NO129329B - - Google Patents

Description

Stikkstål. Stab steel.

Oppfinnelsen angår et stikkstål for sponfraskillende utstikking av spor, utboringer o.l. i arbeidsstykker av metall. The invention relates to a piercing tool for chip-separating cutting out grooves, bores, etc. in metal workpieces.

Slike stikkstål består av et langstrakt skaft med rek-tangulært tverrsnitt hvis ene ende er beregnet for montering i en arbeidsmaskin såsom en dreiebenk, høvelmaskin eller lignende, og hvis andre ende, skaftnesen, er utformet med en skjæregg eller eventuelt med en utsparing i hvilken kan fastmonteres løse skjær av ønsket form og hardhet. Det løse skjæret låses fast til skaftnesen ved hjelp av en egnet holder. Such piercing steel consists of an elongated shaft with a rectangular cross-section, one end of which is intended for installation in a work machine such as a lathe, planer or similar, and the other end of which, the shaft nose, is designed with a cutting edge or possibly with a recess in which can fixed loose shards of the desired shape and hardness. The loose blade is locked to the shaft nose using a suitable holder.

Ved bruk av slike kjente stikkstål, særlig i forbindelse med utstikking av dype og/eller smale spor, oppstår ofte problemer som følge av at den fraskilte spon ikke uten videre fjernes fra snittfugen. Sponens bredde idet den forlater skjæreggen er nemlig den samme som snittfugens bredde, hvilket medfører at sponen stukes sammen og presses ut mot snittfugens vegger under den relative bevegelse mellom stikkstålet og arbeidsstykket slik at det mellom sponen og fugeveggene oppstår friksjonskrefter som be-laster stikkstålet i tillegg til skjærkreftene. Friksjonskrefte-ne og derved belastningen på stikkstålet øker ved økende dybde av sporet eller snittfugen. Den friksjonsmotstand med tilhørende bøyemoment som stikkstålet således utsettes for, vil kunne øke inntil stålets bruddgrense er nådd med det resultat at stålet brekker av. Ved utstikking av smale og/eller dype spor med stikkstål av konvensjonell type må derfor arbeidsoperasjonen stadig av-brytes for å rense snittfugen for avvirket spon hvilket senker produksjonshastigheten i betydelig grad samtidig som faren for verk-tøybrudd likevel stadig er tilstede. When using such known piercing steels, particularly in connection with cutting out deep and/or narrow grooves, problems often arise as a result of the separated chips not being easily removed from the cut joint. The width of the chip as it leaves the cutting edge is the same as the width of the cut joint, which means that the chip is twisted together and pushed out against the walls of the cut joint during the relative movement between the piercing steel and the workpiece so that frictional forces arise between the chip and the joint walls, which additionally stress the piercing steel to the shear forces. Frictional forces and thereby the load on the piercing steel increase with increasing depth of the groove or cut joint. The frictional resistance with the associated bending moment to which the stab steel is thus exposed, will be able to increase until the steel's breaking point is reached, with the result that the steel breaks off. When cutting out narrow and/or deep grooves with a conventional type piercing steel, the work operation must therefore be constantly interrupted to clean the cut joint of chipped chips, which reduces the production speed to a considerable extent, while the danger of tool breakage is nevertheless still present.

