SE505726C2 - Fastspänningsanordning för skärplattor - Google Patents

Description

15 20 25 505 726 2 som sagt koncentrerad till ett kort, teoretiskt sett punkt- eller linjeformat anliggningsområde mellan skruv och skärplatta, vilket medför stora böjpâkänningar på skruven, vilket i sin tur leder till att denna kan deformeras vid alltför kraftig àtdragning. Vidare är denna konstruktion inte helt tillförlitlig vid stora skärkrafter (dvs vid höga matningar och/eller stora skärdjup), framförallt inte vid stora släppningsvinklar.

I US-A-3 913 197 visar en làsskruv, som är relativt kraftigt vinklad i förhållande till skärplattans normal, varvid skruvskallen bringas att trycka mot två diametralt motstående ytor eller punkter i skârhâlet. Om skruven skruvas upp något, kan skâret avlägsnas. Denna konstruktion är dock direkt olämplig vid positiva skär och lämpar sig endast för skär vars sidoytor bildar rät vinkel mot skärets basyta (s.k. neutrala eller negativa skär).

Vidare beskrivs i US-A-4 430 031 en låsskruv för skârplattor, varvid lásskruvens i skârets centrumhâl upptagna parti är excentriskt utböjt och av mindre tvärsektion än hålets tvârsektion, varigenom en lossvridning av skruven på ungefär % varv möjliggör skärets losstagning från skârlâget. Nackdelen med denna konstruktion är att operatören lätt kan vrida åt för hårt, så att skruvskallens maximala radiella utslag överskrids och skallen återgår radiellt inåt, varvid fastspänningen blir otillräcklig.

Ett första syfte med föreliggande uppfinning är således att framtaga en làsskruv för skârplattor, företrädesvis för vändskâr för skärande metallbearbetning, som inte behöver lossgöras vid byte av skär, och som ger ett möjligast jämnt fördelat fastspänningstryck mot skärplattan.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att framtaga en làsskruv för skärplattor, som inte behöver lossgöras vid byte av skär, som ger en stark och stabil fastspânning samt lång livslängd.

Dessa och ytterligare syften har på ett överraskande sätt lyckats lösas genom att utforma làsskruvens skalle med de i patentkravets 1 kânnetecknande del angivna sârdragen.

I åskàdliggörande men icke begränsande syfte kommer uppfinningen nu att närmare beskrivas under hänvisning till de BNSDOCID: ° ” 10 15 20 25 b) O (A Ut 505 726 3 bifogade ritningarna. Dessa presenteras härmed kort: Figur 1 visar ett vändskâr som är fastspänt i en hållare med en låsskruv enligt uppfinningen.

Figur 2 visar hur vändskäret kan vickas upp när låsskruven gängats upp ett fåtal varv.

Figur 3 visar hur skâret avlägsnats alltmedan låsskruven sitter kvar i hàllaren.

Figur 4 visar en sidovy av en låsskruv enligt uppfinningen.

Figur 5 visar ett tvärsnitt av en skärplatta enligt uppfinningen.

Figur 6 visar hur ett skär kan krängas över skruvskallen enligt uppfinningen.

Figur 7 visar en delförstoring av figur 6.

Figur 8 visar en toppvy av làsskruven enligt uppfinningen.

Figur 9 åskådliggör de för den uppfinningsenliga låsskruven karakteristiska måtten.

I figur 1 är med 1 betecknad en skärhållarkropp, som i den illusterade utföringsformen är en svarvbom. Uppfinningen är dock generellt tillämpbar på alla sorters skärande bearbetning och kan således även appliceras vid exempelvis fräsning och borrning. Således kan det i figur 3 exponerade skärlâget 2 även föreligga i exempelvis en roterande frâskropp och i spetsen av ett borrverktyg.

Skärläget 2 i skârhållarkroppens operativa ândparti omfattar dels en plan bottenyta 3 och dels anliggningsytor 4.

Naturligtvis är skärlâget anpassat till formen pá det skär 5 det är avsett att upptaga. Är skáret.positivt (dvs dess sido- eller slâppningsytor 6 bildar trubbig vinkel med skârets bottenyta), kan anliggningsytorna 4 utföras med motsvarande lutning, såsom visat i figur 3. De kan även utföras med endast sina övre delar 4' (se figur 6) uppvisande en mot skâret motsvande lutning, varvid deras undre delar 4" utgör luftytor.

