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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung runder Profile mit innenschneidendem, ringförmigem oder aussenschneidendem, scheibenförmigem Werkzeug, insbesondere Fräswerkzeug, bei dem das Werkzeug quer zu seiner Rotationsachse bis zu einer bestimmten Einstichtiefe in das Werkstück eingestochen und anschliessend gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Übergangsbereiches zwischen Einstich und Rundbearbeitung einer gegen- über dem Werkstück umlaufenden Vorschubbewegung zur Herstellung des gewünschten Profils unterworfen wird.
Ein solches Bearbeitungsverfahren wird praktisch immer dann angewendet, wenn nicht nur eine reine Oberflächenbearbeitung beabsichtigt ist, sondern ein in gewissem Sinne von den anschliessenden Oberflächenbereichen abgesetztes Profil herausgearbeitet werden soll. Dabei ist es bereits bekannt, das Werkzeug nicht ganz bis zum gewünschten, das Profil bildenden Querschnitt einzustechen, sondern den Einstich knapp vor diesem Querschnitt zu beenden, damit beim Übergang zur Rundbearbeitung nicht durch ein Freischneiden des Werkzeuges Flachstellen im gewünschten Querschnitt entstehen. Durch diesen Übergangsbereich verbleibt ein gewisser Buckel im Querschnitt, der allerdings bei der Feinbearbeitung leicht zu beseitigen ist.
Abgesehen von diesem Übergangsbereich sind nun bisher aber die Einstichbewegungen des Werkzeuges durchgehend geradlinig und radial, d. h., auch die Rotationsachse der Werkzeuge, seien es innen- oder aussenschneidende Werkzeuge, wird auf einer geradlinigen, radialen Bahn während des Einstichvorganges geführt, bevor dann der relativ zum Werkstück umlaufende Vorschub erfolgt. Diese Einstichbewegung hat aber zur Folge, dass mit fortschreitendem Einstich auch die Schnittlänge immer grösser wird, was zwangsweise zu einer entsprechenden Begrenzung der möglichen Einstichtiefe führt.
Ein langer Schnitt bedingt nämlich auch grosse Spanmulden am Werkzeug, grosse Spanmulden erlauben wieder nur eine schwache Bestückung, eine schwache Bestückung verursacht ihrerseits eine nur geringe Leistung des Werkzeuges und bringt zusätzlich ein ungleichförmiges Arbeiten mit sich, und ein ungleichförmiges Arbeiten setzt wieder die Standzeiten des Werkzeuges herab. Bisher müssen daher für eine Rundbearbeitung mit grösserer Einstichtiefe notgedrungen ungünstige Verhältnisse in Kauf genommen werden, und die Vorteile einer Fräsbearbeitung wären beispielsweise beim Fräsen der Nuten zur Aufnahme der Schaufeln von Turbinenrotoren oder beim Fräsen von Kurbelwellen mit grossen oder runden Wangen nur sehr unvollständig ausnutzbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, nach dem auf relativ einfache Weise unter besten Bearbeitungsbedingungen und ohne die Notwendigkeit spezieller Werkzeugausbildungen Einstiche beliebiger Tiefe erreichbar sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Radialbewegung des Werkzeuges beim Einstechen gleichzeitig eine Bewegung in Umfangsrichtung überlagert wird, so dass die Rotationsachse des Werkzeuges eine zumindest abschnittsweise von der Radialrichtung bezüglich der Werkstückachse abweichende Bahn beschreibt. Durch diese Abweichungen der Einstichbewegung von der durchgehenden Radialrichtung wird auch immer die Schnittlänge entsprechend kurz gehalten, da diese Abweichungen immer nur Teilbereiche des in das Werkstück eindringenden Messerkreisabschnittes zum Einsatz bringen und nicht wie bei der durchgehenden radialen Einstichbewegung den gesamten sich entsprechend vergrössernden Messerkreisabschnitt.
Es versteht sich dabei von selbst, dass hier nur die Relativbewegung zwischen Rotationsachse des Werkzeuges und dem Werkstück von Bedeutung ist und sich diese aus tangentialen und radialen Komponenten zusammengesetzten Abweichbewegungen komponentenweise aufteilen lassen, so dass beispielsweise die radiale Komponente vom Werkzeug und die tangentiale Komponente vom Werkstück durch entsprechende Verdrehung aufgebracht werden könnte. Auf jeden Fall wird durch diese besondere Einstichbewegung auch bei extremen Einstichtiefen eine zu grosse Schnittlänge vermieden, welche Schnittlänge ausserdem durch eine geeignete Wahl der Grösse und Richtung dieser Abweichungen weitgehend beeinflusst werden kann.
Nach Erreichen der gewünschten Einstichtiefe erfolgt dann in üblicher Weise der Übergang zum Rundbearbeiten, wobei sich die letzte Phase der Einstichbewegung leicht und zweckmässig an diesen Übergang anpassen lässt.
Günstig ist es, wenn erfindungsgemäss die Rotationsachse einer zick-zack-förmigen Bahn folgt.
