NO175356B - Kombinert hulltilvirkende og gjengende verktöy - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et verktøy for bruk i en verktøymaskin slik det er nærmere angitt i ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

Ved maskinering av metaller og andre materialer er det mange applikasjoner hvor det er ønskelig å lage et hull og gjenge det med ett enkelt verktøy. Det enkeltstående verktøy for hulltilvirkning og gjenging er det behov for ikke bare for gjennomgående hull, men også for blindhull i et arbeidsstykke. Fordelen med et slikt verktøy er at det reduserer antallet bevegelser eller operasjoner som er nødvendige for å frembringe et gjenget hull og det er særlig fordelaktig i forbindelse med høyhastige maskineringsoperasjoner.

Det er tidligere kjent å benytte ett enkelt verktøy for å bore et hull og forme innvendige gjenger ved gjengesmiing eller gjengepreging av metallet. Et verktøy av denne art er omtalt i US patent 2703419 som beskriver en gjengetapp som har et bor- eller en endefres på den førende ende for å skjære hullet som skal gjenges. Dette verktøy roteres og hullet skjæres og gjenges ved innad mating av verktøyet, og verktøyet skrus ut fra det gjengede hull. Et lignende verktøy er beskrevet i US patent 4271554. Med verktøy av denne type må den maksimale diameter av den gjengesmiende tapp være større enn den maksimale diameter av boret eller endefresen. Videre, som beskrevet i US patent 4271554, er den minste diameter av hun-gjengene mindre enn diameteren av det borede hull og hoveddiameteren av gjengene er større enn diameteren av det borede hull.

Man er kjent med EP-Å-237035 som omhandler en fremgangsmåte for tildanning ved bruk av et egnet verktøy, et gjenget hull hvor det først bores et hull i arbeidsstykket og deretter gjenges hullet ved hjelp av en omløpsbane-bevegelse av verktøyaksen under verktøyets tilbaketrekning.

WO-A-8705546 beskriver et kombinert verktøy for boring av et hull i et arbeidsstykke og for gjenging av hullet under tilbaketrekning av verktøyet. Her innbefatter verktøyet en rett del med en borspiss i den fremre ende, et skaft i den bakre ende og en gjengefres mellom borspissen og skaftet.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et kombinert hulltilvirkende og gjengende verktøy som kan benyttes for både gjennomgående hull og blindhull og som lar seg benytte til høyhastig maskinering, samt har god evne til selvsentrering og gode sponbrytende egenskaper.

I samsvar med den forliggende oppfinnelse er et verktøy tilveiebragt for tilvirkning av et hull i et arbeidsstykke ved mating innad av verktøyet og for gjenging av hullet under tilbaketrekking av verktøyet eller alternativt under ytterligere innføring innad av verktøyet. Dette oppnås med et verktøy av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at den hulltilvirkende innretning innbefatter en hul borspiss som danner en utsparing mellom dens skjæregger og er sentrert på verktøyets rotasjonsakse. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

En mer fullstendig forståelse av oppfinnelsen kan fås fra den detaljerte beskrivelse som følger sammen med de vedlagte tegninger.

Fig. 1 er et perspektivriss av verktøyet ifølge den

foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 er et enderiss av den fremre ende av verktøyet; Fig. 3 viser verktøyet under boring av et hull i et

arbeidsstykke;

Fig. 4 viser verktøyet under fresing av gjenger i

arbeidsstykket;

Fig. 5 er et sideriss av et verktøy lik det ifølge fig. 1 bortsett fra at det har to sponriller istedenfor fire; Fig. 6 er et enderiss av verktøyet ifølge fig. 5; Fig. 7 er et sideriss av et kombinert hul 1 skjærende, gjengende og skråskjærende verktøy; Fig. 8 er et enderiss av borspissen til verktøyet ifølge fig. 7; Fig. 9 er et sideriss av et kombinert hullskjærende og gj engende verktøy med en endefres for hullskjæring; Fig. 10 viser et enderiss av endefresen i en kretsende

bane;

Fig. 11 er et sideriss av et verktøy med et hulspissbor

og en gjengefres; og

Fig. 12 er et enderiss av hulspissboret på verktøyet

ifølge fig. 11.

Det vises nå til tegningene hvor det er vist illustrerende utførelser av oppfinnelsen i et kombinert verktøy for hulltilvirking og gjengetilvirking.

En første utførelse av den foreliggende oppfinnelse i et kombinert verktøy 10 er vist i en perspektivisk avbildning i fig. 1. Det innbefatter generelt et avlangt rettlinjet legeme som innbefatter et skaft 12 i en ende som er anordnet med en egnet fitting, av konvensjonell utforming, for inngrep med en verktøyholder i en verktøymaskin. Verktøyet 10 innbefatter også den hulltilvirkende innretning i form av en borspiss 14 i den fremre ende og en gjengetilvirkende innretning i form av en gjengefres 16 mellom borspissen 14 og skaftet 12. Verktøyet 10 er tilvirket av et materiale valgt i samsvar med det valgte arbeidsstykket og er hensiktsmessig utformet som et enhetlig legeme.

