SE530181C2 - Verktyg för spånavskiljande bearbetning samt grundkropp och separat låsorgan härför - Google Patents

Description

40 45 50 55 60 65 530 181 2 konventionella skärverktyg. Om emellertid fräsen skall bestyckas med små skär, och i synnerhet små skär i ett stort antal, uppstår svårigheter att forma försänkningen. l dylika fall blir nämligen de mångfaldiga (t ex sex) plana ansatsylor, som tillsammans bildar försänkningen, så utomordentligt små, att traditionella bearbetningsverktyg ej kan användas för att generera dels själva ytorna, dels erforderliga släppningar mellan dessa. Utförda undersökningar av frågan huruvida det skulle vara möjligt att fräsa ytorna med hjälp av speciella pinnfräsar med en diameter ned mot 1 mmåhar visat att detta altemativ ej är realistiskt. När skärlägena är mångfaldiga, dvs lokaliserade tätt intill varandra, försämras dessutom åtkomligheten för bearbetningsverktygen.

Uggfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda svårigheter. Ett primärt syfte med uppfinningen är därför att skapa ett verktyg, som låter sig utföras med små och mångfaldiga skär, vilka är vridsäkrade med hjälp av medel, som är enkla och billiga att åstadkomma. Det är även ett syfte att förbättra skärens vridsäkring såtillvida att risken för oavsiktlig vridning av skäret minimeras. Ånnu ett syfte är att skapa ett verktyg vid vilket risken för skador, tex nötningsskador, på den dyrbara grundkroppen reduceras till ett minimum.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av det uppflnningsenliga verktyget är vidare definierade i de osjälvständiga kraven 2-12. l en andra aspekt hänför sig uppfinningen till en verktygsgrundkropp som sådan. Särdragen hos denna grundkropp framgår av det självständiga patentkravet 13.

I en tredje aspekt hänför sig uppfinningen även till ett i forrn av en separat tillsats utfört låsorgan för verktyget enligt uppfinningen. De unika särdragen hos detta låsorgan framgår av dels det självständiga patentkravet 14, dels det osjälvständiga kravet 15. 70 75 80 85 90 95 530 181 Sammanfattning av uggfinningstanken Uppfinningen grundar sig på tanken att utforma den eller de plana ansatsytor, som skall samverka med skärets plana ingreppsytor i ett separat Iåsorgan i stället för i en försänkning, som måste åstadkommas genom spånavskiljande bearbetning i grundkroppen. Detta separata Iåsorgan kan på ett enkelt sätt förfärdigas i en från tillverkningen av grundkroppen skild bearbetningsoperation, och därefter monteras i ett i grundkroppen utformat utrymme, som kan åstadkommas på ett enkelt och snabbt sätt.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en perspektivisk sprängvy av ett verktyg i form av en fräs, som inbegriper en roterbar grundkropp, varvid ett skär och ett Iåsorgan visas åtskilda från grundkroppen, Fig 2 en förstorad, partiell perspektivvy visande ett enskilt skärläge i grundkroppen, V Fig 3 en analog perspektiwy visande ett i enlighet med uppfinningen utfört Iåsorgan monterat i ett utrymmei anslutning till skärläget, Fig 4 en förstorad perspektivisk sprängvy av dels låsorganet, dels ett rörstift för detta, Fig 5 en underifrån betraktad perspektivvy av låsorganet i samverkan med ett runt skär, och Fig 6 en planvy underifrån av låsorganet och skäret.

Detal'|erad beskrivning av ett föredraget utförande av uggfinningen Uppfinningen kommer nedan att beskrivas i samband med ett för spånavskiljande metallbearbetning avsett, roterbart skärverktyg i form av en fräs, som inbegriper màngfaldiga skär och skärlägen. Detta faktum utesluter dock ej att uppfinningen tillämpas på andra skärverktyg, tex fasta svarvverktyg med endast ett eller ett fåtal skär resp skärlägen.

