SE536647C2 - Fräsverktyg jämte skär härför med växelvis användbara skäreggar - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till ett fräsverktyg, som är bestyckat med enkelsidigaoch indeXerbara skär med rund grundform. Utmärkande för detta skär (2) är att detsammainnefattar ett flertal tan gentiellt åtskilda och växelvis användbara skäreg gar (12), som var försig sjunker bågformigt från ett närmast ett övre referensplan belägen första ände (20) till enlägsta punkt, från vilken den åter stiger mot en andra ände (21), varvid en i skäreggeningående, förstärkande fasyta (22) är utformad med en ökande bredd i riktning från skäreggens första ände (20) mot den andra änden (2l). Publikationsbild Fig. 5 14011SE

Description

35 40 45 536 647 Runda skär för fräsningsändamål har den fördelen i jämförelse med polygonala skär med raka skäreggar att de saknar ömtåliga hörn. Av detta skäl används desamma med fördel i applikationer, där fräsen skall kunna fräsa bort eller gräva ur stora mängder gods ur arbetsstycket utan uttalade krav på ytsläthet hos den genererade ytan. Att de runda skären till följd av sina bågforrniga skäreggar ger upphov till vågforrnationer i den genererade ytan har sålunda underordnad betydelse i jämförelse med skärens förmåga att avlägsna djupa materialskikt från arbetsstycket. Runda frässkär förekommer i såväl enkelsidiga som dubbelsidiga utföranden, av vilka de förstnämnda är utformade med skäreggar enbart utmed ovansidoma och därför kan ges en positiv skärrnakrogeometri, medan de sistnämndas skärrnakrogeometri är negativ till följd av att skäreggar är utformade utmed såväl ovansidan som undersidan.

Uppfmningen befattar sig enbart med den förstnämnda typen av frässkär, dvs. enkelsidiga, indexerbara frässkär med rund grundform och positiv skärmakrogeometri.

Generellt är skär med positiv skärmakrogeometri mer lättskärande, beträffande genererad skärkraft, än dubbelsidiga, negativa skär i och med att skäreggen förs in under spånan för att likt en kniv eller kil lyfta ut och skära av spånan snarare än att skjuta densamma framför sig under avskjuvning. Icke desto mindre utsätts även enkelsidiga, runda skär för avsevärda skärkrafter, bland annat till följd av att spånan erhåller en tilltagande tjocklek med ökande skärdjup. Från en smal ände ökar spånans tjocklek till ett maximalt värde, vars absoluta värde är beroende av flera faktorer, men framför allt fräsens matningshastighet per skär i fräskroppen.

För att förstärka skäreggen på skär i allmänhet, utformas densamma vanligen med en fasyta i övergången mellan släppningsytan och spånytan. På tidigare kända skär med rund grundform är denna förstärkande fasyta jämnbred utmed ovansidans hela periferi (dvs. 50 55 60 65 70 536 647 3600). Se exempelvis US 2009/0290946 Al. Detta innebär att skäreggen utmed hela sin operativa båglängd har en och samma geometri och styrka oavsett skärdjup och därmed oavsett de genererade spånomas form. Skäreggen är lika trubbig i det omrâde där spånan är tunn, som i det område där densamma är tjock. Av detta skäl blir skärkraftema onödigt stora samtidigt som förslitningen av skäreggen blir ojämn. Till detta bidrar även det faktum att de kända, runda frässkären har en och samma nominella släppningsvinkel utmed hela sin runtomgående, koniska släppningsyta, vilket innebär att de fianktionella släppningsvinklama, då skäret är monterat i grundkroppen, kommer att variera och ge upphov till lokala temperaturstegringar i de avsnitt, där den verkliga släppningen från det glödheta godset i arbetsstycket blir alltför liten. Konsekvensen med samma nominella släppningsvinkel blir således en försämrad livslängd för skäret.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar hos tidigare kända fräsverktyg med runda och enkelsidiga skär och skapa ett förbättrat verktyg respektive skär. Ett primärt syfte med uppfinningen är därför att skapa ett möjligast lättskärande skär, vars skäregg i operativt tillstånd är optimerad med hänsyn till den alstrade spånans beskaffenhet. Ett annat syfte är att skapa ett skär, som fungerar väl för såväl små som stora skärdjup upp till ett rekommenderat maxdjup.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet genom att skäret är utformat med ett flertal tangentiellt åtskilda skäreggar, som var för sig sjunker bågforrnigt från en närmast ovansidans referensplan belägen första ände till en lägsta punkt, från vilken den stiger mot en andra ände, varjämte fasytans inre gränslinje divergerar från den yttre för att ge fasytan en tilltagande bredd i riktning från skäreggens första ände mot dess andra ände. På detta sätt blir skäret lättskärande dels till följd av skäreggens bågforrn betraktad i sidled 75 80 85 90 536 647 (skäreggen kommer i och med denna utformning tälja in i materialet), dels till följd av att skäreggen är jämförelsevis smal och skarp i det omrâde där skärdjupet är litet och spånan smal, men trubbigare och starkare med ökande skärdjup, då spånan är tjock, närmare bestämt till följd av fasytans tilltagande bredd från skäreggens ena ände mot den andra.

