SE524063C2

SE524063C2 - Verktygskoppling för roterande verktyg där kopplingens hondel har ett triangulärt tvärsnitt

Info

Publication number: SE524063C2
Application number: SE0200235A
Authority: SE
Inventors: Goeran Pantzar
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2004-06-22
Also published as: US20050129477A1; EP1469964B1; KR100901099B1; EP1469964A1; KR20040076883A; US7189039B2; ATE459445T1; SE0200235L; SE0200235D0; WO2003064087A1; CN1319690C; CN1610590A; DE60331522D1

Description

oo o oro anna o o o 10 U 20 25 30 35 n . . - . . . . - - - - Q - on s24 ges Uppfinningens syften och särdrag Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en verktygskoppling av det inledningsvis definierade slaget, vilken koppling är glappfri.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att kopplingen skall medföra en hög precision, speciellt i radiell led när det gäller den spånavskiljande bearbetning som utförs av de på verktygshuvudet anbringade skären för spånavskiljande bearbetning. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning skall vara användarvänlig samt automatiskt justera in de verktygskroppar som kopplas samman i inbördes korrekta lägen. Åtminstone det primära syftet med föreliggande uppfinning realiseras medelst en verktygskoppling som erhållit de i det efterföljande självständiga patentkravet l angivna särdragen. Föredragna utföringsformer av uppfinningen är definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer en utföringsform av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, där: Fig 1 visar en perspektivvy av en i verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning ingående handel, vilken är anordnad på en första verktygskropp; Fig 2 visar en perspektivvy av en i verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning ingående hondel, vilken är anordnad på en andra verktygskropp och avsedd att vara i ingrepp med handelen enligt Fig 1; Fig 3 visar ett axiellt snitt genom centrum av den första verktygskroppen enligt Fig 1; Fig 4 visar i något perspektiv de båda verktygskropparna i hopmonterat tillstànd, varvid de är snittade axiellt genom centrum av verktygskropparna; och Fig 5 visar ett snitt, vinkelrätt mot verktygskropparnas axiella riktning, genom handelen och hondelen när dessa är i ingrepp med varandra. 10 15 20 25 30 35 u. n o a o u . . p . . ø a » Q n an 524 963 Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform av uppfinningen Den i Fig 1 och 2 visade utföringsformen av en verktygskoppling enligt föreliggande uppfinning innefattar en handel 1, anordnad på en första kontaktyta 2 hos en första verktygskropp se Fig 1, och en hondel 3, se Fig 2. Handelen 1 är 5 och hondelen 3 är utformad i en andra kontaktyta 4 hos en andra verktygskropp 7. Den första verktygskroppen 5 kan exempelvis utgöras av ett fräshuvud medan den andra verktygskroppen 7 exempelvis kan utgöras av en förlängare eller dylikt. Vid den från hondelen 3 vända änden kan den andra verktygskroppen 7 vara försedd med någon annan typ av verktygskoppling, exempelvis den av AB Sandvik Coromant marknadsförda verktygskopplingen CAPTO®. Verktygskropparna 5 och 7 är endast schematiskt visade i föreliggande patentansökning.

I den visade utföringsformen sträcker sig ett axiellt första centrumhål 6 genom den första verktygskroppen 5 och ett axiellt andra centrumhål 8 sträcker sig genom åtminstone en del av den andra verktygskroppen 7. Det första centrumhålet 6 är försett med en avsats medan det andra centrumhålet 8 är invändigt gängat.

Verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning innefattar dessutom en styrning som i utföringsformen enligt Fig 1 och 2 innefattar en cirkulär ås 9, vilken är anordnad på den första kontaktytan 2 på visst radiellt avstånd från handelen 1, i anslutning till den första verktygskroppens 5 omkrets. Styrningen innefattar dessutom ett cirkulärt spår 10, vilket är anordnat i den andra kontaktytan 4 på visst radiellt avstånd från hondelen 3, i anslutning till den andra verktygskroppens 7 omkrets. Hur den cirkulära åsen 9 samverkar med det cirkulära spåret 10 kommer att framgå av beskrivningen nedan.

