SE1150309A1 - Fräsverktyg - Google Patents

Abstract

Ett fräsverktyg för hobbning av ett arbetsstycke med kuggar in-nefattar en verktygskropp (1) som definierar en rotationsaxel(G1) och har en första ände (3), en motsatt andra ände (4) ochen perifer yta (8) som sträcker sig runt rotationsaxeln mellanden första änden och den andra änden. Ett stort antal ätskildasäten (9a, 9b) är anordnade efter varandra i verktygskroppenlängs en helixlinje (x) med konstant stigning och mottager varsin av ett motsvarande antal utbytbara skärinsatser (2a, 2b) in-nefattar en primär huvudskärkant (24) och en sekundär huvud-skärkant (25) som konvergerar mot varandra. Skärinsatsernainnefattar yttre skärinsatser (2a) som skjuter ut frän verktygs-kroppen med en första längd (a) frän rotationsaxeln och inreskärinsatser (2b) som skjuter ut frän verktygskroppen med enandra längd (b) frän rotationsaxeln. Den första längden (a) äravsevärt större än den andra längden (b). (Fig. 2)

Description

20 25 30 35 ende kantsida, som förbinder ovansidan och undersidan, en axel som sträcker sig genom ovansidan och undersidan, och åtmin- stone en primär huvudskärkant och en sekundär huvudskärkant, vilka konvergerar mot varandra och bildas där kantsidan möter ovansidan. Varje säte är utformat att mottaga en av skärinsat- serna som var och en skjuter ut frän verktygskroppen för skä- rande ingrepp med ett kuggmellanrum hos nämnda arbets- stycke. Skärinsatserna är fastsatta med en skruv som sträcker sig genom ett excentriskt hål i skärinsatsen från ovansidan till undersidan. Skärinsatsen har en ås på undersidan som är i in- grepp med ett spår i sätet. Spånytan lutar i förhållande till ett radiellt plan med avseende på rotationsaxeln på så sätt att ett fel hos evolventen hos de kuggar som skall fräsas erhålls.

[0005] EP-A-2 072 162 visar ett fräsverktyg utformat för hobb- ning av ett arbetsstycke med kuggar, såsom kugghjul, kugg- stänger och liknande. Fräsverktyget innefattar en verktygskropp med ett antal säten som är anordnade efter varandra längs en helixlinje med konstant stigning. Fräsverktyget innefattar också ett motsvarande antal skärinsatser som var och en innefattar en rad med tre tänder. Varje tand är utformad för ingrepp med ett kuggmellanrum hos arbetsstycket. Varje skärinsats har en ovan- sida som bildar en spånyta för varje tand. Spånytorna för de tre tänderna ligger i ett gemensamt plan, vilket innebär att en nor- mal hos spånytan kommer att bilda en spetsig vinkel med en tangent hos helixlinjen där helixlinjen skär spånytan åtminstone för två av tänderna.

[0006] .JP-A-2001-353621 visar ett ytterligare exempel på ett fräsverktyg för hobbning. Fräsverktyget innefattar ett antal skär- insatserna som var och en är utformad med en rad av tänder som bildar en spånyta. Spånytorna lutar i förhållande till ett ra- diellt plan med avseende på rotationsaxeln på samma sätt som hos fräsverktyget som visas i US-A-5,593,254. 10 15 20 25 30 35

[0007] US-A-5,593,254, EP-A-2 072 162 och JP-A-2001-353621 avser liksom föreliggande uppfinning ett fräsverktyg där skärin- satsernas säten sträcker sig väsentligen radiellt. Det finns också fräsverktyg för hobbning där skärinsatsernas säten sträcker sig väsentligen tangentiellt. Ett exempel på ett sådant verktyg med tangentiella säten visas i US-A-4,218,159.

[0008] Fräsverktyg för kuggfräsning tillhandahålls i olika tole- ransklasser enligt den tyska standarden DIN. Den finaste klas- sen är AAA. Därefter följer klasserna AA, A, B, C, D. Tolerans- klasserna A och B erfordras för tillverkning av kugghjul för väx- ellådor för motorfordon. För fräsverktyget enligt föreliggande uppfinning eftersträvas åtminstone toleransklass B.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN

[0009] Ett problem med de tidigare kända fräsverktygen är svå- righeten att tillverka skärinsatser som har en sådan storlek att de lämpar sig för framställning av arbetsstycken med stora kug- gar, exempelvis större än l\/ln=6. Det finns tillverkningstekniska begränsningar för hur stora skärinsatser som kan tillverkas ge- nom sintring av skärinsatser av hårdmetall. Idag tillgängliga pressmaskiner klarar bara skärinsatser med en begränsad stor- lek.

[0010] Ändamålet med föreliggande uppfinning är att lösa detta problem och möjliggöra ett fräsverktyg som har utbytbara skär- insatser och som därmed på ett ekonomiskt gynnsamt sätt kan utnyttjas för skärbearbetning av stora kuggar, exempelvis större än l\/ln=6. Samtidigt eftersträvas en hög noggrannhet vid skär- bearbetningen av kuggar.

[0011] Detta ändamål uppnås med det inledningsvis angivna fräsverktyget som kännetecknas av att skärinsatserna innefattar yttre skärinsatser som skjuter ut från verktygskroppen med en första längd från rotationsaxeln och inre skärinsatser som skju- 10 15 20 25 30 35 ter ut från verktygskroppen med en andra längd från rotations- axeln och att den första längden är avsevärt större än den andra längden. Den första längden kan vara åtminstone 3 mm större än den andra längden, företrädesvis 8-16 mm större än den andra längden.

[0012] l ett fräsverktyg enligt uppfinningen kommer de yttre skärinsatserna att verka som rotskär och bearbeta rot- eller bot- tenområdet mellan två intilliggande kuggar hos arbetsstyoket.