Skärplattans S form och geometri âr i sig inget väsentligt kännetecken för föreliggande uppfinning. Således kan skâret uppvisa ett flertal polygona grundformer; det kan exempelvis vara kvadratiskt, runt, rektangulârt, trekantigt och BNSDOCID: 10 15 20 25 30 35 505-726 4 sexkantigt. Vidare kan det vara antingen neutralt eller positivt. Det väsentliga skärspecifika kännetecknet för föreliggande uppfinning är att skäret innefattar ett genomgående hål 7 för upptagande av en gängad làsskruv 8, vilken fastskruvas i en gängad urborrning i bottenytan 3.

Làsskruvens 8 utformning framgår närmare av figurerna 4, 7 och 8. Den omfattar i huvudsak på vanligt sätt en cylindrisk del 9, som är helt eller delvis gängad, och en skalle 10. Det särskiljande särdraget gentemot gängse låsskruvar är dock att tvâ i ett radialplan cirkelsegmentformade avsnitt av skallen 10 avlägsnats, varvid två i huvudsak motstående ytpartier 11 uppstått. Dessa kan exempelvis utsträcka sig i två väsentligen planparallella axialplan. Övergången mellan ett ytparti 11 och skallens övriga, rundade mantelyta kan antingen vara skarp över en brytlinje 12, eller överbryggas med en mjuk radie R. Övergången mellan skruvens skalle och den cylindriska delen kan antingen vara skarp, över en ringforming hålkäl, eller ske över en förstârkningsdel 13, som i huvudsak har formen av en stympad kon, jfr. figur 4. Vidare âr skallens toppyta försedd med en centrisk fördjupning 14, vars tvärsnittsform är anpassad till lämpligt vridverktyg. Vanligtvis har fördjupningen formen av en regelbunden sexhörning eller s.k. torx-form, såsom visas i figur 7.

Hålbilden i skârplattan måste anpassas pà visst sätt för att kunna samverka med låsskruven på avsett sätt, vilket framgår av S och 6. Dessa två figurer visar två olika möjliga utföringsformer av skârets hålbild. Det väsentliga särdraget för hålbilden är att denna har en trångsektion eller midja 15 med hålets minsta diameter, varvid hålets ovan och under nämnda midja befintliga sektioner har större diametrar. Den närmast över midjan 15 befintliga sektionen 16 har i huvudsak formen av en stympad kon och är avsedd att fungera som anslag mot skruvens koniska del 13. Företrâdesvis är sektionen 16 utformad med en lätt konvex radie (se figur 5), i syfte att ge distinkt anliggning mot skruven. Den kan dock även vara rak, såsom i figur 6 (samt 9). Den väsentligen cylindriska hålsektionen 17 är avsedd att försânka skruvskallen 10, så att inte denna löper risken att störa spånflödet. Enligt figur 5 är under BNSDOCID: ° 10 15 20 25 30 35 505 726 5 midjepartiet 15 anordnat en diameterstegrande sektion 18, även den i huvudsak med formen av en stympad kon. Denna övergår nedtill i en väsentligen cylindrisk sektion 19. På skârplattans undersida kan anordnas ett grunt urtag 20, vars främsta syfte är att medge distinkt och statiskt välbestämd anliggning mellan skärets undersida och skärlägets bottenyta 3.

Av framförallt presstekniska skål kan hålsektionen under midjepartiet även utformas i enlighet med figurerna 6, 7 och 9. Härvid upptas nämnda hålsektion väsentligen av ett nedåt sig vidgande sektion 19' vilken i huvudsak har formen av en stympad kon. Denna ansluter upptill till midjepartiet 15 via en radieövergàng 18'. I det åskádliggjorda fallet ansluter konsektionen 19' direkt till skârplattans undersida, utan någon grund urtagning 20.