Borspissen 14 er i den fremre ende av verktøyet av kjent utforming og har et par skjæregger 22, som vist i fig. 1 og 2. Borspissen 14 har en maksimal diameter D og er tilpasset for høyrehånds eller rotasjon med urviseren omkring verktøy-aksen for hullboring på en konvensjonell måte. Gjengefresen 16 er anordnet med et antall gjengeskjær 24 på en konvensjonell måte. Verktøyet har en eller flere riller 26 som forløper fra borspissen gjennom hele gjengefresen for det formål å fjerne et spon. Verktøyet er også anordnet med en kjølemiddelpassasje 28 med grenpassasjer 28a for tilførsel av væske under trykk til borspissen og for å hjelpe til ved sponfjerning.

I gjengefresen 16 er hvert av skjærene 24 av ringformet utforming og antall skjær 24 er fordelaktig likt med eller større enn antall gjenger som skal skjæres. Hvert skjær eller kutter 24 innbefatter et antall skjæresegmenter 24a, 24b, 24c og 24d som er omkretsmessig på linje og er adskilt av de mellomliggende riller. Hvert skjærsegment har en skjæregg på den førende ende i samsvar med retningen for skjærrotasjonen. Gjengefresen 16 er tilpasset for høyrehånds eller rotasjon med urviseren for skjæring av gjenger. Skjærsegmentene på gjengefresen har en maksimal gjengerygg-diameter som er lik den maksimale diameter av borspissen.

Verktøyet 10 kan benyttes ved enhver CNC (numerisk styrt) maskinering. Det kan også benyttes i en spesial verktøymaskin tilpasset for bruk av verktøyet ifølge oppfinnelsen. De hulltilvirkende og gjengetilvirkende operasjoner er som følger. For hulltilvirking, som vist i fig. 3, dreies verktøyet med den ønskede hastighet omkring sin egen lengdeakse og borspissen 14 fremføres inn i arbeidsstykket med ønsket matehastighet. Når den ønskede hulldybde er oppnådd stoppes matingen, men verktøyroteringen fortsettes. Aksen 32 til borehullet 34 er indikert i fig. 4. Verktøyet reverseres tilstrekkelig til å gi den ønskede klaring for borspissen. Deretter, med rotasjon som fortsetter i samme retning, startes gjengefresingsdelen av syklusen ved å tildele verktøyet helisk bevegelse i den uttrekkende retning. Lengdeaksen til verktøyet beskriver en kretsende bane 36 rundt aksen 32 av det borede hull som vist i fig. 4. Mens verktøyet dreies omkring sin egen lengdeakse og beveges i den kretsende bane 36, trekkes det tilbake aksielt for å generere den heliske bevegelse for å skjære de ønskede gjenger. Verktøyet utfører en kretsende omdreining under aksiell tilbaketrekning som tilsvarer en gjenges stigning. Fordelaktig tildeles mer enn en kretsende omdreining av verktøyet, f.eks. omkring 1 1/2 omdreining, for å sikre renskårne gjenger. Etter at den kretsende bevegelse er ferdig forflyttes verktøyet for å bringe dets akse på linje med hullets akse og trekkes deretter ut. Det samme verktøy kan benyttes til å skjære venstrehåndsgjenger ved å gi dette kretsende bevegelse mot urviseren.

En annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse er vist i et verktøy 40 som er vist i fig. 5 og 6. Verktøyet 40 er likt med verktøyet 10 ifølge fig. 1 til 4 bortsett fra at det har to riller istedenfor fire. Verktøyet 40 har en borspiss 42 i likhet med den for verktøyet 10 og er anordnet med gjengefresen 44 i likhet med den for verktøyet 10. Verktøyet er også anordnet med en hoved-kjølemiddelpassasje 46 og med grenpassasjer 46a for tilførsel av væske under trykk til borspissen for å avkjøle og hjelpe til med sponf j erningen.

En ytterligere utførelse av oppfinnelsen er verktøyet 50 vist i fig. 7 og 8. Verktøyet 50 innbefatter en borspiss 52, gjengefres 54 og en skråkrone eller skjær 56. Borspissen 52 og gjengefresen 54 er de samme respektivt som de i verktøyet 40. Skråskjæret 56 er av konvensjonell utforming og er tilpasset til å gi en skrånende åpning i arbeidsstykket som forløper til den første gjenge. For hullboring og skrå-skjæring, dreies verktøyet med ønsket hastighet omkring sin egen lengdeakse og fremføres ned i arbeidsstykket ved ønsket matehastighet. Når den ønskede dybde for skråskjæringen er oppnådd, stoppes matingen, men verktøyrotasjonen fortsettes. Verktøyet trekkes tilbake tilstrekkelig til å gi den ønskede klaring for borspissen. Deretter, med fortsatt rotasjon, utføres den gjengefresende del av syklusen slik som beskrevet ovenfor med henvisning til verktøyet 10.

