NO160911B - RING CUTTING TOOL. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et ringformet hullskjærevérktøy for tilveiebringelse av hull i arbeidsstyk-ker som angitt i innledningen av krav 1. The present invention relates to an annular hole cutting tool for providing holes in workpieces as stated in the introduction of claim 1.

Slike og lignende verktøy er kjent f.eksj. fra norsk patent nr. 136 958, 142 244 og 151 850. Such and similar tools are known, e.g. from Norwegian patent no. 136 958, 142 244 and 151 850.

Et av de problemer som forekommer ved ringformede hull-sk jærevérktøy er slitasjen på og innskjæringen av de i radial retning indre kanter av skjæreverktøyets tenner. Det antas at dette problem skyldes at metallspon under skjæreoperasjonen ofte opptas mellom skjæretennenes indre periferi og den ytre periferi av det sentrale skrapstykke i arbeidsstykket, som fremkommer ved hjelp av hullskjæreverktøyet. Disse spon bygges opp og sveises fast til hullskjæreverktøyets indre periferi nær dettes fremre egg. Oppbygningen av metall på skjæretennenes indre periferi medfører en betydelig friksjon og øker det dreiemoment som kreves for å rotere skjæreverk-tøyet. Denne metalloppbygning resulterer også i at det produseres ytterligere varme og medfører overdreven slitasje som påskynder feilaktig funksjon av skjæreverktøyet ved flis-dannelse og brudd. One of the problems that occurs with ring-shaped hole boring tools is the wear and cutting of the radially inner edges of the cutting tool's teeth. It is believed that this problem is due to the fact that during the cutting operation, metal shavings are often taken up between the inner periphery of the cutting teeth and the outer periphery of the central scrap piece in the workpiece, which is produced by means of the hole cutting tool. These chips are built up and welded to the inner periphery of the hole cutting tool near its front edge. The buildup of metal on the inner periphery of the cutting teeth causes significant friction and increases the torque required to rotate the cutting tool. This metal build-up also results in additional heat being produced and causes excessive wear which accelerates the malfunction of the cutting tool through chipping and breakage.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er således å eliminere ovennevnte problem ved å utforme et ringformet hullskjærevérktøy av den innledningsvis nevnte type slik at skjærelegemets indre periferi har minst mulig flatekontakt med det sentrale skrapstykke som dannes ved hjelp av hullskjære-verktøyet. Dette oppnås ved de trekk som ér angitt i karak-teristikken av krav 1. The purpose of the present invention is thus to eliminate the above-mentioned problem by designing a ring-shaped hole-cutting tool of the type mentioned at the outset so that the inner periphery of the cutting body has the least possible surface contact with the central scrap piece that is formed with the help of the hole-cutting tool. This is achieved by the features specified in the characteristics of claim 1.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til de vedføyede tegninger, som viser et utførelseseksempel. Fig. 1 viser et hullskjærevérktøy ifølge oppfinnelsen, sett fra siden. Fig. 2 viser et parti av hullskjæreverktøyets nedre ende, sett ovenfra, og fig. 3 viser snitt etter linjen 3-3 på fig. 1. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the attached drawings, which show an exemplary embodiment. Fig. 1 shows a hole cutting tool according to the invention, seen from the side. Fig. 2 shows a part of the hole cutting tool's lower end, seen from above, and fig. 3 shows a section along the line 3-3 in fig. 1.