Den ifig 1 visade fräsen inbegriper på konventionellt sätt en grundkropp 1, som är roterbar kring en geometrisk centrumaxel C, och uppvisar 100 105 110 115 120 125 130 530 181 4 dels en mantelyta 2 med rotationssymmetrisk, i detta fall cylindrisk form, dels en plan, ringforrnig frontändyta 3. I övergången mellan mantelytan 2 och frontändytan 3 är utformade ett antal periferiskt åtskilda skärlägen 4, som har till uppgift att mottaga skär 5 av vilka endast ett visas i fig 1. I riktning bakåt från varje enskilt skärläge 4 sträcker sig en spånficka 6, som i detta fall avgränsas av dels en plan, hyllartad yta 7, dels åtminstone en konkavt välvd yta 8. De olika spånfickorna och skärlägena är åtskilda av skiljeväggar eller -åsar 9. I arbete roterar grundkroppen i riktning av pilen A. Betraktat i rotationsriktningen bildar hyllytan 7 en framsida på den enskilda skiljeväggen 9, medan ytan 8 bildaren baksida på en närbelägen skiljevägg.

Det enskilda skärläget 4 är försänkt i förhållande till hyllytan 7 och inbegriper dels en plan bottenyta 10, dels två periferiskt åtskilda sidostödytor 11 mot vilka en ändlös, rotationssymmetrisk släppningsyta på skäret är ansättbar. l det i fig 1 exemplifierade utförandet fixeras skäret 5 med hjälp av en skruv 13, som förutom en skalle 14 inbegriper ett skaft 15 med en hangänga, som kan dras fast i en hongänga i ett hål 16, som öppnar sig i skärlägets bottenyta 10. Skruvens skaft passerar genom ett centralt hål 17 i skäret. En geometrisk centrumaxel för skäret 5 och hålet 16 är betecknad C1.

Med hänvisning till fig 5 skall påpekas att skäret 5 uppvisar en rotationssymmetrisk släppningsyta 18, som utbreder sig mellan en ovansida 19 och en undersida 20, varvid övergången mellan ovansidan och släppningsytan bildar en ändlös, cirkelformig skäregg 21. Släppningsytan 18 är konisk och konvergerar i riktning nedåt. I skärets underdel är utformade ett flertal plana ingreppsytor 22, som tillsammans bildar en polygonal konfiguration. Närmare bestämt inbegriper skäret i detta fall sex dylika ingreppsytor 22, vilka ger skärets underdel en mutterliknande form. Varje yta 22 skulle kunna vara parallell med skärets centrumaxel C1, men är i exemplet snedställd i en måttlig vinkel (ca 3°) mot centrumaxeln C1, närmare bestämt på så sätt att ytans undre gränslinje är belägen radiellt närmare centrumaxeln C1 än den övre gränslinjen.

Ovanför den enskilda ingreppsytan 22 finns en månskäreformig facettyta 23.

Så långt de i verktyget ingående komponenterna hittills beskrivits, är desamma i allt väsentligt tidigare kända. Vid de tidigare kända fräsverktygen har emellertid det enskilda skäret vridsäkrats i tillhörande skärläge 4 genom att appliceras i en sexkantigt eller polygonalt formad försänkning i skärlägets 135 140 145 150 155 160 165 530' 181 5 bottenyta 10. Såsom ingressvis omnämnts kan dylika försänkningar förverkligas utan oöverstigliga problem så länge skären är stora (> 16 mm) och/eller fåtaliga (t ex fyra) närmare bestämt genom bearbetning i själva grundkroppen 1. l det visade exemplet är emellertid skären små (< 16 mm) och mångfaldiga (sju).

