn vänd, primär flankyta, utan även cn konvcxt välvd baksida. På så sätt motstår knasten även nötning föranledd av jämförelsevis breda spånor, som ju samtidigt träffar, och styrs av, såväl knasten som en sekundär flankyta på det bakomvarande landet. 145 150 155 160 535 255 Den ovala, avlånga knastens utsträckning mellan motsatta ändpunkter kan med fördel vara åtminstone 30% större än dess utsträckning utmed bisektrisen. På så sätt säkerställs att den primära flankytan på ett tillförlitligt sätt träffas av tunna och smala spånor även om spånflödesriktningen skulle deviera från bisektrisen.

I ett föredraget utförande är knasten belägen under ett tänkt plan, i vilket skärets egglinje är lokaliserad. På så sätt motverkas överdriven värmeutveckling och fastklctning av material på knasten, samtidigt som oljud undviks.

I ett ytterligare utförande, som exemplifieras på ritningama, minskar en spänvinkel mellan spånytan och ett med ovansidan parallellt referensplan successivt från ett största värde utmed bisektrisen till ett minsta värde i ett snitt utmed den tvärställda referenslinj en. En trubbig dalvinkel mellan den primära flankytan och den omgivande spånytan ökar härvid från ett minsta värde i ett snitt utmed bisektrisen till ett största värde i ett snitt utmed sagda referenslinje, närmare bestämt proportionellt mer än enbart av den ökning, som föranleds av den successiva minskningen av den primära flankytans lutningsvinkel. På så sätt kombineras på ett optimalt sätt skärets förmåga att distinkt styra tunna och smala spånor (= minimalt skärdjup) med förmågan att styra bredare spånor (= större skärdjup) på ett varsamt sätt.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningama är, förutom ovan berörda Fig. 1-4: F ig. 5 en perspektivvy av ett skär enligt uppfinningen, Fig. 6 en planvy uppifrån av skäret enligt Fig. 5, 165 170 175 180 185 Fig Fig Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

F ig.

Fig.

Fig.

Fig. 536 295 . 7 en sidovy av samma skär, . 8 en förstorad detaljvy av ett spetsigt hörn på skäret betraktat uppifrån, 9 en dctaljvy visande en i skärets nos ingående knast, i ytterligare förstorad skala, 10 en sehematisk planvy visande geometriska data hos enbart själva knasten, 11 ett ytterligare förstorat snitt med uppgift att definiera en vinkel ot mellan en i knasten ingående primär flankyta och ett referensplan, 12-15 fyra olika snitt Xll-Xll, Xlll-Xlll, XlV-XlV, XV-XV, i Fig. 9, 16 en perspektivvy visande skäret under bearbetning av ett roterande arbetsstycke, 17 en förstorad, perspektivisk detaljvy visande en spåna, som bildas då skärdjupet är litet, 18 en sehematisk bild visande spånflödesriktningen i Fig. 17, och 19-22 mot Fig. 17 och 18 svarande bilder visande spånformningen vid två ytterligare, större skärdj up.

Innan uppfinningen beskrivs närmare må uppmärksamheten riktas på en liknelse, som stundom används inom faekmannakretsar för att klargöra det faktum att spånor med olika bredd/tjocklek har olika böjlighet. En tunn och smal spåna kan sålunda liknas vid ett klent grässtrå, medan en kraftig spåna kan liknas vid ett styvt vassrör. Likt grässtrået låter sig den tunna spånan utan nämnvärd svårighet böjas därest densamma törs mot ett hinder i form av en närliggande, brant lutande flankyta, medan en kraftig, vassrörsliknande spåna skulle öve rbrytas; något som ger hög ljudnivå, stora skärkrafter, kort livslängd samt stor värmeutveckling med ty åtföljande fastkletning. 190 195 200 205 535 295 Detaljerad beskrivning av svarvskäret enligt uppfinningen Nu hänvisas till Fig. 5-7, av vilka framgår att skäret 4 har en polygonal grundform och innefattar en ovansida Sa och en undersida Sb. I det visade, föredragna utförandet är skäret dubbelsidigt såtillvida att ovan- och undersidorna är identiska. Av detta skäl kommer fortsättningsvis endast ovansidan Sa att beskrivas i detalj.

