Verfahren und Werkzeug zur Metallbearbeitung durch Ablösen einer Schicht.<B>"</B> Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zur Metallbearbeitung durch Ablösen einer Schicht.
Während bisher eine Bearbeitung immer so vor sich ging, dass die zu entfernende Schicht des Werkstückes unter an und für sieh übeiflüssiger und Verlust bringender star <B>ker</B> Verkleinerung in Späne abgetrennt wurde, wird gemäss der Erfindung abgeschält, indem das Werkzeug möglichst nur in derjenigen Fläche angreift, welche nach der Bearbeitung die Oberfläche des Werkstückes bilden soll.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise die Bearbeitung von verschiedenen Werkstücken nach dein Verfahren gemäss der Erfindung. Fig. <B>1</B> zeigt eine Oberansicht, und Fig. 2 einen Schnitt durch ein Werkstück mit dem zur Bearbeitung dienenden Werkzeug; Fig. <B>3</B> zeigt ein gleiches Werkstück mit einem andern Werkzeug in Oberansicht, und Fig. 4 die gleichzeitige Bearbeitung zweier Werkstücke in Ansicht von oben.
Fig. <B>5</B> und<B>6</B> zeigen in Ansicht von oben die Bearbeitung breitet-er Werkstücke. Fig. <B>7</B> und<B>8</B> zeigen in perspektivischer Darstellung die Bearbeitung gemäss Fig. <B>6.</B>
Fig. <B>9</B> und<B>10</B> zeigen in Ansicht das Her ausarbeiten von Nuten, und Fig. <B>11</B> und 12 zeigen ein Aufführungs beispiel des Werkzeuges gemäss der Erfin dung in Seitenansicht und von oben gesehen bei der Arbeit.
Nach Fig. <B>1</B> und 2 greift der als Werk zeug dienende Stahl 2 mit der Spitze seiner im Winkel stehenden Arbeitskanten 2 a<B>in</B> das volle Material des Werkstückes<B>1</B> ein und arbeitet ausschliesslich in der in Fig. 2 durch die Linie I - * I angedeutenden Ebene, welche nach der Bearbeitung die Oberfläche des Werkstückes<B>1</B> bilden sollen. Bei dieser Arbeitsweise wird die Spitze des Werkzeu- ges ziemlich stark angestrengt, weit sie ge gen das volle -Material zu arbeiten hat.
Die beiden wirksamen Schneidkanten, die über das Werkstück hinausragen, besorgen das Abschälen, indem sie pflugartig das Material aufwerfen.
Gemäss Fig. <B>3</B> ist der schräg zur Rich tung der Relativbewegung zwischen Werk- zeug<B>3</B> und Werkstück<B>1</B> gestellte Stahl<B>3</B> ebenfalls breiter als das Werkstück<B>1,</B> er drängt das Material nur nach einer Seite. Dieser Stahl greift im übrigen genau in der selben Weise -wie in Fig. 2 mit seiner un tern Kante<B>P</B> in der Ei heile<B>1-1</B> an.'Fig. 4 zeigt die gleichzeitige Bearbeitung zweier Werkstücke V' und<B>11,</B> mittelst eines Werk- zeuges, das ebenfalls breiter, als die beiden Werkstücke zusammen ist.
Er läuft init sei ner Spitze zwischen den beiden Werkstücken V, und 111, und die eine arbeitende Kante 211 des Werkzeuges bearbeitet das eine Werk zeug und die andere das andere. Diese Art der Bearbeitung besitzt ausser der Entlastung der Spitze des Werkzeuges den Vorteil, dal'3 die seitlichen Drücke auf das Werkzeug sich das Gleichgewicht halten.
<B>-</B> Die arbeitenden Kanten haben einen leieli- teil Hintersehliff, der zweckmässig unmittel bar an der Kante oder in geringer Entfer nung hinter ihr beginnt.
Bis zu welcher Breite Werkstücke auf solche Art bearbeitet werden können, ist nur von praktischen Gesichtspunkten abhängig, <B>c</B> 13 das heisst unter anderem von der Möglichkeit der Wärmeableitung, vom Werkzeugniaterial, voll dem verfügbaren Kraftaufwand, welcher zwar spezifisch geringer ist, aber absolut na türlich viel höher ausfällt als bei der bis herigen Arbeitsweise, und voll der Grenze, welche der jeweilige Stand der Technik der Gröfa,e. und Stärke der Bearbeitungsmasehi- neu zieht.
