SE500703C2 - Skär med ett urtag i anslutning till en vriden släppningsyta - Google Patents

Description

01 CD 10 15 20 25 30 cb 705 2 måttnoggrannhet, samt större frihet vid inställningen av släppningen, med bibehållen positiv skärgeometri. I praktiken sätts gränsen för spänytans positivitet av hårdmetallens hällfasthet, eftersom eggvinkeln blir spetsigare och därmed svagare desto positivare spánytan ar.

Positiva spänvinklar medför även att skärets axiella lutning i fräskroppen ska vara så positiv som möjligt.

Nackdelen med ökande lutningsvinklar är dock att släppningen minskar med ökande skärdjup. Som exempel kan nämnas att vändskär med kvadratisk grundform och med 1,5 cm sidolängd inmonterade med 7' positiv axiell lutning i en fräskropp med 50 cm diameter i en utföringsform har en släppningsvinkel vid skärspetsen på 10' medan motsvarande vinkel vid maximalt skärdjup är 7°. Om samma skär lutas ytterligare i samma fräskropp, till 17 graders positiv axialvinkel, minskar släppningsvinkeln vid maximalt skârdjup till endast O,7°. Detta bör jämföras mot att en tillfredsställande släppningsvinkel bör vara minst ungefär 7'. Denna olägenhet förstärks ytterligare vid små fräskroppsdiametrar.

Ett för fackmannen välkänt faktum är att tillräcklig släppning spelar en avgörande roll för all skärande bearbetning. Otillräcklig släppning med otillfredsställande frigäng under skäreggen resulterar snabbt i förhöjd fasförslitning och vibrationer, samt även i urflisningar och bristningar i skäreggen. I syfte att säkerställa tillräcklig släppning vid positiv lutning av skären i fräskroppen, har genom modern pressteknik en pressning av en skruvformigt vriden släppningsyta under skäreggen genomförts. På så sätt 10 15 20 25 30 500 705 3 har man lyckats upprätthålla en väsentligen konstant släppning mot arbetsstycket trots att skâret lutar i fräskroppen. En därvid uppkommen nackdel är dock att kombinationen av en vriden släppningsyta närmast skäreggen och en plan sekundär släppningsyta under den vridna släppningsytan resulterar i att skärnings- eller brytlinjen mellan dessa två släppningsytor ej blir rak och parallell med skäreggen utan krökt. Till följd av denna krökta brytlinje tilltar den vridna släppningsytans bredd mot ökande skärdjup (se figur 1).

Denna krökta brytlinje mellan de två släppningsytorna medför problem vid bestämningen av var skärlägets i fräskroppen stödpunkter eller stödytor för axiell och radiell inställning av skäret ska positioneras.

Vidare har för vissa typer av bearbetning, t.ex. vissa former av planfräsning, kraven på form- och måttnoggrannhet stegrats under senare år. Framförallt positiva skäreggar kräver en mycket hög máttnoggrannhet för att säkerställa en tillfredsställande funktion vid små tandmatningar. Dessa krav pä noggrannhet har hittills uppnåtts genom s.k. konturslipning, som består i att den eller de ytor som ansluter till den enskilda skäreggen efterslipas i ett steg efter sintringen. En grav nackdel hos dylik konturslipning är dock att den medför förändringar i skârets mikrogeometri, dvs den ytstruktur som skårets eggbildande partier uppvisar efter den ytbehandling, t.ex. blästring, fasslipning eller páläggning av härdgörande ytskikt, som normalt företas snarast efter avslutad sintring. Sålunda förändras bredden på förekommande negativa förstärkningsfaser, avståndet från skäregg till spånformningsytor, samt släppningsytan. Således skulle exempelvis en ursprungligen skruvformigt pressad 10 15 20 25 30 CD \a ca om 4 släppningsyta helt eller delvis slipas bort. I praktiken innebär detta att skärets spânformningsförmâga och skärande funktion försämras och att dess hàllfasthet och livslängd reduceras.

Ett första ändamål med föreliggande uppfinning är således att undvika varje form av efterslipning i skäreggens/-eggarnas omedelbara närhet.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att möjliggöra en exakt positionering av skärets axiella och radiella stödpunkter i en skärficka, trots förefintligheten av en släppningsyta som ej slipas.

För en föredragen utföringsform är ett tredje ändamål med föreliggande uppfinning att möjliggöra en exakt positionering av skärets axiella och radiella stödpunkter i en skärficka, trots förefintligheten av en skruvformigt vriden släppningsyta.

Dessa ändamål realiseras enligt uppfinningen genom de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del, genom vilka man lyckats undvika varje form av efterslipning i skäreggens/-eggarnas omedelbara närhet.

