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Werkzeug zur Herstellung von gezahnten Oberflächen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zur Herstellung gezahnter Oberflächen an freifliegend an einer Drehbank od. dgl. angeordneten zylindrischen Werkstücken unter Anwendung von stirnseitig spanabhebenden Schneidrädern.
Zur Herstellung gezahnter Oberflächen an freifliegend angeordneten Werkstücken wurde bereits vorgeschlagen, mehrere Schneidräder an einem Schneidkopf so anzuordnen, dass die Schneidräder auf radial am Schneidkopf verstellbaren Trägern gelagert sind.
Derartige Geräte erfordern aber eine sehr sorgfältige Bedienung. Die Einstellung der Schneidradträger auf den gerade erforderlichen Werkstückdurchmesser und die gewünschte Verzahnungstiefe ist für den Durchschnittsarbeiter eine über sein Können gehende Präzisionsarbeit. Da ausserdem ein einmal eingestelltes Werkzeug bei nicht sehr sorgfältiger Behandlung leicht unbeabsichtigt verstellt werden kann, eignet sich ein solches Gerät nicht gut in der Massenproduktion von Werkstücken mit gezahnten Oberflächen.
Es wurde versucht, diesem Mangel durch einen Vorschlag abzuhelfen, die Schneidräder an dem als Träger derselben ausgebildeten Schneidkopf unverstellbar anzuordnen.
Dieser Vorschlag ist aber bei spanabhebend arbeitenden Schneidrädern, bei denen die Achsen der Schneidräder zur Vorschubrichtung geneigt sind, nicht ohne weiteres durchführbar.
Gemäss der Erfindung muss beachtet werden, dass von den drei an einem als Träger ausgebildeten Schneidkopf mit fest an diesem eingestellten Achsen in einem Kreis angeordneten Schneidrädern zwei der Schrägflächen, auf welchen die Schneidräder gelagert sind, denselben Winkel a mit der Axialschnittebene einschliessen, während die dritte Schrägfläche unter einem Winkel ss =- < x zur Axialschnittebene geneigt ist.
Vergleichende Versuche haben ergeben, dass nur durch diese erfindungsgemässe Massnahme die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Schneidräder an einem Schneidkopf unverstellbar anzuordnen, einwandfrei realisierbar ist.
Mit einem Satz von Werkzeugen dieser Art, wobei jedes Werkzeug auf einen bestimmten Werkstück-
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entspricht dem Wesen der Massenproduktion, dass nur eine beschränkte Anzahl von verschiedenen Dimensionen gewählt wird. Man kommt daher innerhalb eines produktionsprogrammes auch mit einer beschränkten Anzahl von Werkzeugen aus.
Die Vorteile von fest eingestellten Schneidrädern wären unter anderem das leichte Einstellen des gesamten Werkzeuges - es muss lediglich eine Zentrierung des Werkzeuges in seiner Gesamtheit vorgenommen werden, ein Einstellen auf den Durchmesser des Werkstückes erübrigt sich-ferner die kleine Dimensionierung des Werkzeuges, bedingt durch den Wegfall einer Reihe von Verstellorganen. Diese Eigenschaft ist wichtig im Hinblick auf die Verwendung des Werkzeuges bei Revolverdrehbänken. Je kleiner ein Werkzeug, um so mehr Werkzeuge können an einem Revolverkopf gleichzeitig angebracht werden. Nicht zuletzt ist auch die durch die einfache Bauweise ermöglichte Stabilität ein Vorteil derartiger Werkzeuge.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen näher erläutert.
Fig. l zeigt in einer stirnseitigen Ansicht und Fig. 2 in einer Seitenansicht ein Werkzeug zur Erzeugung einer sogenannten Fischhauträndelung. Die Fig. 3 ist ein Zylinderschnitt nach der Linie I - I der Fig. l.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l und 2 besteht das erfindungsgemässe Werkzeug aus einem zylindrischen Schneidkopf 1, in dessen Stirnkante 2 drei keilförmige Einkerbungen vorgesehen sind.
Auf je einer der Schrägflächen 3 der Einkerbungen ist ein Schneidrad 4 mit einer zur Schrägfläche 3 normal stehenden Achse angeordnet. Die Achse des Schneidrades ist in radialer Richtung unverstellbar in der Schrägfläche 3 der Einkerbung gelagert.
Bei zwei von den drei Einkerbungen ist die Schrägfläche 3, welche das Schneidrad 4 trägt, unter demselben Winkel a = 600 gegen die betreffende Axialschnittebene 5 geneigt, bei der dritten Einkerbung schliesst die das Schneidrad 4 tragende Schrägfläche 3 mit der zugehörigen Axialschnittebene 5 einen
Winkel von ss = - a = - 60 ein (Fig. 3).
Die Schneidräder 4 besitzen Zähne 6, welche längs der Erzeugenden des zylindrischen Umfanges der
Schneidräder 4 verlaufen.
Die Schneidräder 4 ragen über die Innenfläche des zylindrischen Schneidkopfes 1 in den Bereich der Freibohrung 7 hinein, u. zw. jedes Schneidrad 4 um dieselbe feste Distanz, so dass sie eine mit der Achse des Schneidkopfes 1 konzentrische Zylinderfläche 8 berühren.
Mit dieser Vorrichtung, kann ein zylindrisches Werkstück 9 mit einer Verzahnung versehen werden, welche man als Fischhauträndel bezeichnet. Voraussetzung ist, dass das Werkstück 9 einen Durchmesser besitzt, der gleich dem Durchmesser der Freibohrung 7 ist oder etwas geringer, jedoch auf keinen Fall kleiner oder gleich dem Durchmesser der Zylinderfläche 8, welche die Schneidräder von innen berührt.