Skjæreverktøyet ifølge oppfinnelsen er generelt be-tegnet med 10 og er forsynt med et skaft 12 ved sin øvre ende, hvorfra den ringformede sidevegg 14 rager ned. Den nedre ende av sideveggen 14 er forsynt med flere periferisk adskilte skjæretenner 16. Mellom på hverandre følgende tenner 16 er veggen 14 utformet med oppadrettede, spiralformede rifler 18, som har en radial dybde som omtrent er lik veggens 14 tykkelse. Hver rifle grenser således i radial retning mot et steg 20. Ved en foretrukken utførelse av skjæreverktøyet ifølge oppfinnelsen er hver tann 16 utformet med tre radialt og periferisk forskutte skjære-egger, nemlig en indre skjære-egg 22, en mellomliggende skjære-egg 24 og en ytre skjære-egg 26. Skjære-eggene 22, 24 er utformet ved den nedre ende av steget 20, og for å oppta av disse dannede spon er det tilgrensende parti av steget forsynt med en indre tannluke 28 og en ytre tannluke 30. Skjære-eggen 22 dannes av den nedre ende av den bakre flate 27 av tannluken 28, regnet i bevegelsesretningen, og skjære-eggen 24 dannes av den nedre ende av den bakre flate 29 av tannluken 30, regnet i bevegelsesretningen. Skjære-eggen 26 dannes av den nedre ende av den bakre flate av riflen 18, regnet i bevegelsesretningen. The cutting tool according to the invention is generally denoted by 10 and is provided with a shaft 12 at its upper end, from which the annular side wall 14 projects down. The lower end of the side wall 14 is provided with several circumferentially spaced cutting teeth 16. Between successive teeth 16, the wall 14 is formed with upwardly directed, spiral-shaped rifles 18, which have a radial depth approximately equal to the thickness of the wall 14. Each rifle thus borders in the radial direction on a step 20. In a preferred embodiment of the cutting tool according to the invention, each tooth 16 is designed with three radially and circumferentially offset cutting edges, namely an inner cutting edge 22, an intermediate cutting edge 24 and an outer cutting edge 26. The cutting edges 22, 24 are formed at the lower end of the step 20, and in order to receive the chips formed by these, the adjacent part of the step is provided with an inner tooth hatch 28 and an outer tooth hatch 30. -the edge 22 is formed by the lower end of the rear surface 27 of the tooth hatch 28, counted in the direction of movement, and the cutting edge 24 is formed by the lower end of the rear surface 29 of the tooth hatch 30, counted in the direction of movement. The cutting edge 26 is formed by the lower end of the rear surface of the rifle 18, counted in the direction of movement.

Skjære-eggene 22, 24 er forbundet ved hjelp av en periferisk ansats 32, og skjære-eggene 24, 26 er forenet ved en radius 34. Disse tre skjære-egger er vertikalt forskjøvet på grunn av at hver tann er utformet med et par baksnittede flater 36, 38 som strekker seg periferisk bakover fra disse skjære-egger i retning skrått oppad, f.eks. i en vinkel på ca. 8 - 10°. Dessuten er en baksnittet flate 36 skråstilt radialt innad og aksialt oppad, og en baksnittet flate 38 er skråstilt radialt utad og aksialt oppad. Disse to baksnittede flater skjærer hverandre i en rygg 40. Der-som skjæreverktøyet blir utsatt for tung sponbelastning heller den baksnittede flate 36 fortrinnsvis radialt i en vinkel på +10° - -3 i forhold til horisontalplanet, og den baksnittede flate 38 heller fortrinnsvis radialt en vinkel pa ca. 20 - 25 . The cutting edges 22, 24 are connected by means of a circumferential shoulder 32, and the cutting edges 24, 26 are united by a radius 34. These three cutting edges are vertically offset due to the fact that each tooth is designed with a pair of undercut surfaces 36, 38 which extend circumferentially backwards from these cutting edges in an obliquely upward direction, e.g. at an angle of approx. 8 - 10°. Also, a back-cut surface 36 is inclined radially inward and axially upward, and a back-cut surface 38 is inclined radially outward and axially upward. These two undercut surfaces intersect in a ridge 40. Where the cutting tool is exposed to heavy chip loading, the undercut surface 36 preferably inclines radially at an angle of +10° - -3 relative to the horizontal plane, and the undercut surface 38 preferably inclines radially an angle of approx. 20 - 25 .

Da alle skjære-eggene 22, 24 og 26 er vertikalt forskjøvet en strekning som overstiger dybden av skjæret pr. omdreining av skjæreverktøyet, vil hver skjære-egg skjære en separat spon. På grunn av den radiale skråstil-ling av skjære-eggene 22, 24, vil de spon som skjæres av disse egger bli rettet oppad gjennom sine respektive tannluker og inn i riflen 18. På samme måte vil den spon som skjæres av den ytre skjære-egg 2 6 bli rettet oppad gjennom den tilgrensende rifle 18, således at samtlige spon avgis jevnt og lett oppad gjennom de skråstilte rifler 18. As all the cutting edges 22, 24 and 26 are vertically offset a distance that exceeds the depth of the cut per revolution of the cutting tool, each cutting egg will cut a separate chip. Due to the radial inclination of the cutting edges 22, 24, the chips that are cut by these edges will be directed upwards through their respective tooth slots and into the rifle 18. In the same way, the chips that are cut by the outer cutting egg 2 6 be directed upwards through the adjacent rifle 18, so that all chips are discharged evenly and easily upwards through the inclined rifles 18.