De inre skärinsatserna kommer att verka som flankskär och be- arbeta de yttre flankerna av två intilliggande kuggar hos arbets- stycket. De primära huvudskärkanterna och de sekundära hu- vudskärkanterna hos alla skärinsatser kommer att bearbeta var sin kugg av de två intilliggande kuggarna hos arbetsstycket.

Både den primära huvudskärkanten och den sekundära huvud- skärkanten är således samtidigt i ingrepp med var sin kugg hos arbetsstycket. Den primära huvudskärkanten är den huvudskär- kant som först går i ingrepp med ett kuggmellanrum och bearbe- tar den ”främre” sidan av kuggmellanrummet medan den sekun- dära huvudskärkanten bearbetar den ”bakre” sidan av kuggmel- lanrummet. Den primära huvudskärkanten belastas mer än den sekundära huvudskärkanten under den skärande bearbetningen.

[0013] Tack vare det faktum att varje skärinsats är utformad för ingrepp med endast ett kuggmellanrum hos arbetsstycket är det möjligt att positionera varje skärinsats på ett optimalt sätt med avseende på skärbearbetningen och den toleransnivå som efter- strävas för de kuggar som skall fräsas. I och med att varje skär- insats är utbytbar erhåller fräsverktygets verktygskropp en mycket lång livslängd utan behov av underhåll. Endast skärin- satserna behöver bytas när skärkanterna är slitna.

[0014] Enligt en utföringsform av uppfinningen utbreder sig spånytan i ett utbredningsplan som innefattar den primära hu- vudskärkanten och den sekundära huvudskärkanten, varvid ut- bredningsplanet hos varje skärinsats har en normal som är pa- 10 15 20 25 30 35 rallell med helixlinjens tangent där denna skär utbredningspla- net. En sådan utformning bidrar till den höga toleransnivån och till att kuggarnas evolvent kan erhålla den önskade formen.

[0015] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är skärinsatserna anordnade i ett flertal rader, varvid varje rad in- nefattar åtminstone tvä skärinsatser och sträcker sig längs en respektive linje som är vinkelrät mot helixlinjens tangent. l\/led fördel bildar utbredningsplanet hos intilliggande par av skärin- satser i samma rad bildar en vinkel, eller en konstant vinkel, med varandra för varje par av skärinsatser. Annorlunda uttryckt kommer utbredningsplanet för varje skärinsats att ligga i ett unikt plan, åtminstone för varje skärinsats i varje sådan rad, men i praktiken också för verktygets alla skärinsatser.

[0016] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen sträcker sig huvudskärkanterna hos de yttre skärinsatserna och huvudskärkanterna hos de inre skärinsatserna i en projektion, i ett gemensamt plan där helixlinjens tangent bildar normal, längs var sin gemensam linje och längs olika men överlappande av- snitt av dessa linjer. På så sätt säkerställs en jämn yta hos den kugg som skall tillverkas, dvs. risken för en avsats eller förskjut- ning hos ytan kan undvikas eller åtminstone reduceras.

[0017] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inne- fattar nämnda säten yttre säten, som vart och ett är utformat för mottagande en av de yttre skärinsatserna, och inre säten, som vart och ett är utformat för mottagande en av de inre skärinsat- serna. l\/led fördel kan vart och ett av de yttre sätena innefatta ett utskott, som skjuter ut från den perifera ytan och som bildar en del av stödytan hos det yttre sätet för den yttre skärinsatsen.

Ett sådant utskott förlänger stödytan utåt från verktygskroppen och därmed kan stödytan tillhandhålla ett stöd för skärinsatsen under bearbetningen. 10 15 20 25 30 35

[0018] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inne- fattar de inre sätena en inre anliggningsyta, vilken sträcker sig uppåt från stödytan och mot vilken de inre skärinsatserna anlig- ger. Med en sådan anliggningsyta kan de inre skärinsatsernas position i radiell riktning med avseende på rotationsaxeln säker- ställas med hög noggrannhet. l\/led fördel kan de inre skärinsat- serna vara fastsatta i sätet medelst var sitt kilformigt block som pressar den inre skärinsatsen mot stödytan och anliggningsytan.

Det kilformiga blocket kan spännas mot den inre skärinsatsen medelst en skruv, som kan vara dubbelgängad och som sträcker sig genom det kilformiga blocket in i ett gängat hål i verktygs- kroppen.

[0019] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inne- fattar de yttre sätena en inre anliggningsyta, vilken sträcker sig uppåt frän stödytan och mot vilken de yttre skärinsatserna an- ligger. l\/led en sådan anliggningsyta kan de yttre skärinsatser- nas position i radiell riktning med avseende på rotationsaxeln säkerställas med hög noggrannhet. l\/led fördel kan den yttre skärinsatsen vara fastsatt i sätet med en motsvarande kilformig kropp som utnyttjas för den inre skärinsatsen. Det är emellertid också möjligt att förse den yttre skärinsatsen med ett fästhål som sträcker sig genom ovansidan och undersidan, varvid den yttre skärinsatsen kan vara fastsatt i sätet medelst en fästskruv som sträcker sig genom fästhålet in i ett gängat hål som sträck- er sig genom stödytan in i verktygskroppen.

[0020] Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är varje yttre skärinsats indexerbar genom vridning runt nämnda axel, som bildar en centrumaxel, mellan två motsatta skärlägen och innefattar en första uppsättning med en primär huvudskärkant och en sekundär huvudskärkant för ett första skärläge och en andra uppsättning med en primär huvudskärkant och en sekun- där huvudskärkant för ett andra skärläge. På så vis kan livs- längden för de yttre skärinsatserna förlängas och därmed kan den totala ekonomin för fräsverktyget förbättras ytterligare. l\/led 10 15 20 25 30 35 fördel kan den yttre skärinsatsen enligt denna utföringsform vara fastsatt medelst en fästskruv som sträcker sig genom ett fästhål i verktygskroppen på det sätt som förklarades ovan. Fästhålet bildar i detta fall ett centrumhål som är koncentriskt med cent- rumaxeln.

