SE512977C2 - Fräsverktyg - Google Patents

Description

U 20 25 30 35 512 977 2 smärre haveritillbud av det slag som lätt kan uppstå då kas; setterna jämte skären underkastas momentana stöt- eller chock- belastningar. Även om totalhaverier kan undvikas uppstår där- för många gånger så stora skador på framför allt kassetterna att dessa måste kasseras och bytas ut. Vidare är varje enskilt skär fäst på tillhörande kassett med hjälp av en skallförsedd skruv som sträcker sig genom ett genomgående hål i skäret och dras fast i ett gängat hål i kassetten. Det faktum att kon- struktionen inbegriper icke blott en spännkil för fixering av _ själva kassetten, utan även en särskild spännskruv för att fixera skäret på kassetten innebär i praktiken att tolerans- kedjan mellan å ena sidan verktygsstommen jämte dennas rota- tionsaxel och å andra sidan vart och ett av de flertaliga skä- ren blir lång. Detta medför bland annat att precisionen i skä- rens inställning relativt verktygsstommen (som i praktiken bör vara mindre än 1/100 mm) lätt kan gå förlorad eller bli otill- fredsställande, t ex då skären skall bytas eller indexeras eller då kassetten av ett eller annat skäl måste demonteras och àtermonteras.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovan- nämnda olägenheter hos det tidigare kända fräsverktyget och skapa ett förbättrat fräsverktyg. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är därför att skapa ett fräsverktyg vid vilket bearbetningselementen, i synnerhet sådana bearbetningselement som har formen av kassetter med lösgörbara skär, skall kunna på ett enkelt sätt inta exakt definierade operativlägen rela- tivt verktygsstommen i samband med montering. Med andra ord skall bearbetningselementen snabbt kunna monteras utan att nödvändigtvis behöva fininställas på manuell väg. Ett ytterli- gare syfte är att skapa ett fräsverktyg med god förmåga att motstå åtminstone smärre haveritillbud i samband med eventu- ellt förekommande stöt- eller chockbelastningar av momentan natur. I synnerhet skall bearbetningselementet eller kassetten kunna motstå dylika belastningar utan att allvarligt skadas eller rubbas ur sitt grundinställningsläge. Ett annat syfte med uppfinningen är att skapa ett fräsverktyg som lämpar sig lí 15 20 25 30 35 512 977 3 för arbete med mycket höga varvtal, t ex ända upp till området 20-30 000 varv/minut.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Fördelaktiga utförandeformer av uppfin- ningen är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: _ Fig 1 en perspektivisk sprängvy visande en del av ett V fräsverktyg enligt uppfinningen, varvid ett antal till verktyget hörande kassetter och skär illustreras fjär- made från verktygets stomme, Fig 2 en perspektivvy av ett enskilt skär ingående i verkty- get, Fig 3 en ytterligare perspektivvy visande ett alternativt utförande av skäret, Fig 4 en partiell, schematisk sidovy visande en kassett, ett skär och en spännkil i ett första funktionstillstánd, Fig 5 en mot fig 4 svarande sidovy visande nämnda komponenter i ett andra funktionstillstánd, Fig 6 en tredje sidovy visande ett tredje funktionstillstánd, Fig 7 en mot fig 1 svarande perspektivisk sprängvy visande ett alternativt utförande av uppfinningen, Fig 8 en förstorad detaljvy illustrerande ett medel för finin- ställning av kassetter, närmare bestämt visat i ett första läge, och Fig 9 en mot fig 8 svarande detaljvy visande inställningsmed- let i ett andra funktionstillstånd.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfin- ningen I fig 1 betecknar 1 generellt en stomme i form av ett fräshuvud, som är roterbart kring en central geometrisk axel (ej visad). I exemplet avgränsas stommen 1 av en periferisk, mantelartad yta 2 som sträcker sig mellan motsatta gavelytor 3, 4 av vilka den förstnämnda utgörs av en frontsida i närhe- ten av vilken verktygets skär är lokaliserade, medan den sist- l5 20 25 30_ 35 512 977 4 nämnda utgörs av en baksida med vilken en roterbar spindel__ eller liknande (ej visad) är på lämpligt sätt förbunden.