Terrninolo gi Innan uppfinningen beskrivs ytterligare skall, för att skapa begreppsmässig tydlighet, klargöras vissa begrepp, som är vitala för uppfinningens förståelse. Då ett särdrag beskrivs såsom ”nominellt” hänför sig detsamma enbart till skäret som sådant, dvs. utan koppling verktygsgrundkroppen, men om samma särdrag benämns ”funktionellt” hänför sig detsamma till verktygets sammansatta tillstånd, dvs. med skäret monterat i ett säte i grundkroppen. Vidare används begreppet ”nollpunkt” för den punkt utmed en verksam skäregg, som är längst fiärmad i axiell riktning från verktygsgrundkroppen. I denna nollpunkt övergår den välvda yta i arbetsstycket, som är underkastad spånavskiljning, i en genererad eller exponerad yta, som är närmelsevis plan.

I detta sammanhang hänvisas även till F ig. 19, som illustrerar det uppfinningsenliga skäret under arbete. I figuren betecknar Sl en obearbetad yta på ett arbetsstycke, medan S2 betecknar den genererade yta, som lämnas efter spånavskiljningen.

Pilen F markerar fräsens matningsriktning, medan ap betecknar det aktuella skärdjupet.

Kortfattad beskrivning av möi liga utföranden av uppfinningen I ett utförande av uppfinningen kan skärets enskilda skäregg bilda en spånavskilj ande huvudegg, vilken vid sin första ände övergår i en planfasegg, som - då skäret betraktas i planproj ektion mot ovansidan - har en radie, som är större än huvudeggens radie, sådan denna bestäms av fasytans yttre gränslinje. Genom att utfonna skäret med en 95 100 105 110 115 536 647 planfasegg (vars radie kan närma sig oo) erhålls en ytavstrykande effekt utmed den genererade ytan S2. På så sätt kan fräsverktyget användas icke blott för avlägsnande av stora mängder gods ur arbetsstycket, utan även för att skapa en god ytfinish i den genererade ytan. Med andra ord skapas på så sätt ett mångsidigt användbart fräsverktyg, som kan nyttjas även i planfräsningsoperationer, där krav på ytfinish föreligger..

I ett ytterligare utförande kan skäret vara utformat så att dess nominella släppningsvinkel utmed skäreggen minskar i riktning från dennas första ände - där fasytan har sin minsta bredd - mot dess andra ände. På så sätt erhålls en närrnelsevis likformig funktionell släppning mot arbetsstycket, utmed skäreggens verksamma båglängd, oberoende av skärdjupet.

I ännu ett utförande ökar skäreggens nominella spånvinkel i riktning från den första änden mot den andra. På så sätt blir spånvinkeln större (fackmannen skulle säga ”mer positiv”) i riktning mot skäreggens starkaste parti, dvs. där fasytan har sin största bredd. Då fasytans bredd är stor erhålls en fullgod eggstyrka, vilket minskar behovet av en liten spånvinkel, för ändamålet att skapa en hållbar egg, varför en större, mer positiv spånvinkel kan användas for att reducera den genererade skärkraften.

I ett kombinerat utförande kan skäreggens eggvinkel - sådan denna definieras av vinkeln mellan spånytan och släppningsytan i godtyckliga snitt utmed skäreggen - minska i riktning från skäreggens första ände mot dess andra ände för att på så sätt kombinera effektema av ovannämnda reduktion av släppningsvinkeln och ökningen av skäreggens spånvinkel.

I ett utförande kan den enskilda fasytan inbegripa två delytor, som är åtskilda av en delningslinj e från vilken såväl den yttre gränslinj en som den inre, divergerar i riktning från 120 125 130 135 140 536 647 skäreggens första ände mot den andra. På så sätt underlättas spånavskiljningen även utrned de avsnitt av skäreggen, där fasytan har sin största totala bredd. Detta utförande medför den goda effekten att skärkraftema (och i viss mån värrneutvecklingen) reduceras i jämförelse med det tänkbara utförande, som använder sig av en enkel, obruten fasyta.

I ännu ett utförande kan den i skäreggen ingående fasytan ha en största bredd, som är minst dubbelt så stor som dess minsta bredd. På så sätt säkerställs en god styrka i skäreggens mest utsatta parti.

Då fasytan är bruten kan dess yttre delyta ha en bredd, som i ett snitt närmast skäreggens första ände är större än den inre delytans bredd, men som i ett snitt närmast den andra änden har en bredd, som är mindre än den inre delytans bredd. På så sätt kombineras en optimal styrka med en optimal spånavskiljningsförmåga i de olika avsnitten av skäreggen.

I ännu ett utförande kan den aktuella fasytans båglängd uppgå till minst 75% av den totala båglängd, som varj e skäregg tar i anspråk av ovansidans 360°-iga periferi. På så sätt kan skäret operera med ett rekommenderat maximalt skärdjup, som är betydligt större än hälften av skärets radie.

Vidare kan en bruten fasytas yttre delyta ha en vinkel mot det övre referensplanet, som ökar i riktning från skäreggens första ände mot dess andra ände. På så sätt emås en optimal kombination av skäreggens spånavskiljningsförrnåga och styrka i olika avsnitt utmed skäreggen, genom att skäreggens första kontakt med materialet sker längre ifrån det alltjämt svagare området längst ut på skäreggen, dvs. skärningen mellan släppningsyta och spånyta.