[0021] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är de yttre skärinsatserna och de inre skärinsatserna anordnade i en omväxlande ordning längs helixlinjen på så sätt att varannan skärinsats är en yttre skärinsats och varannan en inre skärin- sats. På så vis säkerställs en jämn yta hos de kuggar som skall tillverkas. Enligt denna utföringsform finns således samma antal inre skärinsatser och yttre skärinsatser. Det skall dock noteras att det är möjligt att ha olika antal av de inre och yttre skärinsat- serna, exempelvis kan var tredje skärinsats vara en inre skärin- sats eller en yttre skärinsats. Det är också möjligt att låta skär- insatserna innefatta mellanliggande skärinsatser som skjuter ut med en tredje längd från rotationsaxeln, varvid denna tredje längd är mindre än den första längden och större än den andra längden. Dessa mellanliggande skärinsatser kommer då också att verka som flankskär men bearbeta en del av kuggarna som ligger mellan den del som bearbetas av de inre skärinsatserna och de yttre skärinsatserna. Ett sådant utförande kan vara för- delaktigt för mycket stora kuggar, exempelvis för l\/ln=18 och större.

[0022] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inne- fattar varje yttre skärinsats åtminstone en tvärgående ändskär- kant som sträcker sig mellan den primära huvudskärkanten och den sekundära huvudskärkanten. Ändskärkanten kan vara rak eller innefatta ett rakt avsnitt med övergångskanter med en liten krökningsradie till respektive huvudskärkant. Ändskärkanten har till uppgift att bearbeta bottenytan mellan de två intilliggande kuggar som bearbetas av den primära huvudskärkanten och den sekundära huvudskärkanten. De inre skärinsatserna innefattar en tvärgående ändkant som sträcker sig mellan den primära hu- 10 15 20 25 30 35 vudskärkanten och den sekundära huvudskärkanten. Denna ändkant har ingen skärande funktion och kommer inte att vara i ingrepp med arbetsstycket.

[0023] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen bildar utbredningsplanet en spetsig vinkel med kantsidan åtminstone i närheten av den primära huvudskärkanten och den sekundära huvudskärkanten så att skärinsatsen erhåller en positiv skär- geometri, åtminstone med avseende på dessa huvudskärkanter, men företrädesvis också med avseende på den tvärgående änd- skärkanten. l\/led en sådan positiv skärgeometri säkerställs en hög noggrannhet eftersom skärinsatsen kan positioneras på ett optimalt sätt med avseende på fräsbearbetningen. Den efter- strävade toleransnivån kan således uppnås då skärinsatsen på ett enkelt sätt anordnas i fräsverktyget så att utbredningsplanets normal sträcker sig parallellt med helixlinjens tangent. Kuggar- nas evolvent hos det arbetsstycke som skall tillverkas kan där- igenom erhålla den önskade formen.

[0024] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inne- fattar varje skärinsats en symmetrilinje som är vinkelrät mot nämnda axel, varvid den primära huvudskärkanten och den se- kundära huvudskärkanten är symmetriska med avseende på symmetrilinjen. l\/led fördel kan symmetrilinjen bilda en pressvin- kel oi med var och en av den primära huvudskärkanten och den sekundära huvudskärkanten, varvid pressvinkeln or ligger i inter- vallet 18 - 329. Pressvinkeln oi kan enligt en första variant vara exempelvis 209. Pressvinkeln or kan enligt en andra variant vara exempelvis 30Q.

[0025] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inne- fattar stödytan hos varje säte en upphöjning som sträcker sig från stödytan och som är i ingrepp med en motsvarande ned- sänkning hos skärinsatsens undersida på så sätt att skärinsat- sens position säkerställs. l\/led en sådan upphöjning kan skärin- satsen position i sätet säkerställas i radiell och axiell riktning. 10 15 20 25 30 35 Med fördel kan upphöjningen innefatta en radiell längsträckt äs, som har en huvudsakligen radiell utsträckning och säkerställer skärinsatsens position i axiell riktning. En sådan radiell längsträckt às är ett tillräckligt komplement till den ovan nämnda inre anliggningsytan för att fullständigt säkerställa skärinsatsens position. l\/led fördel kan upphöjningen innefatta en axiell längsträckt äs, som har en huvudsakligen axiell utsträckning och som säkerställer skärinsatsens position i radiell riktning. En så- dan axiell längsträckt äs är fördelaktig då sätet saknar inre an- liggningsyta, exempelvis för en indexerbar skärinsats, för att till- sammans med den radiella lángsträckta àsen fullständigt säker- ställa skärinsatsens position.

[0026] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är vin- kelavständet mellan utbredningsplanet hos intilliggande skärin- satser längs helixlinjen lika för varje par av intilliggande skärin- satser.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA

[0027] Uppfinningen skall nu förklaras närmare genom en be- skrivning av olika utföringsformer och med hänvisning till bifo- gade ritningar.

Fig.1 visar schematiskt en perspektivvy av delar av en verktygsmaskin med ett fräsverktyg med ett flertal skärinsatser enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar en första utföringsform av fräsverktyget i Fig. 1 sett i en sidovy.

Fig. 3 visar fräsverktyget i Fig. 2 sett i en ändvy.

Fig. 4 visar en perspektivvy av en del av fräsverktyget i Fig. 2 i större skala.

Fig. 5a-5d visar fyra vyer av en yttre skärinsats hos fräs- verktyget i Fig. 4.

Fig. 6a-6d visar fyra vyer av en inre skärinsats hos fräs- verktyget i Fig. 4. 10 15 20 25 30 35 10 Fig. 7 visar schematiskt en vy framifrån av ingreppet av ett skär hos fräsverktyget i Fig. 4 i ett ar- betsstycke i olika positioner.

Fig. 8 visar schematiskt en perspektivvy av ingreppen i Fig. 5.

Fig. 9 visar en perspektivvy av en del av ett fräsverktyg enligt en andra utföringsform.