I mantelytan 2 är utformade utåt sig öppnande urtag- ningar 5, som har till uppgift att mottaga dels en kassett 6, dels åtminstone en spännkil 7. Varje enskild urtagning 5 (se är avgränsad av en främre vägg 8, även fig 4-6) en bakre vägg 9 och en bottenvägg generellt betecknad 10. Spännkilen 7 sam- verkar med och är åtdragbar medelst en skruv 11 vilken står i ingrepp med ett gängat hål 12 som mynnar i urtagningens 5 bot- _ tenvägg 10. Närmare bestämt är skruven 11 av den typ som inbe- griper såväl en högergänga som en från denna via ett midje- parti skild vänstergänga. Av dessa gängor står den ena i ingrepp med hålet 12 i verktygsstommen, medan den andra står i ingrepp med ett genomgående, gängat hål 13 i spännkilen 7. De båda hangängorna pà skruven 11 har visst spel relativt hålens 12, 13 hongängor. Genom förekomsten av dubbla gängor på skru- ven 11 ernås på i och för sig känt sätt att spännkilen 7 låter sig förflyttas relativt stommen med ökad, t ex fördubblad has- tighet i jämförelse med en enda enkel gänga i samband med rotation av skruven i endera rotationsriktningen.

Urtagningens 5 bakre vägg 9 uppvisar en med 14 generellt betecknad första tandning vilken är anordnad att samverka med en analog, andra tandning 15 på en baksida av kassetten 6. I detta sammanhang skall påpekas att begreppen "främre" resp. "bakre" väggar är relaterade till verktygets rotationsriktning som antyds medelst pilen A. Betraktat i verktygets rotations- riktning är sålunda tändningen 15 utformad på den baksida av kassetten som är vänd från en frontsida i vilken är utformat ett säte 16 för ett skär 17.

Den enskilda urtagningens 5 främre vägg 8 är partiellt) slät och lämpligen plan för att samverka med en främre yta 18 på spännkilen 7. En (åtminstone likaledes slät och plan, bakre anliggningsyta 19 (se även fig 4-6) på spännkilen 7 är likaledes slät och plan i och för samverkan med en främre, plan och slät anliggningsyta 20 på kassetten 6. Genom att nämnda ytor 8, 18, 19 och 20 är släta låter sig spännkilen utan hinder förflyttas väsentligen radiellt relativt verktygs- stommen och kassetten i och för fastkilning av den sistnämnda. 42 10 15 20 25 30 35 512 977. 5 Ehuru tandningarna 14, 15 med fördel är av känt slag- förtjänar dock påpekas att desamma generellt är utformade av åsar som är åtskilda av mellanliggande rillor. Såsom framgår av fig 1 i kombination med fig 4 inbegriper den enskilda tand- ningen eller tandytan sålunda en sats långsmala, raka och inbördes parallella àsar vilka kan gripa in i rillorna i den andra tandningen. Såväl åsarna som rillorna har tvärsnittsvis triangulär form, varvid åsarnas fria kammar är stubbade för att åsarna ej skall bottna i samverkande rillor då tandningar- - na bringas till ingrepp med varandrafl Detta innebär att varje enskild ås i den ena tandningen kilas fast mycket stadigt mel- lan ett par omgivande åsar i den andra tandningen. Med andra ord erhålls en mångfald kilförband i gränsytan mellan kasset- ten och verktygsstommen. I praktiken kan spetsvinkeln mellan den enskilda åsens flankytor (och motsvarande vinkel mellan den enskilda rillans sidoytor) uppgå till ca 65°. Med fördel - ehuru ej nödvändigtvis - sträcker sig tandningen 14 hela vägen utmed urtagningens 5 axiella längd, dvs mellan gavelytorna 3, 4, liksom även tandningen 15 sträcker sig utmed kassettens 6 hela längd.

Så långt det på ritningarna visade fräsverktyget hit- tills beskrivits är detsamma i allt väsentligt tidigare känt genom SE 9103724-2.

Innan de för uppfinningen utmärkande särdragen hos verk- tyget beskrivs mer ingående skall för ordningens skull påpekas att de två olika utföranden av skär som visas i fig 2 och 3 är samtidigt åskådliggjorda i fig 1. Närmare bestämt visas skäret 17 enligt fig 2 sammankopplat med en kassett 6 som i ett visst avseende skiljer sig från de två kassetter 6 som upptar ett skär 17' av det slag som visas i fig 3. I praktiken används på fräsverktyget endast kassetter jämte skär av en och samma en- hetliga typ, men av utrymmestekniska skäl har valts att åskåd- liggöra de båda olika typerna av skär och kassetter i en och samma ritningsfigur.

Enligt uppfinningen är den enskilda urtagningens 5 bot- tenvägg 10 delad i åtminstone två på olika radiella avstånd från verktygsstommens rotationsaxel lokaliserade delväggar lO', 10", vilka åtskiljs av en mot skäret vänd första ansats- yta 21. Denna ansatsyta 21 sträcker sig i vinkel, lämpligen N Ü 20 25 30 35 512 977 6 rät vinkel mot tandningen 14 i urtagningens bakre vägg och_har till uppgift att samverka med en analog, andra ansatsyta 22 pà kassetten 6. Den sträcker sig även i rät vinkel mot delväggen 10'. Den andra ansatsytan 22 sträcker sig på motsvarande sätt dels i rät vinkel mot kassettens tandning 15 (egentligen i rät vinkel mot åsarnas och rillornas axiella utsträckning), dels i rät vinkel mot såväl en första plan yta 23 pà kassettens insi- på densamma. Sagda da som en andra plan yta 24 (se fig 5) första ansatsyta 21 sträcker sig utmed hela bredden av urtag- _ ningen 5 i området av dennas botten. På analogt sätt sträcker sig den andra ansatsytan 22 utmed hela bredden av kassetten vid dennas insida.

I det visade utförandeexemplet övergår bottendelväggen 10" i en vinkelbruten delvägg 10". Denna vinkelbrutna delvägg 10" sträcker sig i rät vinkel mot urtagningens främre vägg 8, samtidigt som delväggen 10" sträcker sig i rät vinkel mot den med tandningen 14 utformade bakre väggen 9. Vinkeln mellan de främre och bakre väggarna 8, 9 bör i praktiken ligga inom området 25-35°. Av detta följer att vinkeln mellan delväggarna 10" och 10" ligger inom området 145-l55°. Det skall även nämnas att i delväggen 10" mynnar ett gängat hål 25 för en spännskruv 26 till en andra spännkil 7a vilken har till uppgift att enbart fastspänna kassetten 6, men väl icke skäret 17.

Då kassetten 6 monteras i urtagningen 5 kan densamma på ett snabbt och enkelt sätt lägesbestämmas i ett förutbestämt grundinställningsläge blott genom den enkla åtgärden att bringa tandningarna 14, 15 att glida utmed varandra tills ansatsytan-22 ansätts mot ansatsytan 21. I och med att såväl ansatsytan 21 på verktygsstommen (även i de fall denna utförs av aluminium) som ansatsytan 22 på kassetten (oftast av stål), låter sig utformas med stor precision, kan kassetten på ett enkelt sätt monteras i ett exakt definierat grundinställnings- läge som är enkelt repeterbart och uniformt för samtliga kas- setter och urtagningar på verktyget. En annan väsentlig fördel med uppfinningen är att kassetten i sitt fastkilade eller - spända tillstånd enligt fig 6 fasthålls extremt stadigt icke blott genom de många och storytiga kilförbanden i tandningarna 14, 15, utan även genom att ansatsytorna 21, 22 är jämförelse- vis stora och har fullständig ytkontakt med varandra. Sålunda 15 20 25 30 35 512 _ 977 7 motverkar tandningarna 14, 15 på ett effektivt sätt varje ten- dens till radiell förskjutning av kassetten samtidigt som spännkilen motverkar tendenser till tippning av kassetten, varjämte ansatsytorna 21, 22 motverkar tendenser till vridning av kassetten kring en tänkt, radiellt riktad geometrisk axel.