I ovansidan Sa ingår ett flertal, närmare bestämt fyra land 6, som var for sig inbegriper en plan yta 7, vilken tjänar som stödyta dä skäret vänds upp och ned och appliceras i ett säte i verktygshållaren 3 (se Fig. l). De fyra stödytoma 7 är belägna i ett gemensamt plan, varvid ovan- och undersidoma Sa, Sb, sådana dessa definieras av stödytomas plan, är dels parallella med varandra, dels med ett refcrensplan RP (se Fig. 7), som i detta fall bildar ett neutralplan mitt emellan ovan- och undersidoma. Den enskilda stödytan 7 har en V-forrnig konturforrn och avgränsas av en ändlös gränslinje 8. l exemplet är skäret rombiskt och inbegriper fyra höm J l , J2, _13 och J4, vilka är parvis motsatta varandra. Vid hömen J l , J2 är skäret spetsvinkligt, medan hömen J3, J4 är trubbvinkliga. Ehuru hömvinklarna kan variera är spetsvinklarna i detta fall 80° och trubbvinklarna l00°. Mellan ovan- och undersidoma Sa, Sb utbreder sig en runtomgående släppningsyta, vilken inbegriper ett flertal delytor, nämligen dels fyra plana delytor 9, som var for sig löper mellan ett par höm, dels fyra konvexa delytor l0, vilka är belägna i hömen och bildar övergångar mellan de närbelägna, plana släppningsdclytoma 9. I Fig. 6 betecknar B tänkta bisektriser mellan hömen J 1 och J2 resp. 13 och J4. En inskriven cirkel av det slag som traditionellt används fór att storleksklassificera skär är betecknad IC. I praktiken kan IC- mâttet fór det aktuella skäret ligga inom området 6-25 mm. Skärets tjocklek t (se Fig. 7), sådan denna definieras som avståndet mellan planen for de motsatta stödytoma 7, är i praktiken mindre än hälften av skärets IC-mått. 210 215 220 225 230 535 255 10 Utmed den enskilda ovan- resp. undersidan är utformade fyra skäreggar, vilka är generellt betecknade 1 1 och vilka var och en inbegriper tre deleggar, nämligen en nosegg 12 och två mot denna konvergerande huvudeggar 13. Den huvudsakliga spånavskiljningen, åtminstone vid påtagliga skärdjup, ombesörjs av den enskilda huvudeggen 13, medan den gemensamma noseggen 12 har till uppgift att operera vid små skärdjup och att avstryka den genererade ytan oavsett vilken av de båda huvudeggama som är verksam. Då skäret används i en och samma verktygshållare 3 (se Fig. 1) utnyttjas endast skäreggama vid de spetsvinkliga hömen J1, 32.

Av Fig. 5-7 framgår vidare att skäret inbegriper ett centralt, genomgående hål 14, vars geometriska centrumaxel är beteeknad C. Det är axiomatiskt att de båda hömen J 1 och 12 är ekvidistant åtskilda från centrumaxeln. Även de radiella avstånden mellan centrumaxeln C och de båda hömen 13, J4 är lika stora, ehuru mindre än avstånden till hömen J 1, J2.