Detta innebär dels att skärets ingreppsytor 22 kräver mycket diminutiva ansatsytor i skärläget, dels att spånfickorna 6 lokaliseras tätt intill varandra, med skiljeväggarnas 9 konkava begränsningsytor 8 inkräktande på utrymmet ovanför det enskilda skärläget. i Ovannämnda svårigheter bemästras enligt uppfinningen med hjälp av ett låsorgan 24, vilket förfärdigas i form av en separat tillsats. l det visade, föredragna utförandet har låsorganet 24 (se fig 4-6) formen av en platta, som uppvisar ovan- och undersidor 25, 26, vilka med fördel är plana och inbördes parallella. l exemplet är låsplattan 24 månskäreliknande såtillvida att dess konturform bestäms av dels en bågformig, bakre kantyta 27, dels två raka eller plana kantytor 28, vilka sträcker sig mot ett gemensamt hörnområde i vilket är utformat ett urtag, som avgränsas av ett antal plana dvs orunda ansatsytor 29.

Närmare bestämt avgränsas urtaget av tre ansatsytor 29, vilka inbördes bildar samma vinkel som ingreppsytorna 22 på skäret bildar med varandra. I det aktuella exemplet, då antalet ingreppsytor 22 på skäret är sex, bildar den enskilda ansatsytan 29 en vinkel 120° med varje närbelägen ansatsyta. Varje enskild ansatsyta 29 avgränsas mellan övre och undre gränslinjer 30, 31 och två ändgränslinjer 32. Med fördel är ytan 29 plan iden bemärkelsen att icke blott en tänkt linje mellan ändgränslinjerna 32, utan även en tänkt linje mellan de övre och undre gränslinjerna 30, 31 är rak. Ytan ifråga kan utbreda sig antingen i rät vinkel mot plattans ovansida 25 eller i trubbig vinkel mot denna, tex med samma snedställningsvinkel (3°), som ingreppsytan 22 har i förhållande till skärets centrumaxel. Dock behöver ytan 29 ej vara fullständigt plan. Sålunda kan densamma exempelvis vara rak i sin utbredning mellan ändgränslinjerna 32, men välvd, närmare bestämt konvext välvd, betraktad i sin utsträckning mellan de övre och undre gränslinjema 30, 31. Mellan de olika ansatsytorna 29 är utformade radieövergångar 33. Det skall påpekas att i åtminstone den inre ansatsytan 29 är längre än den enskilda ingreppsytan 22 på skäret. Däremot kan de båda yttre ansatsytor, som divergerar från den inre, vara kortare än ingreppsytan 22. De båda avsmalnande utsprång 41 på vilka de 170 175 180 185 190 195 200 530 'l8'l 6 sidliga ansatsytorna 29 är utformade, bildar en gaffelliknande konfiguration, som avgränsar en utåt öppen käft i vilken skärets underdel kan föras in från sidan. l den avsmalnande, bakre del av låsplattan, som avgränsas mellan den längsta raka kantytan 28 och den bågformiga kantytan 27, är urtaget ett genomgående hål 34 för ett säkringselement 35, som i detta fall utgörs av ett rörstift. V Nu hänvisas åter till fig 1-3, som åskådliggör hurusom ett i sin helhet med 36 betecknat utrymme är utformat i grundkroppen 1 för att mottaga låsplattan 24. Detta utrymme har formen av en spalt, som avgränsas av dels två plana, övre och undre ytor 37, 38, dels en inre kantyta 39, som är bågformig i likhet med den bakre kantytan 27 på låsplattan. Närmare bestämt är spalten 36 utformad i den enskilda skiljeväggen 9 mellan två närbelägna spånfickor 6, och lokaliserad så att densamma öppnar sig i området mellan skärlägets sidostödytor 11 och dess bottenyta 10. Med fördel är bottenytan 10 och spaltens undre yta 38 belägna i ett gemensamt plan. Med andra ord utgör ytorna 10, 38 i detta fall delar av en enda, plan yta. Spalten 36 låter sig därför utformas på ett enkelt och snabbt sätt genom lämplig, spånavskiljande bearbetning, tex fräsning med hjälp av en skivfräs. Detta sker i samma operation som genereringen av ytan 10. I detta sammanhang skall för fullständighets skull påpekas att materialet i grundkroppen 1 generellt är mjukare än materialet i skären 5. Sålunda kan grundkroppen vara tillverkad av stål, aluminium eller liknande, medan skären tillverkas av hårdmetall eller annat hårt och nötningsbeständigt material. Detta betyder att själva grundkroppen med lätthet kan förfärdigas genom spånavskiljande bearbetning.

De båda kantytorna 27, 39 har lämpligen en och samma bågform.

Denna kan vara såväl cirkulär som icke-cirkulär. Ej i något av dessa fall kan dock låsplattan i sitt säkrade tillstånd vrida sig kring skärets eller skruvhålets 16 centrumaxel C1, ty även om bågformen är cirkulär, definieras densamma av en cirkel vars medelpunkt är långt fjärmad från oentrumaxeln C1.

I varje enskild skiljevägg 9 är (genom borrning) utformat ett lopp 40, som i detta fall är genomgående såtillvida att detsamma mynnar såväl i skiljeväggens framsida (ytan 7), som i dess baksida 8 (se fig 1). Då låsplattan placerats i spalten 36 appliceras rörstiftet 35 i loppet 40 för att säkra låsplattan. 205 210 215 220 225 230 530 181 7 Här skall noteras att rörstiftets 35 huvudsakliga uppgift är att kvarhålla låsplattan i spalten, men ej att uppta några väsentliga skärkrafter. Sålunda tas skärkrafterna, som ju är betydande, upp av skärlägets bottenyta 10 och sidostödytorna 11, medan låsplattan 24 endast skall motstå de relativt måttliga krafter, som strävar att vrida skäret relativt centrumaxeln C1. Detta innebär dels att den mellan ansatsytorna 29 avgränsade käft, som har till uppgift att mottaga skärets mutterliknande underdel, kan ha ett visst övermått i förhållande till skärets underdel (dvs ingreppsytorna 22 behöver ej var och en dikt anligga mot samtliga ansatsytor 29), dels att passningen mellan rörstiftet 35 och hålet 34 i låsplattan ej behöver vara fln. Sålunda kan hälets 34 diameter vara något större än rörstiftets 35 ytterdiameter. Däremot bör rörstiftet 35 ha en visst, måttligt övermått i förhållande till loppet 40 för att vid inträngning i loppet fixeras genom presspassning. Det faktum att rörstiftet pressas fast i loppet 40 utgör dock ej något hinder för demontering av rörstiftet ur loppet. Med lämpliga verktyg kan sålunda rörstiftet slås eller pressas ut ur loppet, därest låsplattan skulle behöva avlägsnas ur spalten 36.

Uppfinningens fördelar Genom att de för vridsäkringen av skäret erforderliga, plana eller orunda ansatsytorna utformas i ett separat låsorgan elimineras svårigheterna att åstadkomma ytorna ifråga. Sålunda kan det separata låsorganet förfärdigas i serieproduktion på ett snabbt och effektivt sätt, samtidigt som bearbetningen av grundkroppen drastiskt förenklas. Sålunda kan det för mottagande av låsorganet erforderliga utrymmet skapas genom den ytterst enkla åtgärden att fräsa en spalt i grundkroppen. Härvid genereras även skärlägets plana bottenyta. En annan fördel är att alla samverkande kontaktytor mellan skäret och grundkroppen kan utföras optimalt stora. Sålunda kan ansatsytorna i låsorganet ges samma höjd som ingreppsytorna iskäret, varjämte skärets undersida kan i sin helhet stöda mot skärlägets bottenyta (något som tidigare ej varit möjligt då skären är små och många). Vidare åtskiljs vridsäkrings- funktionen från skärlägets skärkraftsupptagande uppgift, i det att skärkrafterna på ett renodlat sätt upptas av skärlägets botten- och sidostödytor, medan den vridsäkrande funktionen verkställs av låsorganet. I och med att detta låsorgan kan ha en viss rörlighet i förhållande till grundkroppen, reduceras i hög grad 235 240 245 250 255 260 265 5305181 8 kraven på måttnoggrannhet hos ansatsytorna, En ytterligare fördel är att låsorganet tjänar såsom en säkerhetskomponent såtillvida att detsamma lätt kan bytas ut om ansatsytorna skadas, tex genom nötning eller överbelastning.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen I Uppfinningen är ej begränsad blott till det ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Även om uppfinningen exemplifierats i samband med just ett roterbart verktyg i form av en fräs, kan densamma sålunda även tillämpas på andra verktyg för spånavskiljande bearbetning, tex svarvverktyg.

Ej heller är uppfinningen begränsad till just runda skär, i det att även skär med annan grundform kan behöva vridsäkras medelst medel, som ej har till uppgift att uppta skärkrafter, utan enbart krafter som strävar att vrida skäret. Vidare behöver låsorganet ej nödvändigtvis ha formen av en kropp med fullständigt platt grundform. Sålunda kan den del av låsorganet, som säkras i grundkroppen, utföras på annat sätt än iform av en månskäreformig, platt bakdel. Det väsentliga är endast att låsorganets ansatsytor exponerasmot skäret i skärläget. Härutöver kan låsorganets vridsäkrande ansatsytor verka mot ingreppsytor, som ej är belägna i omedelbar anslutning till skärets undersida.

Vidare behöver antalet ansatsytor på låsorganet ej uppgå till just tre. Sålunda kan antalet ansatsytor variera alltifrån en enda till ett mot antalet ingreppsytor på skäret svarande antal. Om skäret, såsom i det beskrivna exemplet, inbegriper sex ingreppsytor, kan låsorganet sålunda utföras med lika många ansatsytor, varvid ansatsytorna utformas på insidan av en ringformig del av låsorganet. Härvid är det även tänkbart att utföra låsorganet med en tunn botten mot vilken skärets undersida kan anligga. För fackmannen torde det även vara uppenbart att låsorganet kan säkras med hjälp av andra element än just rörstift, t ex skruvar, pinnar, eller liknande. l detta sammanhang skall påpekas att låsorganet ej nödvändigtvis måste ha ett genomgående hål för säkringselementet. Sålunda kan istället för hålet användas en urtagning eller ett hålrum, som öppnar sig åt sidan i en kantyta. Ehuru skäret i exemplet visas fixerat med hjälp av just en skruv är det även möjligt att fixera detsamma på annat sätt, tex med hjälp av en klamp, en kil eller liknande. Avslutningsvis skall understrykas att begreppet “orund” skall tolkas i vid bemärkelse, och därför 530 181 9 anses inkludera icke blott plana ytor, utan även varje icke rotationssymmetrisk yta, som kan förhindra vridning av skäret.

Claims (15)

270 275 280 285 290 295 300 530 181 10 Patentkrav

1. Verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande en grundkropp (1) och ett bytbart skär (5), som har en geometrisk centrumaxel (C1) och är lösbart monterat i ett i grundkroppen utformat skärläge (4), vilket är avgränsat av en bottenyta (10) och åtminstone en sidostödyta (11), varvid skäret inbegriper en icke-rotationssymmetrisk ingreppsyta (22), som är ansatt mot en likaledes icke-rotationssymmetrisk ansatsyta (29) för att vridsäkra skäret, k ä n n e te c k n a t a v, att den ansatsyta (29)_mot vilken skärets (5) ingreppsyta (22) är ansatt, ingår i ett separat låsorgan (24), som är partiellt infört i ett i grundkroppen (1) utformat utrymme (36), vilket öppnar sig mot skäfläget (4) och är lokaliserat mellan dettas sidostödyta (11) och bottenyta (10) för att låsorganet (24) skall vridsäkra en undre del av skäret, medan en övre del (18) av detta stöds av sidostödytan (11).

2. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e te c k n a t, a v, att låsorganet utgörs av en platta (24) och det samverkande utrymmet i grundkroppen (1) av en spalt (36).

3. Verktyg enligt krav 2, k ä n n e te c kn a t a v, att den icke- rotationssymmetriska ansatsytan (29) är utformad i en mot skärläget (4) vänd främre del av låsplattan (24), och att låsplattan baktill inbegriper medel (40) för att säkra densamma i spalten (36).

4. Verktyg enligt krav 3, k ä n n e te c k n at a v, att sagda medel utgörs av ett hålrum (40) i vilket ett hanartat sâkringselement (35) är infört.

5. Verktyg enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v, att säkringselementet utgörs av ett rörstift (35).

6. Verktyg enligt någon av kraven 2-5, k ä n n e te c k n at a v, att spalten (36) avgränsas av dels två plana, övre och undre ytor (37, 38), som är inbördes parallella, dels en inre kantyta (39), som är bågformig, och att låsplattan inbegriper en bakre kantyta (27) som är bågformig. 305 310 315 320 325 330 335 530 181 11

7. Verktyg enligt något av kraven 3-6, k ä n n e te c kn at a v, att låsplattans ansatsyta (29) är rak och bildar ett urtag tillsammans med en eller flera andra, raka ansatsytor (29) med vilka den bildar åtminstone 90° vinkel.

8. Verktyg enligt krav 6 eller 7, k ä n ne t e c k n a t a v, att låsplattans (24) konturform bestäms av dels den bågforrniga bakre kantytan (27), dels två raka kantytor (28), som sträcker sig mot ett gemensamt hörnområde i vilket ansatsytan eller -ytorna (29) är utformade.

9. Verktyg enligt något av kraven 2-8, k ä n n e te c k n a t a v, att ansatsytan (29) utbreder sig hela vägen mellan låsplattans (24) ovan- och undersidor (25, 26).

10. Verktyg enligt något av kraven 6-9, k ä n n e t e c k n a t a v, att spaltens (36) undre yta (38) är lokaliserad i samma plan som skärlägets (4) bottenyta (1 O), varvid dessa ytor (4, 38) utgör delar av en enda, plan yta.

11. Verktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att detsamma utgörs av en fräs, vilkens grundkropp (1) är roterbar kring en central, geometrisk axel (C), och uppvisar ett flertal periferiskt åtskilda skärlägen (4) jämte därtill hörande spànfickor (6), vilka är sinsemellan åtskilda av skiljeväggar (9) och var för sig avgränsade av dels en framsida (7) på en skiljevägg, dels en konkavt välvd baksida (8) på en närbelägen skiljevägg, att låsorganet (24) och utrymmet (36) för detta är belägna under den enskilda spånflckans framsida, och att ett tvärgående lopp (40) sträcker sig till sagda utrymme från åtminstone den ena av sagda fram- och baksidor (7, 8).

12. Verktyg enligt krav 11, k ä n n e te c k n a t a v, att skäret (5) är runt och uppvisar ett flertal plana ingreppsytor (22) i en undre del av detsamma, och att låsorganet (24) uppvisar flera plana ansatsytor (29) för samverkan med skärets ingreppsytor (22). 340 345 350 355 530 181 12

13. Grundkropp till verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande ett skärläge (4), som är avgränsat av en bottenyta (10) och åtminstone en sidostödyta (11), k ä n n e te c k n a t a v, att i anslutning till skäriäget (4) öppnar sig ett för mottagande av ett låsorgan avsett utrymme (36), vilket är beläget mellan sidostödytan (11) och bottenytan (10).

14. Låsorgan till verktyg för spånavskiljande bearbetning i form av en platta (24), som ien främre del uppvisar åtminstone en icke- rotationssymmetrisk ansatsyta (29), och i en bakre del inbegriper ett hål (34) för mottagande av ett hanartat säkringselement (35) i syfte att säkra plattan i ett utrymme i en verktygsgrundkropp, k ä n n e te c kn a t a v, att plattans (24) främre del är utformad med två eller flera ansatsytor (29), som parvis bildar åtminstone 90° vinkel med varandra för att tillsammans avgränsa ett urtag för mottagande av en undre del av ett skär.

15. Låsorgan enligt krav 14, k á n n e te c k n a t a v, att plattans (24) konturform bestäms av dels en bâgfcrrnig bakre kantyta (27), dels två raka kantytor (28), som sträcker sig mot ett gemensamt hörnområde i vilket ansatsytoma (29) är utformade.