Fräsverktyget kan vara försett med medel för att möjliggöra fininställning av kassetten relativt stommen. I fig 1 exemplifieras ett dylikt medel i form av en separat, såsom ställelement tjänande, nyckel 27 som är införbar i ett - genomgående, cylindriskt lopp 22 i kassetten. Nyckeln inbe- griper ett cylinderformat skaft 29, vilket vid en fri ände övergår i en excenterkropp 30 som kan bringas till ingrepp med en avlång försänkning 31 i bottendelväggen 10". Genom vridning av nyckeln kan därför kassetten bibringas fina, axiella rörel- ser relativt verktygsstommen allt under det att de båda spänn- är måttligt åtdragna. Att kunna fininställa kassetten, är betydel- kilarna t ex på tusendels eller hundradels millimeter när, sefullt dels i sådana fall då toleransavvikelser förekommer i samband med tillverkning, dels i sådana fall då kassetten oväntat skulle rubbas ur sitt grundinställningsläge, t ex till följd av chockbelastningar ' I fig 4-6 illustreras ett föredraget utförande av upp- finningen vid vilket skäret 17 är lösgörbart monterat i kas- settens 6 säte 16. Närmare bestämt kan skäret fastspännas i sätet med en och samma spännkil 7 som används för fixering av kassetten 6. För att möjliggöra detta är spännkilen utformad med en yttre, sekundär anliggningsyta 32, vilken är förskjuten bakåt i förhållande till den inre anliggningsyta 19 som sam- verkar med kassettens 6 motsvarande anliggningsyta 20. I fig 4 visas spännkilen 7 i ett yttre, inaktivt läge i vilket såväl kassetten 6 som skäret 17 låter sig avlägsnas ur urtagningen 5. I fig 5 visas spännkilen 7 i ett provisoriskt åtdraget mel- lanläge i vilket spännkilens inre anliggningsyta 19 äntrat kassettens anliggningsyta 20. I detta tillstånd fixeras kas- setten 6 i sitt givna läge genom att tandningarna 14, 15 kilas fast i varandra. Här är dock skäret 17 fortfarande endast löst insatt i sätet 16. I fig 6 intar spännkilen 7 ett slutåtdra- get, inre ändläge i vilket den sekundära anliggningsytan 32 anpressats mot skärets plana frontsida. 20 25 30 35 _ organen centrifugalsäkras_skäret 17'. 512 977. 8 Det i fig 3 visade skäret 17' skiljer sig från det enk- lare skäret enligt fig 2 genom att i sin frontsida ha en för- sänkning i form av en tvärsnittsvis V-formig ränna 33 i vilken ett på spännkilen utformat hanartat utsprång (ej visat) med en sekundär anliggningsyta 32 kan gripa in. På skärets undersida är utformat ett honartat urtag 34 med stympat konisk form. I detta urtag kan ingripa ett hanorgan 35 (se överst till höger i fig l) med mindre diameter än urtaget 34. Medelst försänk- ningen 33 och urtaget 34 jämte de båda i dessa ingripande han- Med andra ord säker- ställs att skäret icke under några omständigheter riskerar att slungas ut ur tillhörande säte i sådana fall fräsverktyget drivs med mycket högt varvtal. w Nu hänvisas till fig 7 som åskådliggör ett alternativt utförande av uppfinningen vid vilket en med 6' betecknad kas- sett samverkar med ett separat stödelement 36 i förlängning av Stödelementet 36 har en längd som (för en given kassetten. tjocklek hos fräshuvudet) i huvudsak svarar mot längdskillna- den mellan den tidigare beskrivna kassetten 6 och den kortare kassetten 6' I likhet med kassetten 6' stödelementet 36 en bakre tandning 15 för ingrepp med tand- ningen 14. Axiellt genom stödelementet 36 sträcker sig ett genomgående, gängat hål 37 för en skruv 38. Vid sin mot kas- enligt fig 7. uppvisar setten 6' vända ände uppvisar skruven 38 en platt skalle 39.

Vid den motsatta änden finns ett säte 40 med polygonal tvär- snittsform för mottagande av en nyckel, t ex en insexnyckel.

På stödelementets 36 insida är utformat ett hanorgan 41 i form av en cylindrisk tapp avsedd att samverka med ett honartat urtag 42 i delväggen 10". Detta urtag 42 har närmare bestämt avlång form.

I fig 8 visas inställningsskruven 38 i ett inaktivt tillstånd i vilket skruvens skalle 39 härbärgeras i en för- sänkning 43 i den ändyta 44 på stödelementet som är vänd mot en motstående ändyta 45 på kassetten 6'. I detta tillstànd är kassettens ansatsyta 22 ansatt mot ansatsytan 21 i urtagning- ens bottenvägg, dvs kassetten intar sitt grundinställnings- läge.

Om behov uppstår att fininställa kassetten och dennas skär 17, t ex till följd av ett haveritillbud eller liknande, 15 20 25 512 977 9 låter sig skruven 38 utnyttjas för detta ändamål. Vid aktive- ring tillses att tappen 41 distinkt anligger mot sätets 42 ena ände samtidigt som den andra spännkilen 7a spänner fast stöd- elementet 36. Med kassetten 6' endast provisoriskt fastspänd - genom att den första spännkilen 7 endast är löst àtdragen - kan kassetten förflyttas axiellt genom vridning av skruven 38.

I fig 9 visas detta på ett överdrivet sätt för tydlighets vin- nande. I praktiken handlar det dock oftast om att förflytta skruven axiellt några hundradelar eller tiondelar av en milli- _ meter, närmare bestämt genom vridning av skruven endast bråk- delar av ett varv. För ändamålet bör skruven 38 ha ringa gäng- stigning. Sedan kassetten inställts i önskat, exakt läge slut- åtdrages åter spännkilen 7 under fixering av kassetten jämte tillhörande skär.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de beskrivna och på ritningarna visade utförandena. Sålunda kan uppfinningen även tillämpas på sådana bearbetningselement som inbegriper skär 17 eller likartade skärorgan, t ex diamantflisor, vilka är integrerade med en kassettliknande bärare. Med andra ord är skärorganet i dylika fall stadigvarande förenat med bäraren, t ex genom att vara fastlödd vid denna. Det väsentliga är blott att bearbetningselementet_inbegriper en skäregg.

