SE465409B - Borrverktyg - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 465 409 2 Uppfinningen har till syfte att åstadkomma ett borrverktyg av inledningsvis angivet slag, vilket har tillräcklig styvhet och därmed hög bearbetningsnoggrannhet även vid borrdjup över fyra gånger borrdiametern och tillförsäkrar god spånavgång.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att spånrännor- nas spiralvínkel mot borrverktygets axel minskar från den skärande delens främre ände till dess bakre ände och att spiralvinkeln i det bakre området av den skärande delen är åtminstone så stor att i övergångsdelens främre ände, där spånrännorna ännu har fullt djup, mittlinjen till vardera bommen, vilken förlöper i ett tvärsnitt genom den skärande delen, sträcker sig ungefär i riktning av resultanten till de på skärplattorna verkande skärkrafterna.

Då det ej är möjligt att anordna skärplattorna så att de på plattorna verkande skärkrafterna fullständigt utjämnas, upp- står alltid en resultant som strävar att trycka borrverktyget åt sidan i en bestämd riktning från borrets axel. Om man nu enligt uppfinningen anordnar de båda bommarna i den skärande delen, där dessa övergår i övergångsdelen, så att de båda bommarna sträcker sig i riktning av den resulterande kraften, har den skärande delen det största yt-tröghetsmomentet och därmed även den största styvheten i avseende på en i tvär- riktning mot mittlinjen utsträckt böjningsaxel i det område där det största böjningsmomentet uppträder. För att nu mitt- linjen till bommarna skall komma att ligga på rätt ställe kan man ej välja spånrännornas spiralvinkel godtyckligt vid det borrverktyg med bestämt maximalt borrdjup. Spånrännornas spiralvinkel skall enligt uppfinningen minska från den skärande delens främre ände till dess bakre ände. I den främre änden låter man spiralvinkeln ha ett värde av före- trädesvis omkring 65° till omkring 60°, varigenom spånen bortföres så snabbt som möjligt från området för skärplattor- na. I det bakre området av den skärande delen måste spiral- vinkeln väljas så att bommarna och deras mittlinje kommer att ligga på önskat ställe. Mellan det främre och det bakre 10 15 20 25 30 35 465 409 3 , området av den skärande delen kan spiralvinkeln minska steg- vis eller kontinuerligt. Genom den minskande spiralvinkeln förkortas även spånrännorna jämfört med ett borrverktyg där spànrännorna har lika spiralvinkel från borrspetsen.

Därigenom förkortas även den väg som spånen har att vandra från skärplattorna till änden av borrhålet, och spånavgången förbättras. Om spánrännorna på vanligt sätt framställes med hjälp av en ändfräs, erhålles större bombredd vid ökad stigning och oförändrad diameter av ändfräsen. Denna större bombredd uppträder då i den bakre änden av den skärande delen och ökar yt-tröghetsmomentet i detta område.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen är angivna i åtföl- jande underkrav.

Uppfinningen beskrives nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Figur 1 är en sidovy av ett borrverktyg enligt uppfinningen.

Figur 2 är ett snitt utmed linjen II-II på fig. 1 i fyra gånger större skala.

Borrverktyget 1 har ett inspänningsskaft 2 med vilket borrverk- tyget kan anslutas till en borrmaskin (svarv). Den egentliga arbetsdelen av borrverktyget 1 är enligt DIN 1412 benämnd skä- rande del 3. Denna skärande del 3 har en längd L1 (enligt DIN 1412 benämnd 'skärlängd') vilken i det visade utföringsexemplet utgör mer än sex gånger arbetsdiametern D. Därmed utgör även det maximala borrdjupet av det visade borrverktyget 1 sex gång- er nämnda diameter. Mellan inspänningsskaftet 2 och den skäran- de delen 3 finns en övergángsdel 4 som i det visade utförings- exemplet har samma diameter som inspänningsskaftet 2 och den skärande delen 3. övergångsdelen 4 kan emellertid även vara koniskt utvidgad i riktning mot inspänningsdelen 2 med ökande diameter, så att även inspänningsdelen 2 har större diameter än den skärande delen 3. 10 15 20 25 30 35 465 409 , I den främre änden av den skärande delen 3 är två skärplattor 6 och 7 utbytbart anordnade i vardera ett urtag 5 i nämnda del. Det rör sig härvid om s k vändskär. Dessa båda skärplat- tor är inbördes förskjutna omkring l80° i perifeririktningen, varvid den yttre skärplattan 6 framskjuter något över omkret- sen av den skärande delen 3 och tjänar att bearbeta det yttre If:- partiet av borrningen, medan skärplattan 7 ligger vid borr- axeln A och bearbetar det inre partiet av borrningen. Arbets- områdena för de båda skärplattorna överlappar varandra mer eller mindre enligt förekommande borrdiameter.

Den skärande delen 3 har vidare två diametralt motsatta skruv- formade spånrännor 8, 9, av vilka spånrännan 8 hör till den yttre skärplattan 6 och spånrännan 9 till den inre skärplattan 7. Vid större diametrar kan ytterligare skärplattor vara anordnade på samma diameter som skärplattan 6 resp. 7.

Efter bortfräsning av materialet för att bilda spånrännorna 8, 9 kvarstår två bommar 10 mellan spånrännorna 8, 9, vilka väggar utvidgas sektorformat i radiell riktning från den centrala kärnan ll. I kärnan ll är en borrning 12 för kyl- medel anordnad. Spånrännorna 8, 9 har oförändrat djup över hela längden Ll av den skärande delen 3. Från den bakre änden av den skärande delen eller från den främre änden av över- gångsdelen 4 minskar djupet av spånrännorna 8, 9 kontinuerligt fram till den bakre änden av övergångsdelen 4. I den bakre änden av övergångsdelen 4, där skaftdelen 2 börjar, löper spànrännorna 8, 9 ut i övergångsdelens mantelyta.

Spiralvinkelnb' resp. 31, vilken spànrännorna innesluter med borraxeln, minskar stegvis eller lämpligen kontinuerligt från t den främre änden av den skärande delen 3 till den bakre änden av denna del. I den främre änden av den skärande delen 3 kan ; spiralvinkeln J'vid omkretsen uppgå till omkring 65-60°, medan spiralvinkeln ll i den bakre änden av spånrännorna 8, 9 är väsentligt mindre och beroende av nedan angivna parametrar. 10 15 20 25 30 35 5 465 409 Fig. 2 visar ett tvärsnitt av den skärande delen 3 i dess bakre ände resp. i den främre änden av övergângsdelen 4. På detta ställe har de båda spànrännorna 8, 9 ännu fullt djup och börjar därefter att löpa ut bakåt i mantelytan av över- gångsdelen 4. De båda diametralt motsatta bommarna 10 har vardera en i tvärsnittsplanet belägen mittlinje M, vilken genom den symmetriska anordningen av spànrännorna 8, 9 utgör en gemensam diametralt utsträckt mittlinje M. Ytavsnitten av varje bom 10 på ömse sidor om mittlinjen M är ungefär lika stora.

Pâ varje skärplatta 6, 7, vilkas läge relativt det på fig. 2 visade tvärsnittet är angivet med punktstreckade linjer, verkar skärkrafter. Dessa skärkrafter verkar ej endast vinkel- rätt mot spånytorna av de båda skärplattorna 6, 7, utan även i radiell riktning, nämligen vid den yttre skärplattan 6 vanligen i radiell riktning inåt och vid den inre skärplattan 7 vanligen i radiell riktning utåt. Härigenom uppträder vid varje skärplatta en resulterande kraft Fl resp. F2, varvid kraften Fl erfarenhetsmässigt är ungefär dubbelt så stor som kraften F2. Om dessa båda krafter Fl, F2 sammansättes till ett kraftdiagram enligt fig. 2, erhålles en resulterande kraft FR. Enligt uppfinningen skall nu mittlinjen M till bommarna 10 vara så anordnad, att den sträcker sig ungefär i riktningen av den resulterande kraften FR, såsom visat på fig. 2. Härigenom får skaftdelen 3, i det tvärsnitt där skaftdelen gränsar till den främre änden av övergångsdelen 4, sitt största yttröghetsmoment i avseende på en böjnings- axel a som sträcker sig vinkelrätt mot mittlinjen M.

För att nu mittlinjen M skall sträcka sig ungefär i riktning av kraftresultanten FR och yttröghetsmomentet ständigt skall öka från den främre änden till den bakre änden av skaftdelen 3, måste skruvningen av spånkanalerna 8, 9 vara mindre än 360°. Härvid väljer man stigningen i det centrala och bakre omrâdet av skaftdelen 3 så att mittlinjen M kommer att ligga på det önskade, genom riktningen av kraftresultanten FR bestämda läget. Riktningen av kraftresultanten FR kan man 10 15 20 25 30 35 465 409 6 erhålla antingen grafiskt och genom beräkning eller före- trädesvis med hjälp av en lämplig mätapparat (Kistler, Ziff. 3, Achsen-Messgerät).

Om spànrännorna 8, 9 på vanligt sätt framställes medelst en ändfräs med minskande spíralvinkel från den främre änden av den skärande delen 3, kommer den s k väggbredden S resp. S1 av bommarna 10 att öka från den främre änden av den skärande delen 3 till dess bakre ände. Härigenom får bommarna 10 av den skärande delen 3 sin största bredd i det på fig. 2 visade tvärsnittet, varigenom yttröghetsmomentet av bomdelen i detta omrâde ytterligare ökas, vilket likaledes bidrager till att öka styvheten av borrverktyget 1.