Gemäss Fig. <B>5</B> kann ein Werkstück 4 durch ein schmäleres Werkzeug<B>5</B> so bearbeitet wer den-, dass letzteres in viei-'Hübeii die Schäl arbeit leistet. Hierbei schneidet die init <B>6</B> bezeichnete Schneidkantenecke des Stahles<B>5</B> das Material, in einer senkrechten Ebene ab. Die ganze abzulösende Schicht wird in Teile zerlegt, aber in eine so geringe Anzahl Teile, dass die Mehrarbeit hierfür eine verschwin dend geringe ist.
Gemäss Fig. <B>6</B> bis<B>8</B> gehen zuerst Trenn stähle 12 über das Werkstück. Ihre Aufgabe ist, die Schneidkantenecken des beziehungs weise der Schälstähle 2 zu entlasten und ein Verbrennen oder Stumpfwerden dieser Teile des Schälstahles zu verhüten. Ihre Arbeit bestellt nur im Herausarbeiten voll Trenn- unten auf Schichttiefe.
Dadurch wird die ab- zuliebende Schieht in Teilschiehten zerlegt, -welelle zum Beispiel auf eine parallele Längs streifen, auf einer Horizontaldrehbank kon- axiale. oleieligi-of.)e Zylinder und auf einer <B><I>,</I></B><I> kn</I> Karusselldrelibank sp, #i-alfi-)i-niige Streifen bil den.
Die Teilsehichten k;*,iineii auch andere Formen annehmen; müssen es, wenn es sieh zum Beispiel um kegelförinig gestaltete Werk stücke handelt.
Die Trenntiten werden zweckiiiäf)ig so schmal wie möglieh gehalten. Sie sind in den Figuren übcrtrieben breit gezeichnet, uni erkennei, zu lassei), dass die Schneidkanten- ecken der Sehälstähle frei gehen.
Ihre Bil dung kann dureli ein besonderes, ruhendes Werkzeug (Hobulstahl, Drehstahl) oder dureli ein besonderes bewegtes Werkzeug (Kreis sägen, Fräser) erfolgen. Die Trennute kariii auch durch Druck zum Beispiel inittelst einer scharfkantigen Rolle ei-zeugt werden.
Dem Trennstahl<B>12</B> fol-t der Scllälstahl'-3'. Er besitzt --eiii;iia den Fig. <B>7</B> und<B>8</B> einen rhomboidalen, symmetrischen Quersellnitt. Die beiden symmetrisch angeordneten Schneld- kanten stehen parallel zur Bearbeitungsfläche. Ihre Länge und die Anordnung des Werk- zeuges sind so gewählt, dass sowohl seine Spitze,
als aueli die beiden<B>E</B> nden der Schneid- kanten in Trennuten oder aur3erhalb des Werkstückrandes laufen.
Fio-. <B>8</B> zeiit insbesondere. auf welelle Weise ein Werk#stück, dessen Naterial ein AusbrGekeln befürellten lässt, in den Kanten bearbeitet werden kann, nämlich durch<B>Schä-</B> len nach innen im Gegensatz züi Fig. 7-, ge- mäfi, weleher imeh aussen geschält wird.
Soll aus, einem Werkstück<B>15</B> nur ein ,Streifen 14 herausgearbeitet werden, so wird geliiäf,') Fig. 1() zuniiehst eine Trennute<B>16</B> hergestellt und dann der Stahl<B>3,</B> wie Fig- <B>10</B> zeigt, so angelegt, (lal. die nicht arbeitende Sehneidkantenecke <B>17</B> gegenüber dei- im Ma terial angreifenden Spitzu <B>18</B> zurückstebt, und sich frei in der Trennute<B>16</B> bewegen kann.
Das Werkzeug schneidet dann mit seiner Spitze<B>18</B> sich selbst Bahn., findet* aber<B>für</B> die Ecke<B>17</B> freie Bahn. vor.
