SE536343C2 - Fräsverktyg jämte dubbelsidigt indexerbart frässkär - Google Patents

Description

40 45 50 55 60 536 343 av att det material, som skall avskiljas, skjuts framför skäret i rotationsriktningen, snarare än att lyftas ut genom kilverkan, såsom fallet är med positiva skäreggar. Nackdelar med tidigare kända dubbelsidiga frässkär med rund grundform är därför bland annat att spånfomtningen kan bli svårbemästrad och att fräsningsoperationema alstrar hårda och höga ljud; något som skapar dålig arbetsmiljö i den aktuella maskinparken. En brist hos tidigare kända fräsverktyg med runda, dubbelsidiga skär är dessutom att rampningsoperationer ej låter sig framgångsrikt genomföras i och med att skärets mantelyta, till följd av skärets negativa intippningsläge, kommer att kollidera med den genererade ytan så snart verktyget påförs en påtaglig axiell matning förutom den traditionella translatoriska i plan, som är vinkelräta mot verktygets rotationsaxel.

Terminologi Innan uppfinningen beskrivs ytterligare skall, för att skapa begreppsmässig tydlighet, klargöras vissa grundläggande begrepp, som är vitala för uppfmningens förståelse, och som kan variera i beroende av om de enbart hänför sig till verktygsgrundkroppens respektive skärets fofln eller till dess funktioneri arbete. Då ett särdrag exempelvis beskrivs såsom "nominellt" hänför sig detsamma enbart till skäret som sådant, dvs. utan koppling till verktygsgrundkroppen, men om detsamma benämns "funktionellt" hänför sig detsamma till vcrktygcts sammansatta tillstånd, dvs. med skäret monterat i grundkroppens säte. Begreppet "spånsida" avser vilken som helst ände på skäret, mellan vilka en runtomgående mantelyta utbreder sig. Den enskilda spånsidan kan antingen bilda en ovansida eller en undersida i sitt monterade tillstånd i grundkroppens säte. I varje spånsida ingår ett flertal delytor närmast varje skäregg. Dessa delytor benämns fortsättningsvis "spånytor". Vidare hänför sig begreppet "släntvinkel" till den vinkel, i vilken vart och ett av två i den enskilda skäreggen ingående eggsegment lutar i förhållande till ett referensplan, vilket tangeras av de högst belägna ändpunkter, mellan vilka skäreggama sträcker sig. I den efterföljande texten förekommer även begreppen "vändbar" respektive "indexerbafï Att frässkäret enligt uppfinningen "vänds" innebär att en tidigare uppåt exponerad spånsida vänds nedåt mot en tangentialstödyta eller botten i sätet i syfte att exponera den andra spånsidan uppåt. Att skäret "indexeras" innebär att detsamma - efter lösgöring - vrids ett stycke kring sin egen centrumaxel och därefter åter fixeras i sätet. Syftet med såväl vändning som indexering av skäret är på gängse sätt att växla fram en obrukad skäregg, sedan en tidigare verksam skäregg slitits ut, varvid varje enskild skäregg skall inta ett och samma spatiala läge relativt grundkroppen. 65 70 75 80 85 90 95 535 343 Uppfinningens syften och särdrag Till grund för uppñnningen ligger uppgiften att skapa ett för det aktuella fiäsverktyget avsett frässkär, som undanröjer naekdelama hos tidigare kända frässkär, av det slag som är dubbelsidiga och har en rund grundform. Ett primärt syfte med uppñnningen är därför att skapa ett runt, dubbelsidigt frässkär, som trots sitt negativt intippade spatialläge i gmndkroppen, möjliggör ett funktionellt positivt skärförlopp, dvs. ett skärförlopp under vilket den aktiva skäreggen genom kilverkan klyver och lyfter ut spånoma från den genererade ytan; närmare bestämt i syfte att göra skäreggen lättskärande under minimering av den alstrade ljudnivån och säkerställande av god spånfomining. Ett ytterligare syfte är att skapa ett fiässkär, som gör det möjligt att använda fräsverktyget för rampningsoperationer i väl tilltagna rampningsvinklar. Dessutom tar uppñnningen sikte på att skapa ett frässkär, som låter sig utformas med skäreggar, vilka möjliggör effektiv fräsning med jämförelsevis stora skärdjup. Ännu ett syfte med uppñnningen är att skapa ett frässkär, som på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt kan tillverkas med säkringsmedel, som i samverkan med homologa säkringsmedcl i grundkroppens säte, effektivt motverkar tendenser hos skäret att vrida sig.

Enligt uppñnningen nås åtminstone det primära syftet genom att den enskilda skäreggen i skäret ges formen av en från ett närbcläget referensplan nedsänkt vågdal då skäret betraktas i sidoprojektion, och utformas med två i varandra via en bottenpunkt övergående eggsegment, av vilka ett primärt eggsegment är längre än ett sekundärt och sjunker mot bottenpunkten i en släntvinkel, som är mindre än en motsvarande släntvinkel, i vilken det sekundära eggsegmentet sjunker mot bottenpunkten. På så sätt erhålls ett funktionellt positivt skärförlopp, trots att skäret i sitt monterade tillstånd är intippat i ett läge, där såväl den axiella intippningsvinkeln som den radiella är negativa för att skapa god släppning.