Claims (7)

10 _ 20 25 30 35 512 977 A 10 Patentkrav __

1. Fräsverktyg innefattande en kring en central geometrisk axel roterbar stomme (1) med en mellan motsatta gavelytor (3, 4) sig sträckande periferisk mantelyta (2) i vilken är utfor- made utåt sig öppnande urtagningar (5), som var för sig är avgränsade av en främre vägg (8), (10) och har till uppgift att mottaga dels ett skärbärande bearbetningselement (6, 6'), dels åtminstone en för fixering av detta i urtagningen anordnad spännkil (7), som är åtdragbar med hjälp av en spännskruv (11) i ingrepp med ett i bottenväggen (10) mynnande, gängat hål (12) i stommen (1), en bakre vägg (9) och en bottenvägg varvid urtagningens (5) bakre vägg (9) uppvisar en första tandning (14) anordnad att samverka med en analog andra tand: ning (15) på en bakre sida av bearbetningselementet, medan den främre väggen (8) är slät för att samverka med en likaledes slät, främre yta anliggningsyta (19) på spännkilen och en främre anliggningsyta (20) på bearbetningselementet båda är släta för att tillåta väsentligen radiell förflyttning av spännkilen relativt bear- betningselementet i samband med fastspänning av detta, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den enskilda urtagningens (5) bottenvägg (10) är delad i åtminstone två på olika radiella avstånd från rotationsaxeln lokaliserade delväggar (10', 10"), vilka àtskiljs av en första ansatsyta (21) som sträcker sig i vinkel relativt tändningen (14) bakre vägg (9) och har till uppgift att samverka med en analog, andra (18) på spännkilen (7), varjämte en bakre i urtagningens (5) ansatsyta (22) på bearbetningselementet, närmare bestämt i syfte att hålla detta i ett exakt definierat läge relativt verktygsstommen (1).

2. Fräsverktyg enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda vinkel mellan den första ansatsytan (21) och tand- ningen (14) (5) bakre vägg (9) är rät, varjämte vinkeln mellan den andra ansatsytan (22) (15) ävenledes är rät. i urtagningens och bearbetningsele- mentets tandning k ä n n e t e c k - (21)

3. Fräsverktyg enligt krav 1 eller 2, att den första ansatsytan sträcker sig n a t därav, 10 U 20 25 30 35 512 977. ~ e H utmed väsentligen hela bredden av urtagningen (5) i omràdet_av dennas botten.

4. Fräsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att detsamma innefattar medel (27, 38) för att vid behov möjliggöra fininställning av bearbetnings- elementets (6, 6') läge relativt verktygsstommen (1), närmare bestämt genom axiell förskjutning av tandningarna (14, 15) relativt varandra från det utgångsläge som bearbetningselemen- _ tet (6) intar då de båda ansatsytorna (21, 22) är i kontakt med varandra.

5. Fräsverktyg enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda medel innefattar dels ett tvärsnittsvis cirkulärt loPP (28) ningselementet (6), dels en försänkning (31) i den bottendel- vägg (lO") som är belägen på det största radiella avståndet från rotationsaxeln, varvid ett separat ställelement (27), som inbegriper ett tvärsnittsvis cirkulärt skaft (29) excenterkropp (30) vid en fri ände av detta, är införbart i loppet för att - med excenterkroppen (30) gripande in i för- sänkningen (31) endast löst àtdragen - genom vridning relativt loppet ombesörja axiell förflyttning som sträcker sig väsentligen radiellt genom bearbet- och en och med spännkilen (7) av bearbetningselementet från sagda utgångsläge.

6. Fräsverktyg enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att i axiell förlängning av bearbetningselementet (6) är (36) med en tandning (15) står i ingrepp med tandningen (14) i urtagningens (5) bakre Vägg (9) (7a) fast stödelementet, varvid sagda fininställningsmedel innefat- tar en i ett genomgående, gängat hål (37) i stödelementet (36) (38). anordnat ett separat stödelement som och att en andra spännkil är anordnad att spänna anordnad skruv

7. Fräsverktyg enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t därav, (36) en mekanisk förbindning av han-/hontyp (41, 42), som säker- ställer att stödelementet i samband med eventuell fininställ- att stödelementet samverkar med verktygsstommen (1) via 512 977 12 ning av bearbetningselementet (6) kan inta ett orubbligt äng: läge oberoende av den andra spännkilens (7a) åtdragningsgrad.