En annen utførelse av oppfinnelsen er verktøyet 60 som vist i fig. 9 og 10. Verktøyet 60 innbefatter en hulltilvirkende innretning i form av en endefres 62 i den fremre ende. Det innbefatter også en gjengefres 64 som er den samme som gjengefresen 54 til verktøyet 50. Ved bruk av verktøyet 60 benyttes endefresen 62 for hullskjaering ved matingen nedad og benyttes for gjenging ved trekking oppad. For hulltilvirkning roteres verktøyet med ønsket hastighet omkring sin egen lengdeakse og verktøyet kretses omkring senteret av hullet 66 som skjæres i arbeidsstykket. Når den ønskede hulldybde er oppnådd stoppes matingen nedad, men verktøyrotasjonen fortsetter. Verktøyet dreies tilbake tilstrekkelig til å gi den ønskede klaring for endefresen. Så, med fortsatt rotasjon i samme retning, vil den gjengefresende del av syklusen fortsette ved å tildele verktøyet helisk bevegelse i den tilbaketrekkende retning. Lengdeaksen til verktøyet beskriver en kretsende bane rundt aksen av hullet i arbeidsstykket. Således gjenges hullet på samme måte som beskrevet med henvisning til verktøyet 10.

En annen utførelse av oppfinnelsen er et verktøy 70 som vist i fig. 11 og 12. Dette verktøy krever mindre skyvkraft under boreoperasjonen. For dette formål er verktøyet 70 det samme som verktøyet 40 bortsett fra at det er anordnet med en hulborspiss 72. Borspissen 72 har et par skjæregger 74 med den førende kant inntil de respektive riller. Skjæreggene er radielt avstandsplassert fra hverandre ved en aksielt forløpende forsenkning 76 som er sentrert på rotasjonsaksen til verktøyet. Forsenkningen 76 kan være av enhver egnet aksial dybde og kan hensiktsmessig forløpe forbi borspissen som ønsket avhengig av arbeidsstykkematerialet, borstørrelsen og andre faktorer. Verktøyet 70 har en gjengefres 78, den samme som på verktøyet 40. Ved virksomhet av verktøyet 70 er den hulltilvirkende operasjon den samme som beskrevet med henvisning til verktøyet 10; imidlertid tillater forsenkningen 76 en materialeike eller materialnål å forbli uskåret i en del av mating nedad for hullboring inntil materialnålen kontakter bunnen av forsenkningen 76 og brytes av. Opp-bygningen og brytingen av materialnålen fortsetter etterhvert som matingen nedad fortsetter for hullboringen. Den avbrutte materialnål blir transportert bort med borsponene. Den gjengefresende operasjon utføres ved tilbaketrekking eller verktøyets bevegelse oppad som beskrevet tidligere med henvisning til verktøyet 10.

Claims (5)

1. Verktøy for bruk i en verktøymaskin som er tilpasset til samtidig å rotere et skjærverktøy omkring sin akse, bevege skjaerverktøyet aksielt og bevege aksen i en kretsende bane hvorved et punkt på aksen av skjaerverktøyet kan forflyttes til å definere en rettlinjet bane eller en helisk bane, hvilket verktøy innbefatter et legeme (10) med et skaft (12) i en ende, en hulltilvirkende innretning (14 ,22;42;52;62;

72,74) i den andre enden, og en gjengetilvirkende innretning (16,24;44;54;64;78) mellom disse ender, og minst en sponfjerningspassasje (26) som forløper fra den hulltilvirkende innretning (14 ,22;42;52;62;72,74) gjennom den gjengetilvirkende innretning (16 ,24;44;54;64;78), hvilken gjengetilvirkende innretning (16 , 24;44;54;64;78) har en maksimal diameter (D) som ikke er større enn den maksimale diameter av den hulltilvirkende innretning (14,22;42 ; 52;62;72 ,74 ) hvorved den gjengetilvirkende innretning kan entre hullet (34) tilvirket av den hulltilvirkende innretning (14) uten inter-ferens, karakterisert ved at den hulltilvirkende innretning (14 ,22;42 ; 52;62;72 ,74 ) innbefatter en hul borspiss (14;42;52;72) som danner en utsparing (76) mellom dens skjæregger og er sentrert på verktøyets rotasjonsakse.

2. Verktøy ifølge krav 1,karakterisert ved at den hulltilvirkende innretning er en endefres (62).

3. Verktøy ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det innbefatter en skråskjæringskrone (56) plassert mellom den gjengetilvirkende innretning (44) og skaftet (12).

4. Verktøy ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at den gjengetilvirkende innretning (16,24;44;54;64 ;

78) er en gjengefres (16;44;54;78 ).

5. Verktøy ifølge et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at den innbefatter en hovedfluid-passasje (28) som forløper gjennom skaftet (12) og den gjengetilvirkende innretning (16,24) til et punkt nær den hulltilvirkende innretning (14,22), og en grenpassasje (28a) som forløper fra hovedpassasjen (28) til overflaten av hver sponfjerningspassasje (26), nær den hulltilvirkende innretning.