AT390751B

AT390751B - Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten der kanten von blechen

Info

Publication number: AT390751B
Application number: AT0357584A
Authority: AT
Original assignee: Linsinger Maschinenbau Gmbh
Priority date: 1984-01-11
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1990-06-25
Also published as: JPS60146608A; ATA357584A; DE3400661C1

Description

Nr. 390 751

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten der Kanten von Blechen, insbesondere von fortlaufenden Blechbändem, durch Fräsen, wobei das Blech an den Schneidkanten von Schneidelementen rotierender stumpfkegelförmiger Fräswerkzeuge vorbeigeführt wird, deren Drehachsen in bezug auf die zu bearbeitende Fläche in einer zur Vorschubrichtung der Fläche rechtwinklig verlaufenden Normalebene so geschwenkt wird, daß sie mit der Fläche einen dem halben Kegelscheitelwinkel der Fräswerkzeuge entsprechenden Winkel einschließen.

Aus der DE-AS 15 02 100 ist ein derartiges Verfahren zum Fräsen der Schmalseite von fortlaufenden Metallbändem als Stand der Technik aufnehmbar. Bei diesem Verfahren wird das Blechband geradlinig und eben bewegt

Werden so große Vorschubgeschwindigkeiten für einen großen Kommafaktor und einem großen Kegelwinkel mit einer entsprechend großen Schnittiefe realisiert, - sind durch den dadurch bedingten langen Eingriff der Schneiden im Werkstück, kegelförmige Fräswerkzeuge mit sehr langen Messern (Schneidelementen) notwendig. Diese extra langen Messer sind allerdings sehr schwierig herzustellen und verursachen deshalb hohe Werkzeugkosten. Außerdem entsteht ein weiterer Nachteil dadurch, daß der sehr schräg nach oben gerichtete Eingriff der Fräsmesser durch den daraus folgenden sehr stumpfen Eingriffswinkel, in dem zu bearbeitenden Werkstück starke Vibrationen erzeugt, die unter anderem zu Messerbrüchen fuhren können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens, anzugeben, mit dem in einfacher und kostensparender Weise unter Beibehaltung großer Schnittiefe, Spanstärke, Schnittgeschwindigkeit und gleichen oder kleineren Fräswerkzeugduichmessem die Vorschubgeschwindigkeit, unter Verwendung kleiner bzw. kleinerer Messerlängen, erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß dem jeweils zu bearbeitenden Teil eines Werkstückes bzw. (Blechbandes) durch etwa senkrecht zu seiner Breitseite ausgeübte Druckkräfte eine etwa kreisbogenförmige Krümmung in Längsrichtung im Bereich der etwa kreisbogenförmigen Bewegung der Fräsmesser erteilt wird, und daß das Blech in diesem Bereich in dem Eingriffsbereich der Fräswerkzeuge gehalten wird.

Um die volle Bewegungsbahn der Fräsmesser über das zu bearbeitende Werkstückteil auszunutzen, ist es vorteilhaft, wenn die innerhalb des Kreisringausschnitts liegende Bahn etwa sinusförmig verläuft, sie kann aber auch eine Kurve bilden, die z. B. aus Kreisbögen und Geraden besteht

Das durch die Andruck- bzw. Umlenkmittel geführte Blechband erhält durch die annähernd sinus- bzw. wellenförmige Bahn im Bearbeitungssektor eine hohe Eigensteifigkeit und eine zu herkömmlichen Verfahren sehr große Eingriffslänge zwischen Eingriffspunkt und Ausgriffspunkt der Schneidelemente, die die Verwendung von Fräswefkzeugen mit sehr großen Kegelwinkeln, bei gleicher Schnitttiefe und kleinen Messerlängen, und dadurch die Einstellung eines sehr kleinen Eingriffswinkels des Messers zur Bearbeitungsebene ermöglicht. Dieser kleine Eingriffswinkel bringt eine Steigerung des Kommafaktors.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird durch entsprechende Führung des Blechbandes bzw. dessen Bahn oder Vorschubrichtung im Verhältnis zu der Schnittrichtung bzw. Eingriffslinie der Schneidkanten des Schneidelementes, welches am nächsten zum Blech bzw. am Eingriffspunkt liegt, ein kleiner Eingriffswinkel ermöglicht. Dieser kleine Eingriffswinkel hat den Vorteil, daß die Vibrationen des Blechbandes beim Eingriff der (des) Schneidelemente(s) in das Werkstück erheblich reduziert werden.

Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zum Fräsen der Schmalseiten von Blechen, insbesondere fortlaufenden Blechbändem, mit an rotierenden, kegelförmigen Fräswerkzeugen angeordneten Schneidelementen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Krümmung des Bleches ein eine Bahn in einem Kreisringausschnitt, der von den Schneidelementen bestrichen wird, Andruck- bzw. Umlenkmittel vorgesehen sind.

Die Erfindung benutzt vorteilhafterweise zur Umlenkung bzw. Führung des Blechbandes im Fräsbereich bzw. Einführungsbereich Andruck- bzw. Umlenkmittel, die sich jeweils beidseitig des Bandes gegenüberliegend angeordnet sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorteilhafterweise für die Umlenkung des Blechbandes eine Walze und entsprechende Andruck- bzw. Bandführungsrollen die das Blechband an diese pressen, vorgesehen. Durch diese Andruck- bzw. Umlenkmittel wird eine etwa sinusförmig verlaufende Bahn des Blechbandes im Fräsbereich ermöglicht. Diese etwa sinusförmig verlaufende Welle des Blechbandes im Bearbeitungsbereich hat den wesentlichen Vorteil, daß im Eingriffsbereich der Schneide ein kleiner spitzer Eingriffswinkel ermöglicht wird und daß durch die Biegung des Bleches (Welle) eine wesentlich erhöhte Steifigkeit des Bandes im Eingriffsbereich (Bearbeitungsbereich) des Fräsers auftritt, so daß ein Bearbeiten von sehr dünnen Blechen bzw. Blechbändem ermöglicht wird.

In noch weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind für die Andruck- bzw. Bandführungsrollen hydraulische und/oder mechanische Betätigungsaggregate vorgesehen, die das durchlaufende Blechband in einer vorgesehenen Bahn führen. Diese Andruck- bzw. Umlenkmittel können gemeinsam auf einem Trägerelement befestigt sein.

Um gleichzeitig beide Kanten von Blechen bzw. Blechbändem einer Andruck- bzw. Umlenkvorrichtung bearbeiten zu können, sind zwei symmetrisch zur Mitte des zu behandelnden Bleches über ein Getriebe von einem Antriebselement angetriebene Kegelfräser abstandsveränderbar angeordnet. -2-

Nr. 390 751

Weitere Einzelheiten, Maßnahmen und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch das Kegelfiäsen (Raumfräsen) in Vorderansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1, 5 Fig. 3 eine Draufsicht von Fig. 1,

Fig. 4 den geometrischen Zusammenhang zwischen s und s (Kommafaktor),

Fig. 5 schematisch das erfindugsgemäße Verfahren, bei dem ein Blechband in Form einer Welle durch den Fräsbereich läuft, in Vorderansicht,

Fig. 6 eine Seitenansicht von Fig. 5, 10 Fig. 7 eine Draufsicht von Fig. 5,

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Anordnung von sich gegenüberliegenden Bandführungsrollen in Seitenansicht,

Fig. 9 schematisch eine Anordnung von Andruck- bzw. Bandführungsrollen und einer Umlenkwalze in Seitenansicht, und 15 Fig. 10, 11, 12 schematische Beispiele von verschiedenen Bahnverläufen im Bearbeitungsbereich (Fräsbereich).