Fig. 10 visar en vy perspektivvy av en inre skärinsats hos fräsverktyget i Fig. 9.

Fig. 11a-11d visar fyra vyer av en yttre skärinsats hos fräs- verktyget i Fig. 9.

Fig. 12 visar en perspektivvy av en del av ett fräsverktyg enligt en tredje utföringsform.

Fig. 13 visar en vy underifrån av en yttre skärinsats hos fräsverktyget i Fig. 12.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORNIER

[0028] Fig. 1 visar schematisk en verktygsmaskin med ett fräs- verktyg som är utformat för kuggskärning och närmare bestämt för så kallad hobbning av ett arbetsstycke W med kuggar. Fräs- verktyget är lämpligt för skärande bearbetning av olika arbets- stycken W, såsom kugghjul, kuggstänger, splines, pumphjul för hydrauliska pumpar, och liknande kuggförsedda element.

[0029] En första utföringsform av fräsverktyget visas i Fig. 2-4 Fräsverktyget innefattar en verktygskropp 1, som kan vara till- verkad av stål, och ett stort antal utbytbara skärinsatser 2a, 2b, som kan vara tillverkade av ett material som är hårdare än stål, exempelvis hårdmetall. Verktygskroppen 1 definierar en rota- tionsaxel G1 och har en första ände 3 och en motsatt andra ände 4. Rotationsaxeln G1 sträcker sig genom den första änden 3 och den andra änden 4.

[0030] Fräsverktyget innefattar också ett genomgående axiellt hål 5, se Fig. 3, med ett rakt spår 6 för mottagande av en stav 7, 10 15 20 25 30 35 11 exempelvis i enlighet med DIN 138. Staven 7 är utformad för in- fästning av fräsverktyget i en verktygsspindel S1 hos en verk- tygsmaskin, såsom en fräs eller en fleroperationsmaskin, Se Fig. 1. Verktygskroppen 1 är roterbar kring rotationsaxeln G1 i en rotationsriktning F11 (moturs rotation åt höger betraktad in- ifrån verktygsspindeln S1). Arbetsstycket W är infäst i en arbets- stycksspindel (ej visad) och är roterbart kring en rotationsaxel G3 i en rotationsriktning H3.

[0031] Verktygskroppen 1 har en perifer yta 8 som sträcker sig runt rotationsaxeln G1 mellan den första änden 3 och den andra änden 4, se Fig. 2. Verktygskroppen 1 innefattar ett stort antal åtskilda säten 9a, 9b, se speciellt Fig. 4, vilka är anordnade vid den perifera ytan 8. Verktygskroppen 1 kan exempelvis innefatta åtminstone 30 säten 9a, 9b, företrädesvis åtminstone 100-300 säten 9a, 9b. Varje säte 9a, 9b är utformat att mottaga en av skärinsatserna 2a, 2b. Sätena 9a, 9b, och skärinsatserna 2a, 2b, är anordnade efter varandra längs en helixlinje x med kon- stant stigning, se Fig. 2. l de visade utföringsformerna är helix- linjens x stigning åt höger. Stigningen kan också vara åt vänster beroende på den kugg som skall tillverkas. Stigningsvinkeln ß kan vara 1 -1O9.

[0032] Varje säte 9a, 9b innefattar en stödyta 10 som är inrättad att medge eller bilda ett stöd för skärinsatsen 2a, 2b som när den är monterad i sätet 9a, 9b skjuter ut från verktygskroppen 1 för skärande ingrepp med ett kuggmellanrum hos arbetsstycket W, se Fig. 1.

[0033] Sätena 9a, 9b, och således också skärinsatserna 2a, 2b, är anordnade i ett flertal rader. l de visade utföringsformerna innefattar fräsverktyget 24 sådana rader med skärinsatser 2a, 2b, se Fig. 3. Det skall dock noteras att fräsverktyget kan inne- fatta ett annat antal rader med skärinsatser 2a, 2b, exempelvis från 4 till fler eller väsentligt fler än 24 rader. Varje rad innefat- tar åtminstone två skärinsatser 2a, 2b, och säten 9a, 9b. I de 10 15 20 25 30 35 12 visade utföringsformerna innefattar varje rad 6-7 skärinsatser 2a, 2b och säten 9a, 9b.

[0034] Varje rad av skärinsatser 2a, 2b, och säten 9a, 9b, sträcker sig längs en respektive linje L som är vinkelrät mot he- lixlinjens x tangent, se Fig. 2. Avståndet mellan intilliggande ra- der av säten 9a, 9b och skärinsatser 2a, 2b är ekvidistant, dvs. detta avstånd är lika för varje par av rader. Vidare är också av- ståndet mellan intilliggande skärinsatser 2a, 2b längs helixlinjen x ekvidistant, dvs. också detta avstånd är lika för varje par av intilliggande skärinsatser 2a, 2b. l\/ler precist är vinkelavständet mellan utbredningsplanet p hos intilliggande skärinsatser 2a, 2b längs helixlinjen x ekvidistant, dvs. lika för varje par av intillig- gande skärinsatser 2a, 2b.

[0035] Skärinsatserna 2a, 2b innefattar tvä typer av skärinsat- ser, nämligen yttre skärinsatser 2a och inre skärinsatser 2b. De yttre skärinsatserna 2a skjuter ut från verktygskroppen 1 med en första längd a från rotationsaxeln G1. De inre skärinsatser 2b skjuter ut från verktygskroppen 1 med en andra längd b från ro- tationsaxeln G1. Såsom kan ses i speciellt Fig. 3 är den första längden a avsevärt större än den andra längden b. Sätena 9a, 9b innefattar också tvä typer av säten, nämligen yttre säten 9a och inre säten 9b. De yttre sätena 9a är vart och ett utformat för mottagande av en av de yttre skärinsatserna 2a, och inre sätena 9b är vart och ett utformat för mottagande av en av de inre skär- insatserna 2b, se speciellt Fig. 4. De yttre sätena 9a är således belägna i en position radiellt utanför de inre sätena 9b.

[0036] I de visade utföringsformerna är de yttre skärinsatserna 2a och de inre skärinsatserna 2b anordnade i en omväxlande ordning längs helixlinjen x på så sätt att varannan skärinsats är en yttre skärinsats 2a och varannan en inre skärinsats 2b. Det innebär i de visade utföringsformerna att varannan rad är en rad med yttre skärinsatser 2a och varannan en rad med inre skärin- satser 2b, se speciellt Fig. 3. Enligt de visade utföringsformer är 10 15 20 25 30 35 13 således antalet inre skärinsatser 2a lika med antalet yttre skär- insatser 2b. Det skall dock noteras att det kan vara möjligt att ha olika många av de inre och yttre skärinsatserna 2a, 2b. Till ex- empel kan var tredje skärinsats vara en inre skärinsats 2b eller en yttre skärinsats 2a.

[0037] Vart och ett av de yttre sätena 9a innefattar ett utskott 12 som skjuter ut från den perifera ytan 8 hos verktygskroppen 1.

Utskottet 12 bildar en del av stödytan 10 för den yttre skärinsat- sen 2a. I den första utföringsformen, se Fig. 4, innefattar var och en av de yttre sätena 9a en inre anliggningsyta 13 som sträcker sig uppåt från stödytan 10. Den inre anliggningsytan 13 bildar ett stöd för den yttre skärinsatsen 2a som anligger mot den inre anliggningsytan 13 så att den yttre skärinsatsens 2a radiella position med avseende på rotationsaxeln G1 säkerställs.

[0038] Stödytan 10 hos varje yttre säte 9a innefattar en upphöj- ning, företrädesvis i form av en radiell långsträckt äs 14, som sträcker sig från stödytan 10. Den radiella långsträckta åsen 14 har två lutande flankytor som sträcker sig mellan stödytan 10 och en övre yta hos den radiella långsträckta åsen 14. De två flankytorna bildar en trubbig vinkel med varandra. Denna vinkel kan vara 909 - 1409, exempelvis 1209. Den övre ytan kan vara plan och parallell med stödytan 10.

[0039] Vart och ett av de inre sätena 9b innefattar en inre an- liggningsyta 15 som sträcker sig uppåt från stödytan 10. Den inre anliggningsytan 15 bildar ett stöd för den inre skärinsatsen 2b som anligger mot den inre anliggningsytan 15 så att den inre skärinsatsens 2b radiella position med avseende på rotations- axeln G1 säkerställs.

[0040] Stödytan 10 hos varje inre säte 9b innefattar en upphöj- ning, företrädesvis i form av två radiella långsträckta åsar 16, som sträcker sig från stödytan 10. Var och en av de radiella långsträckta åsarna 16 har två lutande flankytor som sträcker 10 15 20 25 30 14 sig mellan stödytan 10 och en övre yta hos den radiella längsträckta äsen 16. De tvà flankytorna bildar en trubbig vinkel med varandra. Denna vinkel kan vara 909 - 1409, exempelvis 1209. Den övre ytan kan vara plan och parallell med stödytan 10. Det skall noteras att det är möjligt att variera antalet radiella längsträckta äsar 14, 16 hos de inre och yttre sätena 9a, 9b. Till exempel kan stödytan 10 hos det inre sätet 9b innefatta endast en radiell längsträckt äs 16.

[0041] Varje skärinsats 2a, 2b, se Fig. 5a-5d och 6a-6d, innefat- tar en undersida 21, en motsatt ovansida 22 som bildar en spànyta, en runtomgäende kantsida 23, som förbinder ovansi- dan 22 och undersidan 21. En axel A sträcker sig genom ovan- sidan 22 och undersidan 21. Varje skärinsats 2a, 2b innefattar àtminstone en primär huvudskärkant 24 och en sekundär huvud- skärkant 25, vilka konvergerar mot varandra och bildas där kantsidan 23 möter ovansidan 22.

[0042] Spänytan, som bildas av och i de visade utföringsformer- na sammanfaller med ovansidan 22, utbreder sig i ett utbred- ningsplan p, som innefattar den primära huvudskärkanten 24 och den sekundära huvudskärkanten 25. Utbredningsplanet p hos varje skärinsats 2a, 2b har en normal som är parallell med helixlinjens x tangent där denna skär utbredningsplanet p.

[0043] Varje skärinsats 2a, 2b innefattar en symmetrilinje S som är vinkelrät mot axeln A. Den primära huvudskärkanten 24 och den sekundära huvudskärkanten 25 är symmetriska med avse- ende pä symmetrilinjen S. Symmetrilinjen S bildar en pressvin- kel oi med var och en av den primära huvudskärkanten 24 och den sekundära huvudskärkanten 25. Pressvinkeln d ligger i in- tervallet 18-329 och kan exempelvis vara cirka 209 eller cirka 309. 10 15 20 25 30 35 15

[0044] Utbredningsplanet p bildar en spetsig vinkel med kantsi- dan 23 åtminstone i närheten av huvudskärkanterna 24, 25 så att skärinsatsen 2a, 2b erhåller en positiv skärgeometri.

[0045] Varje yttre skärinsats 2a, se Fig. 5a-5d, innefattar en tvärgående ändskärkant 26 som sträcker sig mellan den primära huvudskärkanten 24 och den sekundära huvudskärkanten 25.

Utbredningsplanet p bildar en spetsig vinkel med kantsidan 23 också i närheten av ändskärkanterna 26 så att den yttre skärin- satsen 2a erhåller en positiv skärgeometri även med avseende på ändskärkanten 26 som är i skärande ingrepp med bottenytan mellan intilliggande kuggar hos arbetsstycket W.

[0046] Varje inre skärinsats 2b, se Fig. 6a-6d, innefattar en tvärgående ändkant 27 som sträcker sig mellan den primära hu- vudskärkanten 24 och den sekundära huvudskärkanten 25. Änd- kanten 27 har ingen skärande funktion och kommer inte att vara i ingrepp med arbetsstycket W.