I ett utförande av uppfinningen är skäret utformat så att en i dess mantelyta ingående släppningsyta i anslutning till åtminstone det sekundära eggsegmentet devierar från en imaginär cylinder, som definierar skärets runda fonn, närmare bestämt i riktning från det sekundära eggsegmentet mot neutralplanet. På så sätt möjliggörs rampningsoperationer utan att släppningsytan kolliderar med materialet i arbetsstycket.

I syfte att ytterligare förbättra möjligheterna till problemfri rampning, kan skäret utformas med en i dess neutralplan lokaliserad midja, från vilken runtomgående släppningsytor divergerar i riktning mot spånsidomas periferi. På så sätt kommer effektiva släppningsytor att förefinnas icke blott i anslutning till skäreggamas sekundära eggsegment, utan även i anslutning till de primära eggsegmenten. Med andra ord erhålls effektiv släppning utmed den enskilda skäreggens hela längd. 100 105 110 115 120 125 535 343 I ett utförande ges det primära eggsegmentet, betraktat i planprojektion, en båglängd, som uppgår till minst 60% av skäreggens totala båglängd. En fördel med detta utförande är att Skäret kan arbeta med förhållandevis stora skärdjup under bibehållande av sina lättskärande och auditivt fördelaktiga egenskaper.

I ett utförande ges dct första eggsegmcntet en båglängd, som uppgår till högst 85% av den enskilda skäreggens totala längd. På så sätt kan skäreggama utformas med en för stora skärdjup lämpad design utan att vågdalama i skäret blir alltför djupa. Detta bidrar till att ge skäret i dess helhet god styrka. l ett utförande av uppfinningen är skäreggama utmed den ena spånsidan vridvinkelmässigt förskjutna i en spetsig bågvinkel relativt skäreggarna utmed den andra spånsidan. På så sätt erhålls den fördelen att skäret erhåller en möjligast jämn tjocklek under säkerställande av en optimal bulkstyrka, trots skäreggarnas vågdalsliknande form. Genom att inbördes förskjuta skärets båda satser av skäreggar i en lämplig bågvinkel relativt varandra, förbättras dessutom rampningsmöjlighetema ytterligare, närmare bestämt fràsning med stora rampningsvinklar.

I ett utförande lokaliseras de medel, som erfordras för att vridsäkra skäret i tillhörande säte, i var och en av skärets båda motsatta spånsidor. På så sätt erhåller konstruktören frihet att utforma skärets mantelyta på bästa sätt, dvs. utan att belasta mantelytan med dylika medel. Genom att placera vridsäkringsmedlen i spånsidoma. emås dessutom den fördelen att skäreggarnas form kan utnyttjas för att på ett enkelt sätt åstadkomma säkringsmedel med en topografisk form, som förhindrar vridning av Skäret. 1 ett utförande kan en i varje spånsida utformad kopplingsyta för vridsäkring, vara åtskild från en sammanhängande egglinje utmed samtliga skäreggar, via en jämförelsevis smal, ändlös spånyta. På så sätt kan spånytoma utformas utan beroende av den innanförvarande spånsidans topografiska förrn.

Bland annat kan skäreggens spånvinkel göras likforrnig utmed skäreggens längd.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningama är: Fig. 1 en grodperspektivvy visande ett fräsverktyg enligt uppfinningen i ett sammansatt, operativt skick, Fig. 2 en perspektivisk sprängvy visande ett i enlighet med uppfinningen utformat skär och en spännskruv för denna åtskilda från ett säte i verktygets grundkropp eller huvud, Fig. 3 en sidovy av grundkroppen och skäret i samma tillstånd som i Fig. 2, 130 135 140 145 150 Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fi g.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig. 4 5 6 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 535 3äl3 en ändvy framifrån av grundkroppen med skäret fortfarande åtskilt från sätet, en imaginär, geometrisk figur med uppgift att underlätta förståelsen av skärets beskaffenhet, en fågelperspektivvy av frässkäret enligt uppfinningen, en sidovy av samma skär, en planvy av skäret, ett fórstorat parti av skäret enligt Fig. 8 i en sektor ungefär mellan "klockan tre" och "klockan sex", en delvis schematisk, bruten detaljsidovy X-Xi Fig. 9 visande den vågdalslilmande eller generellt konkava formen hos en enskild skäregg, en geometrisk figur illustrerande släntvinklarna hos de båda eggsegment, som ingåri den enskilda skäreggen enligt Fig. 10, en grodperspektivvy visande skärets undersida i form av en nedåt vänd spånsida, en tågelperspektivvy av skäret visande dess ovansida i exakt samma vridvinkelläge som det i Fig. 12 visade, en fågelperspektivvy av skäret illustrerande hurusom satsen av skäreggar utmed den ena spänsidan är fórskjuten i förhållande till motsvarande sats av skäreggar utmed den motsatta spånsidan, en planvy illustrerande samma förskjutning sådan denna yttrar sig i de båda spånsidornas topograñska utformning, ett tvärsnitt XVI-XVI i Fig. 15, en förstorad detaljsidovy visande skärets funktionella axialintippningsläge, en partiell planvy underifrån visande den radiella intippningsvinkeln hos samma skär, en delvis schematisk sidovy illustrerande fräsverktyget under rampning, och en förstorad frontvy visande skärets läge i monterat skick. 155 160 165 170 175 180 185 535 343 Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen 1 Fig. l-4 åskådliggörs ett fräsverktyg med ett i enlighet med uppfinningen utformat dubbelsidigt, indexerbart skär med rund grundform. Verktyget inbegriper dels en grundkropp 1 i form av ett s.k.fräshuvud, dels ett skär 2. I verktyget ingår även ett spänndon 3 i form av en skruv, som har till uppgift att spänna fast skäret i ett säte 4 i grundkroppcn 1. I praktiken kan grundkroppen 1 vara tillverkad av stål och skäret 2 av ett hårdare material, i synnerhet hårdmetall. Även skruven 3 kan tillverkas av stål, lämpligen ett stål med en viss inneboende elasticitet.