In den Fig. 1,2 und 3 ist schematisch das bekannte Kegelfräsverfahren (Raumfräsverfahren) dargestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Kegelfräsmesserkopf (2) verwendet, bei dem Schneidelemente (14) bzw. Fräsmesser am Mantel des Messerkopfes (2) angeordnet sind, dessen Rotationsachse (6) schräg zur Ebene des Bleches bzw. 20 Werkstückes (1) verläuft, und um einen kleinen Winkel zu einer auf der Bearbeitungsebene senkrecht stehenden Achse in Vorschubrichtung (15) geneigt ist. Der Schnitt des Kegels mit der Blechebene ergibt eine Hyperbel mit einem Eingriffwinkel (17), so daß ein entsprechender Kommafaktor resultiert. Der geometrische Zusammenhang des Kommafaktors K = s/s (8,7) und des Eingriffswinkels (17) zwischen Blechkante und Tangente an dem Umfangspunkt des Messerkopfes (2) am Berührungspunkt bzw. Eingriffspunkt (3) mit der Blechkante ist in 25 Fig. 4 schematisch dargestellt. Aus den Fig. 2 und 3 ist auch der Ausgriffspunkt (4) des Fräswerkzeuges bzw. der Schneidelemente ersichtlich.

In den Fig. 5,6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch gezeigt An einem rotierenden kegelförmigen Fräswerkzeug (2) sind Schneidelemente (14) angeordnet. Die Rotationsachse (6) des Fräswerkzeuges (2) ist um einen kleinen Winkel (18) um eine Achse senkrecht zur 30 Bearbeitungsebene, welche von dem zu bearbeitenden Material bzw. Blechband (1) zwischen Ein- (3) und Ausgriffspunkt (4) durchschnittlich gebildet wird, in dessen Vorschubrichtung (15) geneigt.

Der Eingriffspunkt (3) des Fräswerkzeuges (2) und der Ausgriffspunkt (4), sowie die Schnittiefe bzw. Bearbeitungstiefe (12) ist aus Fig. 5 bzw. 7 ersichtlich. Fig. 7 zeigt außerdem die mit der Vorschubrichtung (15) des Blechbandes (1) gleichsinnig verlaufende Drehrichtung (16) des Fräswerkzeuges (2). 35 Die Fig. 8 und 9 zeigen verschiedene Arten der Klemmung bzw. Führung des Blechbandes (1), einmal mit Einzelrollen, die als Andruckrollen (9) bzw. Umlenkrollen (Bandführungsrollen) (10) ausgebildet sind, das andere mal mit einer Umlenkwalze (11) und Andruckrollen (9). Die Rollen (9) bzw. (10) können jeweils gemeinsam auf einem gekrümmten Balken oder Träger befestigt sein. Sie können aber auch jede für sich einzeln beweglich ausgeführt und hydraulisch und/oder mechanisch beaufschlagt werden. 40 Das durch diese Umlenkmittel (9,10,11) geführte Blechband (1) erhält durch die annähernd sinus- bzw. wellenförmige Bahn im Bearbeitungssektor eine hohe Eigensteifigkeit und eine zu herkömmlichen Verfahren sehr große Eingriffslänge zwischen Eingriffspunkt (3) und Ausgriffspunkt (4) der Schneidelemente (14), die die Verwendung von Fräswerkzeugen (2) mit sehr großen Kegelwinkeln bei gleicher Schnittiefe und kleinen Messerlängen und dadurch die Einstellung eines sehr kleinen Eingriffswinkels (17) des Messers zur 45 Bearbeitungsebene ermöglicht. Dieser kleine Eingriffswinkel (17) bringt eine Steigerung des Kommafaktors.

Durch die vorstehend beschriebene Bahn des Blechbandes (1) am Eingriffspunkt (3) des Schneidelementes (14) mit dem Band (1) in der Bearbeitungsebene wird bei gleichem Durchmesser (13) des Fräswerkzeuges (2) im Vergleich zu einem gerade durchlaufenden Band (1) auch ein wesentlich kleinerer Eingriffswinkel (5) erzielt, und eine weitgehende Beseitigung des Vibrations- bzw. Schwingungsproblems des Blechbandes durch den 50 weicheren, da flacheren Messereingriff erreicht

