SE519895C2

SE519895C2 - Spets samt roterbart verktyg med utbytbar spets vid verktygets spånavverkande fria ände

Info

Publication number: SE519895C2
Application number: SE0002540A
Authority: SE
Inventors: Henrik Eriksson
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2003-04-22
Also published as: KR100846438B1; CN1440318A; US20020015623A1; EP1296791A1; US6530728B2; SE0002540L; KR20030020897A; CN1206074C; JP2004501785A; WO2002002263A1; DE60132455D1; SE0002540D0; DE60132455T2; EP1296791B1; JP5431627B2

Description

25 30 35 H mf, 519 895 2 Åtminstone det primära syftet med föreliggande uppfinning realiseras medelst ett verktyg och en spets som erhållit de i de efterföljande självständiga patentkraven definierade särdragen.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer en föredragen utföringsform av en borr och en borrspets enligt föreliggande uppfinning att beskrivas, varvid hänvisning görs till bifogade ritningar, där: Fig l visar en perspektivvy av en borr enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 visar en perspektivvy, snett ovanifràn, av skärläget i borrkroppen, varvid en utbytbar borrspets är avsedd att upptas i skärläget; Fig 3 visar likaså en perspektivvy, snett ovanifràn, av skärläget i borrkroppen enligt Fig 2, varvid skärläget i Fig 3 betraktas mer i ändvy än i Fig 2; visar en sidovy av skärläget i borrkroppen; Fig 5 visar en perspektivvy, snett ovanifràn, av den utbytbara borrspetsen enligt föreliggande uppfinning; och Fig 6 visar en vy underifrån av den utbytbara borrspetsen enligt Fig 5.

Fig 7 visar en perspektivvy fràn sidan av borrkroppen, varvid en utbytbar borrspets är under montering i skärläget; Fig 8 visar en planvy av det skede av monteringen av den utbytbara borrspetsen som visas i Fig 7; Fig 9 visar en sidovy av borren enligt föreliggande uppfinning, dvs den utbytbara borrspetsen är monterad i sitt skärläge hos borrkroppen; och Fig 10 av borren visar en perspektivvy, snett ovanifràn, enligt Fig 9.

Hänvisningsbeteckningar 1) Borrkropp 2) Centrumaxel/rotationsaxel 3) Borrspets 20 25 30 Q. Um 519 895 4) - 5) Skaft 6) - 7) Spànkanaler 8) - 9) Skärläge 10) Första stödytor 11) Central kylkanal 12) Andra stödytor 13) Frigángsyta 14) Krökta ytor 15) Första cirkulärcylindriska styrytor l6) Hål 17) Làsskruv 18) Skärkanter 19) Skärspets 20) Tredje stödyta 21) Fjärde stödyta 22) Andra cirkulàrcylindriska ytor 23) Anslagsyta 24) Andra kylkanal 25) Tredje kylkanal 26) Spànavgàngsyta 27) Spànavgàngsyta Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning Den i Fig 1 visade borren enligt föreliggande uppfinning innefattar en borrkropp 1 och en utbytbar borrspets 3.

Borrkroppen 1 är försedd med ett skaft 5 och i den del av borrkroppen 1 som är belägen mellan skaftet 5 och den utbytbara borrspetsen 3 är anordnade skruvformiga spànkanaler 7. Skaftet 5 är avsett att upptas i en hållare i en verktygsmaskin. Borrkroppens 1 frontyta, dvs den yta som borrspetsen 3 är monterad i, är generellt konisk.

I Fig 2-4 visas mer i detalj ett i borrkroppen 1 anordnat skärläge 9, varvid skärlàget 9 är anordnat vid den ände av borrkroppen 1 som är vänd fràn skaftet 5. Skârläget 9 hos borrkroppen 1 innefattar ett flertal olika ytor, vilka 10 15 20 25 30 35 519 895 4 skall samverka för att pà ett optimalt sätt ge ett fullgott stöd åt den utbytbara borrspetsen 3 när denna är monterad i skärläget 9. Sålunda innefattar skärläget 9 två invändiga, första stödytor 10 för den utbytbara borrspetsen 3, varvid de första stödytorna 10 har en utsträckning tvärs borrens längdriktning. De första stödytorna 10 är diametralt belägna med avseende på en central kylkanal 11 hos borrkroppen 1.

Radiellt utåt avgränsas de första stödytorna 10 av spånkanalerna 7.

Skärläget 9 innefattar dessutom invändiga, andra stödytor 12 för den utbytbara borrspetsen 3, varvid dessa andra stödytor 12 bildar en vinkel på ca 5° med borrens rotationsaxel 2, vilken även utgör en längsgående centrumaxel 2 för borren och för den utbytbara borrspetsen 3. Såsom framgår tydligast av Fig 4 lutar den andra stödytan 12 in mot rotationsaxeln 2 i riktning mot skärlägets 9 öppna ände.

Funktionen hos den andra stödytan 12 kommer att beskrivas mer ingående nedan. Radiellt innanför var och en av den andra stödytan 12 är en frigàngsyta 13 belägen, varvid frigängsytan 13 ej är avsedd att anligga mot den utbytbara borrspetsen 3 när denna är korrekt monterad i skärläget 9, vilket således uppvisar två frigångsytor 13 som är diametralt belägna med avseende på den centrala kylkanalen 11. Frigängsytorna 13 är något parallellförskjutna relativt respektive andra stödyta 12 i riktning bort fràn borrens centrum.

Skärläget 9 innefattar dessutom två radiellt sig sträckande krökta ytor 14, vilka överbroar å ena sidan ytorna 12 och 13 och à andra sidan ytan 10. De krökta ytorna 14 är avsedda att ej anligga mot den utbytbara borrspetsen 3 när denna är monterad i skärläget 9.

Skärläget 9 innefattar dessutom tvà invändiga, första cirkulärcylindriska styrytor 15, vilka är diametralt belägna med avseende pà den centrala kylkanalen 11. De invändiga, första cirkulärcylindriska styrytorna 15 ansluter till frigàngsytorna 13.

Borrkroppen 1 uppvisar ett mot centrum av borrkroppen 1 sig sträckande hål 16, vilket sträcker sig från borrkroppens 1 utsida och genombryter den ena invändiga, första cirkulärcylindriska styrytan 15. Det radiellt sig sträckande W U 20 25 30 35 519 895 5 hålet 16 är avsett att uppta en låsskruv 17, vilken visas schematiskt 3. Hålet 16 i Fig 5 tillsammans med den utbytbara borrspetsen skall vara invändigt gängat medan làsskruven 17 uppvisar en utvändig gänga.

Den utbytbara borrspetsen 3 visas i Fig 5 och 6, varvid borrspetsen 3 har en generellt avlång form som passar i skärläget 9. Vid den utbytbara borrspetsens 3, i monterat tillstànd i skärläget 9, fria ände är anordnat spànavskiljande organ i form av två skärkanter 18, vilka var och en sträcker sig fràn motstående kortsidor av den utbytbara borrspetsen 3 till en skärspets 19 hos den utbytbara borrspetsen 3.

För samverkan med de invändiga, första stödytorna 10 hos skärläget 9 uppvisar den utbytbara borrspetsen 3 en sammanhängande, utvändig, tredje stödyta 20, se Fig 6, vilken är belägen på den sida av den utbytbara borrspetsen 3 som är vänd från skärkanterna 18.

Den utbytbara borrspetsen 3 uppvisar även två utvändiga, fjärde stödytor 21, vilka i monterat läge av den utbytbara borrspetsen 3 är avsedda att komma till anliggning mot de invändiga, andra stödytorna 12 hos skärläget 9. De utvändiga, fjärde stödytorna 21 har därvid, i monterat läge av den utbytbara borrspetsen 3, en motsvarande lutning som de invändiga, andra stödytorna 12 relativt borrens längsgående centrumaxel 2. I den visade utföringsformen är denna lutning ca 5°.

För samverkan med de invändiga, första cirkulärcylindriska styrytorna 15 uppvisar den utbytbara borrspetsen 3 tvà utvändiga, andra cirkulärcylindriska styrytor 22, vilka i monterat läge av den utbytbara borrspetsen 3 i skärläget 9 kommer till samverkan med de invändiga, första cirkulärcylindriska styrytorna 15.

Den utbytbara borrspetsen 3 uppvisar även anslagsyta 23 för den ände av làsskruven 17 som kommer till anliggning mot den utbytbara borrspetsen 3 när denna fixeras i skärläget 9.

Làsskruvens 17 kraftlinje ligger vid sidan av borrens längsgående centrumaxel 2 för att åstadkomma rotation av den utbytbara borrspetsen 3 när denna monteras i skärläget 9, se nedan. Lämpligen bildar låsskruvens 17 kraftlinje en vinkel på ca 30° med en radie som sträcker sig genom centrumaxeln 2 och W 20 25 30 35 519 895 6 genom hålets 16 centrum där hålet 16 bryter igenom verktygskroppens 1 periferi. I anslutning till de utvändiga, andra cirkulärcylindriska ytorna 22 hos den utbytbara borrspetsen 3 är anordnade utvändiga, andra och tredje kylkanaler 24 och 25, varvid den kylkanal 24 som är belägen på samma sida som låsskruven 17 har ett ökande djup i anslutning till låsskruven 17, jämfört med kylkanalen 25.

Den utbytbara borrspetsen 3 uppvisar även spånavgàngsytor 26, 27 i anslutning till skärkanterna 18 och borrspetsen 19.

Vid montering av den utbytbara borrspetsen 3 i skärläget 9 anbringas den utbytbara borrspetsen 3 i skärläget 9 på det sätt som visas i Fig 7 och 8, dvs den utvändiga, tredje stödytan 20 hos den utbytbara borrspetsen 3 anligger mot de invändiga, första stödytorna 10 hos skärläget 9. Därvid måste det finnas en viss tolerans mellan de invändiga, första cirkulärcylindriska styrytorna 15 hos skärläget och de utvändiga, andra cirkulärcylindriska styrytorna 22 hos den utbytbara borrspetsen 3. Såsom framgår tydligast av Fig 7 är, vid det initiala skedet av monteringen, den utbytbara borrspetsen 3 ej vriden till sitt slutliga läge utan det finns ett spel mellan de invändiga, andra stödytorna 12 hos skärläget 9 och de utvändiga, fjärde stödytorna 21 hos den utbytbara borrspetsen 3. Vid vridning av den utbytbara borrspetsen 3 medurs i Fig 8 kommer de utvändiga, fjärde stödytorna 21 till anliggning mot de respektive invändiga, andra stödytorna 12. Vridningen kan antingen ske manuellt eller genom att låsskruven 17 påverkar anslagsytan 23 hos den utbytbara borrspetsen 3. I det fall manuell vridning utnyttjas mäste en efterdragning ske medelst låsskruven 17 för att säkerställa att fullgod anliggning är upprättad mellan de invändiga, andra stödytorna 12 och de respektive utvändiga, fjärde stödytorna 21. Det är fördelaktigt att de invändiga, andra stödytorna 12 i radiell led är belägna så långt bort som möjligt fràn borrkroppens 1 centrum. Därigenom erhålls ett bättre moment för den stödkraft, med vilken de invändiga, andra stödytorna 12 påverkar de respektive utvändiga, fjärde stödytorna 21 hos den utbytbara borrspetsen 3. 10 15 20 25 30 35 519 895 7 Vid vridningen av den utbytbara borrspetsen 3 medurs i Fig 8 kommer även de invändiga, första cirkulärcylindriska styrytorna 15 att ha en styrande samverkan med de respektive utvändiga, andra cirkulärcylindriska styrytorna 22, dvs den utbytbara borrspetsen 3 kommer att rotera med avseende på den längsgående centrumaxeln 2 hos borren enligt föreliggande uppfinning.

Vid borrning med borren enligt föreliggande uppfinning kommer skärkrafterna att påverka den utbytbara borrspetsen 3 pä så sätt att denna trycks mot de invändiga, andra stödytorna 12. När borrningen väl har kommit igång åstadkommer skärkrafterna en fasthållning och centrering av den utbytbara borrspetsen 3 i skärläget 9, dels genom samverkan mellan I det skedet har làsskruven 17 i princip ej någon betydelse för den stödytorna 12 och 21 dels mellan styrytorna 15 och 22. utbytbara borrspetsens 3 fasthållning i skärläget 9.

I detta sammanhang skall påpekas att vid monterat läge av den utbytbara borrspetsen 3 i skärläget 9 förekommer det i princip ej någon kontakt mellan den utbytbara borrspetsen 3 och frigångsytorna 13 eller de radiella, krökta ytorna 14.

Den utbytbara borrspetsen 3 enligt föreliggande uppfinning tillverkas företrädesvis i hàrdmetall, varvid den sintras i ett första steg. Därefter sker slipning av den utbytbara borrspetsens 3 geometri i en geometrislipfixtur med hög noggrannhet. Företrädesvis sintras de utvändiga, fjärde stödytorna 21 och de utvändiga andra cirkulärcylindriska styrytorna 22 medan slipning endast sker av skärkanterna 18, spetsen 19 och den utvändiga tredje stödytan 20.

När en utbytbar borrspets 3 är förbrukad lossas làsskruven 17 och en ny utbytbar borrspets 3 monteras i skärläget 9.

Generellt gäller för verktyget enligt föreliggande uppfinning att spetsen är tillverkad av hàrdmetall, keramik eller annat jämförelsevis hårt material. Verktygskroppen är tillverkad av ett jämförelsevis mjukare material, företrädesvis stål.

Verktyget enligt föreliggande uppfinning är företrädesvis avsett för spànavskiljande bearbetning i metall, W U 20 25 519 895 8 dock är det fullt möjligt att använda verktyget även för andra material i vilket verktyget fungerar.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Vid den ovan beskrivna utföringsformen är styrytorna 15 och 22 cirkulärcylindriska medan stödytorna 12 och 21 lutar en Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig viss vinkel mot borrens längsgående centrumaxel 2. att styrytorna 15 och 22 är svagt koniska relativt borrens längsgående centrumaxel medan stödytorna 12 och 21 har en utsträckning parallellt med borrens längsgående centrumaxel 2.

Därvid kommer samverkan mellan de koniska styrytorna 15 och 22 I detta fall är konvinkeln lämpligen av storleksordningen lO°. att fixera den utbytbara borrspetsen 3 i axiell led.

Generellt gäller för styrytorna 15 och 22 att de bör vara rotationssymmetriska med avseende pà borrens längsgående centrumaxel 2.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen har stödytorna 12 och 21 en lutning relativt borrens längsgående centrumaxel 2 pà ca 5°. Emellertid kan storleken pä denna lutning/vinkel varieras inom ramen för föreliggande uppfinning, varvid i exemplifierande och ej begränsande syfte kan nämnas att vinkeln bör vara större än 0° och mindre än lO°, företrädesvis mellan 2° och 8°. Den aktuella vinkeln mäste vara spetsig.

Motsvarande gäller även i det fall då de samverkande styrytorna hos skärläget respektive den utbytbara borrspetsen är koniskt utformade, varvid i det fallet konvinkeln bör vara större än 5° och mindre än 15°.

Claims

10 15 20 25 30 35 519 895 9 1 » « . - - ; . - , Patentkrav

1. Roterbart verktyg med utbytbar spets (3) vid verktygets spånavverkande fria ände, varvid verktyget även innefattar en verktygskropp (1) med ett skärläge (9), i vilket spetsen (3) är avsedd att upptas, att verktygskroppen (1) uppvisar skruvformade eller raka spånkanaler (7), att spetsen (3) uppvisar organ (18) för spånavskiljande bearbetning, och att skärläget (9) och den utbytbara spetsen (3) uppvisar inbördes samverkande stödytor (10, 12, 20, 21), vilka sträcker sig både i verktygets längdriktning och tvärs verktygets längdriktning, och att skärläget (9) och den utbytbara spetsen (3) uppvisar inbördes samverkande styrytor (15, 22), vilka är rotationssymmetriska med avseende på en längsgående centrumaxel (2) hos verktyget, k ä n n e t e c k n a d av att skärläget (9) och den utbytbara spetsen (3) uppvisar samverkande stödytor (12, 21) hos skärläget (9) respektive den utbytbara spetsen (3) för att fixera den utbytbara spetsen (3), då denna är monterad i skärläget (9), i verktygets axiella led, att dessa stödytor (12, 21) har en huvudsaklig radiell utsträckning och bildar en spetsig vinkel med (2), (17) är upptagen i verktygskroppen (1), och att låsskruven (17) verktygets längsgående centrumaxel att en låsskruv bringar den utbytbara spetsen (3), genom vridning av densamma (2), stödytorna (12, 21) för fixering av den utbytbara spetsen (3) runt verktygets längsgående centrumaxel att samverka med i axiell led av verktyget.

2. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den spetsiga vinkeln är av storleksordningen 5°.

3. Verktyg enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att de inbördes samverkande styrytorna (15, 22) är cirkulärcylindriska.

4. Verktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att organen för att åstadkomma axiell fixering av den utbytbara spetsen (3) i skärläget (9) utgörs av samverkande styrytor (15, 22) hos skärläget (9) respektive den utbytbara spetsen 10 15 20 25 30 519 895 10 (3), och att dessa styrytor (15, 22) är koniska med avseende på verktygets längsgående centrumaxel (2).

5. Verktyg enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att konvinkeln är av storleksordningen lO°.

6. Spets (3) avsedd att utbytbart monteras i ett skärläge (9) i en verktygskropp (l) hos ett roterbart verktygs spånavverkande fria ände, vilken spets (3) uppvisar organ (18, 19) för spånavskiljande bearbetning samt styrytor (22), vilka är rotationssymmetriska med avseende på en längsgående (3), uppvisar stödytor k ä n n e t e c k n a t av (21), samverka med stödytor (12) hos skärläget (9), centrumaxel (2) hos spetsen att spetsen (3) vilka är avsedda att då spetsen (3) är monterad i skärläget (9), att dessa stödytor (21) har en huvudsaklig radiell utsträckning fram till området för spetsens periferi, och att stödytorna (21) bildar en spetsig vinkel med verktygets längsgående centrumaxel (2) då spetsen (3) är monterad i skärläget. av att

7. Spets (3) k ä n n e t e c k n a t den spetsiga vinkeln är av storleksordningen 5°. enligt krav 6,

8. Spets (3) enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t av att styrytorna är cirkulärcylindriska.

9. Spets (3) enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t av att styrytorna är koniska. av att

10. Spets (3) k ä n n e t e c k n a t konvinkeln är av storleksordningen lO°. enligt krav 9,