Grundkroppen 1 inbegriper främre och bakre ändar 5, 6 (se Fig. 3), mellan vilka sträcker sig en geometrisk centrumaxel C 1 , kring vilken densamma är roterbar, nännare bestämt i riktning av pilen R. Med andra ord utgör axeln Cl verktygets rotationsaxel. En delvis konisk mantelyta 7 med rotationssymmetrisk grundform är koneentrisk med centrumaxeln C 1. Grundkroppens främre ände 5 inbegriper en ringformig yta 8 (se Fig. 1), vilken utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln Cl, och innanför vilken är utformad en skålforrnig försänkning 9. 1 övergången mellan mantelytan 7 och grundkroppens främre ände 5, är utformad en spånficka 10 med en (rotationsmässigt) bakre begränsningsvägg 1 1, i vilken sätet 4 är fórsänkt. Sätet 4 är utformat med dels en bottenyta 12 (vars speciella utformning kommer att beskrivas närrnare nedan), dels en bågformig sidostödyta 13.

Bottenytan 12 har till uppgift att uppta de tangentiella skärkrafter, som verkar på skäret under drift, medan sidostödytan upptar radial- och axialkrafter. Då skruven 3 (som inom fackmannakretsar betecknas såsom "ijäderfórspändfi dras åt, kommer densamma, genom utnyttjande av dess inneboende elasticitet, att anpressa skäret icke blott mot sätets bottenyta 12, utan även mot dess sidostödyta 13.

I sätets bottenyta 12 mynnar ett centralt hål 14 med en hongänga 15, i vilken en hangänga 16 på skruven 3 kan dras fast, sedan skruven forts igenom ett centralt, genomgående hål 17 i skäret.

Centrumaxeln fór icke blott hålet 17 utan även skäret 2 i dess helhet är betecknat C2, medan motsvarande centrumaxel för hålet 14 är betecknad C3. Skmvens 3 solitära centrumaxel är betecknad C4. 1 och med att skäret är dubbclsidigt måste, såsom tidigare påpekats, det säte i vilket detsamma monteras, inta ett speciellt intippnings- eller spatialläge i grundkroppen 1, fór att åstadkomma erforderlig släppning bakom dess aktiva, spånavskiljande skäregg, nämligen ett intippningsläge, som inom fackmannakretsar benämns "negativt". Detta läge kommer att beskrivas mer detalj erat sedan skärets beskaffenhet klargjorts, men redan i Fig. 3 och 4 antyds detsamma medelst skruvhålets 14 centrumaxel CS. l Fig. 3 visas sålunda hurusom centrumaxeln C3 (och även C2 resp. C4) löper i en trubbig vinkel e relativt ett vertikalplan, i vilket grundkroppens centrumaxel Cl är belägen. I exemplet uppgår a till 95°. Generellt utbreder sig sätets bottenyta 12 i rät vinkel mot C3. Detta innebär att 190 195 200 205 210 215 220 535 343 bottenytan 12 lutar i en axiell intippningsvinkel av 90°-95°= -5°i förhållande till det med Cl sammanfallande vertikalplanet. På analogt sätt är bottenytans radiella intippningsvinkel ävenledes negativ. Detta framgår av Fig. 4, där den negativa radiella intippningsvinkeln är betecknad I; och till belopp uppgår till 8°.

Nedan kommer utformningen av skäret enligt uppfinningen att beskrivas i detalj med hänvisning till Fig. 6- 16. Först hänvisas dock till Fig. 5, vilken visar en imaginär, geometrisk figur med uppgift att underlätta förståelsen av de särdrag, som utmärker skäret 2. 1 Fig. 5 betecknar RP två identiska referensplan, mellan vilka sträcker sig en cylinder CY, som är koncentrisk med en eentrumaxel C2 (= skärets 2 eentrumaxel). De båda referensplanen RP utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxcln C2, innebärande att de är parallella med varandra. De är även parallella med ett neutralplan NP, från vilket de är ekvidistant fiärrnade. Med andra ord är neutra1p1anetNP beläget mitt emellan referensplanen RP. Cylindem CY utgörs av en rotationsyta, som tänkes vara genererad av en rätlinjig generatris G, som är parallell med centrumaxcln C2. Det skall även påpekas att det överst i Fig. 5 visade referensplanet RP är rastrerat fór att skapa en rymdkänsla i flguren. De båda referensplanens RP periferier utgörs av cirklar, som bildar gränslinjer mot cylindem CY.

I Fig. 6 och 7 betecknar 18 två i skäret ingående, motsatta och axiellt åtskilda ändar, vilka fortsättningsvis benämns "spånsidor" och mellan vilka sträcker sig en runtomgående mantelyta generellt betecknad 19. Den topografiska formen hos respektive spånsida 18 är identisk, och så beskaffad att fyra identiska skäreggar, som generellt betecknas 20, bildas utmed den enskilda spånsidans periferi. Varje skäregg sträcker sig i sin helhet mellan två ändpunkter 21 och inbegriper två segment 22, 23, vilka övergår i varandra via en punkt betecknad 24.

