SE439606B

SE439606B - SCREW SHAPE BROCHENING TOOL FOR CROCHET SURFACES

Info

Publication number: SE439606B
Application number: SE7807174A
Authority: SE
Inventors: S E Proulx
Original assignee: Tool Ltd J P
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1985-06-24
Also published as: FR2405109A1; GB2005170A; FR2405109B1; SE7807174L; CA1082497A; AU525815B2; DE2832469A1; IT7824951A0; GB2005170B; JPS5761529B2; AU3804878A; JPS5454386A; IT1096039B

Description

7807174-3 att mycket stora pâkänningar utövas mot verktyget och skärtänderna, särskilt vid brotschning av metall. 7807174-3 that very large stresses are exerted on the tool and the cutting teeth, especially when reaming metal.

I den amerikanska patentskriften 3.946.472 i namnet Proulx m.fl. beskrives ett brotschningsverktyg vars skärtänder med formen av knappar eller skivor med framgång använts för brotschning av konkava ytor. Verk- tyget har den unika egenskapen att möjliggöra vinkel- inställning av skivorna under bildning av ytor med jämnt krökt kontur. Även om detta innebar ett stort framsteg i förhållande till tidigare brotschningsverktyg uppkom några problem. Sålunda är det vid de flesta brotschningsverktyg nödvändigt att åstadkomma spånavgång medgivande spelrum eller gap mellan raderna av skivformade skärorgan så att bildade spånor lätt kan avgå och icke fastkilas mellan skärorganen, vilket skulle medföra svårigheter. Eftersom dessutom de skivformade skärorganen ofta är anordnade i parallella rader utsättes verktyget för mycket stora momen- tana pâkänningar, då varje rad bringas i ingrepp med arbetsstycket. I I enlighet härmed är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett förbättrat skärverktyg för brotschning av konkava ytor, vid vilket spånavgângen under- lättas och verktyget utsättes för väsentligen likformig påkänning vid användning.In U.S. Pat. No. 3,946,472 to Proulx et al. describes a reaming tool whose cutting teeth in the form of buttons or discs have been successfully used for reaming concave surfaces. The tool has the unique property of enabling angular adjustment of the discs during the formation of surfaces with an evenly curved contour. Although this meant a great deal of progress in relation to previous reaming tools, some problems arose. Thus, in most reaming tools, it is necessary to provide chip clearance allowing clearance or gaps between the rows of disc-shaped cutting means so that formed chips can easily escape and not get wedged between the cutting means, which would cause difficulties. In addition, since the disc-shaped cutting means are often arranged in parallel rows, the tool is subjected to very large momentary stresses, as each row is brought into engagement with the workpiece. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved cutting tool for reaming concave surfaces, in which the chip departure is facilitated and the tool is subjected to substantially uniform stress in use.

Enligt uppfinningen âstadkommes ett skärverktyg innefattande en långsträckt verktygskropp eller huvuddel med en bågformad yta av åtminstone 450, ett antal i den bågformade ytan utbildade urtag, vart och ett av vilka ur- tag har en plan bottenyta som lutar inåt och bakåt 1-150 relativt huvuddelens längdaxel, och en anslagsvägg, som sträcker sig uppåt från och på baksidan omger den plana bottenytan, varvid cylindriska skivformade skärorgan är anbragta i urtagen, vart och ett av vilka skärorgan har en ändyta som bildar en skärkant omkring ändytans periferi och är vridbart inställbar omkring sin längdaxel, känne- tecknat av att urtagens bottnar befinner sig på skruvfor- made banor omkring verktygskroppen under bildning av ett 7807174-3 antal skruvformade rader med inbördes avstånd, varvid en skruvformad bana vid verktygets ena ände har större diame- ter än en motsvarande bana vid verktygets andra ände, och att de skivformade skärorganen är så anordnade att åtmin- stone två av dessa är skurna av alla skärplan som är vin- kelräta mot verktygskroppens längdaxel mellan det första och det sista skivformade skärorganet.According to the invention, there is provided a cutting tool comprising an elongate tool body or body having an arcuate surface of at least 450, a plurality of recesses formed in the arcuate surface, each of which recesses has a flat bottom surface inclined inwardly and rearwardly 1-150 relative to the main body. longitudinal axis, and a stop wall extending upwardly from and at the rear surrounds the flat bottom surface, cylindrical disc-shaped cutting means being arranged in the recesses, each of which cutting means has an end surface which forms a cutting edge around the periphery of the end surface and is rotatably adjustable about its longitudinal axis, characterized in that the bottoms of the recesses are on helical paths around the tool body, forming a number of helically spaced rows of helical rows, a helical path at one end of the tool having a larger diameter than a corresponding path at the other end of the tool, and that the disc-shaped cutting means are arranged so that at least two of them are cut of all cutting planes perpendicular to the longitudinal axis of the tool body between the first and the last disc-shaped cutting member.