Som vist på fig. 2, er den indre periferi av veggen 14 baksnittet radialt utad for å danne en klaring 42 for dannelse av en smal kant a som strekker seg periferisk bakover og oppad fra hver tanns indre skjære-egg 22. Klaringen 42 dannes fortrinnsvis ved at metall fjernes fra skjære-eggens indre periferi ved hjelp av et sylindrisk skjæreorgan, og i dette tilfelle består det baksnittede parti av en periferisk bue 44. Den maksimale dybde av det baksnittede parti 42 ligger på mellom 0,127 mm og 0,635 mm, og fortrinnsvis i området mellom 0,254 og 0,381 mm. For å tilveiebringe en avgivelses-bane for hver spon som kan opptas i klaringen 42, må det baksnittede parti strekke seg bakover inn i den indre tannluke 28 for den påfølgende tann for å tilveiebringe en utgangs-passasje, som antydet ved 46 på fig. 2. Kanten a må ha en periferisk bredde på mellom 0,254 mm og 0,406 mm, og fortrinnsvis ca. 0,38 mm. Da det baksnittede parti 42 tilveiebringes ved hjelp av et sylindrisk skjæreorgan, slik at det smalner av i retning mot skjære-eggen 22, har kanten a fortrinnsvis en bredde av størrelsesordenen 0,254 mm. Da det baksnittede parti 42 bearbeides som et spor med hovedsakelig ensartet radial dybde, må kanten a, for å unngå en svekning av tannen, ha en bredde som overstiger 0,254 mm, avhengig av klaringssporets radiale dybde. As shown in fig. 2, the inner periphery of the wall 14 is undercut radially outward to form a clearance 42 to form a narrow edge a which extends circumferentially rearwards and upwards from the inner cutting edge 22 of each tooth. The clearance 42 is preferably formed by removing metal from the inner periphery of the cutting edge by means of a cylindrical cutting means, and in this case the back-cut portion consists of a circumferential arc 44. The maximum depth of the back-cut portion 42 is between 0.127 mm and 0.635 mm, and preferably in the range between 0.254 and 0.381 mm. In order to provide a discharge path for each chip that can be accommodated in the clearance 42, the undercut portion must extend rearwardly into the inner tooth slot 28 of the succeeding tooth to provide an exit passage, as indicated at 46 in FIG. 2. Edge a must have a circumferential width of between 0.254 mm and 0.406 mm, and preferably approx. 0.38 mm. As the back-cut part 42 is provided by means of a cylindrical cutting device, so that it tapers in the direction of the cutting edge 22, the edge a preferably has a width of the order of 0.254 mm. Since the backcut portion 42 is machined as a groove of substantially uniform radial depth, the edge a, to avoid a weakening of the tooth, must have a width exceeding 0.254 mm, depending on the radial depth of the clearance groove.

Den i bevegelsesretningen bakre flate 27 av hver tannluke 28 er skråstilt bakover og oppad en vinkel på ca. 60° The rear surface 27 of each tooth hatch 28 in the direction of movement is inclined backwards and upwards at an angle of approx. 60°

i forhold til horisontalplanet. Som tidligere nevnt, sam-virker den nedre ende av denne bakre flate med den baksnittede flate 36 for dannelse av skjære-eggen 22. Fortrinnsvis utfor-mes kanten a slik at den har hovedsakelig ensartet bredde i en retning parallelt med tannlukens 28 bakre flate, således at kanten a bibeholdes med hovedsakelig konstant bredde når skjæreverktøyets tenner skjerpes ved slipning av de baksnittede flater 36, 38. Kantens ensartede bredde kan tilveiebringes ved orientering av skjæret som tilveiebringer det bak- relative to the horizontal plane. As previously mentioned, the lower end of this rear surface cooperates with the back-cut surface 36 to form the cutting edge 22. Preferably, the edge a is designed so that it has an essentially uniform width in a direction parallel to the rear surface of the tooth hatch 28, so that the edge a is maintained with an essentially constant width when the teeth of the cutting tool are sharpened by grinding the back-cut surfaces 36, 38. The uniform width of the edge can be provided by orientation of the cutting edge which provides the back-