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ruhendem Werkstück allein vom Werkzeug bzw. dessen Rotationsachse ausgeführt werden kann oder aber auch durch Bewegungskombination von Werkzeug und Werkstück erreichbar ist, nämlich durch ein hin-und herdrehbares Werkstück und ein mit seiner Rotationsachse radial zum Werkstück geführtes Werkzeug.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens folgt die Rotationsachse einer kurvenförmigen Bahn. Damit ist eine kontinuierliche Einstichbewegung erreichbar, wobei wieder das Werkzeug allein oder zusammen mit dem Werkstück diese Einstichbewegung durchführen kann.
Verläuft erfindungsgemäss die Bahn der Rotationsachse spiralenförmig, kommt es nicht nur zu einer gewünschten Verkürzung der Schnittlängen, sondern es kann sozusagen ein fliessender Übergang zwischen Einstichbewegung und Vorschubbewegung erreicht werden.
In den Zeichnungen ist das erfindungsgemässe Verfahren an Hand dreier Einstichschemata veranschaulicht, u. zw. zeigen Fig. 1 den Einstichvorgang nach bekannten Verfahren und die Fig. 2 und 3 zwei Möglichkeiten des Einstichvorganges nach dem erfindungsgemässen Verfahren.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist vor allem bei innenschneidenden, ringförmigen Werkzeugen von Bedeutung, da bei diesen innenschneidenden Werkzeugen durch das Anschmiegen des Werkzeugmesserkreises an die Werkstückoberfläche von vornherein bereits grössere Schnittlängen vorliegen als bei aussenschneidenden Werkzeugen. In den Zeichnungen sind daher auch die Verhältnisse beim Einstechen eines innenschneidenden Werkzeuges dargestellt, mit dem von einem Werkstück --1-- ein Profil --2-- relativ kleinen Durchmessers herausgearbeitet werden soll. In der Ausgangsposition liegt dabei der Messerkreis --3-- des nicht weiter dargestellten Werkzeuges konzentrisch zum Werkstück --1--, d. h., auch die Rotationsachse --4-- des Werkzeuges verläuft koaxial zur Werkstückachse.
Wie in Fig. 1 veranschaulicht, wird bisher beim Einstich des Werkzeuges die Rotationsachse
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--5-- geführt,serkreis --3-- bzw. dem Werkzeug relativ zum Werkstück-l-ein um die Werkstückachse umlaufender Vorschub -6-- erteilt, so dass nach einem Umlauf das gewünschte Profil --2-- durch den Messerkopf bearbeitet ist. Die bei der Einstichbewegung auftretenden Schnittlängen sind durch die Kreisbogen --7-- angedeutet und zeigen deren Grösse, die mit üblichen Werkzeugen nicht zu bewältigen wären.
Um die Schnittlängen beim Einstich zu verkürzen, wird nun erfindungsgemäss die Rotations- achse -4a, 4b-- relativ zum Werkstück-l-auf einer von der Radialrichtung abweichenden Bahn geführt, wobei der spezielle Verlauf der jeweiligen Bahn beliebig gewählt werden kann und mit diesem Verlauf die Schnittlänge zu beeinflussen ist.
Wie in Fig. 2 veranschaulicht, kann, um dies zu erreichen, die Rotationsachse --4a-- auf einer zick-zack--linienförmigen Bahn --8-- während des Einstiches bis zum Endpunkt --4a'-- ge- führt werden, bevor mit dem Umlauf. --6a-- begonnen wird. Durch diese zick-zack-förmige Bahn - kommt es, wie die Kreisbögen --7a-- andeuten, zu nur etwa halb so grossen Schnittlängen wie beim geradlinigen Einstichvorgang.
Eine weitere Möglichkeit, die Schnittlängen beim Einstichvorgang durch entsprechende Wahl der Rotationsachsenbahn zu verkürzen, ist in Fig. 3 dargestellt, gemäss der die Bahn --9-- für die Rotationsachse -4b-- vom Ausgangspunkt bis zum Endpunkt --4b'-- einen spiralenförmigen Verlauf nimmt und dann in die Vorschubbewegung --6b-- übergeht. Auch bei dieser Einstichbewegung entstehen, wie die Kreisbögen -7b-- andeuten, wesentlich kürzere Schnittlängen als bei einem durchgehend radialen Einstich, wobei noch dazu eine kontinuierliche Einstichbewegung gegeben ist.
Auf Grund der erfindungsgemässen Führung der Rotationsachse des Werkzeuges auf einer zumindest abschnittsweise von der Radialrichtung abweichenden Bahn --8, 9-- kann, ohne zu gross werdende Schnittlängen in Kauf nehmen zu müssen, für eine Bearbeitung eines runden Profils - praktisch beliebig tief eingestochen werden. Dabei ist selbstverständlich für den Bahnverlauf nur die Relativbewegung zwischen Werkzeug bzw. Rotationsachse und Werkstück massgebend, so dass ein solcher Verlauf durchaus auch aus gleichzeitigen Bewegungen von Werkstück und Rotationsachse entstehen kann.