Die zu bearbeitenden Flächen können quer zur Bewegungsrichtung des Werkzeuges auch gekrümmt, gewellt, profiliert oder wirik- lig beziehungsweise zusammengesetzt sein, zum Beispiel Prismenführungen von Hobel- bankbetten. Die zu bearbeitenden Flächen können auch Innenflächen eines Werkstückes .,ein, zum Beispiel Wände und Böden zylin drischer Hohlräume.
Die Vorschubbewegung kann aber auch absatzweise erfolgen, zum Beispiel, wenti der Schälstahl durch Pressluft stossweise betätigt wird.
Zur Ableitung der bei der Bearbeitung entstehenden Wärme kann der Schälstahl eine Längsbohrung zur Kühlung mittelst Luft oder Flüssigkeit aufweisen.
Schichttrenner und Schälstahl können ein Werkzeug bilden. Dies ist in einem Aus führungsbeispiel in den Fig. <B>11</B> und 12 dar gestellt. Hierbei ist 20 eine Trennfurche, welche die vordere Schneidkante 21 des Werk- zeuges 22 zieht, während die zurückliegende, schräg zur Relativbewegung zwischen Werk stück und Werkzeug gerichtete Schneidkante <B>23</B> den Streifen 24 abschält, indem sie aus schliesslich in den Treiinflächen angreift,
wo bei die vordere Ecke 21 in der Nut 20 läuft Die Trennschneidkante 21 ist zweckmässig möglichst schmal und stösst auf beider) Sei ten mit steil aufwärts gerichteten Schneid- kanten zum Schneiden- der Seitettflächen der Trenmit zusammen.
Es kann aber auch, um die Werkzeug maschine nicht allzu stark zu belasten, der ganze Prozess in zwei Arbeitsgängen mit ge trennten Werkzeugen derart stattfindet), dass bei den-i ersten Arbeitsgang die abzuschälende Schicht getrennt Lind bei dem zweiten Ar beitsgang geschält wird.
Ferner kann dem Schälstahl noch ein Schliclitwerkzeug folgen, durch welches in dem gleichen oder in einem besonderen Ar beitsgange die beim Schälen etwa rauh oder uneben gebliebene Arbeitsfläche geglättet wird. Natürlich. können mehrere SchalKtähle unter Vorschaltung einer entsprechenden Zahl von Schichttrennern zu gleicher Zeit auf daµ Werkzeug parallel arbeiten und so in einem Hub eine, grössere Fläche auf einmal bearbei ten. Ihre Grenze findet diese Möglichkeit nur an der Stärke der vorhandenen Maschine, beziehungsweise des Antriebes.
Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen einmal in der Herabsetzung des spezifischen Arbeitsauf wandes infolge starker Verringerung der Zerspannimg; ferner dort, wo die Ober-- fläche hart ist (Gusskruste, Schmiedehaut) in einer erheblichen Schonung der Werkzeuge, weil der S(,hälstalil nur unter der Oberfläche arbeitet.
Der Hauptvorteil liegt aber darin, dass gegenüber den üblichen Verfahren eine gewaltige Ersparnis an Zeit ei-zielt wird, weil mit einer<B>,</B> Arbeitsgeschwindigkeit, die sieh nach ausgeführten Versuchen der einer normalen Drehbank oder Hobelmaschine nä hert, auf jede praktisch -zulässige Breite ge arbeitet werden kann. Selbstverständlich ist zur Erreichung der erhöhten Leistung auch eine erhöhte Antriebskraft aufzuwenden. Diese Kraft kann bei grösserer Arbeitsbreite so be deutend werden, dass die jetzt üblichen Ma schinen sie nicht aufnehmen können und neue konstruiert werden müssen.
Method and tool for working metal by removing a layer. The invention relates to a method and a tool for working metal by removing a layer.
While up to now machining has always proceeded in such a way that the layer of the workpiece to be removed was separated into chips under essentially liquid and loss-making starch, according to the invention, the tool is peeled off as far as possible attacks only in that area which is to form the surface of the workpiece after machining.
The drawing shows, for example, the processing of various workpieces according to the method according to the invention. FIG. 1 shows a top view and FIG. 2 shows a section through a workpiece with the tool used for machining; FIG. 3 shows the same workpiece with a different tool in a top view, and FIG. 4 shows the simultaneous machining of two workpieces in a view from above.
