SE520629C2 - Skär för grovsvarvningsändamål med avsmalnande bakre ände - Google Patents

Description

lÛ 15 20 25 35 520 629 2 ansatsyta i den kassett i vilken skäret är monterbar, samtidigt som skärets undersida hålls anpressad mot en bottenyta i kas- setten. En olägenhet med detta kända grovsvarvningsskär år emellertid att detsamma i praktiken enbart lämpar sig för in- sticksoperationer, men väl icke för längdsvarvning, ity att skärets sidostabilitet är medioker. Sålunda motverkas rubb- ningar av skäret i sidled enbart genom ovannämnda stift, vilket av dimensioneringstekniska skäl är jämförelsevis klent. En an- nan olägenhet hos skäret är att detsamma kräver omfattande och dyrbar slipning. Sålunda måste icke blott den bakåt från eggen snett nedåt lutande ovanytan utan även frontytan och undersidan precisionsslipas i flera steg. En ytterligare olägenhet är att spänndonet för skäret utsätts för avsevärda påfrestningar av den ankommande heta spånan i och med att skärets ovanyta lutar snett nedåt/bakåt mot spänndonet. Vidare har det kända skäret begränsad förmåga att reducera spånans bredd efter eggens av- skiljning av denna från arbetsstycket; något som försvårar spånavgången ur det åstadkomna insticksspàret.

Uppfinninqens syften och särdraq Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovan- nämnda olägenheter hos det tidigare kända grovsvarvningsskäret och skapa ett förbättrat skär för grovsvarvningsändamål. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är därför att skapa ett grovsvarvningsskär som låter sig fixeras på ett stabilt och tillförlitligt sätt och därmed användas icke blott för in- sticksoperationer, utan även för längdsvarvning varunder skäret utsätts för avsevärda sidokrafter. Ett ytterligare syfte är att skapa ett grovsvarvningsskär som lämpar sig för tillverkning genom direktpressning, t ex av hårdmetallpulver, under mini- mering av antalet slipningsoperationer. Ännu ett syfte med upp- finningen är att skapa ett grovsvarvningsskär med goda spånbry- tande egenskaper i syfte att förbättra spänndonets skydd mot den heta spånans destruktiva påverkan och därmed öka spänndo- nets livslängd. I en särskild aspekt tar uppfinningen även sikte på att skapa ett grovsvarvningsskär som snabbt och effek- tivt reducerar den avskilda spånans bredd i syfte att under- lätta spånavgången. 10 15 20 25 30 35 w .H- 629 3 520 Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets l kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är Fig 1 en perspektivvy av ett uppfinningsenligt skär betraktat snett uppifrån och framifrån, Fig 2 en planvy ovanifrån av skäret enligt fig 1, Fig 3 en längdsektion genom samma skär, Fig 4 en sektion visande skäret monterat i en kassett med hjälp av en spännklamp, Fig 5 en planvy ovanifrån av skäret, kassetten och spännklam- pen enligt fig 4, och Fig 6 en perspektivvy illustrerande ett alternativt utförande av skäret enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen I fig 1-3 åskådliggörs ett första utförande av ett med 1 betecknat skär enligt uppfinningen. Upptill avgränsas detta skär av en generellt med 2 betecknad ovansida, som är motsatt en med 3 betecknad undersida. Mellan ovansidan 2 och undersidan 3 sträcker sig en frontyta 4 som i sin tur är motsatt en bakre ändyta 5. I området mellan frontytan och ovansidan 2 är utfor- mad en skäregg 6, vilken på konventionellt sätt utgörs av en skarp kant mellan frontytan 4 och en plan förstärkningsyta 6'.

Vid sina motsatta ändar övergår frontytan 4 i tvenne sidosläpp- ningsytor 7, närmare bestämt via rundade övergångsytor 8. Skä- rets bredd B definieras av avståndet mellan sagda sidosläpp- ningsytor 7, medan skärets djup eller längd L definieras såsom avståndet mellan frontytan 4 och den bakre ändytan 5. I området bakom skäreggen 6 är i skärets ovansida utformad en i sin hel- het med 9 betecknad spånbrytare.

I praktiken kan det uppfinningsenliga skäret förfärdigas genom direktpressning av hårdmetallpulver, varvid den enda er- forderliga slipningen utgörs av planslipning av undersidan 3.