snittede parti 42, slik at skjærets akse er skråstilt i forhold til skjæreverktøyets sentrale akse i en retning hovedsakelig parallelt med den bakre flate av tannluken 28, som i sin tur tilveiebringer skjære-eggens 22 fremre slipp-flate. På fig. 2 indikerer den stiplede linje 48 i et horisontalplan konturen av et skråstilt skjæreorgan som tilveiebringer klaringens 42 sirkulære bue 44. incised portion 42, so that the axis of the blade is inclined relative to the central axis of the cutting tool in a direction substantially parallel to the rear surface of the tooth hatch 28, which in turn provides the front release surface of the cutting edge 22. In fig. 2, the dashed line 48 in a horizontal plane indicates the contour of an inclined cutting means which provides the circular arc 44 of the clearance 42.

Det baksnittede parti 4 2 kan strekke seg oppad i hele veggens 14 høyde. De ønskede resultater oppnås imidlertid når kanten a har en høyde som hovedsakelig svarer til -tennenes 14 vertikale dimensjon. Klaringen 4 2 kan, som vist på fig. 3, tilveiebringes ved at det baksnittede parti strekker seg oppad noe forbi den øvre ende av den ytre tannluke 30. The back-cut part 4 2 can extend upwards in the entire height of the wall 14. However, the desired results are achieved when the edge a has a height which mainly corresponds to the 14 vertical dimension of the teeth. The clearance 4 2 can, as shown in fig. 3, is provided by the back-cut part extending upwards somewhat past the upper end of the outer tooth hatch 30.

Som tidligere nevnt, består et av de problemer som forekommer ved anvendelse av ringformede skjæreverktøy av den vanlige type som er beskrevet her, i opptagelsen av spon mellom den indre periferi og skjæreverktøyets vegg og den ytre periferi av det sentrale skrapstykke som dannes av det ringformede skjæreverktøy. Anordningen av den smale kant a eliminerer hovedsakelig dette problem. Hvis en spon kiler seg fast mellom skjæreverktøyets indre periferi og det sentrale skrapstykke, medfører det høye trykk pr. flate-enhet som utøves på den av den smale kant a brudd i sponen eller i det minste en nedslitning av den, hvilket er til-strekkelig til at den avgis i klaringen 4 2 og deretter forskyves radialt utad gjennom passasjen 46 til den på-følgende tannluke 28. Den smale kant a forhindrer således oppbygning av spon mellom skjæreverktøyets indre periferi og den ytre periferi av skrapstykket, og derved unngås problemene som henger sammen med en slik oppbygning. As previously mentioned, one of the problems encountered in the use of annular cutting tools of the conventional type described herein is the pick-up of chips between the inner periphery and the wall of the cutting tool and the outer periphery of the central scrap piece formed by the annular cutting tool . The arrangement of the narrow edge a mainly eliminates this problem. If a chip wedges between the inner periphery of the cutting tool and the central scrap piece, it causes high pressure per surface unit exerted on it by the narrow edge a break in the chip or at least a wear of it, which is sufficient for it to be emitted in the clearance 4 2 and then displaced radially outwards through the passage 46 to the following tooth hatch 28. The narrow edge a thus prevents the build-up of chips between the inner periphery of the cutting tool and the outer periphery of the scrap piece, thereby avoiding the problems associated with such a build-up.