For å unngå disse ulemper er det tidligere foreslått å utforme stikkstål med to eller flere i stålets høyde- pg/eller lengderetning avtrappede skjæregger, slik at det avvirkede spon over fugebredden spaltes opp i separate sponstrimler. Fra tysk patentskrift 3 20 274 er dessuten kjent å innrette grenseflaten mellom to i høyderetningen avtrappede sponflater slik at den nedre sponflates areal tiltar i retning bakover fra skjæreggen, for å sikre at de separate sponstrimler krysser hverandre i forskjellig plan. Grenseflaten mellom dé avtrappede sponflater er imidlertid utformet som en krum flate overhengende den nedre sponflate slik at det dannes et spor eller en rille som sponen fra nedre skjæregg skal løpe i. Denne utformning av grenseflaten er meget uheldig, idet sponen fra nedre skjæregg tvangsstyres i rillen og støter an mot dennes øvre parti slik at fri opprulling av sponen fra nedre skjæregg forhindres, og det vil være stor fare for opp-hopning av spon bak eggen med skjærbrudd som resultat. Denne . uheldige effekt øker med økende bredde av den nedre sponstrimmel og stikkstålet ifølge ovennevnte tyske patentskrift er derfor utformet med det nedre skjær vesentlig smalere enn det øvre "egent-lige" skjær. Ved bearbeiding av materialer hvor det- søkes store avvirkninger, store hastigheter og med tilsvarende matninger vil det imidlertid være en stor fordel at skjærene gis en tilnærmet lik bredde slik at skjærene blir jevnt belastet mekanisk og ter-misk. Denne fordel kan ikke oppnås ved stikkstålet vist i før-nevnte tyske patentskrift, idet ,et slikt stikkstål med lik bredde på skjærene ville gjøre stålet fullstendig ubrukbart i praksis In order to avoid these disadvantages, it has previously been proposed to design stabbing steel with two or more stepped cutting edges in the height and/or longitudinal direction of the steel, so that the chipped shavings over the joint width are split into separate sponge strips. From German patent document 3 20 274 it is also known to arrange the interface between two chip surfaces stepped in the height direction so that the area of the lower chip surface increases in the direction backwards from the cutting edge, to ensure that the separate chip strips cross each other in different planes. The interface between the stepped chip surfaces is, however, designed as a curved surface overhanging the lower chip surface so that a groove or groove is formed in which the chip from the lower cutting edge must run. This design of the interface is very unfortunate, as the chip from the lower cutting edge is forced into the groove and abuts against its upper part so that the free roll-up of the chip from the lower cutting edge is prevented, and there will be a great danger of chips piling up behind the edge with shear breakage as a result. This . adverse effect increases with increasing width of the lower sponge strip and the piercing steel according to the above-mentioned German patent document is therefore designed with the lower edge significantly narrower than the upper "proper" edge. However, when processing materials where large cuts, high speeds and corresponding feeds are required, it will be a great advantage that the cuttings are given an approximately equal width so that the cuttings are evenly loaded mechanically and thermally. This advantage cannot be achieved with the piercing steel shown in the above-mentioned German patent document, as such piercing steel with equal width on the edges would make the steel completely unusable in practice

med den rilleformede grenseflate. with the grooved interface.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et stikkstål der de ovennevnte ulemper og svakheter ved kjente verktøy fullstendig elimineres. Dette oppnås ved en utforming av stikkstålet som nærmere angitt i patentkravene. The present invention provides a piercing steel in which the above-mentioned disadvantages and weaknesses of known tools are completely eliminated. This is achieved by designing the piercing steel as specified in the patent claims.

Ved anvendelse av et skjæreverktøy utført i samsvar med de nye og særegne trekk som er angitt i kravene i foreliggende søknad, er det mulig å utføre sponfraskillende arbeidsoperasjoner som dreining, høvling, utboring, fresing og lignende, for utforming av meget smale og/eller dype spor uten at det oppstår problemer i forbindelse med fastkiling av spon med tilsvarende fare for verktøy-brudd. Arbeidsoperasjonene kan følgelig gjennomføres uten hyppige avbrudd for sponrensing av snittfugen hvorved en betydelig øking av produksjonshastigheten oppnås. By using a cutting tool made in accordance with the new and distinctive features specified in the requirements of the present application, it is possible to carry out chip-separating work operations such as turning, planing, boring, milling and the like, for the design of very narrow and/or deep grooves without problems arising in connection with wedging of chips with a corresponding risk of tool breakage. The work operations can therefore be carried out without frequent interruptions for chip cleaning of the cut joint, whereby a significant increase in the production speed is achieved.

De nye og særegne trekk ved oppfinnelsen kommer særlig til sin rett ved bearbeiding av arbeidsstykker av bløte metaller som gir lange spon såsom aluminium og kobber, men gir også vesent-lige fordeler ved hardere metalltyper. The new and distinctive features of the invention come into their own in particular when processing workpieces made of soft metals that produce long chips such as aluminum and copper, but also provide significant advantages for harder types of metal.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av utførelseseksempler under henvisning til de vesentlig skjematiske tegningsfigurer, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av en utførelsesform av stikkstålet ifølge oppfinnelsen med to avtrappete skjærpar-tier. In the following, the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the essentially schematic drawings, where: Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment of the piercing steel according to the invention with two stepped cutting parts.