Omedelbart innanför den runtomgående släppningsyta, som inbegriper släppningsdclytoma 9, 10, löper en runtomgående spånyta generellt betecknad 15. På gängse sätt avgränsas skäreggens deleggar 12, 13 mellan å ena sidan spånytan 15 och å andra sidan släppningsdelytoma 9, 10 (varvid en egglinje och eventuellt en fórstärkningsfas bildar en övergång mellan ytoma). Det enskilda landet 6 är utformat med ett par flankytor 16, vilka löper ungefär parallellt med de båda raka huvudeggama 13. Dessa flankytor 16 övergår i en gemensam bröstyta 17. Såväl flankytoma 16 som bröstytan 17 övergår i den omgivande spånytan 15 via s.k. radieövergångar, dvs. konkavt välvda ytpartier, som bildar en rännliknande botten 18 (se även Fi g. 12). Såväl flankytoma 16 som bröstytan 17 sluttar nedåt från den övre gränslinje 8, som avgränsar stödytan 7, till en undre gränslinje 19, där sagda ytor övergår i radieövergången eller rännbottnen 18. 235 240 245 250 255 536 295 11 Mellan noseggen 12 och det bakomvarande landet 6 är, i det visade, föredragna utförandet, utformad en solitär knast 20, i vilken ingår en flankyta 21, som är vänd framåt mot noseggen 12. För att särskilja de olika flankytoma benämns ytan 21 fortsättningsvis ”primär flankyta”, medan flankytorna 16 benämns ”sekundära flankytor”. I det visade exemplet, då knasten 20 är åtskild fi°ån landet 6, bildar bröstytan 17 en ”tertiär flankyta”.

Föreliggande uppfinning grundar sig på den unika formen hos den primära flankyta 21 . som i detta fall ingår i knasten 20. För att i detalj klargöra utformningen av denna flankyta 21 hänvisas nu till Fig. 10-15.

Såsom framgår av Fig. 9 och 10 är knasten 20 avgränsad av en undre, ändlös gränslinj e 22, utmed vilken densamma övergår i en omgivande ränna eller radieövergång 23, som i sin tur delvis omges av den del av spånytan 15, som forefinns närmast noseggen 12.

Knasten 20 är i sin helhet kalottartad, vilket innebär att icke blott den primära flankytan 21 utan även en baksida 24 på densamma erhåller en konvext välvd form. Betraktad ensam i planprojektion (Pig. 10") har knasten en oval, ellipsliknande (ehuru ej genuint elliptisk) konturfonn. Närmare bestämt har den ovala gränslinj en 22 en framåt mot noseggen vänd apexpunkt AP, vilken är belägen utmed bisektrisen B. Från apexpunkten AP sträcker sig två spegelsymmetriska bågdellinjer 22a fram till två motsatta ändpunkter EP. Dessa ändpunkter EP är belägna utmed en referenslinje RL, som skär bisektrisen B i rät vinkel, närmare bestämt i en mittpunkt MP, som är belägen mitt emellan ändpunktema EP. Med andra ord är den avlånga knasten - och därmed den primära flankytan 21 - tvärställd relativt bisektrisen B. l likhet med den främre, primära flankytan 2l avgränsas knastens baksida 24 av två bågdcllinjer 22b. Dessa sträcker sig från ändpunktema EP till en gemensam skärningspunkt CP belägen utmed bisektrisen B. Det skall observeras att knasten har sin största längdutsträckning Ll mellan ändpunktema EP och sin minsta utsträckning L2 mellan 260 265 270 275 536 295 12 apexpunkten AP och skämingspunkten CP. Vidare skall noteras att den primära flankytan 21 har en pilhöjd HA] (= avståndet mellan AP och MP), som är större än pilhöjden HA2 för den båglinje som avgränsar baksidan 24. Detta innebär att knastens profilform är å ena sidan osymmetrisk i förhållande till referenslinjen RL, men å andra sidan spegelsymmetrisk med avseende på bisektrisen B, i det att avstånden HAS från mittpunkten MP till ändpunkterna EP är lika stora.

I likhet med knastens framåt vända flankyta 2l kan dess baksida 24 vara välvd och utformad så att infinitesimala lutningsvinklar minskar från ett största värde utmed bisektrisen B till ett minsta värde utmed ovannämnda referenslinj e RL.

För att klargöra knastens topografiska forrn eller kalottform hänvisas först till Fig. 11 och därefter till Fig. 12-15. l F ig. 11 visas allmänt hurusom den konvexa flankytan 21 övergår i den konkava radieövergången 23 via gränslinjen 22. En linje TL utmed vilken gränslinjen 22 är belägen, bildar en tangent, som är gemensam för såväl den konvexa ytan som den konkava.