Claims (6)

1. Ringformet skjæreverktøy med en stamme som er forsynt med en hovedsakelig sylindrisk sidevegg (14) , som har flere periferisk adskilte tenner (16) rundt sin nedre ende og flere spiralformede rifler (18) rundt sin ytre periferi, hvilke strekker seg oppad fra mellomrommet mellom de på hverandre følgende tenner (16), som hver har i det minste én skjære-egg som strekker seg i radial retning, idet tannluker (28, 30) strekker seg radialt utad fra den indre periferi av riflenes (18) sidevegg mellom på hverandre følgende tenner (16) for å lette avgivelse av spon som skjæres av skjære-eggene radialt utad og oppad inn i rif-lene (18), idet hver tannluke (28, 30) har en i bevegelsesretningen bakre flate (27, 29) som strekker seg i radial retning og oppad fra den i radial retning indre del av hver skjære-egg, karakterisert ved at hver tanns (16) indre periferi er krummet avfaset radialt utad for å tilveiebringe en krum klaring (42), som strekker seg i omkretsretningen, mellom tannens (16) indre periferi og det sentrale skrapstykke som skjæreverktøyet tilveiebringer i arbeidsstykket, og at klaringen (42) er periferisk adskilt bakover fra hver tannlukes (28, 30) bakre flate (27, 29), regnet i bevegelsesretningen, for å danne en smal kant (a) på hver tanns (16) indre periferi, hvilken kant (a) strekker seg bakover og oppad fra det i radial retning indre parti av hver skjære-egg.1. Annular cutting tool with a stem provided with a substantially cylindrical side wall (14), having a plurality of circumferentially spaced teeth (16) around its lower end and a plurality of helical flutes (18) around its outer periphery, which extend upwardly from the gap between the successive teeth (16), each of which has at least one cutting edge extending in a radial direction, tooth slots (28, 30) extending radially outward from the inner periphery of the sidewall of the riffles (18) between on successive teeth (16) to facilitate the release of chips which are cut by the cutting edges radially outwards and upwards into the rifles (18), each tooth slot (28, 30) having a rear surface (27, 29) in the direction of movement extending in a radial direction and upwards from the radially inner part of each cutting egg, characterized in that the inner periphery of each tooth (16) is curved beveled radially outwards to provide a curved clearance (42), which extends in the circumferential direction, between the inside of the tooth (16). periphery and the central scrap provided by the cutting tool in the workpiece, and that the clearance (42) is circumferentially separated rearward from the rear surface (27, 29) of each tooth slot (28, 30), counted in the direction of movement, to form a narrow edge (a) on the inner periphery of each tooth (16), which edge (a) extends backwards and upwards from the radially inner part of each cutting egg. 2. Verktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at klaringen (42) strekker seg periferisk bakover på hver tann (16) inn i tannluken (28) for den etterfølgende tann (16) for å tilveiebringe en sponavgivelsespassasje (46) fra hver klaring (42) til den etterfølgende tannluke (28).2. A tool according to claim 1, characterized in that the clearance (42) extends circumferentially backwards on each tooth (16) into the tooth slot (28) of the succeeding tooth (16) to provide a chip release passage (46) from each clearance (42 ) to the subsequent tooth hatch (28). 3. Verktøy ifølge krav 2, karakterisert ved at klaringen (42) har en maksimal radial utstrekning på ca. 0,127 - 0,635 mm, fortrinnsvis på ca. 0,254 - 0,381 mm.3. Tool according to claim 2, characterized in that the clearance (42) has a maximum radial extent of approx. 0.127 - 0.635 mm, preferably of approx. 0.254 - 0.381 mm. 4. Verktøy ifølge krav 3, karakterisert ved at kanten (a) har en periferisk bredde på ca. 0,127 - 1,52 mm, fortrinnsvis på ca. 0,254 - 0,381 mm. 4. Tool according to claim 3, characterized in that the edge (a) has a circumferential width of approx. 0.127 - 1.52 mm, preferably of approx. 0.254 - 0.381 mm. 5. Verktøy ifølge krav 4, karakterisert ved at klaringen (42) strekker seg oppad til i det minste tannlukens (28, 30) øvre ende. 5. Tool according to claim 4, characterized in that the clearance (42) extends upwards to at least the upper end of the tooth hatch (28, 30). 6. Verktøy ifølge krav 5, karakterisert ved at klaringen (42) dannes av et bueformet sylinder-segment (44).6. Tool according to claim 5, characterized in that the clearance (42) is formed by an arc-shaped cylinder segment (44).