SE456408B - Borr- och gengverktyg - Google Patents

Description

456 408 PJ uppvisar från den radiellt yttre delen av samma skäregg avvikande kontur, varvid erforderlig släppningsyta och spånavgångsutrymme är utbildat invid nämnda inre skäreggsdel och att för gängning utbildade tänder med önskad gängprofil är utbildade utan stigning och med inbördes lika axiellt avstånd pá de spiralvridna bommarna, varvid de med tänder försedda bommarna utsträckes fram till verktygets frontparti.

Andra för uppfinningen utmärkande särdrag kommer att närmare beskrivas nedan i anslutning till bifogade ritningsfigurer som visar en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig. l visar en sidovy av ett borr- och gängverktyg enligt uppfinningen, Fig. 2 visar en sektion längs II-II i Fig. 1.

Pig. 3 visar en partiellt förstorad sidovy av verktyget i Fig. 1.

Fig. 4 visar en ändvy av verktyget i Fig. 3, Pig. 5 visar en tvärsektion längs V-V i Fig. 3.

Fig. 6 a-f visar en axiell sektion av ett arbetsstycke som underkastas borrning och gängning medelst ett verktyg enligt Pig. 1-5 och Fíq. 7 a-d visar motsvarande bearbetning medelst ett alternativt verktyg enligt uppfinningen.

Den i Figur l-3 visade borren innefattar ett avlångt cylindriskt skaft 10 av hàrdmetall, stål eller snabbstál, vars främre del bildas av ett koniskt frontparti ll, som övergår i cylindriska styrytor 12 a och 12 b med ringa axiell utsträckning, vanligen mindre än l mm. Borrskaftets 10 närmast bakom styrytorna 12 a och 12 b belägna parti bildas av två i spiralform vridna bommar 13 och 14 mellan vilka på motsvarande sätt spiralformade spår 15, 16 för spànavgàng är utbildade. Bommarna 13, 14 är spiralvridna i 456 408 en vinkel som uppgår till Oo-400, företrädesvis 250- 3s°.

Såsom framgår av Fig. 1 och 4 är verktyget helt symmetriskt utbildat i förhållande till centrumaxeln 17.

Var och en av de spiralvridna bommarna 13, 14 är utformad med en rad gängformade tänder 18 utan stigning ned inbördes identisk profil och med inbördes lika avstånd d, varvid de sålunda tandförsedda bommarna utsträckes axiellt fram till frontpartiet ll. Dessa tänder 18 är så utbildade att de företrädesvis upptager en mindre del av bommens 13, 14 mantelyta, sett i omkretsriktningen. Detta har befunnits väsentligt för att möjliggöra god och problemfri spånavgàng i det hàl som skall bearbetas i ett arbetsstycke. De för gängning avsedda tänderna 18 är rakt skurna i omkretsriktningen med avseende på tandrad men med " släppningar radiellt och i axiella riktningar samtidigt som bommarnas 13, 14 mantelyta i övrigt uppvisar slät cylindriskt rundad kontur.

Verktyget kan vara försett med en eller flera axiellt orienterade vätskekanaler (ej visade), vilka är symmetriskt utbildade i de båda bommarna och utmynnar i den främre konytan 19 på ömse sidor om centrumlinjen 17.

Såsom nämnts bildas övergången mellan borrspetsen ll och den axiellt bakomvarande verktygsdelen av cylindriska styrytor 12 a och 12 b under det att borrspetsens frontyta 19 har konisk grundform. I vissa applikationer kan dock cylinderytorna 12 a och 12 b vara ersatta av en fullt utbildat tandprofil, som är kongruent med alla övriga tänder 18.

I verktygets frontyta 19 är de skärande eggpartierna 20 och 21 utbildade, vilka vardera bildar en skärvinkel a mot en 456 408 4 normal till centrumlinjen 17. Skäreggarna 22 och 23 möts i verktygets centrum. Skäreggarna 22 och 23 är härvid så utformade att de radiellt inre skäreggspartierna är krökta under bildande av en väsentligen S-formig kontur under det att de radiellt yttre skäreggspartierna har väsentligen rak kontur. Det yttre eggpartiet kan ha väsentligen rak kontur eller vinkelbruten kontur enligt Fig. 4. Enligt ett lämpligt utförande är härvid de inre skäreggspartiernas krökning större i närheten av borrens centrumlinje 17 än längre bort från denna. Vid de radiellt inre skäreggspartierna finns dessutom särskilda urtagningar 24 och 25 på ömse sidor om centrumlinjen 17 för att skapa släppningsytor vid skäreggarnas 22 och 23 startpunkter i verktygets centrum.

Dessa urtagningar 24, 25 är bildade genom borttagande av material i de spiralformade kanalernas 15, 16 främre delar så att en förstorad släppningsyta 26 tillskapas i anslutning till varje skäregg i och invid verktygets centrum. Denna släppningsyta utformas företrädesvis med en släppningsvinkel som är approximativt noll grader. Det kantparti 27 resp. 28 som härvid utbildas emellan dessa urtagningar 24, 25 och de spiralformade spånkanalerans 15, 16 bottenpartier kan härvid tjäna såsom spånledare.

Spànavgàngskanalernas 15, 16 profil kan varieras sett i ett tvärsnitt vinkelrätt mot centrumlinjen 17 tillsammans med skärvinkeln a, varvid skäreggarnas radiellt yttre partier kan ges en mer eller mindre positiv eller negativ grundform.

Spànkanalsgeometrin styr också gängtandens skärgeometri.

Härigenom ges möjlighet att pà önskat sätt optimera skärförloppet.

Dessutom kan det i vissa applikationer vara fördelaktigt att utforma varje skärtands 18 spànyta med en urtagning 33 så att en för gängbearbetning bättre skärgeometri erhålles; detta för att ytterligare förändra den skärgeometri som U erhållits till följd av spànkanalernas 15, 16 geometri och spíralformade kontur.

Det enligt uppfinningen angivna verktygets funktion och arbetssätt beskrives närmare i anslutning till Figurerna 6 a-f. Det förutses att ett gängat hål 29 skall upptagas i ett arbetsstycke 30 medelst verktyget. I en första operation borras ett hàl medelst verktyget till dess att önskat hàldjup a erhållits såsom är visat i Fig. 6 a. Därefter föres verktyget ett litet stycke b bakåt enligt Fig. 6 b, varvid måttet b bör uppfylla villkoret b > tan d. I nästa sekvens förskjutes verktyget i sidled ett stycke c motsvarande hela eller delar av gängprofildjupet enligt Fig. 6 c, varefter verktyget bringas att rotera med tänderna 18 i verksamt ingrepp med det borrade hålets 28 innervägg eller samtidigt roterande runt sin egen borraxel 17.

Samtidigt med dessa relativrörelser bibringas dock verktyget även en axiell matning så att gängníngen medelst tandprofilen i ingrepp runt hela omkretsen fullbordas under ett helt varvs spiralmatning, detta har upprepats till dess att c motsvarar hela gängprofildjupet enligt Fig. 6 c. Den axiella matningen under ett varv skall vara lika med avståndet d, som motsvarar gängstigningen.

En sådan kombination av cirkulär matning (gängans omkrets) och axiell matning (gängans stiqning) kan lätt åstadkommas i de maskiner som finns att tillgå och som erbjuder möjlighet till en kombination av cirkulär interpolering med samtidig axiell stigningsmatning, s.k. "spiralinterpolation". Det torde inses att det medelst det föreliggande verktyget blir möjligt att skära både en inre och en yttre skruvgänga på ett arbetsstycke.

I det i Pig. 6 visade fallet förutses att arbetsstycket 30 är stationärt medan endast verktyget bringas att rotera. Det är dock möjligt att även låta arbetsstycket rotera och/eller 456 408 cirkulärmatas i förhållande till verktyget samt förflytta verktyget och arbetsstycket axiellt relativt varandra ett avstånd som är lika med skruvgängans stigning under ett VELTV.

Enligt ett alternativt utförande , närmare visat i Fig. 7 a- d, kan verktyget enligt uppfinningen vara försett med relativt centrumaxeln 17 snett orienterade fasskär 31 a och 31 b, som.är belägna symmetriskt på ömse sidor om axeln 17 och axiellt bakom den med gängtänderna 18 utformade verktygsdelen. Fasskären 31 a och 31 b bildar härvid övergång till det bakomvarande verktygsskaftet 32.

Fasskären 31 a och 31 b bör vara snett orienterade i en vinkel i förhållande till centrumaxeln 17, som uppgår till 300-600, företrädesvis ca 450. Vid hålbearbetning i ett arbetsstycke 30 medelst detta verktyg uppborras först hàlet 29 intill dess att önskat hâldjup ernàtts. Verktyget frammatas därefter ytterligare ett stycke så att fasskären 31 a och 31 b kan gå i ingrepp med arbetsstyckets ingángssida och i direkt anslutning efter hålborrningen utföra avfasning av kanterna på hålet, se Fig. 7 a. Först därefter àterföres verktyget axiellt ett stycke, se Fig. 7 b, så att fasskäret löper fritt från hålet 29, varefter verktyget förskjuts i sidled ett stycke c, som motsvarar hela eller delar av det önskade gängprofildjupet enligt Fig. 7 c, varefter verktyget hringas att rotera med tänderna 18 i verksamt ingrepp med det borrade hålets 29 innervägg eller samtidigt roterande runt sin egen borraxel 17. Samtidigt med dessa relativrörelser bibringas dock verktyget även en axiell matning så att gängningen medelst tandprofilen i ingrepp runt hela omkretsen fullbordas under ett helt varvs spiralmatning, detta har upprepats till dess att c motsvarar hela gängprofildjupet enligt Fig. 7 c. Stigningen under den axiella matningen under ett varv skall vara lika med avståndet d, som motsvarar gängstigningen. 456 408 Det enligt uppfinningen definierade verktyget kan vara framställt av verktygsstål, hàrdmetall eller snabbstàl eller kombinationer därav. I det fall att verktygskroppen utföres i verktygsstàl bör den främre borrspetsen och tandprofilens skäreggar vara utbildade pà hàrdmetallplattor som är fastlödda eller fastklämda i verktygskroppen. Enligt ett alternativt utförande kan verktyget vara framställt av en kompoundkropp bestående av perifera materialpartier och kärnpartier.