Den skruvformade banan bildar som regel en vinkel av mellan 5 och 950 med kroppens längdaxel, varvid stig- ningsvinkeln för ett typiskt verktyg är av storleksordning- en 15-45°.The helical path usually forms an angle of between 5 and 950 with the longitudinal axis of the body, the angle of inclination of a typical tool being of the order of 15-45 °.

De skruvformade banorna vid verktygskroppens bakre ände har större diameter än banorna vid den främre änden, så att progressivt större hål bildas då skärverktyget rör sig genom arbetsstycket eller arbetsstycket över skärverk- tyget. Företrädesvis ökar diametrarna stegvis från den främre till den bakre änden, varvid diameterskillnaderna mellan intilliggande skruvformade banor som regel är mycket små, exempelvis i storleksordningen omkring 0,1 mm.The helical webs at the rear end of the tool body have a larger diameter than the webs at the front end, so that progressively larger holes are formed as the cutting tool moves through the workpiece or the workpiece over the cutting tool. Preferably, the diameters increase stepwise from the front to the rear end, the diameter differences between adjacent helical webs usually being very small, for example in the order of about 0.1 mm.

Det är även möjligt att anordna den stegvisa ökningen på sådant sätt att två eller flera intilliggande banor har samma diameter.It is also possible to arrange the stepwise increase in such a way that two or more adjacent paths have the same diameter.

Enligt uppfinningen åstadkommes även en verktygs- kropp till ett skärverktyg av ovan angivet slag inne- fattande en långsträckt huvuddel med en bågformad yta som upptar en medelpunktsvinkel av åtminstone 450 med ett antal urtag utformade i den bâgformade ytan, kännetecknad av att urtagen har plan bottenyta som lutar inåt och bakåt 1-150 relativt huvuddelens längdaxel, och att en anslags- vägg sträcker sig uppåt från och på baksidan begränsar den plana bottenytan, vilka bottenytor befinner sig på skruv- formade banor omkring verktygskroppens bågformade yta under bildning av ett antal skruvformade rader av urtag med in- bördes avstånd, varvid en skruvformad bana vid verktygs- kroppens ena ände har en diameter som är större än en skruvformad bana vid verktygskroppens andra ände, varjämte urtagen i varje rad är periferiellt förskjutna relativt 7807174-3 urtagen i påföljande rad under bildning av successiva banor med urtag som delvis överlappar varandra, vilka urtag är anordnade att uppta cylindriska skivformade skärorgan som vart och ett har en ändyta som bildar en skärkant omkring sin periferi.According to the invention there is also provided a tool body for a cutting tool of the above type comprising an elongate main part with an arcuate surface which occupies a center angle of at least 450 with a number of recesses formed in the arcuate surface, characterized in that the recesses have a flat bottom surface which inclined inwards and backwards 1-150 relative to the longitudinal axis of the main body, and that a stop wall extends upwards from and at the rear limits the flat bottom surface, which bottom surfaces are on helical paths around the arcuate surface of the tool body to form a number of helical rows of recessed spacers, a helical path at one end of the tool body having a diameter greater than a helical path at the other end of the tool body, and the recesses in each row are circumferentially offset relative to the recesses in the following row during formation. of successive paths with recesses which partly overlap each other, which recesses are arranged to occupy c cylindrical disc-shaped cutting means each having an end surface which forms a cutting edge around its periphery.