Såsom framgår av Fig 1 innefattar handelen 1 ett närmast den första verktygskroppen 5 beläget basparti ll med triangulär form samt tre stycken fjädrande tungor 12, vilka sträcker sig ut från baspartiet 11 och generellt har en utsträckning i axiell led av den första verktygskroppen 5. De tre tungorna 12 är belägna i hörnen 13 av det triangulära 10 15 20 25 30 35 5244063 baspartiet 11. Hörnen 13 hos det triangulära baspartiet 11 är avrundade, dvs de är konvexa i omkretsriktningen av handelen, varvid även tungorna 12 är konvexa på sin utsida både i omkretsriktningen av handelen 1 samt även i axiell led av handelen 1. Sidoytorna hos det triangulära baspartiet 11 är uppdelade i två delytor, varvid en första delsidoyta 14 är plan medan en andra delsidoyta 15 är något konvex i omkretsriktningen av handelen 1. Detta framgår tydligare i det snitt som visas i Fig 5.

Hondelen 3, se Fig 2, har likaså en generellt triangulär form med avrundade hörn, varvid nämnda hörn innefattar två delpartier 16 och 17. som är belägen närmare den andra verktygskroppens 7 omkrets än Det första hörnpartiet 16 har en botten det andra hörnpartiets 17 botten. Mellan hörnpartiernas 16 och 17 bottnar är anordnat ett övergångsparti 18, vilket har en utsträckning i axiell led av den andra verktygskroppen 7.

Mellan de respektive hörnpartierna 16/17 sträcker sig en sidoyta 19, vilken företrädesvis är plan.

När de båda verktygskropparna 5 och 7 skall kopplas samman skjuts handelen 1 in i hondelen 3, varvid tungorna 12 i ett första skede styr mot de första hörnpartierna 16 hos hondelen 3. Därefter glider tungorna 12 mot övergångspartierna 18 och äntrar de andra hörnpartierna 17. Därvid är toleranserna sådana att i obelastat läge tangerar tungornas 12 utsidor en cirkel som har något större diameter än den cirkel som tangerar de andra hörnpartierna 17. Skillnaden mellan cirklarnas diameter är lämpligen av storleksordningen 5/100 mm. Detta innebär att tungorna 12 fungerar som en noggrann styrning under slutfasen då handelen 1 upptas i hondelen 3.

I Fig 4 visas de båda verktygskropparna 5 och 7 i hopkopplat läge, dvs handelen 1 är upptagen i hondelen 3, varvid kontaktytorna 2 och 4 anligger mot varandra och den cirkulära åsen 9 är upptagen i det cirkulära spåret 10. En dubbelpil A symboliserar verktygets axiella riktning medan en dubbelpil R symboliserar verktygets radiella riktning. En axiellt sig sträckande, utvändigt gängad, låsskruv 20 är upptagen i det första hålet 6 samt sträcker sig in i det andra hålet 8. Låsskruven 20 är på sedvanligt sätt försedd med ett 10 15 20 25 30 35 - ~ ~ - » - . a» 524 qgs invändigt nyckelgrepp 21 för att möjliggöra rotation av låsskruven 20 och därmed sammankoppling av verktygskropparna 5 och 7 på ett fullgott sätt. Låsskruven 20 är även försedd med en làsring 22 som är upptagen i ett radiellt spår i låsskruven 20. Funktionen hos denna làsring 22 kommer att beskrivas nedan.

Vid sammankoppling av de båda verktygskropparna 5 och 7 skjuts således handelen 1 in i hondelen 3, varvid under inledningsskedet tungorna 12 hos handelen 1 styr mot hörnpartierna 16 och 17. Förskjutningen av handelen 1 in i hondelen 3 effektueras genom rotation av låsskruven 20, varvid dess utvändigt gängade parti är i ingrepp med det invändigt gängade hålet 8. När handelen 1 har bottnat i hondelen 3 befinner sig delsidoytorna 14 och 15 hos handelen 1 mitt för sidoytan 19 hos hondelen 3. I detta skede har även kontaktytorna 2 och 4 kommit till anliggning mot varandra, varvid åsen 9 hos den första verktygskroppen 5 är upptagen i spåret 10 hos den andra verktygskroppen 7. Genom samverkan mellan åsen 9 och spåret 10 kommer en inbördes styrning i radiell led av de båda verktygskropparna 5 och 7 att ske. På grund av flexibiliteten hos tungorna 12 samt förekomsten av 15 och sidoytan 19, kommer den styrning som åstadkoms av åsen 9 och ett visst glapp mellan delsidoytorna 14, se Fig 5, spåret 10 att råda över den styrning som åstadkoms av tungorna 12 och hörnpartierna 16, 17 respektive delsidoytorna 14, 15 och sidoytan 19. Företrädesvis har, i det i Fig 4 visade snittet, åsen 9 en något mindre krökningsradie än spåret 10.

Detta medför att kravet på praktisk tillverkningsprecision för åsen 9 och spåret 10 reduceras något.

I detta sammanhang skall påpekas att då den första verktygskroppen 5 påförs en sidokraft kommer en inbördes sidoförskjutning av verktygskropparna 5, 7 i utomordentligt hög grad att motverkas av samverkan mellan åsen 9 och spåret 10 genom att dessa hålls axiellt samman av låsskruven 20.

När den andra verktygskroppen 7 påförs en rotation kommer självklart även hondelen 3 att rotera, varvid handelen 1 och den första verktygskroppen 5 medbringas. I detta sammanhang hänvisas till Fig 5, vilken visar ett snitt genom handelen 1 och hondelen 3 i operativt läge av dessa delar.

W U 20 25 30 35 524 o@s Såsom framgår av Fig 5, där rotationsriktningen är markerad med W, kommer vid rotation av hondelen 3 sidoytan 19 att kontakta den konvexa delsidoytan 15, varvid rotationskraften överförs genom dessa tre kontaktområden 15/19.

Av Fig 5 framgår även tydligast att låsskruven 20 är försedd med en längsgående avfasning 23, vilken företrädesvis sträcker sig utefter låsskruvens 20 hela skaft 24. Nämnda avfasning 23 skapar ett utrymme 25 mellan låsskruvens 20 skaft och hålen 6 och 8, varvid kylmedel kan tillföras i nämnda utrymme. Hur kylmedlet distribueras vidare i området för låsskruvens 20 huvud 26 är ej angivet i Fig 4. I detta sammanhang skall påpekas att utformningen av låsskruven 20, dvs anordnandet av en längsgående avfasning 23 kan ha en generell tillämpning för verktyg för spânavskiljande bearbetning där är angeläget att skapa ett utrymme för tillförsel av kylmedel.

När den första verktygskroppen 5 skall demonteras från den andra verktygskroppen 7 roteras låsskruven 20 åt motsatt håll jämfört med då verktygskropparna 5, 7 kopplas ihop.

Därvid kommer låsringen 22, vilken skjuter ut ett stycke utanför skaftets 24 omkrets, till anliggning mot den första verktygskroppen 5 och drar med sig denna, varvid handelen 1 avlägsnas från hondelen 3.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen av föreliggande uppfinning är verktygskropparna 5 och 7 schematiskt visade i form av generellt cylindriska element. Emellertid förhåller det sig så att i verkligheten är dessa verktygskroppar 5 och 7 bearbetade beroende på vilken typ av verktyg som de ingår i.

Därvid kommer normalt periferin hos dessa verktygskroppar 5 och 7 att vara avbruten på ett antal ställen, vilket i sin tur innebär att hos det färdiga verktyget kommer den cirkulära åsen 9 och det cirkulära spåret 10 ej att vara kontinuerliga utan avbrutna på ett antal ställen. Av den anledningen har i de efterföljande patentkraven använts uttrycket ”cirkelbågformade” i stället för "cirkulära".

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Vid den ovan beskrivna utföringsformen är handelen 1 anordnad på den första verktygskroppen 5, dvs den del som 10 15 20 25 u . - . f - . »n 524 og: exempelvis kan utgöra ett fräshuvud. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig att hondelen 3 är utformad i den första verktygskroppen 5, varvid i så fall handelen 1 är anordnad på den andra verktygskroppen, vilken exempelvis kan utgöra en förlängare.

I samband med beskrivningen av utföringsformen ovan anges att den styrning som åstadkoms av åsen 9 och spåret 10 kommer att råda över den styrning som åstadkoms av tungorna 12 15 och sidoytan 19. Det har emellertid empiriskt visat sig att den och hörnpartierna 16, 17 respektive delsidoytorna 14, styrning som åstadkoms av åsen 9 och spåret 10 kan undvaras i vissa applikationer, dvs den styrning i radiell led som åstadkoms av tungorna 12 och de andra hörnpartierna 17, dvs de hörnpartier som har en botten längst bort från den andra verktygskroppens 7 omkrets, är tillräcklig. I ett sådant fall är kontaktytorna 2 och 4 helt plana i de partier som anligger mot varandra, varvid dessa partier är belägna i anslutning till verktygskropparnas periferi.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen uppvisar handelen 1 tre tungor 12 och hondelen 3 uppvisar tre hörnpartier 16, 17. Emellertid kan man inom ramen för uppfinningen även tänka sig att handelen har fler än tre tungor och att hondelen har fler än tre hörnpartier. I praktiken torde dock sex tungor respektive sex hörnpartier vara det maximala antalet.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen är åsen 9 och spåret 10 cirkulära, varvid de av skäl som ovan angivits kan vara avbrutna på ett antal ställen. Emellertid behöver åsarna/spåren ej vara cirkelbàgformade utan de kan ha en annan krökt form eller till och med vara raka.

N U 20 25 30 524 qez Lista över hänvisningsbeteckningar (Z0\1G\U1J>U)l\)}-\ 11 12 112 13 14 16, 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Handel Första kontaktyta Hondel Andra kontaktyta Första verktygskropp Första centrumhål Andra verktygskropp Andra centrumhål Cirkulär äs Cirkulärt spår Basparti Fjädrande tungor Ytterst hörnparti Hörnparti Första delsidoyta Andra delsidoyta Delpartier av hörn Övergångsparti Sidoyta Låsskruv Invändigt nyckelgrepp Låsring Avfasning Skaft Utrymme Huvud

Claims

10 15 20 25 30 35 . . . . o a 524 qps Patentkrav

1. Verktygskoppling för roterande verktyg för spánavskiljande bearbetning, vilken verktygskoppling är avsedd att sammankoppla en första verktygskropp (5) och en andra verktygskropp (7), varvid verktygskopplingen innefattar en på anordnad handel (1) (3), handelen (1) och hondelen (3) är avsedda att vara i ingrepp den första verktygskroppen (5) och en på den andra verktygskroppen (7) anordnad hondel varvid med varandra i operativt tillstånd av verktygskopplingen, och (20) sammanhàllande kraft, att verktygskopplingen innefattar organ handelen (1) och hondelen (3) att verktygskopplingen innefattar organ för inbördes styrning i radiell led, att nämnda organ (12) och att tungorna för att påföra en axiell, av verktygskropparna (5, 7) ingående tungor och i hondelen 17), (12) och är flexibla i radiell led utgörs av i handelen (1) (3) ingående hörnpartier (16, har en utsträckning i axiell led (A) (R), (3) har generellt triangulärt tvärsnitt. k ä n n e t e c k n a d av att handelen (1) och hondelen

2. Verktygskoppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vart och ett av hondelens (3) hörnpartier innefattar två (16, (16) botten som är belägen närmare den andra verktygskroppens (7) (17) botten. delpartier 17), av vilka ett första delparti har en omkrets än ett andra delpartis

3. Verktygskoppling enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ytterligare organ (9, 10 för ) styrning av verktygskropparna i radiell led är belägna på radiellt avstånd från handelen (1) och hondeln (3).

4. Verktygskoppling enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att de ytterligare styrorganen innefattar en ås (9) på den ena verktygskroppen (5) och ett spår (10) på den andra (7), i operativt tillstånd av verktygskopplingen. verktygskroppen och att àsen (9) är upptagen i det spåret (10)

5. Verktygskoppling enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att àsen (9) och spåret (10) är cirkelbågformade. 10 15 20 25 ~ ~ . « n u 524 ges

6. Verktygskoppling enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att åsen (9) är anordnad på en kontaktyta (2) hos den ena verktygskroppen (5), och att spåret (10) är anordnat i en kontaktyta (4) hos den andra (7), (10) är anordnade i anslutning till periferin hos respektive verktygskroppen och att åsen (9) och spåret verktygskropp (5, 7).

7. Verktygskoppling enligt något av föregående krav, av att handelen (1) åtminstone en delsidoyta (15) k ä n n e t e c k n a d uppvisar som är konkav i handelens (1) omkretsriktning.

8. Verktygskoppling enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att organet för att axiellt sammanhålla verktygskropparna (5, 7) utgörs av en låsskruv (20), vilken uppvisar en längsgående avfasning (23) på sin skaftdel (24).

9. Verktygskoppling enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att organet för att axiellt sammanhålla verktygskropparna (5, 7) utgörs av en låsskruv (20), vilken uppvisar ett radiellt spår, (22) (24) på låsskruven i vilket är upptaget som skjuter ut ett stycke utanför omkretsen (20). en låsring hos skaftet