[0047] Varje yttre skärinsats 2a, se speciellt Fig. 5c, har en ned- sänkning i form av en långsträckt dal 28. När den yttre skärin- satsen 2a är monterad i det yttre sätet 9a är den radiella långsträckta åsen 14 i ingrepp med den långsträckta dalen 28 hos den yttre skärinsatsens 2a undersida 21 på så sätt att den yttre skärinsatsens 2a axiella position med avseende på rota- tionsaxeln G1 säkerställs. Den långsträckta dalen 28 har två lu- tande flankytor som sträcker sig mellan den yttre skärinsatsens 2a undersida 21 och en bottenyta som kan vara plan och paral- lell med undersidan 21. När den yttre skärinsatsen 2a är monte- rad i det yttre sätet 9a och kommer den radiella långsträckta åsens 14 flankytor att ligga an mot var sin av den långsträckta dalens 28 flankytor. Det kan med fördel finnas ett mellanrum mellan åsens 14 övre yta och dalens 28 bottenyta.

[0048] Varje inre skärinsats 2b, se speciellt Fig. 6c, har en ned- sänkning i form av två långsträckta dalar 29. När den inre skär- 10 15 20 25 30 35 16 insatsen 2b är monterad i det inre sätet 9b är de radiella längsträckta àsarna 16 i ingrepp med var sin làngsträckt dal 29 hos den inre skärinsatsens 2b undersida 21 pä sä sätt att den inre skärinsatsens 2b axiella position med avseende på rota- tionsaxeln G1 säkerställs. Var och en av de längsträckta dalarna 29 har tvä lutande flankytor som sträcker sig mellan den inre skärinsatsens 2b undersida 21 och en bottenyta som kan vara plan och parallell med undersidan 21. När den inre skärinsatsen 2b är monterad i det inre sätet 9b och kommer de radiella längsträckta äsarnas 16 flankytor att ligga an mot var sin av de längsträckta dalarnas 29 flankytor. Det kan med fördel finnas ett mellanrum mellan äsarnas 16 övre yta och dalarnas 29 botten- yta. Det skall noteras att antalet längtsträckta dalar 28, 29 hos de yttre och inre skärinsatserna 2a, 2b naturligtvis motsvarar antalet radiella längsträckta àsar 14, 16 hos de yttre och inre sätena 9a, 9b.

[0049] Varje yttre skärinsats 2a hos den första utföringsformen innefattar ett fästhäl 31 som sträcker sig parallellt med axeln A genom ovansidan 22 och undersidan 21. Den yttre skärinsatsen 2a är fastsatt i det yttre sätet 9a mot stödytan 10 medelst en fästskruv 32 som sträcker sig genom fästhàlet 31 in i ett gängat häl 33 som sträcker sig genom stödytan 10, se Fig. 4.

[0050] Varje inre skärinsats 2b är fastsatt i det inre sätet 9b mot stödytan 10 medelst ett kilformigt block 34 som anligger mot den inre skärinsatsens 2b ovansida 22 och pressar den inre skärin- satsen 2b mot stödytan 10 och den inre anliggningsytan 15. Det kilformiga blocket 34 är spänt mot den inre skärinsatsen 2b me- delst en dubbelgängad skruv 35 som sträcker sig genom och är i ingrepp med det kilformiga blocket och 34 och in i ett gängat häl 36 i verktygskroppen 1, se Fig. 4.

[0051] När fräsverktyget enligt den första utföringsformen an- vänds kommer de yttre skärinsatserna 2a att bearbeta ett rotom- räde, dvs. de inre flankytorna hos tvä intilliggande kuggar och 10 15 20 25 30 35 17 bottenytan mellan tvä intilliggande kuggar, hos arbetsstycket W medan de inre skärinsatserna 2b kommer att bearbeta de yttre flankerna hos de tvä intilliggande kuggarna. Skärinsatsernas 2a, 2b ingrepp med arbetsstycket W illustreras i Fig. 7 och 8. Säsom framgår kommer huvudskärkanterna 24, 25 hos de yttre skärin- satserna 2a och huvudskärkanterna 24, 25 hos de inre skärin- satserna 2b i en projektion att sträcka sig längs var sin gemen- sam linje L., respektive Lf, och längs olika men överlappande av- snitt av dessa linjer L4, L5. Överlappningen skall vara sä kort som möjligt men en viss överlappning är viktig för att reducera risken för spär eller avsatser i flankytan hos de kuggar som skall tillverkas.

[0052] Fig. 9 och 10a-10d illustrerar en andra utföringsform av uppfinningen som skiljer sig frän den första utföringsformen ge- nom att varje yttre skärinsats 2a är indexerbar genom vridning runt axeln A som i detta fall bildar en centrumaxel. Den yttre skärinsatsen 2a är indexerbar mellan tvä motsatta skärlägen och innefattar en första uppsättning med en primär huvudskärkant 24 och en sekundär huvudskärkant 25 för ett första skärläge och en andra uppsättning med en primär huvudskärkant 24 och en sekundär huvudskärkant 25 för ett andra skärläge.

[0053] l den andra utföringsformen saknar de yttre sätena 9a inre anliggningsyta utan innefattar istället en axiell längsträckt äs 37 hos stödytan 10. Den yttre skärinsatsen 2a har tvä mot- svarande längsträckta dalar 38 som sträcker sig fär undersidan 21, se speciellt Fig. 10c. När den yttre skärinsatsen 2a är mon- terad i det yttre sätet 9a kommer den axiella längsträckta äsen 37 att vara i ingrepp med den längsträckta dalen 38 hos den ytt- re skärinsatsens 2a undersida 21 sä att den yttre skärinsatsens 2a radiella position med avseende pä rotationsaxeln G1 säker- ställs. Den axiella längsträckta äsen 37 har, liksom äsen 14, tvä lutande flankytor som sträcker sig mellan stödytan 10 och en övre yta hos den radiella längsträckta äsen 37. De tvä flankytor- na bildar en trubbig vinkel med varandra. Denna vinkel kan vara 10 15 20 25 30 35 18 909 - 1409, exempelvis 1209. Den övre ytan kan vara plan och parallell med stödytan 10. Var och en av de làngsträckta dalarna 38 har liksom den làngsträckta dalen 28 tvä lutande flankytor som sträcker sig mellan den yttre skärinsatsens 2a undersida 21 och en bottenyta som kan vara plan och parallell med undersi- dan 21. När den yttre skärinsatsen 2a är monterad i det yttre sä- tet 9a och kommer den axiella làngsträckta àsens 37 flankytor att ligga an mot var sin av den làngsträckta dalens 38 flankytor. Även i detta fall finns ett mellanrum mellan àsens 37 övre yta och dalens 38 bottenyta.

[0054] En ytterligare skillnad mellan den första och andra utfö- ringsformen är att hos den senare saknar även det inre sätet 9b inre anliggningsyta och innefattar istället en axiell äs 39 som är i ingrepp med en làngsträckt dal 40 hos undersidan hos den inre skärinsatsen 2b, se Fig. 9. Åsen 39 och dalen 40 är utformade som övriga äsar och dalar med tvä flankytor och övre yta re- spektive bottenyta.

[0055] Fig. 12 och 13 illustrerar en tredje utföringsform av upp- finningen som skiljer sig frän den första utföringsformen genom att vart och ett av de yttre sätena 9a saknar inre anliggningsyta och innefattar istället en axiell làngsträckt äs 41 hos stödytan 10. Den yttre skärinsatsen 2a har en motsvarande làngsträckt dal 42 som sträcker sig får undersidan 21, se Fig. 13. När den yttre skärinsatsen 2a är monterad i det yttre sätet 9a kommer den axiella làngsträckta äsen 41 att vara i ingrepp med den làngsträckta dalen 42 hos den yttre skärinsatsens 2a undersida 21 sä att den yttre skärinsatsens radiella position säkerställs med avseende pä centrumaxeln G1.

[0056] En ytterligare skillnad mellan den första och tredje utfö- ringsformen är att hos den senare saknar den yttre skärinsatsen 2a fästhäl och är istället fastsatt i det yttre sätet 9a medelst ett kilformigt block 44 som anligger mot den yttre skärinsatsens 2a ovansida 22 och pressar den yttre skärinsatsen 2a mot stödytan 10 15 20 25 30 35 19 10 och den två långsträckt åsarna 14 och 41. Det kilformiga blocket 44 är spänt mot den yttre skärinsatsen 2a medelst en dubbelgängad skruv 45 som sträcker sig genom och är i ingrepp med det kilformiga blocket 44 och in i ett gängat hål 46 i verk- tygskroppen 1.

[0057] I den tredje utföringsformen är det inre sätet 9b och den inre skärinsatsen 2b utformade på samma sätt som i den andra utföringsformen.

[0058] Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna ut- föringsformerna utan kan modifieras och varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

[0059] Enligt en ytterligare utföringsform kan fräsverktyget ock- så innefatta mellanliggande skärinsatser som skjuter ut med en tredje längd från rotationsaxeln. Den tredje längden är mindre än den första längden och större än den andra längden. De mel- lanliggande skärinsatserna verkar som flankskär men bearbetar en del av kuggarna som ligger mellan den del som bearbetas av de inre skärinsatserna och de yttre skärinsatserna. Ett sådant utförande kan vara fördelaktigt för mycket stora kuggar, exem- pelvis för l\/ln=18 och större.

[0060] Det skall också noteras att de olika utföringsformerna kan kombineras med varandra. Exempelvis kan den indexerbara skärinsatsen 2a i den andra utföringsformen ersätta den yttre skärinsatsen 2a i den tredje utföringsformen. Den inre skärin- satsens 2b radiella position kan i alla utföringsformer säkerstäl- las med den inre anliggningsytan 15 eller den axiella långsträck- ta åsen 39. Det kan också vara möjligt att fästa den inre skärin- satsen 2b medelst en fästskruv som sträcker sig genom den inre skärinsatsen 2b. 20

[0061] Lista över hänvisningsbeteckningar 10 15 20 25 30 1 verktygskropp 37 axiell längsträckt äs 2a yttre skärinsats 38 längsträckt dal 2b inre skärinsats 39 axiell längsträckt äs 3 första ände 40 längsträckt dal 4 andra ände 41 axiell längsträckt äs 5 häl 42 längsträckt dal 6 stav 44 kilformigt block 7 spär 45 dubbelgängad skruv 8 perifer yta 46 gängat häl 9a yttre säte 9b inre säte 10 stödyta 12 utskott 13 inre anliggningsyta W arbetsstycke 14 längsträckt äs G1 rotationsaxel 15 inre anliggningsyta F11 rotationsriktning 16 längsträckt äs G3 rotationsaxel 21 undersida H3 rotationsriktning 22 ovansida S1 verktygsspindel 23 kantsida A axel 24 primär huvudskärkant S symmetrilinje 25 sekundär huvudskärkant p utbredningsplan 26 tvärgäende ändskärkant x helixlinje 27 tvärgäende ändkant ß stigningsvinkel 28 längsträckt dal L4 linje 29 längsträckt dal L5 linje 31 fästhäl 32 fästskruv 33 gängat häl 34 kilformigt block 35 dubbelgängad skruv 36 gängat häl

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 21 Patentkrav

1. Fräsverktyg utformat för hobbning av ett arbetsstycke med kuggar, såsom kugghjul, kuggstänger och liknande, innefattande - en verktygskropp (1) som definierar en rotationsaxel (G1) och har en första ände (3), en motsatt andra ände (4) och en perifer yta (8) som sträcker sig runt rotationsaxeln (G1) mellan den för- sta änden (3) och den andra änden (4), - ett stort antal ätskilda säten (9a, 9b) som är anordnade efter varandra i verktygskroppen (1) längs en helixlinje (x) med kon- stant stigning, och - ett motsvarande stort antal utbytbara skärinsatser (2a, 2b) som var och en innefattar en undersida (21), en motsatt ovansida (22) som bildar en spànyta, en runtomgàende kantsida (23), som förbinder ovansidan (22) och undersidan (21), en axel (A) som sträcker sig genom ovansidan (22) och undersidan (21), och ätminstone en primär huvudskärkant (24) och en sekundär huvudskärkant (25), vilka konvergerar mot varandra och bildas där kantsidan (23) möter ovansidan (22), varvid varje säte (9a, 9b) innefattar en stödyta (10) för motta- gande av en av skärinsatserna (2a, 2b) som var och en skjuter ut frän verktygskroppen (1) för skärande ingrepp med ett kugg- mellanrum hos nämnda arbetsstycke (W), kännetecknad av att skärinsatserna (2a, 2b) innefattar yttre skärinsatser (2a) som skjuter ut fràn verktygskroppen (1) med en första längd (a) frän rotationsaxeln (G1) och inre skärinsatser (2b) som skjuter ut frän verktygskroppen (1) med en andra längd (b) från rotationsaxeln (G1) och att den första längden (a) är avsevärt större än den andra läng- den (b).

2. Fräsverktyg enligt krav 1, varvid spànytan utbreder sig i ett utbredningsplan (p) som innefattar den primära huvudskärkan- ten (24) och den sekundära huvudskärkanten (25) och varvid utbredningsplanet (p) hos varje skärinsats (2a, 2b) har en nor- 10 15 20 25 30 35 22 mal som är parallell med helixlinjens (x) tangent där denna skär utbredningsplanet (p).

3. Fräsverktyg enligt något av kraven 1 och 2, varvid huvud- skärkanterna (24, 25) hos de yttre skärinsatserna (2a) och hu- vudskärkanterna (24, 25) hos de inre skärinsatserna (2b) i en projektion sträcker sig längs var sin gemensam linje (L4, L5) och längs olika men överlappande avsnitt av dessa linjer (L4, L5).

4. Fräsverktyg enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda säten (9a, 9b) innefattar yttre säten (9a), som vart och ett är utformat för mottagande av en av de yttre skärinsatserna (2a), och inre säten (9b), som vart och ett är utformat för motta- gande av en av de inre skärinsatserna (2b).

5. Fräsverktyg enligt krav 4, varvid vart och ett av de yttre sätena (9a) innefattar ett utskott (12), som skjuter ut från den perifera ytan (8) och som bildar en del av stödytan (10) hos det yttre sätet (9a) för den yttre skärinsatsen (2a).

6. Fräsverktyg enligt något av kraven 4 och 5, varvid de inre sätena (9b) innefattar en inre anliggningsyta (15), vilken sträck- er sig uppåt från stödytan (10) och mot vilken de inre skärinsat- serna (2b) anligger.

7. Fräsverktyg enligt något av kraven 4 till 6, varvid de yttre sätena (9a) innefattar en inre anliggningsyta (13), vilken sträck- er sig uppåt från stödytan (10) och mot vilken de yttre skärinsat- serna (2a) anligger.

8. Fräsverktyg enligt något av kraven 1 till 6, varvid varje ytt- re skärinsats (2a) är indexerbar genom vridning runt nämnda axel (A), som bildar en centrumaxel, mellan två motsatta skärlä- gen och innefattar en första uppsättning med en primär huvud- skärkant (24) och en sekundär huvudskärkant (25) för ett första skärläge och en andra uppsättning med en primär huvudskär- 10 15 20 25 30 35 23 kant (24) och en sekundär huvudskärkant (25) för ett andra skärläge.

9. Fräsverktyg enligt något av de föregående kraven, varvid de yttre skärinsatserna (2a) och de inre skärinsatserna (2b) är anordnade i en omväxlande ordning längs helixlinjen (x) på så sätt att varannan skärinsats är en yttre skärinsats (2a) och var- annan en inre skärinsats (2b).

10. Fräsverktyg enligt något av något av de föregående kra- ven, varvid varje yttre skärinsats (2a) innefattar åtminstone en tvärgående ändskärkant (26) som sträcker sig mellan den primä- ra huvudskärkanten (24) och den sekundära huvudskärkanten (25).

11. Fräsverktyg enligt något av de föregående kraven, varvid utbredningsplanet (p) bildar en spetsig vinkel med kantsidan (23) åtminstone i närheten av huvudskärkanterna (24, 25) så att skärinsatsen (2a, 2b) erhåller en positiv skärgeometri.

12. Fräsverktyg enligt något av de föregående kraven, varvid varje skärinsats (2a, 2b) innefattar en symmetrilinje (S) som är vinkelrät mot nämnda axel (A), och varvid den primära huvud- skärkanten (24) och den sekundära huvudskärkanten (25) är symmetriska med avseende på symmetrilinjen (S).

13. Fräsverktyg enligt krav 12, varvid symmetrilinjen (S) bildar en pressvinkel oi med var och en av den primära huvudskärkan- ten (24) och den sekundära huvudskärkanten (25), och varvid pressvinkeln or ligger i intervallet 18 - 329.

14. Fräsverktyg enligt något av de föregående kraven, varvid stödytan (10) hos varje säte (9a, 9b) innefattar en upphöjning som sträcker sig från stödytan (10) och som är i ingrepp med en motsvarande nedsänkning hos skärinsatsens (2a, 2b) undersida (21) på så sätt att skärinsatsens (2a, 2b) position säkerställs. 10 24

15. Fräsverktyg enligt något av de föregående kraven, varvid vinkelavstàndet mellan utbredningsplanet (p) hos intilliggande skärinsatser (2a, 2b) längs helixlinjen (x) är lika för varje par av intilliggande skärinsatser (2a, 2b).