Fig. 2a og b viser henholdsvis et enderiss (forfra) og grunnriss Fig. 2a and b show an end view (from the front) and a ground view, respectively

av verktøyet vist i fig. 1, of the tool shown in fig. 1,

Fig. 3a og b viser et perspektivisk utsnitt sett delvis bakfra Fig. 3a and b show a perspective section seen partly from the rear

av stikkstålet vist i fig. 1, hvor sponstrimmelbanene er - angitt, og of the piercing steel shown in fig. 1, where the sponse strip paths are - indicated, and

Fig. 4a og b viser henholdsvis enderiss og grunnriss av en utførel-sesform med tre avtrappete skjæreggtrinn. Fig. 4a and b respectively show an end view and a ground view of an embodiment with three staggered cutting edge steps.

Stikkstålet vist i utførelseseksempelet i fig. 1 består av et skaft 1 som i sin arbeidsende eller skaftnese er forsynt med et skjærparti som i likhet med skjæret i stikkstål av kjent type kan være utformet i ett med skaftet (hurtigstål) eller som en egen plate i et hardere materiale (hardmetallskjær) og innrettet for på kjent måte å festes i en utsparing i skaftet, f.eks. ved hjelp av lodding eller ved hjelp av en hensiktsmessig holderanordning, f. eks. skruer, klembakker eller lignende. The piercing steel shown in the design example in fig. 1 consists of a shaft 1 which, at its working end or shaft nose, is provided with a cutting part which, like the blade in stab steel of a known type, can be designed as one with the shaft (high-speed steel) or as a separate plate in a harder material (carbide blade) and designed to be fixed in a known manner in a recess in the shaft, e.g. by means of soldering or by means of a suitable holding device, e.g. screws, clamping jaws or the like.

Stikkstålets skjæregg er ifølge oppfinnelsen avtrappet i stålets høyde- og lengderetning i to adskilte skjæreggtrinn, henholdsvis 2 og 3 av fortrinnsvis tilnærmét samme bredde og med hver sin sponflate 2a og 3a, dvs. den skjærflate som strekker seg bakover fra skjæreggen og som sponet glir langs under avsponingen av arbeidsstykket. Det ene skjæreggtrinn 2 er således fremskutt en viss avstand x (fig. 2a) i stålets lengderetning og hevet en viss avstand y (fig. 2b) i stålets høyderetning i forhold til det til-støtende sk jæreggtrinn 3. De to tilhørende; sponflatetrinn 2a og 3a avgrenses innbyrdes av en felles stort sett: vertikal grenseflate 5 som forløper på skrå bakover fra det øvre skjæreggtrinns 3 indre hjørnekant i en slik vinkel med stålets lengdeakse at den nedre sponflate 3a får et jevnt økende areal bakover fra sin skjæregg 3 mens den øvre sponflate 2a får et jevnt avtagende areal bakover fra sin skjæregg 2. De to skjæreggtrinns øvrige geometriske utformning - f.eks. med hensyn til sponvinkler, klaringsvinkler, eggvinkler o.l. fastlegges forøvrig i samsvar med de standardiserte normer som foreligger for verktøy av den innledningsvis nevnte art og som en fagmann på området er kjent med. According to the invention, the cutting edge of the bar steel is tapered in the height and length direction of the steel in two separate cutting edge steps, respectively 2 and 3 of preferably approximately the same width and each with its own chip surface 2a and 3a, i.e. the cutting surface that extends backwards from the cutting edge and along which the chip slides during chipping of the workpiece. The one cutting edge step 2 is thus advanced a certain distance x (fig. 2a) in the longitudinal direction of the steel and raised a certain distance y (fig. 2b) in the height direction of the steel in relation to the adjacent cutting edge step 3. The two associated; chip surface steps 2a and 3a are mutually bounded by a common set: vertical boundary surface 5 which runs obliquely backwards from the inner corner edge of the upper cutting edge step 3 at such an angle with the longitudinal axis of the steel that the lower chip surface 3a gets a steadily increasing area backwards from its cutting edge 3 while the upper chip surface 2a gets a steadily decreasing area backwards from its cutting edge 2. The other geometric design of the two cutting edge steps - e.g. with regard to chip angles, clearance angles, egg angles etc. otherwise determined in accordance with the standardized norms that exist for tools of the type mentioned at the outset and with which a specialist in the field is familiar.