Innan de för uppfinningen utmärkande särdragen hos skä- ret beskrivs mer detaljerat hänvisas till fig 4 och 5, som il- 15 20 25 30 35 520 629 É"Ääf39å#{f 4 lustrerar skäret 1 monterat i en generellt med 10 betecknad kassett eller hållare, vilken i sin tur är pä lämpligt sätt lösgörbart förbunden med en icke visad, större bärare (t ex en kraftig skiva). I kassetten är utformat ett för mottagande av skäret 1 avsett säte 11 (av fackmännen även benämnt skärläge), vilket avgränsas av dels en plan bottenyta 12, dels tvenne snedställda sidoytor 13. Skäret är fixerbart i detta säte med hjälp av en spännklamp 14, som vid en främre ände uppvisar en nos 15. Klampen 14 är åtdragbar med hjälp av en skruv 16 vid klampens bakre ände. På gängse sätt är klampens och skruvens geometri så utformad att nosen 15 rör sig bakåt/nedåt relativt sätet vid åtdragning av skruven. Mellan skäret 1 och sätets 11 bottenyta 12 är med fördel anordnad en underläggsplatta 17, som i likhet med skäret består av hårdmetall. Underläggsplattan 17 hålls på plats med hjälp av en försänkt skruv 18, vilken dras fast i ett i bottenytan 12 mynnande gängat hål 19.

Nu hänvisas åter till fig 1-3.

Utmärkande för det uppfinningsenliga skäret är att det- samma förutom en jämförelsevis tjock främre del 20, på vilken spånbrytaren 9 är utformad, innefattar en bakre del 21, som är tunnare än främre delen 20 och smalnar av i riktning bakåt från denna, varvid en urtagning 22 för spännklampens 14 nos 15 är utformad i den bakre delen 21 och mynnar i dennas ovanyta 23.

Den avsmalnande formen hos bakdelen 21 bestäms i exemplet av två plana sidoytor 24, vilka sträcker sig i en spetsig vinkel a° mot varandra. I det visade exemplet uppgår spetsvinkeln a° till 60°, ehuru variationer såväl uppåt som nedåt från detta vinkelvärde är tänkbara. Dock bör vinkeln a° ligga inom området 30-80°, företrädesvis 45-70°. Vid sina bakre ändar övergår si- doytorna 24 i den bakre ändytan 5, vilken i exemplet utgörs av plan yta, som är parallell med eggen 6 och sträcker sig vinkel- rätt mot undersidan 3. Vid sina främre ändar övergår sidoytorna 24 i förutnämnda sidosläppningsytor 7, närmare bestämt via hörnkanter 25. Den tjocka framdelen 20 övergår i den tunnare bakdelen 21 via en bakåt/nedåt lutande yta 26, den lutande ytan 26 och bakdelens plana ovansida 23 är utformat ett mjukt rundat ytparti 27. Framdelens 20 längd Ll, räknad så- varvid mellan 10 15 20 25 30 35 520 629 5 som avståndet från eggen 6 till den lutande ytan 26 är i exemp- let något mindre än bakdelens 21 längd L,räknad såsom avståndet mellan ytan 26 och ändytan 5. Såsom tydligt framgår av fig 2 är hörnkanterna 25 belägna i ett område framför ytan 26. Med andra ord smalnar även det bakre partiet av framdelen 20 av på samma sätt som bakdelen 21.

Framdelens 20 tjocklek TH skäreggen 6 och skärets undersida 3 är påtagligt större än bak- delens 21 tjocklek T, I praktiken bör tjockleken T vara 20-40% räknad såsom avståndet mellan större än tjockleken T, Urtagningen 22 för klampnosen 15 öppnar sig enbart uppåt i skäret genom att ända i en botten 28 belägen på nivå ovanför skärets undersida 3. På så sätt bibehålls en avsevärd mängd ma- terial i området under urtagningen; något som borgar för maximal styrka och minimal brottbenägenhet hos skäret. Ehuru det är tänkbart att utforma urtagningen med ett djup ända ned mot 70% av tjockleken T,föredras ett djup som ej överskrider 50% av tjockleken T, I övrigt skall noteras att urtagningen 22 är lo- kaliserad på ett stort avstånd från skärets bakre ändyta 5.

Närmare bestämt är urtagningen lokaliserad i omedelbar närhet av den rundade ytan 27 i anslutning till den lutande övergångsytan 26. Urtagningen 22, som med fördel har rotationssymmetrisk grundform och kan vidga sig uppåt genom att ha viss konicitet, är centrerad mellan de båda snedställda sidoytorna 24. Det må även nämnas att bakdelens 21 ovanyta 23 med fördel - ehuru ej nödvändigtvis - är plan.

I det på ritningarna exemplifierade utförandet, som utgör ett prototyputförande, har skäret en bredd B av 40 mm och en längd L av 31,5 mm, varvid framdelens längd Lluppgår till cirka 12,5 mm, dvs ungefär 40% av totallängden L. Vidare uppgår framdelens tjocklek Tltill 12,7 mm, medan bakdelen 21 har en tjocklek I av 9,5 mm. Ehuru framdelen sålunda är kortare och tjockare än bakdelen 21 har framdelen trots allt en påtaglig längdutsträckning L,(i praktiken 10 á 15 mm). Detta innebär att konstruktören ges stor frihet att utforma skäret med effektiva spånbrytargeometrier för många olika ändamål. I det visa- de, föredragna utförandet är den i sin helhet med 9 betecknade spånbrytaren utformad med en högsta äs 29, som är maximalt fjärmad från skäreggen 6, närmare bestämt genom att vara utfor- 15 20 25 35 520 629 6 mad i omedelbar anslutning till den lutande övergångsytan 26.