Denna tangent TL bildar en vinkel a med förutnämnda referensplan RP. Såsom kommer att framgå av Fig. 12-15 definierar vinkeln ot den primära flankytans 21 lutning i olika snitt genom knasten.

I Fig. 9 är inlagda fyra vertikala snitt, som har en jämn delning om 30” och genomskär knastens 20 mittpunkt MP, närmare bestämt ett första snitt XII-XII utmed bisektrisen B, två mcllansnitt XIII-XIII och XIV-XIV, samt ett fjärde snitt XV-XV utmed rcferenslinjen RL.

Såsom framgår av en jämförelse mellan Fig. 12-15 har den primära flankytans 21 lutningsvinkel ett största värde a, i snittet XII-XII för att successivt minska till ett minsta värde om i snittet XV-XV. I det konkreta exemplet uppgår a; till 44°, ot; till 41°, u; till 3 l° och (m4 till l7°. 280 285 290 295 300 536 295 13 I Fig. 12-15 betecknar y en spånvinkel, som definierar spånytans 15 lutning relativt ett tänkt referensplan RPO, vilket är parallellt med referensplanet RP och i vilket skäreggens 11 egglinje är belägen. Mellan spånytan 15 och den primära flankytan 21 bildas en trubbig vinkel ß, som fortsättningsvis benämns dalvinkel. Redan till följd av det faktum att flankvinkeln a minskar från ett största värde a; till ett minsta (14, kommer denna dalvinkel att öka från ett minsta värde ß 1 utmed bisektrisen B till ett största värde ß4 utmed rcfercnslinj en RL. En dylik ökning av dalvinkeln skulle erhållas även om spånvinkeln y vore konstant utmed skäreggen.

Såsom emellertid framgår av Fig. 12-15 minskar även spånvinkeln y successivt från ett största värde i snittet XII-XII till ett minsta värde i snittet XV-XV. I exemplet uppgår y 1 till 18,2°, y; till 17,7°, y; till 15,3° och y4 till 8,5°. Genom denna successiva minskning av spånvinkeln y accentueras ökningen av den trubbiga dalvinkeln ß. Med andra ord ökar dalvinkeln ß proportionellt mer än enbart av den ökning, som föranleds av den successiva minskningen av den primära flankytans lutningsvinkel a. I exemplet uppgår sålunda ß; till ca. l18°, ß; till 1z1°, ß, nu 134° och ß., nu 1559 Uttryckt i ord kan den primära flankytan 21 sägas ha sin brantaste lutning i snittet XII- XII, dvs. omedelbart bakom noseggen 12, varefter densamma blir flaekare och flaekare fram till snittet XV-XV. I det sistnämnda snittet är icke blott flankytan 21 utan även spånytan 15 tlackast, dvs. lutar minimalt. Dalens V-form, sådan denna definieras av vinkeln ß, är sålunda tämligen djup omedelbart bakom noseggen 12 för att därefter successivt bli allt grundare i riktning mot snittet XV-XV.

Av Fig. 12-15 framgår vidare att den kalottformiga knasten 20 är i sin helhet belägen under det plan RPO, i vilket skärets egglinjc är lokaliserad. I detta sammanhang hänvisas även till Fig. 7, av vilken framgår att landens 6 plana stödytor 7 är belägna något ovanför egglinjen på skäret. Detta innebär att nivåskillnaden mellan stödytorna 7 och knastamas 20 högsta 305 310 315 320 325 535 2.95 14 punkt eller topp är ännu större än nivåskillnaden mellan planet RPO och knastens högsta punkt. Genom att sänka ned knastens topp under planet RPO motverkas dels värrneutveckling med ty åtföljande fastkletning av metall på knasten, dels störande oljud under svarvningsoperationen.

I praktiken kan ovannämnda flankvinklar til-oc; variera inom tämligen vida gränser.