Utmärkande för skäret enligt uppfinningen är att varje enskild skäregg 20 har formen av en i förhållande till det enskilda referensplanet RP nedsänkt vågdal eller konkavitet, varvid eggsegmentet 22 är längre än eggsegrnentet 23 och sjunker ned mot punkten 24 i en släntvinkel, som är mindre än den släntvinkel, i vilken eggsegmentet 23 sjunker mot punkten 24. Fortsättningsvis kommer eggsegmentet 22 att benämnas "primärt" och eggsegmentet 23 "sekundärffl varjämte punkten 24 benämns ""bottcnpunkt"" i och med att densamma utgör skäreggens lägst belägna punkt i förhållande till referensplanet RP. Nämnda ändpunkter 21 (se Fig. 7 och även 5) tangerar icke blott det enskilda referensplanet RP, utan i exemplet även cylindem CY.

Med hänvisning till Fig. 8-11 skall påpekas att det exemplifierade skäret är utformat med fyra skäreggar 20 utmed varje spånsida. Detta innebär att den enskilda skäreggen har en total längd svarande mot en bågvinkel 5 (se Fig. 8), som uppgår till 90". Härvid upptar det primära eggsegmentet 22 en bågvinkel som är betecknad ß, medan motsvarande bägvinkel för det sekundära eggsegmentet 23 betecknas y. 225 230 235 240 245 250 255 538 343 För att möjliggöra rampfräsning med åtminstone måttliga djup, är skärets mantelyta 19, i anslutning till åtminstone det sekundära eggsegmentet 23, utförd med en släppningsyta, som devierar från den imaginära cylindem CY, närmare bestämt i riktning från sagda eggsegment 23 mot neutralplanet NP. I det visade, föredragna utförandet har denna släppningsyta förverkligats genom att utforma skärct med en i ncutralplanct NP lokaliserad midja 25, från vilken runtomgående släppningsytor 26 divergerar i riktning mot spånsidornas periferier. Genom att skapa denna midja kommer de båda släppningsytoma 26 att utbreda sig ändlöst utmed skäret och bilda sammanhängande släppningsytor utmed såväl de sekundära eggsegmenten 23 som de primära 22. Den nominella släppningsvinkeln o (se Fig. 7) uppgår i exemplet till 7°. Dock kan denna vinkel variera, t.ex. inom området 3-12".

I just Fig. 8 har de fyra skäreggama 20 kompletterats med suffixen a, h, g, d för att särskilja desamma inbördes. På analogt sätt har ändpunkterna 21 försetts med samma suffix. Skäreggen 20a sträcker sig sålunda mellan första och andra ändpunkter 21a, 21b, varvid ändpunkten 2lb bildar en första ändpunkt för skäreggen 20b.

I det visade, föredragna utförandet är skäreggama utmed den ena spånsidan 18 vridvinkclmässigt förskjutna i en spetsig bågvinkcl relativt skäreggama utmed den andra spånsidan, närmare bestämt i syfte att dels ytterligare förbättra förutsättningarna för rampfräsning, dels förläna skäret optimal bulkstyrka. Genom att förskjuta skäreggama på detta sätt, undviks sålunda att två bottnar i motsatta skäreggar orienteras utmed samma axiella enslinje; något som skulle försvaga skäret i detta område. Genom vridvinkeltörskjutningen säkerställs sålunda att skärets tjocklek bibehålles så jämn som möjligt.

För att definiera den enskilda skäreggens 20 vågdalsliknande form, är i Fig. 9-11 visade två raka referenslinjer RLl och RL2, av vilka den förstnämnda sträcker sig mellan ändpunkten 2la och bottenpunkten 24, medan den sistnämnda sträcker sig mellan bottenpunkten 24 och den andra ändpunkten 2lb. Med referensplanet RP bildar referenslinjen RL1 en vinkeln, medan referenslinjen RL2 lutar i en vinkel 9 relativt RP. Dessa vinklar n respektive 6 är beroende av såväl vågdalens djup (= det axiella avståndet mellan refercnsplanet RP och bottenpunkten 24), som de båda eggsegmentens längd. Ett ökande djup medför att vinklama n, 6 ökar. Samma effekt emås därest eggsegmentens längd minskas. I exemplet uppgår n till 8" och f) till 22°, då bågvinkeln y uppgår 23" och ß till 67° samtidigt som skäret har ett absolut IC-mått av 12 mm. Såsom framgår av Fig. 10 har det primära eggsegmentet 22 (betraktat i sidoprojektion) i exemplet en svagt konvex bågforrn mellan punktema 21 och 24, medan det sekundära eggsegmentet 23 har en konkav/konvex utformning. De enskilda eggsegmentens egglinjeform är dock av underordnad betydelse förutsatt att de tillsammans bildar en uttalad vågdal eller konkavitet, som är försänkt i förhållande till referensplanet RP. 260 265 270 275 280 285 290 535 343 För fiillständighets skull må nämnas att såväl eggsegmentet 22 som eggsegmentet 23 har en konvex bågfonn, då Skäret betraktas i planprojektion (se exempelvis Fig. 8).