Såsom framgår av figurerna 2 och 6, är det genom förefintligheten av skruvens ytpartier 11 möjligt att träda skärplattan över skruvskallen 10, när skruven skruvats upp ett fåtal varv. I figur 4 är de olika måtten angivna, vilka avgör nödvändig tippningsvinkel atcæh frigángen X mot stödytorna 4,4' samt frigángen Y mot bottenytan 3. Dessa är; Lu, : Skallens utskruvade höjd mot bottenytan 3 Hm, : Höjden på skallens cylindriska mantelyta S : Skärets höjd tl : Skärhàlets höjd över midjan 15 t, : Skärhálets höjd fràn undersidan till midjans 15 övre begränsningslinje an : Skârets skårspecifika släppningsvinkel iC : Skärets "iC-mätt? (dvs diametern pà maximal inskriven cirkel ß : Skärhålets övre konvinkel (ytans 16 konvinkel) ax : Skruvskallens konvinkel dl : Skärhälets minsta diameter (midjans 15 diameter) dz : Skärhàlets övre mynningsdiameter B : Avståndet mellan en punkt på skruvskallens cylinderformade periferiyta och denna punkts diametralt motsatta skärningspunkt mellan förlängningen på skallens kona och förlängningen BNSDOCI D: 10 15 20 25 30 505 726 6 på diametern genom nämnda punkt C : Avståndet mellan ovannämnda skàrningspunkt och en punkt på skallens kona 13 utgörande skärningspunkten mellan nämnda kona och en linje utgående från ovannämnda punkt (se definition av B) som går genom skruvens centrumaxel och anger vinkeln ac, med vinkelspetsen i nämnda punkt Dä : Skruvskallens diameter Tä : Stödytans 4 (resp. 4' + 4") höjd WH : Det vinkelräta avståndet mellan ytorna ll (fig.7) Beräkningen av den erforderliga tippningsvinkeln av samt avstånden B och C sker enlig följande: B Hscr'tg (use/z) + Dsc c B/2 iflvls/2)* - (B= - d,=) at = arcsin[C-sin(90-ag/2)/dfl Minsta möjliga tippningsvinkel at eftersträvas. Såsonx framgår ovan, är denna vinkel beroende av Du och dlsamt även av Egg och vinkeln qü. Exempelvis påverkas am gynnsamt om skillnaden mellan Dæ och dLär liten, om HN, är litet och/eller om ax är stor. _ Om exempelvis Du = 8,5 mm, d1= 8 mm, au = 60° och Hag = 0,544 mm, erhålls följande resultat: B = 8,814 mm C = 2,01 mm Q, = 12,s7° Beräkningen av frigàngen X resp Y sker enligt följande samband: X = [(Læ! - Tu)-tg(an + QQ +-(IC/2 + Dæ/2 (S - TN)- tganH -cos(oz,, + at) - (IC/2 + dl/z ~ tl-tgan) -cosorn Y = LW, - (IC/2 + di/2 - ti-tgan)-sina: - t,/cosan-cos(an + aQ Frigàngen mellan skär och skârlâge påverkas således BNSDOCID: 10 15 20 25 30 505 726 7 bl.a. av antalet varv som skruven gängas upp (Læ, år en funktion av antalet varv), måttet T” och skärets slâppningsvinkel an. Med ett givet utseende på skäret, är det skillnaden mellan Lu: och Tæ som kan påverkas. Företrädesvis ska förhållandet Lgu/Tß vara så stort som möjligt. Således är det påbjudet att eftersträva en ökning av Läu och/eller en minskning av Tü.

Om exempelvis LN, = 7,92 mm, Tæ = 5,75 mm, an = 7°, ut = 12,57°, Ic = 20 mm, n” = 6,5 mm, s = 6,35 mm, d, = s mm, t, = 1,91 mm och tz = 4,44 mm, erhålls ett värde för X på 0,42 mm och ett värde för Y på 0,71 mm.

Om ett neutralt skär används, varvid stödytorna 4 är helt vinkelräta mot bottenytan 3 (dvs an = 0), men övriga värden förblir oförändrade, erhålls ett X-värde på 0,39 mm och ett Y- värde på 0,54 mm.

Vid de exemplifierade beräkningarna har skruven gângats ut 2% varv.

Vinkeln ß bör företrädesvis vara mindre eller lika med ax.

Vidare måste Wm vara mindre än dy Wu,bör inte vara så litet att skruven onödigtvis försvagas men ej heller så stor att avkrängningen av skäret onödigtvis försvåras. I och för.sig kan Wm vara lika med skruvgängans diameter, men då måste även hålet 14 förminskas motsvarande. Lämpligen är förhållandet Wm/dm mellan 0,60 och 0,95, företrädesvis mellan 0,8 och 0,95.

Med avseende på Du är en lämplig kompromiss att Wu utgör mellan 65 och 90% av Dx, företrädesvis mellan 70 och 80%.

Till yttermero bör förhållandet att avkrängningen av skäret onödigtvis försvåras, men ej heller så litet att den tryckmottagande_överlappningen mellan skruv och skärhål blir otillräcklig. En lämplig kompromiss är att nämnda förhållande ligger mellan 0,80 och 0,97, företrädesvis mellan 0,85 och 0,95. Ãven det trängsta midjepartiets 15 höjdläge i skärhålet bör anpassas för att inte nödvândiggöra onödigt stor diameter på skärhålets undre cylindriska sektion 19. Ett lämpligt förhållande t,/S är 0,55 till 0,85, företrädesvis 0,60 till 0,80.