Vidare, genom att förse sidoytan/-ytorna med ett urtag i enlighet med krav 1 blir släppningsytans bredd väsentligen konstant, även om den är skruvformigt vriden. Vidare påverkas inte slâppningsytan på något sätt vid slipning av den underliggande plana sidoytan, vilken således kan formas på önskat sätt för att möjliggöra hög måttnoggrannhet vid inställningen av skärlägets axiella och radiella position. Ytterligare en fördel är att stor valfrihet medges att bestämma olika släppningar på den plana sidoytan utan att 10 15 20 25 30 500 703 5 anslagshöjden påverkas. Dessutom ernås även fördelen att skäreggarna och slâppningsytorna ej trycker an mot sidostödytorna i skärfickan, varför någon risk för skador av de förstnämnda i icke-operativt läge ej föreligger.

Enligt uppfinningen är släppningsytan direkt under skäreggen, även kallad den första släppningsytan, företrädesvis skruvformigt vriden, eftersom detta ger den ytterligare fördelen att släppningen kan bibehállas i huvudsak konstant, trots skärets axiella positiva lutning i fräskroppen. Den kan dock även vara helt plan och inta en släppningsvinkel pà exempelvis 5 - 25°, företrädesvis 5 - 15°, eftersom de ernädda fördelarna med exakt radiell och axiell positionering av skäret i skärfickan, samt undvikande av slipning i skäreggens omedelbara närhet, är oberoende av den första släppningsytans geometriska utformning.

I åskàdliggörande men icke begränsande syfte kommer uppfinningen nedan att närmare beskrivas i anslutning till en på bifogade ritningsfigurer visad föredragen utföringsform.

Figur 1 visar hur ett skär med vriden släppningsyta skulle se ut om det inte försågs med ett urtag enligt uppfinningen.

Figur 2 visar en perspektivvy av skäret enligt uppfinningen snett ovanifrán.

Figur 3 visar en toppvy av skäret enligt uppfinningen.

Figur 4 visar ett tvärsnitt av skäret längs planet I-I i figur 3. 10 15 20 25 30 CD ca ~J ca nu 6 Figur 5 visar ett skärläge med ett genomsynligt skär enligt uppfinningen.

Figur 1 illustrerar således hur ett skär 1' skulle te sig om släppningsytan 3' vore skruvformigt vriden med ökande släppning mot ökande skärdjup, och direkt angränsande till den plana, sekundära släppningsytan 2'. Pga ytans 3' vridning uppstår därvid en krökt brytlinje 4' mellan de båda nämnda släppningsytorna.

Brytlinjens 4' krökning varierar kraftigt med nedslipningen och slâppningsvinkeln av ytan 2', vilket medför de ovan omnämnda svårigheterna vid bestämningen av var stödpunkterna i axiell och radiell riktning i skärfickan skall anbringas.

Figurerna 2 - 4 illustrerar ett i sin helhet med 1 betecknat vändskär enligt uppfinningen, med kvadratisk grundform. Skäret inbegriper en översida eller spânyta 10 och en lämpligen plan undersida eller bottenyta 12 som är i huvudsak planparallell med spänytan 10. I detta kvadratiska utförande sträcker sig fyra likadana sidoytor mellan spänytan 10 och undersidan 12.

I enlighet med uppfinningen innefattar sidoytorna en första släppningsyta 3, vilken företrädesvis är skruvformigt vriden på så sätt att släppningen ökar med ökande skärdjup. Exempelvis kan släppningsvinkeln närmast den operativa skärspetsen ligga mellan 0 och 30°, företrädesvis mellan 0 och 10', och vid maximalt skärdjup mellan 10 och 40°, företrädesvis mellan 10 och 20°. Vid negativ axiell lutning av skäret kan släppningsytan 3 vara vriden åt andra hållet, varvid vridningen är av samma storleksordning som i nyssnämnda fall. Vidare innefattar sidoytorna en sekundär släppningsyta 2 och ett mellan dessa ytor beläget urtag 10 15 20 25 30 500 705 7 13, vilket sträcker sig utefter hela sidoytans längd, från skärspets till skärspets. Urtaget utgörs av den mot skärets över- resp. undersida i huvudsak vinkelräta ytan 4, samt den mot nämnda ytor parallella ytan 14. släppningsytans 3 bredd B utgör lämpligen 8 till 20 % av skärets totala tjocklek. Dess minsta bredd avgörs i praktiken av hårdmetallens hàllfasthetsgräns. Den plana ytans 4 bredd utgör lämpligen mellan 30 och 50 % av skärets totala tjocklek. Avgörande är att ytans 4 bredd och den sekundära släppningsytans 2 släppningsvinkel tillsammans medger en viss slipmån A på ytan 2, utan att inkräkta på släppningsytan 3.

I syfte att förstärka den av ytorna 3, 6 och 14 omslutna, utskjutande delen kan urtaget 13 förses med en lämplig rundning eller hålkäl längs skärlinjen mellan ytorna 4 och 14.