Fig. 10 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem sich der Bahnverlauf des Blechbandes (11) als Verbindung von Kreisbögen und Geraden ergibt. Der Bahnverlauf im Eingriffsbereich des Fräswerkzeuges (2) beginnt am Eingriffspunkt (3) außen an der Messerschneide bzw. am Schneidelement (14) und endet am Ausgriffspunkt (4) wieder außen an der Messerschneide (14). 55 In Fig. 11 und 12 sind Bahnverläufe dargestellt, bei denen diese im Bearbeitungs- bzw. Fräsbereich am Eingriffspunkt (3) innen an der Schneide (14) und am Ausgriffspunkt (4) außen an der Schneide (14) beginnen bzw. enden und umgekehrt

Durch die Steigerung des Kommafaktors, der Reduzierung der Schwingungen und der höheren Eigensteifigkeit des Blechbandes läßt sich die Grenze der Vorschubgeschwindigkeit bei gleicher Schnittiefe, Spanstärke, 60 Schnittgeschwindigkeit, gleichen Durchmesser (13) des Fräswerkzeuges (2) unter Verwendung kurzer bzw. kürzerer Messer bzw. Schneidelemente (14) im Verhältnis zu herkömmlichen Verfahren wesentlich nach oben verlegen. -3-

Claims

Nr. 390 751 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Bearbeiten der Kanten von Blechen (Bändern od. dgl.) mittels an rotierenden, kegelförmigen Fräswerkzeugen, deren Achse um einen kleinen Winkel um eine Achse senkrecht zur Bearbeitungsebene des zu bearbeitenden Materials und in dessen Vorschubrichtung geneigt ist, angeordneter Schneidelemente, deren Schneidkante an ihrem tiefsten Punkt in der Bearbeitungsebene liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zu bearbeitende Teil eines Werkstückes (1) (Blechbandes) durch Andruck- bzw. Umlenkmittel (9,10,11) geführt, eine Bahn in einem Kreisringausschnitt beschreibt, die der kreisbogenförmigen Bewegung der Fräsmesser (14) (Schneidelemente), in diesem angenähert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorschubrichtung (15) bzw. der zu durchlaufenden Bahn des Blechbandes und der Schnittrichtung bzw. Eingriffslinie der Schneidkante des Schneidelementes, welches am nächsten zum Blech bzw. am Eingriffspunkt (3) liegt, ein kleiner Eingriffswinkel Gamma (5) gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn des Blechbandes (1) im Bereich des Fräswerkzeuges (2) etwa sinusförmig verläuft.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung (16) des Fräswerkzeuges (2) und die Vorschubrichtung (15) des Blechbandes (1) gleichsinnig verlaufen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung (16) des Fräswerkzeuges (2) und die Vorschubrichtung (15) des Blechbandes (1) gegensinnig verlaufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorschubrichtung (15) bzw. der Bahn des Blechbandes (1) und Schnittrichtung der Schneidkante des Schneidelementes, welches am nächsten zum Blech bzw. am Eingriffspunkt (3) liegt, ein kleiner Eingriffswinkel Gamma (5) gebildet ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umlenkung des Blechbandes (1) Andruck- bzw. Bandführungsrollen (9,10) jeweils gegenüberliegend angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und folgender, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umlenkung des Blechbandes eine Walze (11) und entsprechende Andruck- bzw. Bandführungsrollen (9), die das Blechband (1) an diese pressen, vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Andruck- bzw. Bandführungsrollen (9,10,11) hydraulische und/oder mechanische Betätigungsaggregate vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruck- bzw. Umlenkmittel (9,10,11) gemeinsam auf einem Trägerelement befestigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5 und folgender, dadurch gekennzeichnet, das als Antriebsmittel der Fräswerkzeuge (2) Antriebselemente vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Blechbandes (1) geregelt werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebselemente Gleichstrommotore vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder folgender, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Bearbeitung beider Kanten von Blechen einer Andruck- bzw. Umlenkvorrichtung zwei Fräswerkzeuge (2) abstandsveränderbar zugeordnet sind. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -4-