I ännu ett utförande kan de låsmedel, som har till uppgift att vridsäkra skäret i ett tillhörande säte i verktygsgrundkroppen, utgöras av en kopplingsyta, som är utformad i 145 150 155 160 536 647 undersidan av Skäret och inbegriper ett flertal radiellt orienterade åsar och försänkningar mellan dessa. En dylik kopplingsyta säkerställer att skärets exakta spatialläge relativt verktygskroppen erhålls även efter indexeringar och upprepade skärbyten.

Vidare kan i det enskilda skärets mantelyta vara utformade ett flertal tangentiellt åtskilda och plana sidokontaktytor. Genom att utforma skäret med dylika sidokontaktytor samtidigt som sätet i grundkroppen utformas med ett par komplementära sidostödytor, emås en avlastning av de spänningar, som under användande påfors en skruv, därest en sådan bildar ett spänndon för fixering av Skäret.

I det sistnämnda utförandet kan skärets sidokontaktytor med fördel vara lokaliserade i samma radiella plan, som åsama i skärets kopplingsyta. På så sätt kan sidokontaktytorna lokaliseras i området under planfaseggama, där skäret har sin största tjocklek och är starkast. I dessa områden är även den enskilda skäreggens ändar belägna, vilket innebär att sidokontaktytoma är åtskilda från skäreggens lägsta punkt (vanligen mittpunkten), där flankforslitningen är stor på grund av stor spåntjocklek.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig. l en perspektivisk sprängvy visande ett fräsverktyg enligt uppfinningen betraktat underifrån och med ett tillhörande skär jämte en fästskruv visade åtsärade från ett säte i verktygets grundkropp, Fig. 2 en sidovy av verktyget, Fig. 3 en planvy underifrån av samma verktyg, 165 170 175 180 Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig. 11, Fig.

Fig.

Fig. 10 ll 12 13a/b 536 647 en förstorad, perspektivisk sprängvy visande dels ett i grundkroppen ingående säte, dels ett bortsprängt skär i såväl grodperspektiv som fågelperspektiv, en fågelperspektivvy av enbart skäret, en grodperspektivvy av samma skär, en sidovy av skäret, en planvy visande skärets undersida, en planvy visande skärets ovansida, en schematisk sidovy illustrerande geometriska basfakta för skäret, en sektorforrnig förstoring av en del av skärets ovansida, en förstorad detalj sidovy visande den övre delen av en i skäret ingående släppningsyta, förstorade detalj sektioner (i olika skalor) visande tvärsektionsformen hos skärets skåregg i snittet A i Fig. 1 1, l4a/b, Fig. 15a/b, Fig. 16a/b och Fig. l7a/b analoga detaljsektioneri snitten D-E i Fig. 18 19 20a/b en ytterligare detaljvy visande ett förstorat, sektorforrnat parti av skärets ovansida, en bild visande ett skär under arbete, och schematiska illustrationer av spånbildningen hos skär med olikforrnade fasytor utmed skäreggarna. 185 190 195 200 536 647 Detalierad beskrivning av ett utförande av uppfinningen I Fig. l-4 visas ett fräsverktyg med ett i enlighet med uppfinningen utformat, runt skär. Verktyget inbegriper dels en grundkropp l i form av ett fräshuvud, dels ett flertal skär 2. I verktyget ingår även spänndon i form av skruvar 3, som har till uppgift att spänna fast skären i ett antal säten 4 i grundkroppen l. Grundkroppen inbegriper främre och bakre ändar, mellan vilka sträcker sig en geometrisk centrumaxel Cl, kring vilken grundkroppen är roterbar. Av de båda ändama är den främre betecknad 5. Sätena 4 är utformade i den periferiska övergången mellan grundkroppens främre ände 5 och en med 6 betecknad mantelyta, vilken är rotationssymmetrisk med avseende på centrumaxeln C 1. Framför varje säte 4 - betraktat i rotationsriktningen R - finns även ett spånrum 7 för varje skär.

Av Fig. 2 och 3 framgår att varje enskilt skär 2 är lokaliserat i ett i grundkroppen intippat spatialläge, som bestäms av två olika vinklar ot och ß, av vilken ot utgör skärets axiella intippningsvinkel, medan ß utgör den radiella intippningsvinkeln. I exemplet är den axiella intippningsvinkeln ot positiv såtillvida att dess plan lutar snett uppåt/bakåt i förhållande till centrumaxeln C, medan den radiella intippningsvinkeln ß är negativ. I det visade utförandet uppgår ot till ca. +5°, vilket av fackmannen betraktas som en måttlig vinkel, som medför att skäret erhåller ett gott stöd mot en i sätet 4 ingående bottenstödyta 8, utan att för den skull göra avkall på den funktionella släppningen utmed skärets verksamma skäregg. I praktiken kan ot variera såväl uppåt som nedåt. Dock bör densamma ej överskrida +15°. Densamma kan även vara måttligt negativ, dvs. luta snett uppåt/framåt i rotationsriktningen. Dock bör en eventuell negativ lutning ej vara större än -5° à -l0°.