Några föredragna utföringsformer av uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bifo- gade ritning.Some preferred embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 är en sidovy av en utföringsform av ett nytt brotschningsverktyg.Fig. 1 is a side view of an embodiment of a new reaming tool.

Fig. 2 är en planvy av brotschningsverktyget enligt fig. 1.Fig. 2 is a plan view of the reaming tool of Fig. 1.

Fig. 3 är ett tvärsnitt genom rad 1 till verktyget enligt fig. 1.Fig. 3 is a cross-section through row 1 of the tool according to Fig. 1.

Fig. 4 är ett tvärsnitt genom rad 2 till verktyget enligt fig. 1.Fig. 4 is a cross-section through row 2 of the tool according to Fig. 1.

Fig. 5, slutligen, är en sprängvy som åskådliggör ett skivformat skärorgan jämte en fattning för detta.Fig. 5, finally, is an exploded view illustrating a disc-shaped cutting member and a socket therefor.

Det på ritningen visade särskilda brotschningsverk~ tyget brukar benämnas halvcirkulär brotsch. Det har en långsträckt, såsom verktygshållare tjänande huvuddel 20 med en nedre kil eller spline 21 som sträcker sig utmed huvuddelen och tjänar till att kvarhålla verktyget i en verktygshållare. Verktyget hålles styvt på plats i hålla- ren medelst en fästskruv 22.The special reaming tool shown in the drawing is usually called a semicircular reamer. It has an elongate body portion 20 serving as a tool holder with a lower wedge or spline 21 extending along the body portion and serving to retain the tool in a tool holder. The tool is held rigidly in place in the holder by means of a fixing screw 22.

Vid de nedre kanterna till den cylindriska ytan finnes ett antal fickor 23, vilka tjänar för låsning med intilliggande plana brotschar, som kan användas tillsam- mans med den halvcirkulära brotschen. 72307174-3 I fig. 1 visas åtta skruvformade rader av skiv- formade skärorgan, vilka rader betecknas med l-8. Fig. 3 visar läget av skärorganen för de rader som betecknas l, 3, 5 och 7 i fig. l, under det att fig. 4 är tvär- snitt som visar läget av skärorganen för de rader som betecknas 2, 4, 6 och 8 i fig. l. Särskilt av fig. 3 och 4 framgår att successiva rader av skärinsatser är belägna på ett periferiellt förskjutet sicksackartat sätt. Sålunda befinner sig axlarna till skärinsatserna i raden 2 mitt emellan axlarna till insatserna till rad l, under det att insatserna i rad 3 ligger i linje med insatserna till rad l. Diametern ökar typiskt om- kring 0,1 mm från en rad till påföljande rad. Det är emellertid även möjligt att två eller flera intilliggan- de rader har samma diameter åtföljda av två eller flera lika rader med större diameter. I vissa fall är det även önskvärt att den sista skärinsatsen till en rad har samma lutning som den första skärinsatsen i följande rad.At the lower edges of the cylindrical surface there are a number of pockets 23, which serve for locking with adjacent flat reamers, which can be used together with the semicircular reamer. Fig. 1 shows eight helical rows of disc-shaped cutting means, which rows are denoted by 1-8. Fig. 3 shows the position of the cutting means for the rows designated 1, 3, 5 and 7 in Fig. 1, while Fig. 4 is a cross-section showing the position of the cutting means for the rows designated 2, 4, 6 and 8 in Fig. 1. In particular from Figs. 3 and 4 it appears that successive rows of cutting inserts are located in a circumferentially offset zigzag manner. Thus, the axes of the cutting inserts in row 2 are midway between the axes of the inserts of row 1, while the inserts of row 3 are aligned with the inserts of row 1. The diameter typically increases by about 0.1 mm from one row to the next row. . However, it is also possible for two or more adjacent rows to have the same diameter accompanied by two or more equal rows of larger diameter. In some cases it is also desirable that the last cutting insert of a row has the same slope as the first cutting insert of the following row.