Exempelvis kan de perifera materialpartierna vara utförda i ett material som innehåller hårdämnen i en grundmassa av snabbstålstyp under det att kärnpartierna utgöres av ett segare material, företrädesvis verktygsstàl eller snabbstàl.

Med en sådan uppdelning ifråga om material blir det möjligt att bearbeta materialet och framslipa de erforderliga skarpa skäreggarna för borr- och gängverktyget.

Medelst det ovan angivna verktyget kan således tre olika bearbetningsoperationer utföras, borrning, fasning och gängning, utan att verktyget behöver utbytas i den maskinspindel (ej visad) där det är fastsatt. Betydande stillestândstider kan härigenom elimineras till gagn för en mera kostnadsreducerande bearbetning än medelst tidigare kända verktyg.

Claims (12)

456 408 8 PATENTKRAV

1. Kombinerat borr- och gängverktyg, bestående av ett avlångt skaft (10) och ett koniskt frontparti (ll), som försetts med tvà från verktygets centrum symmetriskt utbildade skäreggar samt relativt verktygets centrumlinje (17) symmetrískt spiralvridna bommar (13, 14), vilka àtskiljes av likaledes symmetriskt relativt verktygets centrumlinje (17) spiralformade spànavgângskanaler (15, 16), k ä n n e t e c k n a t av i kombination, att den radiellt in till verktygets centrum sig sträckande inre eggdelen av varje skäregg uppvisar från den radiellt yttre delen av samma skäregg avvikande kontur, varvid erforderlig släppningsyta (26) och spànavgàngsutrymme (24, 25) är utbildat invid nämnda inre eggdel och att för gängoperationen utbildade skärtänder (18) med önskad gängprofil är utbildade utan stigning och med inbördes lika axiellt avstånd (d) på bommarna (13, 14), varvid de tandförsedda bommarna utsträckes axiellt fram till verktygets frontparti (ll).

2. Borr- och gängverktyg enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att skärtänderna (18) endast är utbildade pà en del av de spiralvridna bommarnas (13, 14) mantelytor och utformade med radiell släppninq och axiella släppningar.

3. Borr- och gängverktyg enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att övergången mellan verktygets koniska frontparti (ll) och den axiellt bakomvarande för gängning utbildade verktygsdelen bildas av axiellt riktade cylindriska styrytor (12 a, 12 b) med ringa axiell utsträckning och med samma eller något större diameter än diametern hos den för gängning utbildade delen, vilken är ägnad att tjäna såsom styrbom.

4. Borr- och gängverktyg enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att styrytorna (12 a, 12 b) är ersatta av en fullt utbildad tandprofil, som är kongruent med alla övriga tänder (18).

5. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t därav, att verktyget är försett med axiella kanaler för kylvätsketillförsel till verktygets frontparti (ll).

6. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t därav, att båda skäreggarnas radiellt inre partier hos borrspetsen är symmetriskt krökta in mot verktygets centrum under det att skäreggarnas radiellt yttre partier är väsentligen raka.

7. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t därav, att varje skäreggsparti hos borrspetsen vid borrens centrum har en släppningsvinkel, som uppgår till approximativt noll grader.

8. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven l-7, k ä n n e t e c k n a t därav, att varje skäreggsparti hos borrspetsen är utformat med mot borrens centrum ökande krökningsgrad, som i det yttre periferipartiet övergår i ett väsentligen rakt parti.

9. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a t därav, att de med skärtänder (18) försedda bommarna (13, 14) är spiralvridna i en vinkel som uppgår till o°-4o°, företrädesvis 2s°-3s°.

10. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a t därav, att de för gängning utbildade skärtänderna (18) är rakt skurna i omkretsriktningen med avseende pá tandrad men med radiell 456 408 10 och axiella släppningar, och att de företrädesvis till en mindre del upptager bommarnas (13, 14) mantelyta under det att samma mantelyta i övrigt har slät cylindriskt rundad kontur.

11. ll. Borr- och gängverktyg enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a t därav, att verktyget är försett med i förhållande till dess centrumaxel (17) snett orienterade fasskär (31 a, 31 b), belägna symmetriskt pà ömse sidor om centrumlinjen, vilka bildar övergång mellan den främre med skärtänder (18) utförda verktygsdelen och den axiellt bakom denna belägna skaftdelen (32).

12. Borr- och gängverktyg enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a t därav, att fasskären (31 a, 31 b) är snett orienterade i en vinkel i förhållande till centrumaxeln (17), som uppgår till 300-600, n u _ o foretradesvis ca 45 . Lv