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Vorrichtung zum Umfangfräsen grosser Werkstücke, insbesondere von Stahlingots
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung bzw. eine Werkzeugmaschine zum Umfangfräsen grosser Werkstücke, insbesondere von solchen besonders grosser Dimensionen und Gewichte wie Ingots, Walzen, Radsätze, Wellen od. dgl., die zur Bewegung und Bearbeitung grosser Kräfte bedürfen oder diese erfordern.
Bisher wurden zur Bearbeitung und zum Putzen von Stahlblöcken vor dem Walzen in der Hauptsache Hobelmaschinen und Drehbänke verwendet, denen verschiedene schwerwiegende Nachteile anhaften. So ist z. B. bei den Hobelbänken im allgemeinen der technische Aufwand im Verhältnis zur Leistung unbefriedigend, während bei den Drehbänken die Bearbeitung der Vierkantblöcke eine komplizierte Steuerung für die schwingende und die hin-und hergehende Bewegung des Werkzeuges voraussetzt. Ausserdem erfordern die hohen Schnittkräfte eine sehr schwere Ausbildung dr Maschine.
Man hat bereits erkannt, dass min das bisher
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Fräsern hoher Umfanggeschwindigken : auch mit beste Erfolg auf das Bearbeiten von Werkstücken runden oder axialsymmetrischen bzw. ähnlichen Querschnittes anwenden kann. Es ist bereits eine Maschine bekannt, bei welcher das Schnellfräsen mit Schnittgeschwindigkeiten bis zu 1000 ml'Min. für Aluminiumblöcke in Anwendung kommt. Bei dieser Maschine ist der Fräser auf einer Spindel befestigt, die in einem Spindelstock gelagert ist, der in bezug auf das Werkstück längs und quer bewegt bzw. gesteuert wird, während der konische Aluminiumblock eine umlaufende Bewegung ausführt. Der Frässpindelstock bildet mit dem Motor zusammen ein Aggregat.
Um die Fräsarbeit auf dem umlaufenden Werkstück nach einer Schraubenlinie vor sich gehen zu lassen, ist das Fräsaggregat in einer vertikalen und horizontalen Ebene verdreh-und feststellbar. Bei dieser bekannten Maschine besteht das Fräswerkzeug aus einem Stirnfr ser, dessen Durchmesser bedingt durch die Lagerung der Frässpindel verhältnismässig gross sein muss.
Ein solcher Fräser erfordert ein grosses Über- setzungsverhältnis zwischen Motor-und Frässpindeldrehzahl, welches einen einfachen und leichten Ausbsu der Maschine wegen der räumlichen Behinderung durch Reitstock und Werkstück sehr erschwert und ausserdem die Anordnung eines erforderlichen Schwungrades nicht gestattet. Für die Bearbeitung von grossen schweren Stahlblöcken ist diese Maschine nicht geeignet.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Maschine leichter Bauart, die die Bearbeitung von Stahlblöcken durch Anwendung des Schnel1fräsens ermöglicht. Dieses Umfangschnellfräsen grosser Werkstücke aus Stahl wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass ein aus Frässpindelstock und Motor bestehendes Aggregat, welches in bekannter Weise quer zum Werkstück steuer-und einstellbar ist, zu letzterem eine Schräglage einnimmt, bei der die Frässpindelmittelachse und die Umfangerzeugende des Werkstückes, gegen welche das Fräswerkzeug zum Eingriff kommt, einen spitzen Wmkel einschliessen, so dass einerseits die Anordnung eines, mit einer grossen Anzahl von Hartmetallstählen bestückten und mit grosser Drehzahl laufenden Messerkopfes kleinen Durchmessers und anderseits die Anordnung schwerer Schwungmassen,
ohne raumlichc Behinderung durch Reitstock bzw. Werkstück ermöglicht ist. Diese erfindung-
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spindelstockes samt Antnebsmotor schafft bei der Bearbeitung schwerer Stahlwerkstucke die Voraussetzung, Schnittgeschwindigkeiten von 200 bis 300 m/AfM. bei einem Werkstückvorschub von fM/jMtss. anwenden zu können. Bei diesem Verhältnis von Schnittgeschwindigkeit des Fr swerkzeuges und Werkstückvorschub ergeben sich geringe Zerspanungskräfte, die für den leichten Aufbau der Maschine eine Grundvoraussetzung bilden. Durch die Verwendung von Fräswerk- zeugen mit kleinem Durchmesser kann bei geringem Übersetzungsverhältnis zwischen Motordrehzahl und Frässpindeldrehzahl bei vorgegebener Schnittgeschwindigkeit eine grosse Drehzahl des Fräswerkzeuges erreicht werden.
Die Fräserwelle kann direkt vom Motor mittels eines Keilriementriebes ohne Zwischenschaltung von Getriebeteilen angetrieben werden. Die vorgeschlagene Lage der Frässpindel lässt ferner die für Stahl bedingte, stärkere Bauart derselben und ferner die Anordnung eines schweren Schwungrades zu, ohne dass räumliche Behinderungen durch Reiistock und Werkstück entstehen. Als Fräs- werkzeug finden mit Hartmetailstählen bestückte Messerköpfe Anwendung. Der einzelne Messer-
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nur eine sehr kurze Zeit im Schnitt, während ein Vielfaches dieser Zeit zur Abkühlung zur Verfügung steht. Bei der Bearbeitung von Leichtmetallen ist eine Schnittgeschwindigkeit bis zu 5000 mf Min. erreichbar.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung.
1 ist der Reitstock und 2 der Spindelstock der Werkzeugmaschine, die einen entsprechenden Fundamentrahmen 3 aufweist, auf welchem ausserdem vorne auf den Führungen 4 und 5 das Fundament 6 des Fräseraggregates gleiten kann. Zwischen dem Reitstock 1 und dem Spindelstock 2 ist in bekannter Weise das Werkstück 7, z. B. ein konischer Ingot oder Edelstahlblock, eingespannt. Mit 8 ist der Getriebekasten für den Antrieb des Werkstückes bezeichnet, an welchem der Antriebsmotor 9 angeflanscht ist. Mit diesem Antrieb wird zugleich über ein nicht näher dargestelltes Getriebe z. B. ein doppeltes Schneckengetriebe und ein Wechselrädergetriebe und über eine Spindel JC ein weiteres Kegelrädergetriebe in dem Getriebekasten 11 zum Antrieb der Schablonenspindel , angetrieben.
Ausserdem ist eine weitere Welle 13 vorgesehen, durch welche dieser Antrieb über den Getriebekasten 13 a auch noch mit der Zugspindel 14 verbunden ist. Über Zugspindel14, Schablonenspindel12 und Zahnstangen 15 erhält das Schienenbett 16 bzw. das auf der Grundplatte 6 angeordnete Fräseraggregat seine Bewegung. Die Längsbewegung des Fräseraggregates erfolgt automatisch oder von Hand aus.
Für die Querbewegung des Fräseraggregates mm Werkstück ist eine hydraulische Kopiersteuerung vorgesehen. Diese Steuerung kann auch von Hand aus erfolgen. Der Kegel des Reitstockes ist durch eine Einrichtung 17 hydraulisch verstellbar, aber auch durch Hand bei 18 einstellbar und durch eine Klemmung bei 19 feststellbar. Bei 20 ist eine Getriebekupplung vorgesehen, um die Schablone aus-und einschalten zu können, da mit der gleichen Werkzeugmaschine auch runde Grossquerschnitte bearbeitet werden können. Mit 21 ist der eigentliche Fräserkopf (Messerkopf) bezeichnet, welcher mit einer Anzahl von Ausnehrnuiigen versehen ist, in welche die Messer- schäfte mit Hartmetallplättchen eingebracht sind. Diese Schäfte sind mit Feder und Nut versehen, um ihre richtige Lage erzwingen zu können und ein leichtes Einsetzen sowie eine Sicherung gegen Verdrehen zu erreichen.
Jeder Messerschaft ist ausserdem mit Klemmschrauben festgeklemmt. Der Frässpindelstock ist vom Gehäuse 22 umschlossen. Auf dem Gehäusefortsatz 23 ist der Frässpindelmotor 24 befestigt. Das aus Frässpindelstock und Motor bestehende Aggregat ist zur Achse des Werkstückes in einer solchen Schräglage angeordnet, dass Frässpindelachse und Umfangerzcugende des Werkstückes, gegen welche das Fräswerkzeug zum Eingriff kommt, einen spitzen Winkel einschliessen, der die Anordnung des mit einer grossen Anzahl von Hart- metallstählen bestückten Messerkopfes 21 kleinen Durchmessers ermöglicht. Dieser Messerkopf kleinen Durchmessers wird vom Motor aus über die als Keilriemenscheibe ausgebildete Riemenscheibe 25, Keilriemen 26 und grosser Riemenscheibe 27 angetrieben.
Dadurch erhält der Messerkopf eine grosse Drehzahl im direkten Übersetzungsverhältnis. Auf der Frässpindel wird ferner das Schwungrad (nicht gezeichnet) ohne räumlicher Behinderung durch Reitstock und Werkstück angeordnet.