Försök har visat, att riktningen av kraftresultanten vid borrverktyg med likartat utförande ligger inom ett visst svängningsområde i ungefär samma riktning i förhållande till planet genom spånytorna av de båda skärplattorna 6, 7. När skruvningen av varje spånränna 8, 9 vid borrverktyg enligt utföringsexemplet sträcker sig från den främre änden av den skärande delen 3 till den främre änden av övergångs- delen 4 över ett vinkelområde från omkring 250° till omkring 270°, företrädesvis omkring 260°, ligger mittlinjen M ungefär i riktning av kraftresultanten FR.

Såsom i korthet anförts ovan, framställes spànrännorna 8, 9 företrädesvis med hjälp av en ändfräs, varvid borrverktyget roteras och samtidigt förskjutes i sin axelriktning relativt ändfräsen. När en ändfräs av cylindrisk form användes, er- håller de båda spànrännorna 8, 9 i tvärsnitt den på fig. 2 visade formen, varvid de båda begränsningsytorna 8a och 8b resp. 9a och 9b sträcker sig tillnärmelsevis i rät vinkel mot varandra. Begränsningsytorna 8a och 9a fräses härvid genom ändytan av ändfräsen, medan begränsningsytorna 8b och 9b bearbetas genom fräsens omkretsyta.

Det är nu lämpligt att i begränsningsytan 8a, vilken sträcker sig i den främre änden av den skärande delen 3 ungefär vinkel- \'l\ 10 15 20 465 409 7 rätt mot skärplanet av skärplattan 6, anordna en ränna 13 med segmentformat tvärsnitt över hela längden av den skärande delen 3. Genom denna ränna skall uppnås att de radiellt utåt avgående spånen àterföres in i spånrännan 8. Dessutom skall rännan forma spânet i det främre området av den skärande delen 3. Genom rännan 13 ökas vidare spånrummet av den spån- ränna som hör till den vid omkretsen belägna skärplattan 6.

Denna skärplatta avskiljer nämligen en väsentligt större spånvolym än den inre skärplattan 7.

Man kan även utföra liknande ränna 14 i den motsvarande begränsningsytan 9a av den andra spånrännan som hör till den vid borraxeln A anordnade skärplattan 7. Denna ytter- ligare ränna 14 sträcker sig emellertid lämpligen endast från den främre änden av den skärande delen 3 över omkring 1/3 till 1/2 av dess längd, såsom visat på fig. 1. Pà detta sätt försvagas ej tvärsnittet av den skärande delen genom rännan 14 i delens högre påkända bakre parti. Då den av den inre skärplattan 7 avskilda spánvolymen är mindre, är spånrummet av spånrännan 9 helt tillräckligt.

Claims (3)

465 409 PATENTKRAV

1. Borrverktyg med ett inspänningsskaft (2), en därtill anslutande kort övergångsdel (4) och en därtill anslutande väsentligen cylindrisk skärande del (3) som har två diametralt motsatta spånrännor (8,9) vilka är skruvformade i en vinkel mindre än 360° och två väsentligen diametralt utsträckta bommar (lO,lO) mellan dessa spånrännor och minst två i vardera ett urtag (5) i bommarna anordnade utbytbara skärplattor (6,7) i verktygets främre ände, vilka skärplattor är omkring 180° inbördes förskjutna i verktygets periferi- riktning och ligger på olika radiella avstånd från borr- verktygets axel (A), varvid spånrännorna med början i över- gångsdelens främre ände har minskande djup i riktning mot övergångsdelens bakre ände och där löper ut i denna dels mantelyta, k ä n n e t e c k n a t av att spånrännornas (8,9) spiralvinkel (f,T1) gentemot borrverktygets axel (A) minskar från den skärande delens (3) främre ände till denna dels bakre ände och att spiralvinkeln (T1) i det bakre området av den skärande delen (3) är åtminstone så stor, att i övergångsdelens (4) främre ände där spånrännorna (8,9) ännu har fullt djup, mittlinjen (M) till vardera bommen (10), vilken linje förlöper i ett därvarande tvärsnitt genom den skärande delen (3), sträcker sig ungefär i riktning av resultanten (FR) till de på skärplattorna (6,7) verkande skärkrafterna (Fl, F2).

2. Borrverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att spånrännornas (8,9) spiralvinkel (Y) i den främre änden av den skärande delen (3) utgör omkring 65° till omkring 60° och minskar stegvis eller kontinuerligt mot den bakre änden av den skärande delen (3). 'Vi 'fx 465 409

3. Borrverktyg enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att skruvformen av varje spånränna (8,9) sträcker sig från den främre änden av den skärande delen (3) till den främre änden av övergångsdelen (4) över ett vinkelområde av omkring 250° till omkring 270° företrädesvis omkring 260°.