Im bevorzugten Fall, dass der Durchmesser des Werkstückes 9 gleich dem Durchmesser der Freibohrung 7 ist, wird eine Verzahnungstiefe erzielt, die der Differenz der Radien von 7 und 8 entspricht.
Die Verzahnung wird durch spanabhebendes Arbeiten der Schneidräder 4 am Werkstück 9 erzielt.
Diese Wirkung tritt ein, wenn sich das Werkstück 9 mit einer gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit in Richtung der Achse des Werkstückes 9 grossen Umfangsgeschwindigkeit dreht. Die Stirnflanken der Zähne 6 des Schneidrades 4 sind daher die eigentlichen arbeitenden Teile.
Es ist bemerkenswert, dass die Abnützung der drei Schneidräder eine gleichmässige ist, obgleich für die in der einen Richtung verlaufenden Rillen zwei Schneidräder arbeiten, während die Rillen in der andern Richtung von nur einem Schneidrad ausgefräst werden. Der Grund liegt darin, dass dem einzelnen Schneidrad an den Kreuzungsstellen der Rillen die Fräsarbeit bereits durch die beiden andern Schneidräder vorweggenommen ist.
Das Werkstück wird an einer Drehbank freifliegend eingespannt. Den Schneidkopf 1 bzw. seinen Schaft 10 spannt man ebenfalls an geeigneter Stelle der Drehbank fest. Da für exaktes Arbeiten ein genaues Einstellen des Schneidkopfes 1 in bezug auf das Werkstück 9 unerlässlich ist, ist es zweckmässig, den Schneidkopf 1 mit einer Zentriereinrichtung 11 beispielsweise nach der österr. Patentschrift Nr. 185198 auszustatten. Diese Zentriereinrichtung 11 ist gemäss Fig. l und 2 zwischen dem Schaft 10 und dem eigentlichen Schneidkopf 1 angeordnet.
Um einen grossen axialen Bereich am Werkstück bearbeiten zu können, ist es zweckmässig, die Freibohrung nicht nur im Schneidkopf 1 selbst, sondern durchgehend auch in der Zentriervorrichtung 11 und im Schaft 10 vorzusehen.
Im Schneidkopf 1 sind Löcher 12 vorgesehen, welche die Freibohrung 7 bzw. das darin geführte Werkstück 9 von aussen zur Abfuhr der Späne und Zufuhr der Kühlflüssigkeit leichter zugänglich machen.
Will man mit dem erfindungsgemässen Werkzeug eine achsparallele Verzahnung (Flachrändel) herstellen, dann muss man nur solche Schneidräder verwenden, deren Zähne nicht längs der Erzeugenden ihres zylindrischen Umfanges, sondern schräg dazu angeordnet sind, u. zw. so, dass bei allen drei Schneidrädern der gerade im Eingriff am Werkstück stehende Zahn parallel zur Achse des Werkstückes verläuft.
Die sonstigen Merkmale, wie das Hineinragen der Schneidräder in die Freibohrung, die unverstellbare Lagerung der Schneidradachsen, die Zentriereinrichtung, die Löcher im Schneidkopf u. a. bleiben unverändert. Auch die Tatsache, dass zwei der Schrägflächen, auf welchen die Schneidräder gelagert sind,
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Wegen der unverstellbaren Lagerung der Schneidradachsen ist jeder Schneidkopf nur für einen einzigen ganz bestimmten Werkstückdurchmesser anwendbar. Man wird in der Praxis daher einen Satz von verschieden grossen Schneidköpfen benötigen. Die Durchmesser der Freibohrungen sind dabei nach den genormten Werkstückdurchmessern abgestuft.
In weiterer Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispieles kann man auch anders geformte Schneidköpfe verwenden. Die Zylinderform ist nicht unbedingt notwendig, wohl aber sehr zweckmässig, vor allem im Hinblick auf die damit verbundene einfache Herstellung. Auch die Tatsache, dass im Schneidkopf zur Führung des Werkstückes die Anordnung einer zylindrischen Freibohrung zweckmässig ist, spricht für die
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Wahl einer zylindrischen Aussenform des Schneidkopfes. Auf diese Weise kommt man mit dem geringsten Materialverbrauch aus, was sich auch in einem geringen Gewicht des Schneidkopfes auswirkt.
Die Anordnung der Schneidräder auf Schrägflächen in der Stirnkante des Schneidkopfes ist eine sehr zweckmässige Massnahme, durch die sich die Verwendung von jeglichen gesonderten Teilen als Träger der Schneidräder erübrigt.
Zum besseren Schutz der Schneidräder ist es vorteilhaft, diese vollständig innerhalb der äusseren Zylinderfläche des Schneidkopfes anzuordnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Werkzeug zur Herstellung gezahnter Oberflächen an freifliegend an einer Drehbank od. dgl. angeordneten zylindrischen Werkstücken unter Anwendung von stirnseitig spanabhebenden Schneidrädern, wobei drei Schneidräder an einem als Träger desselben ausgebildeten Schneidkopf mit fest an diesem eingestellten Achsen in einem Kreis angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Schrägflächen, auf welchen die Schneidräder gelagert sind, denselben Winkel a mit der Axialschnittebene einschliessen, während die dritte Schrägfläche unter einem Winkel ss a zur Axialschnittebene geneigt ist.