Nivåskillnaden mellan denna ås 29 och den främre eggen 6, vil- ken är betecknad N i fig 3, kan variera högst avsevärt i bero- ende av skärets övriga dimensioner (som är beroende av skärets applikationsområde), men bör ligga inom området 0,3-3,0 mm.

Framåt från åsen 29 sträcker sig en framåt/nedåt lutande glid- yta 30, som i sin tur framtill övergår i en tvärsnittsvis välvd ränna 31 omedelbart bakom skäreggen 6. Varje av eggen 6 från ett arbetsstycke lösgjord späna passerar tvärsnittsvis först den välvda rännan 31 och därefter den lutande glidytan 30 för att slutligen lämna skäret i området av den högst belägna àsen 29.

I det visade, föredragna utförandet är i àsen 29 utfor- mad en central försänkning 32 med konkavt välvd grundform, vil- ken i sin tur, i riktning framåt, övergår i välvda övergångs- ytor 33, 34 av vilka den bakre ytan 33 lutar framåt/nedåt i jämförelsevis flack vinkel, medan den andra ytan 34 lutar framåt/nedåt i brantare vinkel och övergår i en plan yta 35, som utgör ett centralt avbrott i rännan 31 och är försänkt i förhållande till rännans 31 botten. Genom att dessa centralt belägna ytor 32, 33, 34 och 35 bildar centralt lokaliserade av- brott i åsen 29 resp. ytorna 30 och 31, kommer det centralt be- lägna partiet av spånan att bibringas en strävan att röra sig med större hastighet än de båda partier av spånan som är be- lågna närmast spånans kanter. Detta innebär att spånan erhåller tvärsnittsvis krökt form. På så sätt reduceras spånans bredd i förhållande till den nominella bredd som betingas av skärets breddmàtt B, varigenom spånavgången från ett av skäret upptaget insticksspår i hög grad underlättas. I detta sammanhang skall noteras att eggen 6 vid utförandet enligt fig 1-3 är rak, dvs sträcker sig obruten mellan motsatta ändar.

Skärets båda motsatta sidoytor 7 har släppning icke blott i riktning bakåt, såsom markeras medelst släppnings- vinkeln ß° i fig 2, utan även i riktning nedåt mot skärets undersida. Ehuru dessa släppningsvinklar kan variera i beroende av skärets användningsområde bör desamma uppgå till åtminstone cirka 3°.

I det konkreta utförandeexemplet enligt fig 1-3 är skä- ret utformad med neutral skärgeometri såtillvida att frontytan 10 15 20 25 35 520 629 7 4 sträcker sig i rät vinkel mot undersidan 3. Såsom antyds vid vinkeln s° kan skäret emellertid även utformas med åtminstone svagt positiv skärgeometri. Beträffande skärets undersida 3 skall påpekas att denna med fördel kan ha formen av en plant slipad yta, som bildar ett referensplan för skäret i övrigt.

Det är emellertid även möjligt att istället för en hel, plan yta använda antingen tre triangulärt lokaliserade stödfötter eller en triangulär, ramartad och planslipad yta som omger en central ursparing. Det väsentliga är blott att skärets under- sida låter sig dikt anpressas mot en plan stödyta, såsom ovan- sidan på underläggsplattan 17 enligt fig 4.

I fig 6 visas ett alternativt utförande av det uppfin- ningsenliga skäret. Vid detta utförande är icke blott själva spånbrytaren 9, utan även eggen 6 avbruten av en central för- sänkning 36 med välvd grundform. På så sätt initieras den tvär- snittsvisa krökningen av spånan redan av eggens välvda parti 36; något som ytterligare effektiviserar reduktionen av spånans bredd.

Det uppfinningsenliqa skärets fördelar En väsentlig fördel med grovsvarvningsskäret enligt upp- finningen är att skärets tämligen långa bakre del genom sin av- smalnande form låter sig fixeras på ett distinkt och tillför- litligt sätt i ett tillhörande säte med motsvarande form. Genom att spännklampen vid åtdragning av tillhörande skruv drar skä- ret i riktning bakåt kommer skärets snedställda sidoytor så- lunda att anpressas mot och kilas fast mellan sätets kilformigt snedställda sidoytor med stor kraft samtidigt som skärets un- dersida hålls dikt anpressad mot sätets bottenyta eller mot en underläggsplatta då en sådan används. Genom att skärets bakdel är påtagligt tunnare än den tjockare framdel som bär spånbryta- ren kommer spännklampen vidare att lokaliseras i ett jämförel- sevis skyddat läge bakom och under spånbrytaren i och med att spånan av spånbrytaren bibringas en strävan att fjärmas från spännklampen. Genom den stabila och tillförlitliga fixeringen av skäret i tillhörande säte blir skäret flexibelt användbart icke blott för insticksoperationer utan även för längdsvarvning i det att skäret förmår uppta stora sidokrafter. I de beskriv- na, föredragna utförandeformerna erbjuder skäret dessutom den 15 20 25 520 629 8 fördelen att spånans bredd snabbt och effektivt reduceras, var- igenom spånavgången även från djupa spår i hög grad underlät- tas. Det faktum att skäret låter sig fixeras medelst en spänn- klampsnos som griper in i en jämförelsevis grund urtagning lá- ter sig skäret förfärdigas med stor styrka och livslängd i jäm- förelse med skär utformad med genomgående hål eller öppningar, i och med att ett kraftigt materialparti kan bibehållas i områ- det under urtagningen. Genom att utforma urtagningen så att den vidgar sig koniskt uppåt samtidigt som samtliga ytor i spånbry- taren är exponerade uppåt kan skäret vidare på ett fördelaktigt sätt tillverkas genom direktpressning av hårdmetallpulver. Den enda slipoperation som krävs är därför en enkel planslipning av skärets undersida.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad enbart till de ovan be- skrivna och på ritningarna exemplifierade utförandena. Sålunda är det möjligt att variera spånbrytargeometrin inom tämligen vida gränser. Vidare kan den avsmalnande formen hos skärets bakre del bestämmas på annat sätt än med hjälp av två plana, snedställda sidoytor, ehuru plana ytor föredras i praktiken. Ävenledes kan formen hos den i ovansidan av skärets bakre del mynnande urtagningen för spännklampsnosen avvika från den vi- sade, rotationssymmetriska formen. Ej heller behöver skärets bakre del avslutas av en plan yta. Sålunda kan skärets bakre ände avgränsas av exempelvis en bågformig yta.

Claims (9)

1. N U 20 25 30 35 520 629 Patentkrav l. Skär för grovsvarvningsändamål, uppvisande en ovansida (2), en undersida (3) och en egg (6) i området mellan ovansidan och en frontyta (4), varvid skäret förutom en jämförelsevis tjock främre del (20) med en bakom eggen (6) befintlig spånbrytare (9), (21), delen, k ä n n e t e c k n a t därav, smalnar av bakåt genom att vara avgränsad av två sidoytor (24) som är tunnare än den främre (21) innefattar en bakre del att skärets bakre del som sträcker sig i en spetsig vinkel (d°) relativt varandra, och (23) (21) för ett spänndon för fixering av skäret i ett av den bakre debn mynnar en urtagning (14) att i ovansidan (22) samverkande säte.

2. Skär enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ur- tagningen (22) har rotationssymmetrisk grundform och ändar i en botten (28), varvid densamma har ett djup som underskrider 70%, (21) tjocklek (TJ. lämpligen 50%, av den bakre delens

3. Skär enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att vinkeln (a°) (21) (24) ligger inom området 30-80°, företrädesvis 45-70°, och uppgår mellan den bakre delens sidoytor lämpligen till cirka 6G.

4. Skär enligt något av föregående krav, kä n n e t e c k - (21) räknad såsom avståndet mellan en bakre ändyta (5) gångsyta (26) mot den främre delen (20) - som är större än den främre delens längd - räknad såsom avståndet mellan sagda över- n a t därav, att den avsmalnande bakdelen har en längd- och en över- gängsyta (26) och skärets frontyta (4).

5. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - UT a t därav, att urtagningen (22) för spänndonet är lokaliserad D ett främre parti av den bakre delen (2l). H.

6. Skär enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a t därav, att spånbrytaren (9) innefattar en från eggen (6) fjärmad ås (29), vilken är belägen på en högre nivå relativt (6), och bakom vilken en bakåt skärets undersida (3) än eggen 10 15 520 629 10 och nedät lutande yta (26) bildar en övergàngsyta mellan fram- delen (20) och bakdelen (21).

7. Skär enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att i spànbrytarens às (29) är utformad en central försänkning (32) med välvd grundform, som har till uppgift att bibringa en från eggen (6) ankommande spàna tvärsnittsvis välvd form i syfte att reducera spánans bredd.

8. Skär enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t därav, att framåt från àsen (29) sträcker sig en snett framåt/nedåt i riktning mot eggen (6) lutande glidyta (30), och att den välvda försänkningen (32) i àsen (29) utbreder sig även framåt genom denna glidyta.

9. Skär enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c kgn a t därav, att även i eggen (6) är utformad en central försänkning (36) med välvd grundform.