Dock bör den största flankvinkeln ou vara minst dubbelt, och högst tio gånger, så stor som dcn minsta (14, varvid den största vinkeln ai ej bör överskrida 50°. Ej heller bör den minsta flankvinkeln (14 underskrida 5°. Med fördel är m 5-8 gånger större än (14.

Begreppet ”konvext välvd” sådant detta används i denna beskrivning och efterföljande patentkrav, hänför sig i första hand till den primära flankytans krökning i sidled. dvs. såtillvida att godtyekliga, utmed ytan tänkta generatriser, som är parallella med den undre gränslinj en 22, är bågforrniga. Däremot kan generatriser dragna från den undre gränslinj en mot knastens topp vara antingen bågformiga eller raka. Såsom bäst framgår av Fig. l I är flankytan 21 i det cxemplifierade utförandet välvd i två koordinatriktningar genom att just generatriser från gränslinj en 22 och uppåt är bågfonniga. Inom ramen för uppfinningen kan flankytan 21 även vara konliknande med raka generatriser dragna uppåt från den undre gränslinj en 22. I det sistnämnda fallet kan knastens topp utgöras av en plan yta i likhet med en stympad kon, och ej av en kalottformig topp, såsom visas i exemplet.

Det må även nämnas att dalvinkcln (ej visad) i ett snitt utmed den enskilda sekundära flankytan 16 föga skiljer sig från dalvinkeln [54 (se F ig. 15). Sålunda uppgår flankytans 16 lutningsvinkel i exemplet till ea. l7° samtidigt som spånvinkeln i samma snitt uppgår till l0°.

Detta innebär att dalvinkcln innanför den enskilda huvudeggen uppgår till 153° (att jämföras med l55° i snittet XV-XV). 330 335 340 345 350 535 295 15 Uppfinningens funktion och fördelar Nu hänvisas till Fig. 16-22, som i partiella perspektivvyer illustrerar tre olika fall av svarvning, nämligen fmsvarvning, mcdiumsvarvning och grovsvarvning med hjälp av skäret enligt uppfinningen. 1 F ig. 16 visas skäret 4 generellt under svarvning av arbetsstycket 2, vilket roteras i rotationsriktningen R samtidigt som tillhörande verktyg (se Fig. 1), i vilket skäret är monterat, längdmatas i pilcns F riktning. Härvid avskiljs en spåna CH under generering av en slät, bearbetad yta S med cylindrisk form. 1 Fig. 17 och 18 illustreras finsvarvning, under vilken skärdjupet ap är minimalt. Om det antas att skärets nosradie uppgår till 0,8 mm uppgår även skärdjupet ap i exemplet till 0,8 mm, dvs. nosradien och skärdjupet är lika stora. All spånavskiljning sker därför med hjälp av nosradien, medan huvudeggen 13 är inaktiv. Under finsvarvning väljs vanligen en måttlig matning. Detta innebär att den genererade spånan CH blir tunn och smal. Omedelbart efter avskiljningen ur arbetsstycket rör sig spånan i riktning av pilen Gl (se Fig. 18), dvs. rakt bakåt i riktning av förutnämnda bisektris B. I och med att spånan är tunn och smal blir densamma lättböjlig (jfr. grässtrået). Tack vare sin böjlighet kan spånan utan problem dyka ned i den tämligen djupa dalen i snittet XII-XII (se Fig. 12) och träffa den primära flankytan 21 mycket snabbt efter avskiljningsögonblicket. Detta innebär att den tunna spånan böjs ungefär på det ideala sätt som visas i Fig. 4. Sedan spånan passerat den primära flankytan rullas densamma ihop och bryts sönder mot sig själv. Genom att den ovala knasten har sin längdutsträckning tvärställd relativt bisektrisen kommer spånan att träffa den primära flankytan 21 med stor tillförlitlighet även om spånflödesriktningen skulle deviera något från bisektrisen.

I Fig. 19-20 visas skäret under mediumsvarvning. Här är skärdjupet ap större än skärdjupet i det första fallet, närmare bestämt ungefär dubbelt så stort (= 1,6 mm). Vid 355 360 365 370 535 295 16 mediumsvarvning ökas vanligtvis även matningen. Detta innebär att spånan blir bredare och tjockare än spånan i Fig. 17. Samtidigt förändras spånflödesriktningen G2 i och med att spånan avskiljs icke blott av den bågformiga noseggen 12 utan även av ett parti av den anslutande, raka huvudeggen 13. Detta innebär att spånan kommer att träffa dels knastens 20 flacka sidoparti (se Fig. l5), dels den främre bröstytan 17 på landet 6. Lutningsvinkeln på denna bröstyta 17 (ej visad) är ungefär lika stor som ou enligt Fig. 15. Även vid mediumsvarvning enligt Fig. 19-20 rullar spånan CH ihop sig, men i detta fall styrs densamma åt sidan för att träffa en släppningsyta 9 och brytas sönder mot denna.

I Fig. 21-22 visas grovsvarvning med ett skärdjup ap, som är avsevärt större än de tidigare exemplifierade skärdjupen. I exemplet antas skärdjupet ap uppgå till 5 mm. I detta fall har spånflödesriktningen G3 förändrats, så att densamma är näst intill vinkelrät mot huvudeggen 13. Dessutom kan matningen vara tämligen hög. Detta innebär att spånan CH blir avsevärt kraftigare och styvare (jfr. vasstrået) än de tidigare visade spånoma. För att en dylik, relativt styv spåna ej skall dyka in i den aktuella flankytan med stor kraft och stor värmeutveckling (jfr. Fig. 3), bör densamma träffa flankytor som lutar måttligt. Det visade, uppfinníngsenliga skäret säkerställer att större delen av spånan CH (enligt Fig. 21) kommer att träffa flank- och bröstytoma 16, 17 på landets 6 ena sida samtidigt som knasten 20, tack vare sin flacka form utmed sidan, erbjuder en varsamt verkande träffyta för det parti av spånytan, som träffar knasten.

Av det ovanstående torde framgå att det beskrivna skäret erbjuder optimal spånkontroll icke blott för tunna spånor vid finsvarvning, utan även för vilka som helst skärdjup. Sålunda kan den primära flankytan på knasten erbjuda en effektiv spånkontroll för smala och lättböj da spånor, utan att knasten försämrar eller stör spånkontrollen, då spånans bredd och styvhet växer. 375 380 385 390 535 295 17 I detta sammanhang skall påpekas att spånbredden ej nödvändigtvis är konstant.

Sålunda kan spänbredden - om ämnets yta är ojämn - variera intermittent under en och samma svarvningsoperation.

Ehuru den i enlighet med uppfinningen utförda knasten och dennas primära flankyta ovan beskrivits enbart i samband med de spetsiga hömen J l , J2 är analoga knastar även anordnade i dc trubbiga hömen J3, J4. Ehuru de bakomvarande landcn 6 här har en öppnare V-form än de tidigare beskrivna, fungerar knastarna i trubbhömen på samma sätt som de tidigare beskrivna vid de spetsiga hömen.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad enbart till det ovan beskrivna och på ritningama visade svarvskäret. Ehuru skäret i det föredragna utförandet är dubbelsidigt, dvs. inbegriper identiska ovan- och undersidor, kan detsamma även utföras enkelsidigt, dvs. med en eller flera skäreggar enbart i ovansidan. Vidare kan skäret utföras utan eentrumhål för att spännas fast i verktyget medelst andra medel än just en skruv. Vidare skall påpekas att den beskrivna, primära flankytan ej nödvändigtvis måste vara utformad på en från ett bakomvarande land åtskild, solitär knast. Sålunda kan det land, som inbegriper två sekundära flankytor för skärets huvudeggar, smalnas av och förlängas i riktning framåt mot nosen och utformas med den primära flankytan på förlängningen.

Claims (10)

400 405 410 415 536 295 18 PATENTKRAV

1. Månghömigt svarvskär innefattande: en med ett referensplan (RP) generellt parallell ovansida (Sa), en undersida (Sb), och ett flertal släppningsytor (9, 10) mellan dessa; en åtminstone utmed ovansidan (Sa) utformad skäregg (l 1), som inbegriper tre deleggar, nämligen en i ett höm (Jl-J4) belägen nosegg (12) och två mot denna konvergerande huvudeggar (13), vilka var för sig är utformade mellan en spånyta (15) och en släppningsyta (9, 10); samt spånstyrande flankytor för var och en av deleggarna, nämligen en primär flankyta (21) belägen bakom noseggen (12) utmed en bisektris (B) mellan huvudeggama (13), och ett par sekundära flankytor (16) belägna innanför respektive huvudegg (13), varvid den enskilda flankytan (16, 21) lutar i riktning uppåt från en undre gränslinje (19, 22), kännetecknat därav, att den primära flankytan (21) är konvext välvd och avgränsad av en bågformig undre gränslinje (22), som har en mot noseggen (12) vänd apexpunkt (AP) belägen utmed bisektrisen (B) och inbegriper två spegelsymmetriska bågdellinjer (22a), vilka sträcker sig från apexpunkten (AP) till ett par motsatta ändpunkter (EP) belägna utmed en rak referenslinje (RL), som skär bisektrisen (B) i rät vinkel i en mittpunkt (MP) mellan ändpunktema (EP), varvid avståndet (HA3) mellan mittpunkten (MP) och den enskilda ändpunkten (EP) är större än avståndet (HAl) mellan mittpunkten (MP) och apexpunkten (AP), och att den primära flankytans (21) lutningsvinkel (a) i godtyckliga vertikala snitt genom mittpunkten (MP) minskar från ett största värde i ett snitt (XII-XII) utmed bisektrisen (B) till ett minsta värde i ett snitt (XV-XV) genom den enskilda ändpunkten (EP).

2. Svarvskär enligt krav 1, kännetecknat därav, att den primära flankytans (21) största lutningsvinkel (al) är minst dubbelt så stor som den minsta (en).

3. Svarvskär enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att den primära flankytans största lutningsvinkel (al) uppgår till högst 50°. 420 425 430 435 440 536 295 19

4. Svarvskär enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den primära flankytans minsta lutningsvinkel ((14) uppgår till minst 5°.

5. Svarvskär enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den primära flankytan (21) är konvext välvd, icke blott i plan, som är parallella med sagda referensplan (RP), utan även i plan, som är vinkelräta mot referensplanet.

6. Svarvskär enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den primära flankytan (21) ingår i en solitär knast (20), som är åtskild från ett land (6) i vilket de båda sekundära flankytoma (16) ingår.

7. Svarvskär enligt krav 6, kännetecknat därav, att knasten (20) har en oval, kalottartad form genom att avgränsas av icke blott den mot noseggen (12) vända, primära flankytan (21), utan även en i likhet med denna konvext välvd baksida (24).

8. Svarvskär enligt krav 7, kännetecknat därav, att knastens (20) utsträckning (Ll) mellan nämnda ändpunkter (EP) är åtminstone 30% större än dess utsträckning (L2) utmed bisektrisen (B).

9. Svarvskär enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att en spånvinkel (y) mellan spânytan (15) och ett med ovansidan parallellt referensplan (RP) successivt minskar från ett största värde (y1) utmed bisektrisen (B) till ett minsta värde (74) i ett snitt utmed den tvärställda referenslinjen (RL), varvid en trubbig dalvinkel (ß) mellan den primära flankytan (21) och den omgivande spânytan (15) ökar från ett minsta värde ([31) i ett snitt utmed bisektrisen (B) till ett största värde ([54) i ett snitt utmed sagda referenslinje (RL), närmare bestämt proportionellt mer än enbart av den ökning, som föranleds av den successiva minskningen av den primära flankytans (21) lutningsvinkel (a). 535 295 20

10. Svarvskär enligt något av kraven 6-9, kännetecknat därav, att knasten (20) är belägen under ett tänkt plan (RPO), i vilket skärets egglinje är lokaliserad.