Når stikkstålet ifølge oppfinnelsen slik det er vist i , utførelseseksemplet i fig. 1 brukes for utstikking f.eks. av et radielt spor i et sylindrisk arbeidsstykke, vil det fra arbeidsstykket (ikke vist) bli avskilt to separate sponstrimler, én sporstrimmel A fra skjæreggtrinn 2 og én sporstrimmel B fra skjæreggtrinn 3. Som det fremgår av fig. 3 vil sponstrimmel a gli langs den øvre sponflate 2a og når den forlater denne sponflate ved den stort sett vertikale grenseflate 5 ledes over sponstrimmel B som glir langs den nedre sponflate 3a hvoretter begge sponstrimler A og B uten vasentlig motstand mot snittfugens vegger rulles sammen og føres bort. When the piercing steel according to the invention as shown in , the design example in fig. 1 is used for projecting, e.g. of a radial groove in a cylindrical workpiece, two separate sponge strips will be separated from the workpiece (not shown), one groove strip A from cutting edge stage 2 and one groove strip B from cutting edge stage 3. As can be seen from fig. 3, sponge strip a will slide along the upper chip surface 2a and when it leaves this chip surface at the largely vertical boundary surface 5, it is guided over sponge strip B which slides along the lower chip surface 3a, after which both sponge strips A and B without significant resistance against the walls of the cut joint are rolled together and guided away.

Det skal forståes at det er den kombinerte avtrapning av skjæreggen både i skjærets høyde og lengderetning som gir den øns-kede effektive spondeling idet en avtrapning bare i høyderetningen eller bare i lengderetningen ikke ville atskille sponstrimlene ef-fektivt uten en upraktisk stor avtrapningsavstand. Videre må av-trapningsavstandene mellom skjæreggene 2 og 3 både i stålets høyde-og lengderetning henholdsvis y og x være større enn matingen som anvendes ved den aktuelle arbeidsoperasjon, dvs. større enn spon-tykkelsen, for at en effektiv oppdeling i separate sponstrimler skal finne sted. Forsøk har vist at de gunstigste resultater oppnås for x = y = 5 x matingen. Disse verdier kan imidlertid varie-re etter arbeidsoperasjonens art og x og y behøver ikke nødvendig-vis være like. Den horisontale vinkel grenseflaten 5 mellom øvre og nedre sponflate danner med stålets lengdeakse er ikke kritisk så lenge den nedre sponflaten 3a utvides bakover fra eggen 3. De avtrappede skjæregglinjer 2 og 3 behøver ikke nødvendigvis å være parallelle. Heller ikke behøver de to sponflatetrinn 2a og 3a være parallelle idet de om ønsket kan ha hver sin sponvinkel slik at sponflaten 2a går over i sponflaten 3a i tilstrekkelig avstand bak på stålet til at sponstrimmelen A fra sgæregg 2 kan passere over sponstrimmelen B fra skjæregg 3. It should be understood that it is the combined step-off of the cutting edge both in the height and lengthwise direction of the blade that provides the desired effective chip separation, as a step-down only in the height direction or only in the longitudinal direction would not separate the sponge strips effectively without an impractically large step-off distance. Furthermore, the step-off distances between the cutting edges 2 and 3 in both the height and length direction of the steel, respectively y and x, must be greater than the feed used in the relevant work operation, i.e. greater than the chip thickness, in order for an effective division into separate sponge strips to be found place. Experiments have shown that the most favorable results are obtained for the x = y = 5 x feed. However, these values can vary according to the nature of the work operation and x and y do not necessarily have to be equal. The horizontal angular boundary surface 5 between the upper and lower chip surfaces forms with the longitudinal axis of the steel is not critical as long as the lower chip surface 3a extends backwards from the edge 3. The stepped cutting edge lines 2 and 3 do not necessarily have to be parallel. Nor do the two chip surface steps 2a and 3a need to be parallel, as they can, if desired, each have a chip angle so that the chip surface 2a transitions into the chip surface 3a at a sufficient distance behind the steel so that the sponge strip A from cutting egg 2 can pass over the sponge strip B from cutting egg 3 .

En annen utførelsesform av stikkstålet ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 4a og 4b. Denne utførel sesform omfatter tre avtrappete skjæreggtrinn av tilnærmet lik bredde henholdsvis 2,3 og 4 med tilhørende respektive sponflater henholdsvis 2a, 3a og 4a, som ligger i innbyrdes forskjellig høydeplan. Det midtre (sett ovenfra) skjæreggtrinn 2 ligger høyest, og de to ytre skjæreggtrinn 3 og 4 er avtrappet nedover en avstand henholdsvis y^ og y_ hvorav y^ er mindre enn y^ i forhold til skjæreggtrinn 2. I likhet med utførelseseksempelet i fig. 1 er de stort sett vertikale grenseflater 5, 6 og 7 mellom tilstøtende sponflater henholdsvis 2a og 3a, 2a og 4a, og 3a og 4a slik innrettet i forhold til stålets lengdeakse at den nedre av to tilstøtende sponflater får økende areal og den øvre avtagende areal i retning bakover fra skjæreggen. Sponstrimmelen fra den midtre og hØyestliggende skjæreggen 2 vil således føres over den fra skjæreggen 4 avvirkede sponstrimmel som igjen vil føres over sponstrimmelen fra den lavestliggen-de skjæregg 3. Også her vil sponstrimlene rulles sammen og føres bort uten noen motstand mot snittfugens vegger. Avtrapningsavstan-dene mellom skjæreggtrinnene i stålets høyde- og lengderetning må i likhet med det tidligere eksempel være større enn den aktuelle fremmatning av stikkstålet. Passende avtrapningsverdier kan være x = 3 x matingen, y^ = 6 x matingen og y£ = 10 x matingen. Another embodiment of the piercing steel according to the invention is shown in fig. 4a and 4b. This embodiment comprises three staggered cutting edge steps of approximately equal width respectively 2, 3 and 4 with corresponding respective chip surfaces 2a, 3a and 4a respectively, which lie in mutually different height planes. The middle (seen from above) cutting edge step 2 is highest, and the two outer cutting edge steps 3 and 4 are stepped down a distance respectively y^ and y_, of which y^ is smaller than y^ in relation to cutting edge step 2. Similar to the design example in fig. 1, the largely vertical boundary surfaces 5, 6 and 7 between adjacent chip surfaces 2a and 3a, 2a and 4a respectively, and 3a and 4a are arranged in relation to the longitudinal axis of the steel in such a way that the lower of two adjacent chip surfaces has an increasing area and the upper a decreasing area in the direction backwards from the cutting edge. The chipboard strip from the middle and highest cutting edge 2 will thus be passed over the chipping strip cut from the cutting edge 4, which will in turn be passed over the chipboard strip from the lowest-lying cutting edge 3. Here, too, the chipboard strips will be rolled up and carried away without any resistance against the walls of the cut joint. The step-off distances between the cutting edge steps in the height and length direction of the steel must, like the previous example, be greater than the current feed of the piercing steel. Suitable step-off values may be x = 3 x the feed, y^ = 6 x the feed and y£ = 10 x the feed.

Enkeltbriketter bestående av skjær utformet i samsvar med de utførelsesformer som er vist i figurene kan selvsagt set-tes sammen til skjærenheter av ønsket bredde på et skaft og fast-låses ved hjelp av en egnet holderanordning som tidligere nevnt. Individual briquettes consisting of cuttings designed in accordance with the embodiments shown in the figures can of course be assembled into cutting units of the desired width on a shaft and locked using a suitable holding device as previously mentioned.

Claims (2)

1. Stikkstål for utstikking av spor i metaller, omfattende minst to i høyde og/eller lengderetningen avtrappete skjæregger hvis tilhørende sponflater er slik innrettet at den øvre sponflate avtar mens den nedre sponflate tiltar i retning bakover fra skjæreggen, karakterisert ved at grenseflaten (5,7) mellom to tilstøtende i høyderetningen avtrappede sponflater (3a, 2, a,4a) er utstrakt i et plan stort sett vinkelrett på sponfla-tene, slik at den avvirkede spon fra hver skjæregg fritt kan løpe fra skjæreggen uten vesentlig motstand mot deler av stikkstålet eller sporet.1. Tapping steel for carving out grooves in metals, comprising at least two cutting edges stepped in height and/or lengthwise, whose associated chip surfaces are arranged in such a way that the upper chip surface decreases while the lower chip surface increases in the direction backwards from the cutting edge, characterized by the boundary surface (5, 7) between two adjacent chip surfaces stepped in the height direction (3a, 2, a, 4a) are extended in a plane largely perpendicular to the chip surfaces, so that the chipped chips from each cutting edge can run freely from the cutting edge without significant resistance to parts of the stab or the groove. 2. Stikkstål som angitt i krav 1, karakterisert ved at de avtrappete skjæreggtrinn (2,3,4) har tilnærmet samme bredde.2. Stab steel as stated in claim 1, characterized in that the stepped cutting edge steps (2,3,4) have approximately the same width.