Naturligtvis är slipoperationen resurskrävande såtillvida att den tar i anspråk såväl tid som energi.

För att reducera tids- och energiåtgàngen till ett minimum kan skäret i samband med formpressningen utformas med en lämpligen central försänkning 5 i varje sida. Denna försänkning delar slipytan 2 pá varje sida av skäret i tvâ delytor. Försänkningens 5 längd kan i praktiken tillåtas uppgå till 25-35% av slipytans 12 hela längd.

Således möjliggör urtaget 13 en slipning av de som anslagsytor fungerande sidoytorna 2 medan ytorna 3 och 8 närmast huvudskäreggen 6 och biskäreggen 7 bibehålls intakta i det tillstånd de har efter formpressning och sintring. Detta medger ernåendet av mycket hög màttnoggrannhet. Sålunda kan toleranserna hos avstàndsmàttet mellan skärfickans anslagspunkter och en diametralt motsatt skäregg ligga inom området 1-20, lämpligen 1-10 pm. Detta åskådliggörs bäst i fig 10 15 20 25 8 5, i vilken den ena sidostödytans två anslagspunkter eller anslagsytor betecknats med 16 och 17 och den andra sidostödytans anslagsyta betecknats med 18.

Bottenstödytan har betecknats med 15. Genom att den krökta brytlinjen 4' i fig 1 således inte uppstår, kan stödytorna 16, 17 och 18 utnyttjas i hela sin utsträckning för anslag mot motsvarande plana ytpartier på skärets sidoytor 2.

Skäret enligt uppfinningen förses lämpligen med ett centralt beläget hål 11, för isättande av lämpligt fasthállningsorgan, såsom skruv, láspinne el.dyl.

Det är givet att uppfinningen ej år begränsad blott till det beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Sålunda är det möjligt att tillämpa uppfinningen även vid sådana skär som har annan polygonal grundform än just kvadratisk, t.ex. triangelformade skär. Det är t.o.m. tänkbart att förfärdiga cirkelrunda skär med ett runtomgående urtag.

Vidare kan spånytan varieras högst avsevärt; den kan exempelvis förses med i sig kända geometrier, positiv spånyta, spånbrytare, rillor, åsar, dylikt.

Enligt utföringsexemplet är huvudskäreggen helt rak. Den kan dock även vara lätt krökt utåt, i syfte att kompensera för den positiva axiella lutningen och säkerställa en fullständig planhet hos den frästa ytan. såsom noppor och

Claims (8)

10 15 20 25 30 500 703 P A T E N T K R A V

1. Skär för spânavskiljande bearbetningsverktyg, i synnerhet fräsar, vilket är förfärdigat genom formpressning och sintring av ett skärmaterialbildande pulver och innefattar en översida eller spànyta (10), en undre lämpligen plan bottenyta (12) som är anläggbar mot en samverkande bottenstödyta hos bearbetningsverktyget samt åtminstone en mellan dessa ytor sig sträckande sidoyta , vilken är anläggbar mot åtminstone en samverkande sidostödyta hos verktyget och vilken är generellt snedställd i spetsig vinkel mot spånytan (10) och trubbig vinkel mot bottenytan (12), varvid i en övergång mellan spånytan (10) och sidoytan är utformad åtminstone en skäregg (6) i anslutning till vilken förefinns en första släppningsyta (3), kännetecknat därav att mellan nämnda första släppningsyta (3) och en därunder befintlig sekundär släppningsyta (2) förefinns ett làngsträckt urtag (13), varvid den första släppningsytan (3) är skruvformigt vriden så att släppningen ökar med ökande skärdjup.

2. Skär enligt krav 1, kännetecknat av att den sekundära släppningsytan (2) är i huvudsak plan.

3. Skär enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den sekundära släppningsytan (2) är slipad.

4. Skär enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att den sekundära släppningsytan ligger i ett plan som ligger utanför skäreggen (6) och den första släppningsytan (3), från skärets mitt räknat.

5. Skär enligt något av föregående krav, kännetecknat 10 15 580 703 10 av att urtaget löper längs hela skäreggen och befinner sig innanför den sekundära släppningsytans (2) plan, från skärets mitt räknat.

6. Skär enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det har triangulär, rombisk, romboidisk, kvadratisk, rektangulär eller cirkelrund grundform.

7. Skär enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att i den enskilda sekundära släppningsytan (2) är utformad åtminstone en försänkning (5).

8. Skär enligt något av föregående krav, kännetecknat av att urtaget (13) utgörs av en till den vridna släppningsytan (3) angränsande, med bottenytan (12) i huvudsak parallell yta (14) samt en mellan denna och den sekundära släppningsytan (2) belägen, mot bottenytan (12) vinkelrät yta (4).