I det visade utförandet uppgår det primära eggsegmentets 22 båglängd (bågvinkeln ß) till ca. 75% av skäreggens totala båglängd. Detta värde kan variera såväl uppåt som nedåt. Dock bör det primära eggsegmentet 22 ha en båglängd som uppgår till minst 60% av skärcggens totala båglängd. Å andra sidan bör det primära eggsegmentets båglängd ej överskrida 85% av nämnda totallängd.

Vågdalens djup DE (se Fig. ll), dvs. det axiella avståndet mellan bottenpunkten 24 och referensplanet RP, bör uppgå till minst 10% och högst 25% av skärets totala tjocklek mätt mellan de båda referensplanen RP.

I var och en av de båda spånsidorna l8 är utformad en sats han- och honanade låsorgan med uppgift att vridsäkra Skäret i dess monterade tillstånd. På ett tillverkningstekniskt fördelaktigt sätt har dessa låsorgan åstadkommits under utnyttjade av skäreggarnas 20 vågform. På ritningama betecknar linjema 28 ryggar, som bildar hanartadc organ, och linjema 29 rännor eller dalar, som bildar honartade organ. På ömse sidor av dessa rygg- respektive rännlinjer 28, 29 förefinns lutande flankytor 30, 3l, vilka bildar fallande ytor i ryggen 28 och stigande ytor i rännan 29, och tjänar såsom kontaktytor mot motsvarande stödytor ingående i samverkande hon- och hanorgan 28a, 29a i sätets 4 botten 12 (se Fig. 2). Antalet hanartade låsorgan (= åsama 28) respektive antalet honartade låsorgan (= rännoma 29) överensstämmer sålunda med antalet skäreggar, som i detta fall uppgår till fyra. Generellt löper ryggarna 28 ut i närheten av skäreggamas ändpunkter 21, medan rännoma 29 löper ut i riktning mot bottenpunktema 24. Dock är åsama respektive rännoma icke radiellt riktade, utan löper snett i förhållande till radialplan genom nämnda punkter 21, 24. Ytoma l2 i sätet 4 och ytan 18 på skäret 2 bildar sålunda samverkande kopplingsytor, som - då skruven 3 är åtdragen - effektivt motverkar vridning av Skäret. Med hänvisning till Fig. l och 2 skall påpekas att de på skäret verkande skärkrafterna i exemplet strävar att vrida detsamma i riktning mcdurs kring ecntrumaxcln C2. Detta innebär att vridkrafterna primärt tas upp av de flankytor 30 resp. 30a, som är snedställda i en större vinkel än flankytoma 31, 3la. Jfr vinklama n och 9 i Fig. ll.

Med hänvisning till Fig. 8 skall vidare påpekas att satsema av vridsäkrandc låsorgan 28, 29 är åtskilda fiån skäreggamas periferiska egglinjer via ringformiga spånytor 32, vilka bildar delytor i de aktuella spånsidorna l8 i dess helhet. Närmare bestämt är varje ringforrnig spånyta 32 lokaliserad innanför en smal s.k. förstärkningsfas 33 och avgränsad från den innanförvarande satsen av låsorgan via en bågformig gränslinje 34 i form av en ändlös cirkel. Spånytan 32 har i exemplet enjämn spånvinkcl utrncd skärcggens hela längd, medan kontaktytoma 30, 31 lutari andra vinklar än spånytoma i förhållande till referensplanet RP. Det må även nämnas att de fyra spånytoma 32 övergår i varandra via s.k. radieövergångar 35. 295 300 305 310 315 320 536 343 10 Innan skäret som sådant beskrivs ytterligare, hänvisas till F ig. 19, som schematiskt visar det aktuella verktyget under rampfräsning. För att särskilja skärets båda spånsidor 18, har desamma kompletterats med suffixen g och b. Betraktat i verktygets rotationsriktning bildar spånsidan l8a en framsida och spånsidan 18b en baksida. I Fig. 19 visas ett och samma skär, varvid det till vänster visade antas ha rotcrat ett halvt varv från den högra positionen. Under konventionell planfräsning, då verktyget fórflyttas translatoriskt i ett plan, som är vinkelrätt mot rotationsaxeln Cl, nämnare bestämt i pilens Fl riktning, kommer skäret 2 att avskilja spånor enbart utmed sin aktiva egg 20a (jfr. Fig. 8).

Radiellt innanför skäreggens 20a första ändpunkt 21a, släpper dock skäret från den genererade ytan.

Då rampfräsiiing skall äga rum påförs verktyget dessutom en axiell matningsrörelse FZ, som medför att verktyget även rör sig nedåt i materialet under generering av en sned eller rampad yta S. Härvid kommer materialet i arbetsstycket att- i beroende av rampningsvinkeln - klättra upp utmed åtminstone delar av den innanfórvarande skäreggens 20d sekundära eggsegment 23 i anslutning till ändpunkten 2la. Därest någon släppning bakom det sistnämnda eggsegmentet ej skulle förefinnas, såsom fallet är med konventionella eylindriska frässkär, kommer skärets mantelyta att kollidera med materialet och omöjliggöra friskärande bearbetning. Dessutom föreligger samma risk utmed mantelytan i anslutning till den motsatta spånsidan 18b. Konsekvenserna av dylika kollisioner förvärras givetvis med ökande rampningsvinklar.