En av fördelarna med denna skruvformade utformning är att särskilda spånavgångsgap icke är nödvändiga, efter- som utrymmet mellan de skruvformade skärorganen i det skruvformade arrangemanget ökar, varvid medges enklare transport av spånor mellan skärorganen. En andra och synnerligen viktig fördel hos det skruvformade arrange- manget är att vid användning kommer några av skivorna alltid att vara belastade. Detta motverkar tendensen till slag eller stöt då successiva rader av skärorgan bringas i ingrepp med arbetsstycket. Detta kännetecken framgår av fig. l och 2, där varje skivformat skärorgan till varje rad bringas i successivt ingrepp med arbets- stycket, och då det sista skärorganet i en rad bringas i ingrepp så har arbetsstycket redan kommit i ingrepp med det första skärorganet i påföljande rad. Detta med- för en avsevärd minskning av tendensen till skador på brotschen liksom eventuellt brott på det brotschade 7807174-3 Ett antal skivformade skärorgan 24 är anbragta i fattningar 25 i den cylindriska ytan. Var och en av dessa fattningar har en plan bottenyta 26 som lutar en liten vinkel av typiskt omkring llo relativt huvuddelens 20 längdaxel. Fattningen har även en halvcirkulär an- slagsvägg 27 som är vinkelrät mot bottenytan 26. Ett gängat hål 32 sträcker sig in i huvuddelen 20 från ytan 26.One of the advantages of this helical design is that special chip departure gaps are not necessary, as the space between the helical cutting means in the helical arrangement increases, thereby allowing easier transport of chips between the cutting means. A second and extremely important advantage of the helical arrangement is that during use some of the discs will always be loaded. This counteracts the tendency to blow or shock when successive rows of cutting means are brought into engagement with the workpiece. This feature is shown in Figs. 1 and 2, where each disc-shaped cutting means for each row is brought into successive engagement with the workpiece, and when the last cutting means in a row is brought into engagement, the workpiece has already engaged with the first cutting means in subsequent row. This entails a considerable reduction of the tendency to damage to the reamer as well as possible rupture of the reamer. A number of disc-shaped cutting members 24 are arranged in sockets 25 in the cylindrical surface. Each of these sockets has a flat bottom surface 26 which is inclined at a small angle of typically about 10 to the longitudinal axis of the main body 20. The socket also has a semicircular stop wall 27 which is perpendicular to the bottom surface 26. A threaded hole 32 extends into the main part 20 from the surface 26.

Varje skivformat skärorgan 24 har en cylindrisk vägg 29 och ändytor 28. Ett hål 3l genomgår axiellt in- satsen med en konisk försänkning 30. Det skivformade skärorganet kan till exempel bestå av volfram-karbid.Each disc-shaped cutting member 24 has a cylindrical wall 29 and end surfaces 28. A hole 31 passes axially through the insert with a conical recess 30. The disc-shaped cutting member may, for example, consist of tungsten carbide.

Det hålles i läge medelst en gängad skruv 33 med konisk skalle som samverkar med försänkningen i skärorganet, varjämte skruvskallen innefattar ett urtag 34 för sam- verkan med en nyckel. Då skärorganet placerats i läge i fattningen 25 och skruven åtdrages pressas insatsen hårt mot anslagsväggen 27. Då sålunda brotschen användes upp- tas krafterna mot skärinsatserna helt och hållet av an- slagsväggarna 27 i stället för av själva skruvarna.It is held in position by means of a threaded screw 33 with a conical head which cooperates with the recess in the cutting member, and the screw head comprises a recess 34 for cooperation with a wrench. When the cutting member is placed in position in the socket 25 and the screw is tightened, the insert is pressed hard against the abutment wall 27. When the reamer is thus used, the forces against the cutting inserts are absorbed entirely by the abutment walls 27 instead of by the screws themselves.

Då detta arrangemang utnyttjas inses att endast en fjärdedel av de skivformade skärorganens skärkanter samtidigt användes. Detta innebär att då den använda delen blir slö kan skruvarna 33 lossas och skärorganen därefter vridas, så att en oanvänd skärkant framkommer, varefter skruvarna åter åtdrages. Detta innebär att så många som fyra skärkanter finnes tillgängliga på vardera sidan av det skivformade skärorganet. Det är vidare möj- ligt att göra skivorna vändbara, så att ytterligare fyra skärkantdelar finnes tillgängliga vid motstående yta. På detta sätt kan så många som åtta skarpa skärkantdelar er- hållas från ett enda skivformat skärorgan.When this arrangement is used, it will be appreciated that only a quarter of the cutting edges of the disc-shaped cutting members are used at a time. This means that when the used part becomes dull, the screws 33 can be loosened and the cutting means can then be turned, so that an unused cutting edge emerges, after which the screws are tightened again. This means that as many as four cutting edges are available on each side of the disc-shaped cutting member. It is also possible to make the discs reversible, so that four additional cutting edge parts are available at the opposite surface. In this way, as many as eight sharp cutting edge parts can be obtained from a single disc-shaped cutting member.

Ett typiskt skärorgan kan ha en diameter i storleks- ordningen l-2,5 cm och dessa användes för bearbetning av hål med en diameter av åtminstone 2,5 cm. 7807174-3 arbetsstycket till följd av stötverkan. Även om ovan beskrivna föredragna utföringsform åskådliggör ett skruvförband för anbringning av skär- insatserna i fattningarna inser fackmannen att andra typer av anbringningsorgan är möjliga. Sålunda kan kilformade stift etc. användas.A typical cutting member may have a diameter in the order of 1-2 mm and these are used for machining holes with a diameter of at least 2.5 cm. 7807174-3 the workpiece due to the impact action. Although the preferred embodiment described above illustrates a screw connection for mounting the cutting inserts in the sockets, those skilled in the art will appreciate that other types of mounting means are possible. Thus, wedge-shaped pins etc. can be used.

Fackmannen inser dessutom att även om en halv- cirkulär brotsch åskådliggjorts så kan liknande typer av brotschar uppvisa bågformade ytor som är mindre än en halvcirkel eller motsvara en hel cirkelyta och ändå falla inom ramen för uppfinningen.The person skilled in the art also realizes that even if a semicircular reamer has been illustrated, similar types of reamers may have arcuate surfaces which are smaller than a semicircle or correspond to an entire circular surface and still fall within the scope of the invention.

Claims

7807174-3 _ É 3 ~» Patentkrav7807174-3 _ É 3 ~ »Patentkrav

1. Skärverktyg innefattande en långsträckt verktygskropp eller huvuddel (20) med en bågformad yta av åtminstone 450, ett antal i den bågformade ytan utbildade urtag (25), vart och ett av vilka urtag har en plan bottenyta (26) som lutar inåt och bakåt 1-150 relativt huvuddelens länqdaxel, och en anslagsvägg (27), som sträcker sig uppåt från och på bak- sidan omger den plana bottenytan, varvid cylindriska skiv- formade skärorgan (24) är anbragta i urtagen, vart och ett av vilka skärorgan har en ändyta (28) som bildar en skärkant omkring ändytans periferi och är vridbart inställbar omkring sin längdaxel, k ä n n e t e c k n a t av att urtagens bott- nar (26) befinner sig på skruvformade banor omkring verktygs- kroppen (20) under bildning av ett antal skruvformade rader med inbördes avstånd, varvid en skruvformad bana vid verk- tygets ena ände har större diameter än en motsvarande bana vid verktygets andra ände, och att de skivformade skärorganen (24) är så anordnade att åtminstone två av dessa är skurna av alla skärplan som är vinkelräta mot verktygskroppens längd- axel mellan det första och det sista skivformade skärorganet.A cutting tool comprising an elongate tool body or body (20) having an arcuate surface of at least 450, a plurality of recesses (25) formed in the arcuate surface, each of which recesses has a flat bottom surface (26) inclined inwardly and rearwardly. 1-150 relative to the longitudinal axis of the main body, and a stop wall (27) extending upwardly from and on the rear side surrounds the flat bottom surface, cylindrical disc-shaped cutting means (24) being arranged in the recesses, each of which cutting means has an end surface (28) which forms a cutting edge around the periphery of the end surface and is rotatably adjustable about its longitudinal axis, characterized in that the bottoms (26) of the recesses are on helical paths around the tool body (20) to form a number of helical rows at a mutual distance, wherein a helical path at one end of the tool has a larger diameter than a corresponding path at the other end of the tool, and that the disc-shaped cutting means (24) are arranged so that at least two of these are cut by all cutting planes which are perpendicular to the longitudinal axis of the tool body between the first and the last disc-shaped cutting member.

2. Skärverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den skruvformade banan bildar en vinkel av omkring 50-950 med verktygskroppens (20) längdaxel.Cutting tool according to claim 1, characterized in that the helical path forms an angle of about 50-950 with the longitudinal axis of the tool body (20).

3. Skärverktyg enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a t av att den bågformade ytan har ökande diameter i riktning bakåt.3. A cutting tool according to claim 1 or 2, characterized in that the arcuate surface has an increasing diameter in the rearward direction.

4. Skärverktyg enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a t av att de skruvformade banornas diameter ökar steg- vis från verktygskroppens ena ände till den andra.4. A cutting tool according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter of the helical webs increases stepwise from one end of the tool body to the other.

5. Skärverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a t av att åtminstone två intilliggande skruv- formade banor har samma diameter.Cutting tool according to one of the preceding claims, characterized in that at least two adjacent helical webs have the same diameter.

6. Verktygskropp till skärverktyg enligt krav 1 inne- fattande en långsträckt huvuddel (20) med en bågformad ytawå :___ in: FI' . å? rmæ 7807174-3 “I som upptar en medelpunktsvinkel av åtminstone 450 med ett antal urtag (25) utformade i den bågformade ytan, k ä n n e- t e c k n a d av att urtagen (25) har plan bottenyta (26) som lutar inåt och bakåt 1-150 relativt huvuddelens längd- axel, och att en anslagsvägg (27) sträcker sig uppåt från och på baksidan begränsar den plana bottenytan, vilka bottenytor befinner sig på skruvformade banor omkring verk- tygskroppens bågformade yta under bildning av ett antal skruvformade rader av urtag med inbördes avstånd, varvid en skruvformad bana vid verktygskroppens ena ände har en diameter som är större än en skruvformad bana vid verktygs- kroppens andra ände, varjämte urtagen i varje rad är peri- feriellt förskjutna, relativt urtagen i påföljande rad under bildning av successiva banor med urtag som delvis över- lappar varandra, vilka urtag är anordnade att uppta cylind- riska skivformade skärorgan (24) som vart och ett har en ändyta (28) som bildar en skärkant omkring sin poriferi.A tool body for cutting tools according to claim 1 comprising an elongate main body (20) with an arcuate surface wave: ___ in: FI '. oh? 7807174-3 I 'occupying a center angle of at least 450 with a number of recesses (25) formed in the arcuate surface, characterized in that the recesses (25) have a flat bottom surface (26) which slopes inwards and backwards 1 -150 relative to the longitudinal axis of the body, and that a stop wall (27) extends upwardly from and at the rear limits the flat bottom surface, which bottom surfaces are on helical paths around the arcuate surface of the tool body to form a number of helical rows of recesses with spaced apart, a helical path at one end of the tool body having a diameter greater than a helical path at the other end of the tool body, and the recesses in each row are circumferentially offset, relatively recessed in the following row to form successive paths with recesses which partially overlap each other, which recesses are arranged to receive cylindrical disc-shaped cutting means (24) each having an end surface (28) which forms a cutting edge around its porous eri.