Den radiella intippningsvinkeln ß bör alltid vara negativ, dvs. ej överskrida 0°. I exemplet uppgår ß till -5°. I praktiken kan ß variera mellan 0° och -l5°. 205 210 215 220 225 536 647 Nu hänvisas till Fig. 5-10, som mer detalj erat åskådliggör skärets 2 beskaffenhet. Basala särdrag hos Skäret är att detsamma inbegriper en ovansida 9, en undersida 10 samt en runtomgående släppningsyta 11, som generellt är rotationssymmetrisk med avseende på en centrumaxel C2, och som sträcker sig mellan ovan- och undersidoma. Åtminstone närmast ovansidan 9 konvergerar den i sin helhet med 11 betecknade släppningsytan i riktning mot undersidan för att skapa en positiv skärrnakrogeometri hos en med 12 generellt betecknad skäregg, som på traditionellt sätt är utformad i övergången mellan ovansidan och den sidliga, ändlösa släppningsytan 11. Såsom framgår av Fig. 10 definieras ovan- och undersidomas 9, 10 belägenhet i skäret av övre och undre referensplan betecknade URP resp. LRP. Dessa plan är inbördes parallella genom att utbreda sig i rät vinkel mot centrumaxeln C2. Den sistnämnda utgör centrumaxel för en tänkt cylinder CY, vilken omskriver ovansidans periferi och därigenom definierar skärets runda grundform. I samband med Fig. 10 skall påpekas att det övre referensplanet URP tangeras av ett flertal nivellerade och högst i ovansidan belägna punkter, medan det undre referensplanet LRP på analogt sätt tangeras av ett antal punkter, som är belägna lägst i skäret.

Med fömyad hänvisning till Fig. 1-4 skall påpekas att grundkroppen 1 inbegriper totalt fem säten, som för att motverka vibrationer i verktyget är placerade med differentierad delning. Sålunda uppgår delningsvinkeln Öl i exemplet till 73°, 52 till 71°, 83 till 72°, 54 till 73,50 och 55 till 70,5°. Vidare skall påpekas att ett hål 13 med en hongänga för skruvens 3 hangänga mynnar i sätets 4 bottenstödyta 8.

Ehuru olika typer av spänndon, såsom klampar, kan användas för att fixera skäret i tillhörande säte, används i det aktuella exemplet skruvar. Av detta skäl är skäret utformat med ett genomgående hål 14, vars centrumaxel sammanfaller med skärets centrumaxel C2. Såsom inledningsvis nämnts inbegriper skäret låsmedel för att vridsäkra 10 230 235 240 245 250 536 647 detsamma i sätet. I det visade exemplet utgörs detta medel av en kopplingsyta 15 utforrnad i skärets undersida 10. Denna kopplingsyta inbegriper ett flertal åsar 16, som är sinsemellan åtskilda via försänkningar eller dalar 17, av vilka de förstnämnda bildar hanartade ingreppsorgan och de sistnämnda honartade sådana. Såsom tydligt framgår av Fig. 6 och 8 sträcker sig såväl åsama 16 som dalama 17 radiellt i riktning från inre ändari anslutning till hålet 14 mot yttre ändar i anslutning till en runtomgående övergångsyta 18 mellan skärets undersida och släppningsytan 11.

I övergången mellan skärets ovansida 9 och den runtomgående släppningsytan 11, är utformade ett flertal, närmare bestämt fyra skäreggar 12, som är tangentiellt åtskilda från varandra, och som var och en upptar 1A av ovansidans 360°-iga periferi. Med andra ord uppgår delningen mellan skäreggarna i detta fall till 90°.

Nu hänvisas till Fig. 11-18, som närmare åskådliggör skäreggens 12 utformning.

I f1g. 11 visas ett förstorat, sektorforrnigt parti av skärets ovansida, närmare bestämt betraktat i planproj ektion uppifrån. Av figuren framgår att skäreggen sträcker sig mellan första och andra ändar 20 resp. 21. I skäreggen 12, som är bildad mellan en i ovansidan 9 ingående spånyta 19 och den runtomgående släppningsytan 11, ingår en i sin helhet med 22 betecknad fasyta, vilken är avgränsad mot släppningsytan 11 via en yttre gränslinje 23, och mot spånytan 19 via en inre gränslinje 24.

Två grundläggande särdrag utmärker skäreggen 12, nämligen att den sjunker bågforrnigt från den första änden 20 till en lägsta punkt eller bottenpunkt BP, från vilken den åter stiger mot den andra änden 21, samt att fasytans 22 inre gränslinje 24 divergerar från den yttre for att ge fasytan en tilltagande bredd i riktning från skäreggens första ände 20 mot den andra änden 21. Redan till följd av skärets runda grundform är den yttre gränslinj en 23 bågforrnig betraktad i planproj ektion enligt Fig. 11. Även betraktad i sidoproj ektion (enligt 11 255 260 265 270 275 536 647 Fig. 12) sträcker sig gränslinj en bågforrnigt mellan skäreggens ändar 20, 21. Med andra ord är gränslinj en 23 - och därmed skäreggen 12 som sådan - bågformig i två olika koordinatriktningar.

Skäreggens och fasytans tvärsnittsforrn i olika avsnitt mellan ändarna 20, 21 illustreras i ett antal detalj snitt, som kommer att beskrivas senare. Innan så sker skall emellertid påpekas att skäreggen 12 vid sin första ände 20 övergår i en biegg eller planfasegg 25, vilken har till uppgift att avstryka eller avjämna den under fräsning genererade ytan. I det visade exemplet bildar sålunda skäreggen 12 en huvudegg, som ombesörj er spånavskiljningen, medan bieggen 25 bildar en planfasegg med uppgift att avstryka eller avj ämna den genererade bottenytan S2 (se Fig. 19).

Såsom framgår av Fig. 18 har bieggen 25 en båglängd M, som endast utgör en bråkdel av huvudeggens 12 båglängd Q. Vidare är bieggens 25 radie Q betydligt större än skäreggens 12 radie Q. Den sistnämnda radien Q uppgår i huvudsak till hälften av skärets diameter, medan Q i praktiken kan närma sig 00. Med andra ord kan bieggen 25 ha närmelsevis rak form (dock utan att bli absolut rak).

Nu hänvisas till Fig. 13a-17b, som illustrerar icke blott bieggens 25 tvärsnittsforrn, utan även huvudeggens 12 varierande form i olika snitt mellan ändama 20, 21.

I de olika figurema betecknar s en spånvinkel, dvs. den vinkel som spånytan 19 bildar med det övre referensplanet URP, medan C, betecknar den släppningsvinkel, som släppningsytan 11 bildar med en lodrät referenslinj e eller den geometriska cylindem CY. Såväl spånvinkeln s som släppningsvinkeln å; varierar utmed skärets periferi.

Ehuru det inom uppfinningens ram är möjligt att utforma den mellan gränslinj ema 23, 24 avgränsade fasytan 22 såsom en enda obruten yta, har det i exemplet 12 280 285 290 295 536 647 foredragits att ge densamma en bruten form. Sålunda inbegriper fasytan 22 två delytor 26, 27 (se Fig. 11), som är åtskilda av en delningslinj e 28, från vilken såväl den yttre gränslinj en 23 som den inre 24 divergerar, närrnare bestämt i riktning från skäreggens forsta ände 20 mot den andra 21. I detta sammanhang skall särskilt påpekas att även planfaseggen 25 inbegriper en forstärkande fasyta 22a, som är bruten i två delytor 26a, 27a (se Fig. l3b).

Snittet B är beläget vid skäreggens 12 första, smala ände 20, medan snitten C, D och E är lokaliserade närmare den motsatta änden 21. Närmare bestämt är snittet D placerat i närheten av bottenpunkten BP, medan snittet E är placerat närmare änden 21, ehuru fjärmat medurs från denna. Fasytans 22 radiellt yttre delyta 26 bildar (liksom motsvarande delyta 26a utmed planfaseggen 25) en med r] betecknad vinkel med referensplanet URP. Inom fackmannakretsar benämns denna vinkel ”negativ fasvinkel”.

Nedan följer en uppställning av de konkreta vinkelmått i de olika snitten A-E, som förekommer i ett prototyputförande av uppfinningen, närmare bestämt ett skär med IC- måttet (dvs. diametern) 12 mm. Dessutom är den varierande bredden (W) hos fasytan 22 och de båda delytomas bredd (Wl, W2) utmed skäreggen angivna i uppställningen.

SÅ flfl m gfl 1: [°] W [mm] Wl [mml W2 [mm] A 7,42 12,04 70,54 5,08 0,054 0,031 0,023 B 7,76 11,58 70,66 4,58 0,054 0,030 0,024 C 12,02 13,00 64.98 8,47 0,539 0,275 0,264 D 14,04 12,89 63,07 10,67 0,227 0,107 0,120 E 13,99 11,99 64,02 10,02 0,292 0,126 0,136 13 300 305 310 315 536 647 Av ovanstående uppställning framgår att skäreggens eggvinkel n -sådan denna definieras av vinkeln mellan spånytan 19 och släppningsytan ll - minskar i riktning från den första änden 20 mot den andra 21. Denna reduktion av eggvinkeln påbörjas i snittet B, dvs. vid den första änden 20 och fortsätter fram till och forbi snittet D, dvs. ett stycke forbi skäreggens längst belägna punkt BP. Denna reduktion av eggvinkeln är framför allt föranledd av en ökning av spånvinkeln s, samtidigt som släppningsvinkeln å; förblir i allt väsentligt konstant (mellan l2° och l3°). Av uppställningen framgår vidare att fasytans 22 yttre delyta 26 har en bredd W1, som i snitt närmast skäreggens första ände 20 är större än den inre delytans 27 bredd W2. 1 ett område mellan snitten C och D förändras dock detta förhållande såtillvida att den yttre delytans 26 bredd W1 blir successivt allt mindre än den inre delytans bredd ju närmare änden 21 snitten är belägna. I det exemplifierade utförandet har fasytan en största bredd W, som är ca. tio gånger större än dess minsta bredd (j fr värdena i snitten B och C). I och för sig kan denna relation variera, men under alla omständigheter bör den största bredden vara minst dubbelt så stor som den minsta. Sin maximala bredd har fasytan i ett område mellan snitten C och D.

Av Fig. 18 framgår att skäreggens båglängd b_2 mellan ändama 20 och 21 upptar större delen av de 90°, som var och en av de fyra skäreggama tar i anspråk av ovansidans 360°-iga periferi. I exemplet upptar skäreggen ca. 90% av de 90° som år disponibla. Vid sin breda, övre ände 21 övergår skäreggen 12 i en närbelägen planfasegg via ett avsmalnande övergångsparti 30, vars geometriska form saknar betydelse i och med att någon spånavskiljning ej skall äga rum i denna del av skäret. Ävenledes upptar den samverkande planfaseggen 25 en viss del av de disponibla 90°. Under alla omständigheter bör dock den spånavskilj ande skäreggens 22 båglängd ej underskrida 75% av dem tillgängliga bågen. 14 320 325 330 335 340 536 647 Av Fig. 4 framgår att sätets 4 bottenyta 8 bildar en kopplingsyta, som i likhet med skärets kopplingsyta 15 inbegriper åsar l6a omgivna av dalar 17a. Dessa åsar och dalar bildar han- resp. honorgan anordnade att samverka med åsama och dalama i skärets kopplingsyta, närmare bestämt på så sätt att den enskilda åsen 16 i skäret griper in i en dal l7a i sätets kopplingsyta 8, medan åsama l6a i sätets kopplingsyta griper ini dalama 17 i skäret.

Det skall noteras att båda kopplingsytoma i detta fall är väsentligen ringforrniga och omger hålen 13, 14 i sätet resp. skäret. Förutom den såsom botten tj änande kopplingsytan 8 ingår i sätet 4 även två sidostödytor 30, som är plana och avsedda att samverka med ett par plana sidokontaktytor 31 i skärets släppningsyta 11. I och med att skäret inbegriper fyra skäreggar och skall kunna indexeras i fyra lägen, inbegriper skäret fyra dylika sidokontaktytor 31, av vilka blott två - i beroende av indexeringsläget - hålls ansatta mot sidostödytoma 30. Primärt motverkar han- och honorganen i kopplingsytoma 8, 15 vridning av skäret, medan kontakten mellan sidostödytoma 30 och sidokontaktytoma 31 har till uppgift att avlasta spännskruven 3 så att denna icke deforrneras under belastning.

Såsom framgår av Fig. 4-7 har skärets sidokontaktytor 31 en begränsad höjd för att kunna rymmas under den skäregg, som avgränsas av släppningsytans 11 övre parti. I enlighet med ett föredraget utförande av uppfinningen är sidokontaktytoma 31 placerade i samma radiella plan, som åsama 16 i kopplingsytan 15. I ett och samma radiella plan som åsen och sidokontaktytan 31 är även planfaseggen 25 belägen. Konsekvensen härav är att sidokontaktytoma 31 är utformade i de partier av skäret, som har maximal tjocklek. Sålunda utgör bieggama 25 och dessas anslutningar till de omgivande skäreggama 22 skärets högst belägna punkter, vilka tangerar det övre referensplanet URP. Från planfaseggama sjunker huvudeggama relativt det övre referensplanet, och på analogt sätt stiger den undre kopplingsytans 15 periferi, sådan denna representeras av övergångsytan 18 i de områden, som 15 345 350 355 360 365 536 647 är belägna mellan åsama 16, dvs. där dalarna 17 är belägna. Med andra ord har skäret sin minsta tjocklek i ett område ungefär mitt emellan två sidokontaktytor 31.

Uppfinningens funktion och fördelar Nu hänvisas till Fig. 19, som schematiskt illustrerar funktionen hos ett i fräsverktyget ingående skär under arbete. I figuren betecknar F fräsens matningsriktning. För en given matning kommer den operativa skäreggen 22 att avskilja spånor 33a, 33b och 33c, vilkas förrn/tjocklek varierar i beroende av det valda skärdjupet ap. Om skärdjupet är litet blir spånan (se 33a) jämförelsevis tunn även om dess tjocklek tilltar frän den ena änden till den andra. Med ett tilltagande skärdjup ökar spånomas (33b, 33c) tjocklek successivt upp till en maximal tjocklek, som svarar mot ett maximalt, rekommenderat skärdjup. Detta rekommenderade maxdjup kan i och för sig variera i olika applikationer. Dock bör skärdjupet ap ej överskrida 2/3 av skärets radie r.

I Fig. 19 betecknar OP den nollpunkt (belägen kl. 18.00), i vilken skäreggens 22 spånavskilj ande verkan, via planfaseggen 20, övergår i en ytavstrykande verkan utmed den genererade ytan S2.

Genom att utforma den enskilda skäreggen på det sätt som beskrivits ovan, optimeras dess spånavskilj ande förmåga oberoende av det valda skärdjupet. Om skärdjupet är litet, träder endast den spetsiga och lättskärande del av skäreggen, som är belägen närmast planfaseggen i funktion. Under dessa omständigheter är skärkrafterna begränsade, varför denna del av skäreggen icke underkastas några större skärkrafter, som tenderar att förslita eller skada skäret. Om spånans tjocklek -till följd av ett ökat skärdjup - ökar utsätts skäreggen för större skärkrafter, i synnerhet där skärdjupet är störst och spånan tj ockast. Även under dessa omständigheter är skäreggen tålig i och med att dess fasyta blir bredare och 16 370 375 380 536 647 bredare från planfaseggen mot skäreggens övre ände. Dock förlorar skäreggen ej sin lättskärande förrnåga i och med att skäreggens bågforrniga undansjunkning relativt skärets övre referensplan, borgar för att skäreggens funktionella axialvinkel ökar och därrned kompenserar en måttlig axiell intippningsvinkel.

I Fig. 20a och 20b illustreras en jämförelse mellan en skäregg, vars fasyta 22 är obruten och en skäregg med en bruten sådan, dvs. en fasyta som -i enlighet med det beskrivna utförandet - inbegriper två i trubbig vinkel mot varandra orienterade delytor 26, 27.

I det förstnämnda fallet (Fig. 20a), kommer den spåna, som är undankastad avskiljning, att vikas ned i riktning framåt från skäreggen. Detta innebär att skärkraftema blir större än i det fall, som visas i Fig. 20b. Genom att den inre delytan 27 är vinklad nedåt/bakåt i förhållande till den yttre delytan 26, kommer spånan att styras mer inåt mot skärets centrum (uppåt i Fig. 20b). På så sätt kommer spånan att lättare glida utmed skäreggen, varigenom skärkraftema reduceras. 17

Claims (25)

385 390 395 400 536 647 PATENTKRAV

1. Fräsverktyg innefattande dels en grundkropp (1) med främre och bakre ändar, mellan vilka sträcker sig en mantelyta (6) och en geometrisk centrumaxel (Cl), kring vilken grundkroppen är roterbar, dels ett flertal enkelsidiga och indexerbara skär (2) med rund grundform, vilka var för sig innefattar en ovansida (9), en undersida (10) och en mellan dessa sig utbredande släppningsyta (11), som åtminstone närmast ovansidan (9) konvergerar i riktning mot undersidan (10) för att skapa en positiv skärgeometri hos en mellan släppningsytan (11) och en i ovansidan (9) ingående spånyta (19) befintlig skäregg (12), vilken inbegriper en förstärkande fasyta (22), som är avgränsad mot släppningsytan (11) via en yttre gränslinje (23) och mot spånytan (19) via en inre gränslinj e (24), varvid ovan- och undersidomas (9, 10) nominella belägenhet i skäret (2) bestäms av övre och undre referensplan (URP, LRP), som vart och ett utbreder sig i rät vinkel mot en geometrisk centrumaxel (C2) för en imaginär cylinder (CY), som omskriver ovansidans (9) periferi och därigenom definierar skärets runda grundform, varvid det enskilda skäret (2) är fastspänt i ett i en övergång mellan grundkroppens (1) främre ände (5) och dess mantelyta (6) utformat säte (4), närmare bestämt med hjälp av dels ett spänndon (3), dels samverkande låsmedel i såväl grundkroppens säte som skäret för att motverka vridning av det sistnämnda, varvid skäret är lokaliserat i ett i grundkroppen intippat spatialläge, som bestäms av såväl en axiell intippningsvinkel (u) som en radiell (ß), kännetecknat därav, att skäret (2) är utformat med ett flertal tangentiellt åtskilda och växelvis användbara skäreggar (12), som var för sig sjunker bågforrnigt från en närmast skärets övre referensplan (URP) belägen första ände (20) till en lägsta punkt (BP), från vilken den stiger mot en andra ände (21), varvid fasytans (22) inre gränslinje (24) divergerar från den yttre (23) för att ge fasytan en tilltagande bredd i riktning från skäreggens första ände (20) mot dess andra ände (21). 18 405 410 415 420 425 536 647

2. Fräsverktyg enligt krav 1, kännetecknat därav, att skärets (2) enskilda skäregg (12) bildar en spånavskilj ande huvudegg, vilken vid sin första ände (20) övergår i en planfasegg (25), som - då skäret betraktas i planprojektion mot ovansidan - har en radie (rl), som är större än huvudeggens radie (r2), sådan denna bestäms av fasytans yttre gränslinje (23).

3. Fräsverktyg enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att den enskilda skäreggen (12) i varje skär (2) är utformad med en eggvinkel (n) - sådan denna definieras av vinkeln mellan spånytan (19) och släppningsytan (11) - som minskar i riktning från den forsta änden (20) mot den andra (21).

4. Fräsverktyg enligt krav 3, kännetecknat därav, att skäreggens (12) nominella spånvinkel (s) ökar i riktning från den första änden (20) mot den andra (21), medan släppningsvinkeln (Q) är i huvudsak konstant.

5. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att skäreggens (12) fasyta (22) är bruten genom att inbegripa två delytor (26, 27), som är åtskilda av en delningslinje (28), från vilken såväl den yttre gränslinj en (23) som den inre (24) divergerar i riktning från skäreggens första ände (20) mot den andra (21), varvid den radiellt yttre delytan (26) bildar en större, negativ vinkel (r) med det övre referensplanet (URP) än den inre (27).

6. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att skäreggens (12) fasyta (22) har en största bredd (W), som är minst dubbelt så stor som dess minsta bredd.

7. Fräsverktyg enligt krav 5, kännetecknat därav, att fasytans (22) yttre delyta (26) har en bredd (Wl), som i snitt närmast skäreggens första ände (20) är större än den inre 19 430 435 440 445 450 536 647 delytans (27) bredd, men som i snitt närmare den andra änden (21) har en bredd (W1), som är mindre än den inre delytans (27) bredd (W2).

8. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att skäreggens (12) fasyta (22) har en båglängd (b2) av minst 75% av den totala båglängd, som varje skäregg (12) tar i anspråk av skärets 360°-iga periferi.

9. Fräsverktyg enligt krav 5 eller 7, kännetecknat därav, att den yttre delytans (26) vinkel (t) mot skärets övre referensplan (URP) ökar i riktning från skäreggens första ände (20) mot den andra (21).

10. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att låsmedlen för att vridsäkra skäret (2) i grundkroppens enskilda säte (4) innefattar dels en första kopplingsyta, som är utformad i en botten (8) i det enskilda sätet, och inbegriper ett flertal radiellt orienterade åsar (16) och försänkningar (17) mellan dessa, dels en i skärets undersida utformad andra kopplingsyta, som på enahanda sätt inbegriper åsar och försänkningar, av vilka de förstnämnda griper in i den första kopplingsytans försänkningar samtidigt som de sistnämnda upptar den första kopplingsytans åsar.

11. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att i det enskilda skärets mantelyta är utformade ett flertal tangentiellt åtskilda sidokontaktytor, av vilka två är ansatta mot var sin sidostödyta i sätet.

12. Fräsverktyg enligt krav 10 och 11, kännetecknat därav, att skärets sidokontaktytor är lokaliserade i samma radiella plan, som åsama i skärets kopplingsyta.

13. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att skärets (2) operativa skäregg (12) har sin första ände (20) belägen på ett större axiellt avstånd från grundkroppens (1) bakre ände än sin andra ände (21) och varvid skärets (2) operativa skäregg 20 455 460 465 470 536 647 (12) har sin första ände (20) belägen på ett kortare radiellt avstånd från grundkroppens (1) centrumaxel (Cl) än sin andra ände (21).

14. Enkelsidigt, indexerbart frässkär med rund grundform innefattande en ovansida (9), en undersida (10) och en mellan dessa sig utbredande släppningsyta (11), som åtminstone närmast ovansidan (9) konvergerar i riktning mot undersidan (10) för att skapa en positiv skärgeometri hos en mellan släppningsytan (11) och en i ovansidan (9) ingående spånyta (19) befintlig skäregg (12), vilken inbegriper en forstärkande fasyta (22), som är avgränsad mot släppningsytan (11) via en yttre gränslinje (23) och mot spånytan (19) via en inre gränslinje (24), varvid ovan- och undersidomas belägenhet definieras av övre och undre referensplan (URP, LRP), som vart och ett utbreder sig i rät vinkel mot en geometrisk centrumaxel (C2) for en imaginär cylinder (CY), som omskriver ovansidans (9) periferi och därigenom definierar skärets runda grundform, och varvid skäret inbegriper låsmedel för att vridsäkra detsamma, kännetecknat därav, att detsamma är utformat med ett flertal tangentiellt åtskilda skäreggar (12), som var för sig sjunker bågforrnigt från en närmast det övre referensplanet (URP) belägen forsta ände (20) till en lägsta punkt (BP), från vilken den stiger mot en andra ände (21), och att fasytans inre gränslinj e (24) divergerar från den yttre (23) för att ge fasytan (22) en tilltagande bredd i riktning från skäreggens första ände (20) mot dess andra ände (21).

15. Frässkär enligt krav 14, kännetecknat därav, att sagda skäregg bildar en spånavskilj ande huvudegg (12), vilken vid sin första ände (20) övergår i en planfasegg (25), som - då skäret betraktas i planproj ektion mot ovansidan - har en radie (rl), som är större än huvudeggens radie (r2), sådan denna bestäms av fasytans yttre gränslinj e (23).

16. Frässkär enligt krav 14 eller 15, kännetecknat därav, att enskilda skäreggen (12) i varj e skär (2) är utformad med en eggvinkel (n) - sådan denna definieras av vinkeln 21 475 480 485 490 495 536 647 mellan spånytan (19) och släppningsytan (11) - som minskar i riktning från den första änden (20) mot den andra (21).

17. Frässkär enligt något av kraven 14-16, kännetecknat därav, att skäreggens (12) nominella spånvinkel (s) ökar i riktning från den första änden (20) mot den andra (21), medan släppningsvinkeln (Q) är i huvudsak konstant.

18. Frässkär enligt något av kraven 14-17, kännetecknat därav, att den enskilda fasytan (22) är bruten genom att inbegripa två delytor (26, 27), som är åtskilda av en delningslinj e (28), från vilken såväl den yttre gränslinjen (23) som den inre (24) divergerar i riktning från skäreggens första ände (20) mot dess andra ände (21), varvid den radiellt yttre delytan (26) bildar en större, negativ vinkel (r) med det övre referensplanet (URP) än den inre.

19. Frässkär enligt något av kraven 14-18, kännetecknat därav, att fasytan (22) har en största bredd (W), som är minst dubbelt så stor som dess minsta bredd.

20. Frässkär enligt krav 18, kännetecknat därav, att fasytans (22) yttre delyta (26) har en bredd (Wl), som i snitt närmast skäreggens första ände (20) är större än den inre delytans bredd (W2), men som i snitt närmare den andra änden (21) har en bredd, som är mindre än den inre delytans (27) bredd.

21. Frässkär enligt något av kraven 14-20, kännetecknat därav, att fasytans (22) båglängd uppgår till minst 75% av den totala båglängd, som varje skäregg tar i anspråk av ovansidans 360°-iga periferi.

22. Frässkär enligt krav 18 e1ler20, kännetecknat därav, att den yttre delytans (26) vinkel (I) mot det övre referensplanet (URP) ökar i riktning från skäreggens första ände (20) mot dess andra ände (21). 22 500 536 647

23. Fråsskår enligt något av kraven 14-22, kännetecknat därav, att sagda låsmedel utgörs av en kopplingsyta, som är utformad i undersidan och inbegriper ett flertal radiellt orienterade åsar och försånkningar mellan dessa.

24. Frässkår enligt något av kraven 14-23, kännetecknat därav, att i det enskilda skårets mantelyta (l l) är utformade ett flertal tangentiellt åtskilda sidokontaktytor.

25. Frässkär enligt krav 23 och 24, kännetecknat därav, att skärets sidokontaktytor är lokaliserade i samma radiella plan, som åsarna i kopplingsytan. 23