Det undre partiets 19 diameter bör företrädesvis vara större eller lika med dz.

BNSDOCID: 10 15 20 25 .S05 726 8 Midjepartiets 15 diameter dg bör anpassas till d, för att ge optimal skärstyrka och optimal fastspänningskraft, varvid dessa aspekter måste avvágas i relation till skärets avkrängbarhet frán làsskruven. Ett lämpligt förhållande di/d, är 0,75 - 0,95, företrädesvis 0,80 till 0,90.

Skruvskallens koniska del 13 bör ha en konvinkel am på mellan 50 och l80°, företrädesvis mellan 50 och 90°. I vilket fall, bör den, som nämnts ovan, vara större än hàlsektionens 16 konvinkel ß.

Hàlsektionens 19,19' nedre mynningsdiameter bör ej vara så stor att den onödigtvis försvagar skäret, men à andra sidan ej alltför liten, eftersom den måste tillåta tillräckligt spel när skâret tippas med vinkeln atinär det ska lossas.

Sålunda har genom föreliggande uppfinning den väsentliga fördelen uppnåtts, att en fastspänning ernàtts som är praktiskt taget likvärdig med en normal, rotationssymmetrisk làsskruvs, men som ej behöver gängas upp mer än maximalt fyra varv, vanligen mellan tvâ och tre varv, för att avlägsna skâret.

Dessutom passar skruven och skäret i redan existerande skärlägen, utan att nâgra förändringar i övrigt måste vidtagas.

Snabb och enkel montering/demontering kan företas, utan att spânnkrafternas riktning förändras under monteringens/demonteringens gång. Framförallt ligger skäret kvar i läget även när skruven lossats.

Själva skârplattan är pà känt sätt tillverkat av ett härdmaterial såsom hárdmetall eller olika keramer. Vanligen är det tillverkat av direktsintrad hàrdmetall, antingen belagd eller obelagd.

BNSDOCID: ' °

Claims (8)

505 726 PATENTKRAV

1. Làsskruv för fastspänning av skärplattor för skärande bearbetning, framförallt av metaller, vilken skruv (8) är 5 huvudsakligen rak och trädes igenom ett genomgående centrumhål (7) i skärplattan och gängas fast i en gängad urborrning i ett för upptagande av skärplattan avsett skärläge (2), vilket skärläge är utformat i en skärhàllarkropp, såsom en svarvbom, en fräskropp eller ett borrverktyg, k ä n n e t e c k n a d därav, 10 att dess skalle (10) fasats av vid åtminstone tvà ställen för att möjliggöra att skärplattan kan trädas över lásskruvens skalle (10) sedan den gängats upp endast ett fåtal varv, utan att lösgöras ur den gängade urborrningen, varvid avfasningarna utgörs av två motstàende ytpartier (ll) pà skruvskallen. 15

2. Làsskruv enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ytpartierna (ll) är huvudsakligen plana.

3. Làsskruv enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att 70 ytpartierna (11) sträcker sig i varsitt axialplan, vilka befinner sig pà motstàende sidor om skruvens centrumaxel.

4. Làsskruv enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att de tvà axialplanen är huvudsakligen planparallella. 25

5. Làsskruv enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att det vinkelräta avståndet mellan de två väsentligen planparallella ytpartierna (ll) utgör mellan 65 och 90% av skruvskallens diameter (Du). 30 Bwsnocm; 505 726 m

6. Fastspänningsanordning för skärplattor för skärande bearbetning, framförallt av metaller, innefattande en huvudsakligen rak låsskruv (B), vilken trädes igenom ett genomgående centrumhàl (7) i skärplattan och gängas fast i en 5 gängad urborrning i ett för upptagande av skärplattan avsett skärläge (2), vilket skärläge är utformat i en skärhållarkropp, såsom en svarvbom, en fräskropp eller ett borrverktyg, k ä n n e t e c k n a d därav, att làsskruvens (8) skalle (10) fasats av vid åtminstone tvà ställen för att möjliggöra att 10 skärplattan kan trädas över làsskruvens skalle (10) sedan skruven gängats upp endast ett fåtal varv, utan att lösgöras ur den gängade urborrningen, varvid avfasningarna utgörs av två motstàende ytpartier (ll) pà skruvskallen. 15

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att avfasningarna pà skruvskallen utgörs av två väsentligen planparallella, diametralt motstàende ytpartier (ll).

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n ald “O därav, att skärplattans genomgående centrumhàl (7), uppvisar ett! trängsta midjeparti (15) mot vars översida skruvskallens (10) undersida trycker vid fastspänning av skärplattan i skärläget. BNSDOCID: