SE518839C2 - Skärverktyg och skär - Google Patents

Description

25 30 518 859 §s¶a::m3@wfl;:at+fi 2 skärbrott att överföras till sätet eller underläggsplattan. Dessutom kan inte den kända fräsen producera mycket god ytfinhet.

SYFTEN MED UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bredfasskär och ett fräsverktyg att övervinna nackdelarna diskuterade ovan.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bredfasskär och ett fräsverktyg vilka ger en mycket god ytfinhet.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett ekonomiskt gynnsamt bredfasskär vilket ger åtminstone tre bredfaseggar.

Ytterligare en syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bredfasskär med ett inbyggd skärdjup.

Dessa och andra syften uppnås medelst ett fräsverktyg och ett bredfasskär som har givits särdrag enligt de bilagda patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Dessa syften och fördelar med uppfinningen kommer att framgå ur efterkommande detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform i samband med de tillhörande figurerna, och vari: Fig. 1A visar en utföringsform av en fräs enligt föreliggande uppfinning, i en sidovy. Fig. 1B visar schematiskt två åttkantiga skär i följd. F ig. 2A visar en planvy av ett skär hos fräsen i Fig. 1. Fig. 2B visar ett snitt längs linjen ll-ll i Fig. 2A. Fig. 2C visar ett skär i en sidovy. Fig. 2D visar ett förstorat område av ett undre hörn hos skäret i Fig. 2B. Fig. 3A visar en planvy av ett bredfasskär enligt föreliggande uppfinning. Fig. 3B visar ett snitt längs linjen lll-lll i Fig. 3A. Fig. 3C visar bredfasskäret i en sidovy. Fig. 3D visar bredfasskäret i en bottenvy. 10 15 20 25 30 518 859 =::;=::;.::%==:.-: f 3 DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSEVQRM AV UPPFINNINGEN I Fig. 1A visas en fräs 30 enligt föreliggande uppfinning, innefattande en verktygshållare 31 och skär 10 samt 50. Hållaren 30 är en fräskropp som har ett antal säten 32 för att mottaga skär. Varje säte innefattar en huvudsakligen plan bas 40 och två skuldror (endast en skuldra 42 visas). Skuldrorna är huvudsakligen vinkelräta mot varandra. Varje skuldra innefattar en första yta, anordnad att anligga mot en motsvarande första del 13a vid skäret 10 eller 50.

En gängad urborrning är anordnad i närheten av sätet 32 för att mottaga en fästskruv 33 anordnad för att tvinga skäret mot skuldrorna och basen, via en radiellt yttre del av skruvens huvud. När skäret skall indexeras skruvas skruven 33 delvis ut till dess att skäret för hand kan dras radiellt utåt och skäret kan roteras motsvarande 45° moturs, så att en fräsch sekundär skäregg 16E kommer i position. Sedan trycks skäret in i sätet och skruven skruvas åt igen.

Eggen 16D är helst passiv och avverkar ej under fräsning. För att säkerställa en utomordentlig ytfinhet är åtminstone ett bredfasskär 50 enligt föreliggande uppfinning infört i fräsen 30. Bredfasskäret 50 passar i vilket som helst av sätena 32 såsom beskrivits ovan i samband med skäret 10. Skären 10, 50 skall lokaliseras i hållaren med en ställvinkel Q omkring 43° för att erhålla en släppningsvinkel om cirka 2° för den sekundära skäreggen 16E hos skäret 10 och omkring O° för bredfasskäreggen 55B. Fig. 1B visar schematiskt två åttkantiga skär 10, 50 i följd, dvs varje skärprofil är tagen vid samma position vid periferin hos fräsen.

Skäret 10, visat i Fig. 2A till 2D, har en väsentligen åttkantig grundform och innefattar en övre sida 11, en undre sida 12 och en kantyta 13 väsentligen förbindande den övre och den undre sidan, 11 respektive 12. Skäret 10 har en positiv geometri, det vill säga en övre del 13a av kantytan definierar en släppningssida och bildar en spetsig vinkel med den övre sidan 11. Den senare sidan är en spånyta. Den övre sidan 11 innefattar en spånstukande yta lokaliserad vid periferin av skäret 10. Den övre sidan 11 innefattar dessutom en spånyta 15 som lutar inåt och nedåt från den spånstukande ytan. De senare 10 15 20 25 30 518 859 §:fi@: ,, .nu 4 ytorna utgör de mest periferiella delarna av den övre sidan 11. Skärningslinjen mellan den spånstukande ytan och kantytan 13 bildar den generella skäreggen 16, som definieras av åtta skäreggar 16A-16H. Spånytan 15 är konkavt krökt och löper inåt från den spånstukande ytan. Ett flertal upphöjningar eller företrädesvis urtagningar 25 är utformade i spånytan 15, upphöjningarna eller företrädesvis urtagningarna 25 är åtskilda längs en övergångskant.

Urtagningarna 25 skär företrädesvis övergångskanten och har utsträckning inåt därifrån i en riktning som ej är vinkelrät mot den samhörande skäreggen 16 när nämnda skär betraktas i planvy. Varje urtagning bildar i planvy, en vinkel i området 15° till 40° relativt en normal till den samhörande släppningssidan 13.

Effekten av en sådan design är att minska värmetransporten från spånan till skäret.

Respektive par av närliggande skäreggar 16 möts och bildar ett skärhörn 34 med en inre trubbig vinkel, omkring 135°. Varje skäregg är i en bottenvy, väsentligen parallell med den närliggande andra delen 13b av underläggsplattan 22. Varje skäregg är konkavt krökt när den ses i en sidovy, så att mittsektionen av eggen är närmare den undre sidan 12 än ändsektioner av eggen är. En rygg 28 är anordnad vid varje skärning av spånytorna 15 och förstärker varje hörn 34 och formar spånan genererad vid hörnen 34.

Kantytan 13 innefattar åtta segment. En övre del 13a hos vardera segment av kantytan 13 bildar en släppningsvinkel or med ett plan P orienterat parallellt med en centrumlinje 20 hos skäret (Fig. 2B). Släppningsvinkeln or är åtminstone 20°, företrädesvis åtminstone 25°. Avståndet mellan två diametralt motstående huvudskäreggar 16C och 16G till exempel visas med beteckningen L1 i Fig. 2A.

Avståndet L1 är densamma för alla kombinationer av diametralt motstående huvudskäreggar.

De åtta, plana kantytorna 13 avsmalnar i riktning mot den undre sidan 12 och möts imaginärt i huvudsak vid centrumlinjen 20 hos skäret 10 nedanför den undre sidan 12. 10 15 20 25 30 Varje segment av kantytan 13 är försett med en inåt och nedåt vänd skuldra som bildar ett steg 18. Den övre eller den första delen 13a av segmentet är placerad ovanför steget 18 och har en positiv geometri för att bilda en nödvändig släppningsvinkel. En undre eller en andra del 13b av segmentet bildar en periferisk kant hos en underläggsplatta 22 som är av integrerad en- styckskonstruktion med den övre delen av skäret. Underläggsplattan 22 utgör den undre sidan 12 hos skäret. Den andra delen 13b hos varje segment har en negativ geometri, dvs den andra delen 13b är vinkelrät mot den undre sidan 12 och bildar således ingen släppningsvinkel. Varje andra del 13b ligger radiellt innanför en imaginär förlängning av den samhörande första delen. Detta betyder att kantytan behöver inte slipas om släppningssidan slipas och därvid sparas energi. Dessutom kommer steget 18 att vara tillräckligt stort i radiell riktning för att säkerställa en fördelaktig kontroll av sprickor bildade under maskinbearbetning. Steget 18 bildar således ett skarpt inre hörn 19 som utgör en utgångszon för ett brott som vid ett möjligt skärbrott kontrollerar brottet och bibehåller den undre delen av skäret oskadad. Med ordet "skarp" menas här att hörnet är avsiktligt försvagat medelst en radie av 0 till 0.3 mm, företrädesvis omkring 0.2 mm. Den andra eller undre delen 13b skyddar således verktygets kropp.

Med hänvisning till Fig. 2B och 2D kan följande nämnas. Höjden h1 är 15 - 60% av skärets höjd h, företrädesvis omkring 25%. Detta är möjligt eftersom underläggsplattan utgör en integrerad del av skäret 10, det vill säga höjden h1 motsvarar höjden hos den integrerade underläggsplattan 22. För att åstadkomma en god funktion hos skäret 10 är det nödvändigt att höjden h1 inte utgör alltför stor del av höjden h eftersom i så fall blir hållfastheten hos skäreggen alltför låg. Detta skulle kunna resultera i skäreggsbrott även vid små laster. Det minsta radiella utsticket d från steget 18 till den andra delen 13b i undersidans 12 plan beror av släppningsvinkeln. Avståndet i tvärsnittet ll-ll i Fig. 2A, är i intervallet 0.01 - 1.0 mm, företrädesvis av storleksordningen 0.1 mm. 10 15 20 25 30 518 859:.:=:::='=.: =::;=::§.:z=if:. 6 Den andra delen 13b är ungefär parallell med centrumlinjen 20. Steget 18 bildar en vinkel ö med en linje vinkelrät mot centrumlinjen 20. Vinkeln ö är 0° till 30°, och företrädesvis omkring 20°. Åtta andra delar 13b är utformade omkring periferin hos underläggsplattan 22.

Två intill varandra liggande delar 13b möts i ett hörn 23 med en inre trubbig vinkel, omkring 135°. Hörnen utsticker radiellt relativt resten av de andra delarna 13b. Periferin hos den undre delen beskriver en bana med ökande och minskande radiellt avstånd från skärets centrumlinje 20.

Med hänvisning till Fig. 3A till 3D visas ett bredfasskär 50 enligt föreliggande uppfinning med samma grundform som skäret 10 beskrivet ovan och lika särdrag betecknas med samma siffror härefter. Skäret 50, visat i Fig. 3A till 3D, har en väsentligen åttkantig grundform och innefattar en övre sida 11, en undre sida 12 och en kantyta 13, vilken väsentligen förbinder den övre och undre sidan, 11 respektive 12. Skäret 50 har en positiv geometri, det vill säga en övre del 13a hos kantytan definierar en släppningssida och bildar en spetsig vinkel med den övre sidan 11. Den senare sidan utgör en spånyta. Den övre sidan 11 innefattar ett runtomlöpande land 51 lokaliserat väsentligen vid periferin av skäret 50 (se Fig. 3A). Den övre sidan 11 innefattar dessutom en urtagning 52 definierad av en stjärnformad kant 53 som lutar inåt och nedåt från landet 51 till en bottenyta 54. Kanten 53 beskriver en bana av en väsentligen sinusformad kurva. Kanten är anordnad för att hindra skäret ifrån att kastas utåt om friktionskraften mellan fastspänningsanordningen och bottnen 54 är övervinns av centrifugalkraften. Djupet Z hos urtagningen 52 är omkring 0.1 mm. Bottenytan 54 är försedd med fyra markeringar eller pilar 59 för att underlätta identifikation av bredfaseggarna 55B-58B. Skärningslinjen mellan landet 51 och kantytan 13 bildar fyra par skäreggar 55-58, varvid varje par innefattar en huvudskäregg 55A-58A och en bredfasegg 55B-58B så att varannan skäregg är en huvudskäregg 55A-58A anslutande till en bredfasegg 55B-58B, vilken befinner sig mellan två huvudskäreggar. Ett första avstånd L2 mellan två diametralt motstående bredfaseggar, till exempel 56A och 58A, är större än ett andra 10 15 20 25 30 518 859 f., .a no 7 avstånd L3 mellan två diametralt motstående huvudskäreggar 55A och 57A. Det första avståndet L2 är omkring 1 % till 5 % större än det andra avståndet L3, företrädesvis omkring 1.5 % större. Det första avståndet L2 är omkring 0.1 % till 1 % större än avståndet L1 hos skäret 10, företrädesvis omkring 0.5 % större.

Eggarna 55B-58B är huvudsakligen raka när de betraktas i en sidovy och sammanfaller med ett gemensamt plan K (Fig. 3C) men är företrädesvis något krökta när de betraktas i en planvy. Radien hos nämnda krökning är omkring 600 mm. En imaginär cirkel C inskriven i skäret 50 tangerar varje bredfasegg och varje huvudskäregg förlöper delvis, ett avstånd X, radiellt innanför cirkeln C, Fig. 3A. Lokaliserande segment 13c anslutna till de övre delarna 13a är anordnade med en släppningsvinkel som är större än släppningsvinkeln hos de övre delarna 13a.

Skäret 50 monteras till verktygskroppen på väsentligen samma vis som skäret 10. Emellertid kommer endast två av de passiva lokaliserande segmenten 13c, anslutna till bredfaseggarna till exempel 56B och 57B, att samtidigt stödja emot skuldrorna hos verktygskroppen 31. Med termen "passiv" menas här att segmentet eller ansluten skäregg inte är i skärande position. I positionen enligt Fig. 1B linjeras bredfasskärets 50 huvudskäregg 55A med skärets 10 huvudskäregg 16F, det vill säga de sammanfaller med en imaginär stympad kon.

Genom att den aktiva bredfaseggen 55B hos bredfasskäret utsticker mer i fräsens axiella riktning än skäret 10, beroende på det längre avståndet L2, kommer eggen 55B att generera ytan i arbetsstycket (ej visat). Dessutom genom att avståndet L3 hos bredfasskäret är kortare än avståndet L1 hos skäret 10 kan eggarna 55A och 16F fortfarande sammanfalla iden gemensamma imaginära konan.

Urtagningen 52 är anordnad att samarbeta med skruvhuvudet 33 för att hålla skäret 50 så att det inte kastas radiellt utåt ur fräsen under användning på grund av centrifugalkrafter. 10 15 20 518 859 8 Genom att använda idén bakom föreliggande uppfinning kan ett bredfasskär och ett fräsverktyg uppnås, vilka ger en mycket god ytfinhet. Dessutom uppnås ett ekonomiskt gynnsamt bredfasskär med åtminstone tre bredfaseggar. Dessutom är bredfasskäret lätt att montera i verktygskroppen eftersom skäret har ett inbyggt skärdjup. Genom att förse skäret med en integrerad underläggsplatta, definierad av ett skarpt hörn, är det möjligt att stoppa sprickor ifrån att övergå i verktygskroppen. Föreliggande uppfinning medför en ekonomisk lösning för användaren, genom att ge åtta skäreggar i kombination med bredfaseggar och genom att spara verktygskroppar. Dessutom skär verktyget enligt föreliggande uppfinning lätt genom arbetsstyckets metall, vilket är speciellt viktigt när en tunn fläns skall kvarstå anslutet till arbetsstycket av till exempel aluminium.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits i samband med en föredragen utföringsform därav, är det underförstått för fackmannen inom området att tillägg, strykningar, modifikationer, och ersättningar inte uttryckligen beskrivna kan göras utan att kringgå uppfinningens omfång såsom denna definieras i de bilagda patentkraven. Exempelvis kan skären 10, 50 alternativt ha sexkantig grundform och således ger skäret 10 sex skäreggar och bredfasskäret 50 ger tre bredfaseggar. Dessutom, i det visade utförandet är skäret 10, 50 helt solitt men kan alternativt vara försett med ett genomgående hål avsett att ta emot fästskruvar för att säkra skäret till verktygshällaren.

Claims (10)

10 15 20 25 30 518 859 :::;=::;.;@¥If:.~f f--- PATENTKRAV

1. Ett skär (50) företrädesvis för fräsning, varvid nämnda skär (50) har en väsentligen sexkantig eller åttkantig grundform och innefattar sex eller åtta skäreggar (16) bildade vid övergången mellan en övre sida (11) och en kantyta (13) av skäret (50), varvid nämnda övre sida (11) definierar en spånyta och nämnda kantyta (13) definierar en släppningsyta, varvid nämnda kantyta (13) bildar en första släppningsvinkel (a) med ett plan (P) parallellt med en centrumlinje (20) hos skäret, k ä n n e t e c k n at a v att varannan skäregg är en huvudskäregg (55A-58A) förenad med en bredfasegg (55B-58B) vilken befinner sig mellan två huvudskäreggar och att ett första avstånd (L2) mellan två diametralt motstående bredfaseggar (55B-58B) är större än ett andra avstånd (L3) mellan två diametralt motstående huvudskäreggar (55A-58A) och att det första avståndet (L2) är omkring 1 % till 5 % större än det andra avståndet (L3), företrädesvis omkring 1.5 % större.

2. Skäret enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att kantytan (13) är försedd med ett steg (18) som är anordnat för att utgöra en utgångszon för en spricka.

3. Skäret enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att en imaginär cirkel (C) inskriven i skäret (50) tangerar varje bredfasegg (55B-58B) och att varje huvudskäregg (55A-58A) delvis förlöper radiellt innanför cirkeln (C).

4. Skäret enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n at av att den övre sidan (11) innefattar en runtomlöpande land (51) lokaliserat väsentligen vid periferin hos skäret (50) och att den övre sidan (11) innefattar en urtagning (52) definierad av en stjärnformad kant (53) som lutar inåt och nedåt från landet (51) till en botten yta (54) och att ett djup (Z) 10 15 20 25 30 518 859 :::;:::;.;"æf1:.-ff.. f o» va. 10 hos urtagningen (52) är omkring 0.1 mm och att skärningslinjen mellan landet (51) och kantytan (13) bildar fyra par av skäreggar (55A,55B-58A,58B).

5. Skäret enligt krav 2, k ä n n e t e c k n at av att steget (18) är så utformat att i ett visst längssnitt i skäret är avståndet ifrån en centrumlinje (20) hos skäret (50) till skärets (50) periferi, nämnda avståndet är vinkelrätt mot centrumlinjen (20), mindre nedanför steget (18) än ovanför steget (18), och att avståndet h1 från en undre sida (12) hos skäret (50) till steget (18) är 15 - 60 % av avståndet h från den undre sidan (12) till skäreggen (16), varvid nämnda steg är anordnat att utgöra en utgångszon för en spricka radiellt innanför släppningssidan.

6. Ett fräsverktyg innefattande en hållare och åtminstone två skär, varvid nämnda skär (10;50) har en väsentligen sexkantig eller åttkantig grundform och varvid varje skär innefattar åtminstone tre huvudskäreggar (16,55A-58A) skapade vid övergången mellan en övre sida (11) och en kantyta (13) hos skäret (10,50), nämnda övre sida (11) definierar en spånyta och nämnda kantyta (13) definierar en släppningsyta, varvid nämnda kantyta (13) bildar en första släppningsvinkel (a) med ett plan (P) parallellt med en centrumlinje (20) hos skäret, k ä n n e t e c k n at a v att varannan skäregg är en huvudskäregg (55A-58A) förenad med en bredfasegg (55B-58B) vilken befinner sig mellan två huvudskäreggar och att ett första avstånd (L2) mellan två diametralt motstående bredfaseggar (55B-58B) är större än ett andra avstånd (L3) mellan två diametralt motstående huvudskäreggar (55A-58A) och att det första avståndet (L2) är omkring 1 % till 5 % större än det andra avståndet (L3), företrädesvis omkring 1.5 % större.

7. Fräsverktyget enligt krav 6, k ä n n e t e c k n at av att kantytan (13) är försedd med ett steg (18) som är anordnat för att utgöra en utgångszon för en spricka. 10 15 20 518 859§:äæs:æ2¿@fi;¿:,%* 11

8. Fräsverktyget enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n at av att en imaginär cirkel (C) inskriven i skäret (50) tangerar varje bredfasegg (55B-58B) och att varje huvudskäregg (55A-58A) delvis förlöper radiellt innanför cirkeln (C).

9. Fräsverktyget enligt något av kraven 6-8, k ä n n e t e c k n at av att den övre sidan (11) hos bredfasskäret (50) innefattar en runtomlöpande land (51) lokaliserat väsentligen vid periferin hos skäret (50) och att den övre sidan (11) innefattar en urtagning (52) definierad av en stjärnformad kant (53) som lutar inåt och nedåt från landet (51) till en botten yta (54) och att ett djup (Z) hos urtagningen (52) är omkring 0.1 mm och att skärningslinjen mellan landet (51) och kantytan (13) bildar fyra par av skäreggar (55A,55B-58A,58B).

10. Fräsverktyget enligt krav 7, k ä n n e t e c k n at av att steget (18) är så utformat att i ett visst längssnitt i skäret är avståndet ifrån en centrumlinje (20) hos skäret (50) till skärets (50) periferi, nämnda avståndet är vinkelrätt mot centrumlinjen (20), mindre nedanför steget (18) än ovanför steget (18), och att avståndet h1 från en undre sida (12) hos skäret (50) till steget (18) är 15 - 60 % av avståndet h från den undre sidan (12) till skäreggen (16), varvid nämnda steg är anordnat att utgöra en utgångszon för en spricka radiellt innanför släppningssidan.