I enlighet med ett föredraget utförande av uppfinningen kan skäreggama, såsom tidigare nämnts, utmed den ena spånsidan vara vridvinkelmässigt förskjutna eller "fastörskjutna" relativt skäreggama utmed den andra spånsidan, nännare bestämt på ett speciellt sätt, som minimerar eller eliminerar risken att skärets baksida (18b i Fig. 19) under rampfräsning kolliderar med materialet i arbetsstycket. För att klargöra denna fastörskjutning, hänvisas till ett konkret verktygsexempel, där l) verktygets skärande diameter uppgår till 51 mm 2) skärets lC-mått (cylindems CY diameter) uppgår till 12 mm 3) skärets tjocklek uppgår till 5,4 mm.

Fasförskjutningen mellan skäreggama kan beräknas medelst en fomiel innehållande parametrar, av vilka vissa är verktygsberoende. I F ig. 8 betecknar Ä fasfórskjutningsvinkeln mellan, å ena sidan, en bottenpunkt 24 utmed den ena spånsidan och en bottenpunkt 24 utmed den motsatta spånsidan. Det existerar en optimal vinkel ot för rampningsurtagets placering i verktyget. Denna vinkel är beroende av verktygets individuella utformning, bland annat verktygets skärande diameter, och mäts mellan å ena sidan ett mot neutralplanet NP vinkelrätt symmetriplan (i Fig. 8 representeras av den raka linje, som sträcker sig mellan pimktema Zla och 2 le), och å andra sidan en på måfå i Fig. 8 325 330 335 340 345 350 535 343 11 inlagd radiallinje, som representerar rapningurtagets läge i det enskilda verktyget. Typiska värden för ot ligger i praktiken inom intervallet 30-70".

Det totala antalet skäreggar per spånsida benämns n, varvid ö = 360/n och ö, För ett givet ot kan X beräknas enligt ekvationen 7t= 360/n (l- k) - a där k = ß/Ä I det konkreta verktygsexemplet är u = 52.5° vilket ger Ä = 360/n(1-k) - ot = 360/4 (1-0,75) - ot = -30° Inom ramen för uppfinningen kan n variera inom intervallet 3-6, dvs. varje spånsida kan vara utformad med alltifrån tre till sex skâreggar. Faktom k bör ligga inom området 0,6 - 0,85, företrädesvis inom området 0,7 - 0,8 (då ot ligger inom intervallet 30-70°).

Den ovan beskrivna fasförskjutningen i vinkeln Ä framgår även av Fig. 12-16, där snittet i Fig. 16 är lagt mellan två diametralt motsatta ändpunkter 21. På den spånsida, som är betecknad l8a (se även F ig. 19) och vänd uppåt i figurerna, tangcrar ändpunktema 21 i snittet XIII- XIII det övre referensplanet RPa. I ett och samma snitt är de båda bottenpunktema 24 dock - till följd av fasfórskjutningen - fjärrnade från det undre referensplanet RPb.

Tydligast framgår fasförskjutningen av Fig. 12 och 13 i kombination med Fig. 14, i vilken två radialplan skär igenom skärets periferi i bottenpunktema 24 utmed de båda motsatta spånsidoma under bildande av förutnämnda vinkel k.

I Fig. 15 visas åsama 28 och rännoma 29 utmed den uppåt vända spånsidan med heldragna linjer, medan motsvarande åsar och rännor på den nedåt vända spånsidan visas med streckade linjer.

Vidare hänvisas till Fig. l7 och 18, av vilken den förstnämnda åskådliggör skärets 2 axiellt negativa intippningsvinkel r i grundkroppen 1, medan den sistnämnda åskådliggör den radiellt negativa intippningsvinkeln n. I figurerna visas ett av de båda tidigare beskrivna referensplanen RP i form av en rastrerad yta. Av Fig. 17 framgår hurusom skäret 2, tack vare den axiellt negativa intippningen t, går fri fiån den genererade plana ytan S i området bakom den aktiva skäreggen 20a. På analogt sätt går skäret 2, tack vare den radiellt negativa intippningen o, fritt från den välvda yta V, som genereras utmed den plana ytans S periferi. 355 360 365 370 375 380 536 343 12 En grundläggande fördel med skäret enligt uppfinningen är att den aktiva skäreggen 20a - tack vare sin forsänkta vågform - erbjuder en funktionellt positiv skärvinkel, som säkerställer ett positivt skärförlopp, under vilket densamma klyver och lyfter ut spånan snarare än att skjuta densamma framför sig. Optimala skärförhållanden erhålls då det valda skärdjupet ej överskrider det primära eggsegrnentets 22 båglängd, ehuru det även är tänkbart att använda verktyget för skärdjup, vid vilka även det sekundära eggsegmentet 23 tas i anspråk.

En viktig faktor för att göra skäret lättskärande, är givetvis det primära eggsegmentets släntvinkel n. Denna vinkel bör vara åtminstone 5" större än skärets 2 axiellt negativa intippningsvinkel r. Om den senare uppgår till 5° bör därför n uppgå till minst lO°. l praktiken kan n med fördel uppgå till minst 15° och högst 30".

Nu hänvisas till Fig. 20, i vilken RL3 betecknar en referenslinje, som dels är parallell med grundkroppens 1 centrumlinje Cl (se Fig. 19), dels sträcker sig i rät vinkel mot ett plan, ivilket grundkroppens främre ändyta 8 utbreder sig, varvid referenslinjen ifråga genomskär dels den aktiva skäreggens 20a första ändpunkt 21 a, dels centrumaxeln C3. Av Fig. 20 framgår att sagda ändpunkt 21a är lokaliserad i ett läge "klockan sex", i vilket densamma utgör den punkt utmed skärets periferi, som är axiellt längst fiärrnad från grundkroppens frärnrc ändyta 8. Härav följer att godtyckliga punkter utmed skärets periferi såväl medurs som moturs från punkten 21a är belägna nännare det plan, i vilket ändytan 8 är belägen. För att skäret alltid - oavsett indexeringsläge - skall inta detta läge, bildar de i sätets bottenyta 12 ingående låsorganen 28a, 29a (visade med streckade linjer) -30° vinkel med referenslinjen RL3.

Av Fig. 20 framgår vidare att den bottenyta 12, i vilken låsorganen 28a, 29a ingår, har en ytutbredning (eller diameter), som är mindre än skärets 2 ytutbredning (eller diameter). Detta innebär att skäret kragar ut från bottenytan utmed sin periferi, varvid skäreggarna utmed den nedåtvända spånsidans periferi är axiellt fjärmade ett stycke från den (plana) yta, som omger låsorganen.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppñnningcn är ej begränsad till just det ovan beskrivna och på ritningama visade utförandeexemplet. Sålunda kan det aktuella fräsverktyget bestyekas med ett godtyckligt antal skär och inte bara ett. Istället för att utforrna skäret dubbelpositivt, dvs. med runtomgående eller ändlösa släppningsytor, som divergerar från en midja, är det även tänkbart att utforma erforderliga släppningsytor enbart i anslutning till de sekundära eggsegmenten. Istället för att förlägga de vridsäkrande låsmedlen i spånsidoma, kan desamma även utformas i mantelytan, tex. i anslutning till en eventuell midja. Istället för just skruvar kan även andra spänndon komma ifråga, tex. klampar. I 385 390 395 535 343 13 och med att skäret kan vridsäkras på ett tillförlitligt sätt i varje enskilt indexeringsläge, är det vidare möjligt att bygga in en särskild bi- eller planfasegg i anslutning till den spånavskiljande skäreggen, närmare bestämt i syfte att avstryka den genererade ytan och fórläna denna god släthet. Det skall även påpekas att skäret kan säkras i tillhörande säte enbart genom kontakt mellan sätets bottenyta och låsmcdlcn i cn spånsida, dvs. utan hjälp av dcn i cxcmplct visade sidostödytan. Dct må även noteras att skäreggens spånvinkel icke nödvändigtvis måste vara lika stor utmed skäreggens hela längdutsträckning. Sålunda kan densamma variera, t.ex. från ett största värde vid det första eggsegmentets ändpunkt mot det andra eggsegmentet. Dessutom kan sätet fór skäret utformas i en särskild underläggsplatta, t.ex. av ett material som är hårdare än stål, vilken fixeras i ett önskat läge i grundkroppen.

Claims (17)

400 405 410 415 420 425 535 343 14 PATENTKRAV

1. l. Fräsverktyg innefattande dels en grundkropp (1), som inbegriper frätnre och bakre ändar (5, 6), mellan vilka sträcker sig en geometrisk centrumaxel (Cl), kring vilken grundkroppen är roterbar och med vilken en mantelyta (7) är koncentrisk, samt ett säte (4) beläget i en övergång mellan mantelytan (7) och den främre änden (5), dels ett dubbelsidigt, indexerbart skär (2), vilket har en rund grundform definierad av en imaginâr cylinder (CY), som är koncentrisk med en geometrisk centrumaxel (C2) och sträcker sig mellan två referensplan (RP), som var för sig utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln (C2), och vilket skär innefattar ett par motsatta och i sagda referensplan (RP) lokaliserade spånsidor (18), mellan vilka utbreder sig en med skärets centrumaxel (C2) koncentrisk mantelyta (19), jämte ett flertal identiska och växelvis användbara skäreggar (20) utmed spånsidomas periferier, varvid sätet (4) är lokaliserat i ett i grundkroppen (1) intippat spatialläge, i vilket såväl en axiell intippningsvinkel (r) som en radiell (v) är negativa i syfte att skapa en släppning bakom en verksam skäregg (20) i skäret, och varvid skäret (2) fastspänt i sätet (4) med hjälp av ett spänndon (3) och vridsäkrat i ett av flera indexeringslägen medelst samverkande låsmedel (28, 29) i grundkroppen (1) respektive skäret, kännetecknat därav, att skärets (2) enskilda skäregg (20) har formen av en från ett referensplan (RP) nedsjunkande vågdal, då Skäret betraktas i sidoprojektion, och inbegriper två i varandra via en bottenpunkt (24) övergående eggsegment (22, 23), av vilka ett primärt (22) är längre än ett sekundärt (23) och sjunker mot bottenpunkten (24) i en släntvinkel (n), som större än skärets axiellt negativa intippningsvinkel (t).

2. Fräsverktyg enligt krav 1, kännetecknat därav, att en i skärets (2) mantelyta (19) ingående släppningsyta (26) i anslutning till åtminstone den enskilda skäreggens (20) sekundära eggsegment (23) devierar från den imaginära cylindern (CY), närmare bestämt i riktning från sagda eggsegment (23) mot neutralplanet (NP).

3. Fräsverktyg enligt krav 2, kännetecknat därav, att skäret (2) inbegriper en i neutralplanet (NP) lokaliserad midja (25), från vilken runtomgående släppningsytor (26) divergerar i riktning mot spånsidornas (18) periferier.

4. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att skäreggarna (20) utmed skärets (2) ena spånsida (18) är vridvinkelmässigt förskjutna i en spetsig bågvinkel (k) relativt skäreggarna utmed den andra spånsidan.

5. Fräsvcrktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den enskilda skäreggens (20) primära eggsegment (22) har en båglängd, som uppgår till minst 60% av skäreggens totala båglängd. 13725 SE 430 435 440 445 450 455 460 536 343 15

6. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den enskilda skäreggens (20) primära eggsegment (22) har en båglängd, som uppgår till högst 85% av skäreggens totala båglängd.

7. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att de vridsälcrande låsmedlen utgörs av dels en sats hon- och hanartade låsorgan (2821, 29a) ingående i en botten (12) i grundkroppens (1) säte (4), dels en sats han- och honartade läsorgan (28, 29) i skärets (2) båda spånsidor.

8. Fräsvcrktyg enligt krav 7, kännetecknat därav, att antalet homologa låsorgan (28 respektive 29) i skärets enskilda spånsida (18) är lika stort som antalet skäreggar (20) utmed densamma, och att låsorganens form följer skäreggarnas form, närmare bestämt på så sätt att såsom hanorgan tjänande ryggar (28) löper ut i riktning mot skäreggarnas ändpunkter (21), medan rännor (29), som tjänar såsom honorgan, löper ut i riktning mot skäreggarnas bottenpunkter (24).

9. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att låsmedlen (28, 29) i grundkroppen (1) respektive skäret är placerade så att en aktiv skäregg (20a) i skäret (2) lokaliseras med en ändpunkt (21a) maximalt axiellt fjärmad, i riktning framåt, från grundkroppens främre ände (5).

10. Dubbelsidigt, indexerbart frässkär med en rund grundform definierad av en imaginär cylinder (CY), vilken är koncentrisk med en geometrisk centrumaxel (C2) och sträcker sig mellan två rcfcrensplan (RP), som var för sig utbreder sig i rät vinkel mot ccntrumaxcln (C2) och är ckvidistant åtskilda från ett neutralplan (NP), innefattande ett par motsatta och i sagda referensplan (RP) lokaliserade spånsidor (18), mellan vilka utbreder sig en med centrumaxeln koncentrisk mantelyta (19), ett flertal identiska och växelvis användbara skäreggar (20) utmed spånsidornas (18) periferier, samt låsmedel (28, 29) för att vridsäkra skäret i ett av flera förutbestämda indexeringslägen, kännetecknat därav, att den enskilda skäreggen (20) har formen av en från ett referensplan (RP) nedsjunkande vågdal, då skäret betraktas i sidoprojektion, och inbegriper två i varandra via en bottenpunkt (24) övergående eggsegment (22, 23), av vilka ett primärt (22) är längre än ett sekundärt (23) och sjunker mot bottenpunkten (24) i en släntvinkel (n). som är mindre än en analog släntvinkel (0), i vilken det sekundära eggsegmentet (23) sjunker mot bottenpunkten (24).

11. ll. Frässkär enligt krav l0, kännetecknat därav, att en i mantelytan (19) ingående släppningsyta (26) i anslutning till åtminstone det sekundära cggscgmcntet (23), dcvierar från den imaginära cylindern (CY), närmare bestämt i riktning från sagda eggsegment (23) mot neutralplanet (NP). 13725 SE 465 470 475 480 535 343 16

12. Frässkär enligt krav l l, kännetecknat därav, att detsamma inbegriper en i neutralplanet (NP) lokaliserad rnidja (25), från vilken runtomgående släppningsytor (26) divergerar i riktning mot spånsidornas (18) periferier.

13. Frässkär enligt något av kraven 10-12, kännetecknat därav, att skäreggarna (20) utmed den ena spånsidan (18) är vridvinkelmässigt förskjutna i en spetsig bågvinkel (k) relativt skäreggarna utmed den andra spånsidan.

14. Frässkär enligt något av kraven 10-13, kännetecknat därav, att den enskilda skäreggens (20) primära eggsegmcnt (22) har en båglängd, som uppgår till minst 60% av skäreggens totala båglängd.

15. Frässkär enligt något av kraven 10-14, kännetecknat därav, att den enskilda skäreggens (20) primära eggsegment (22) har en båglängd, som uppgår till högst 85% av skäreggens totala båglängd.

16. Frässkär enligt något av kraven 10-15, känneteeknat därav, att vridsäkringsmedlen utgörs av en i varje spånsida (18) lokaliserad sats av han- och honartade låsorgan (28, 29).

17. Frässkär enligt krav 16, kännetecknat därav. att antalet homologa låsorgan (28 respektive 29) i varje sats är lika stort som antalet skäreggar (20) utmed varje spånsida, och att låsorganens form följer skäreggamas form, närmare bestämt på så sätt att såsom hanorgan tjänande ryggar (28) löper ut i riktning mot skäreggarnas ändpunkter (21 ), medan rännor (29), som tjänar såsom honorgan, löper ut i riktning mot skäreggamas bottenpunkter (24). 13725 SE