Fig. 5 and 6 show the processing of wide workpieces in a view from above. FIGS. 7 and 8 show the processing according to FIG. 6 in perspective
FIGS. 9 and 10 show a view of the machining of grooves, and FIGS. 11 and 12 show a performance example of the tool according to the invention as seen from the side and at work.
According to Figs. <B> 1 </B> and 2, the steel 2 serving as a tool engages with the tip of its angled working edges 2 a <B> in </B> the full material of the workpiece <B> 1 </ B> and works exclusively in the plane indicated by the line I - * I in FIG. 2, which is intended to form the surface of the workpiece <B> 1 </B> after machining. In this way of working, the tip of the tool is strained to the extent that it has to work against the full material.
The two effective cutting edges, which protrude beyond the workpiece, take care of the peeling by throwing up the material like a plow.
According to FIG. 3, the steel <B> 3 </B> positioned at an angle to the direction of the relative movement between tool <B> 3 </B> and workpiece <B> 1 </B> > Also wider than the workpiece <B> 1, </B> it only pushes the material to one side. This steel acts in exactly the same way as in FIG. 2 with its lower edge <B> P </B> in the egg heal <B> 1-1 </B>. 4 shows the simultaneous machining of two workpieces V 'and <B> 11, </B> by means of a tool which is also wider than the two workpieces combined.
It runs with its tip between the two workpieces V 1 and 111, and one working edge 211 of the tool processes one work tool and the other the other. In addition to relieving the stress on the tip of the tool, this type of machining has the advantage that the lateral pressures on the tool are balanced.
<B> - </B> The working edges have a small part of the back bevel, which expediently begins directly at the edge or a short distance behind it.
Up to what width workpieces can be machined in this way depends only on practical considerations, that is, among other things, on the possibility of heat dissipation, from the tool material, full of the available force, which is specifically lower is, but of course is much higher than in the previous way of working, and full of the limit, which the respective state of the art of Gröfa, e. and strength of the machining mesh.
According to FIG. 5, a workpiece 4 can be machined by a narrower tool 5 in such a way that the latter does the peeling work in much more than one way. The cutting edge corner of the steel <B> 5 </B> marked with init <B> 6 </B> cuts off the material in a vertical plane. The entire layer to be detached is broken down into parts, but into such a small number of parts that the additional work required for this is negligible.
According to Fig. 6 to 8, cutting tools 12 first go over the workpiece. Your task is to relieve the cutting edge corners of the peeling steels or the 2 and to prevent burning or dulling of these parts of the peeling steel. Your work is ordered only in working out fully separating down to layer depth.
As a result, the layer to be abraded is broken down into partial layers, shafts, for example, on a parallel longitudinal strip, on a horizontal lathe, conaxial. oleieligi-of.) e cylinder and on a <B><I>,</I></B> <I> kn </I> carousel drelibank sp, # i-alfi-) i-niige stripes.
The partial layers k; *, iineii also assume other forms; it must, for example, when it comes to workpieces with a conical shape.
The partitions are expediently kept as narrow as possible. In the figures, they are drawn in an exaggerated manner, uni recognei, to let) that the cutting edge corners of the Sehälststeels go freely.
They can be formed using a special stationary tool (plane steel, turning tool) or using a special moving tool (sawing circles, milling cutters). The separating rods can also be produced by pressure, for example by means of a sharp-edged roller.
The cutting steel <B> 12 </B> is followed by the cutting steel'-3 '. It has --eiii; iia Figs. <B> 7 </B> and <B> 8 </B> a rhomboidal, symmetrical cross-section. The two symmetrically arranged cutting edges are parallel to the processing surface. Their length and the arrangement of the tool are chosen so that both its tip,
as always, the two <B> E </B> ends of the cutting edges run in separating grooves or outside of the workpiece edge.
Fio-. <B> 8 </B> is particularly timed. in the same way a workpiece, the material of which can be broken out, can be machined in the edges, namely by peeling inwards, in contrast to FIG. 7, according to which is peeled on the outside.
If only one strip 14 is to be worked out of a workpiece 15, then a separating groove 16 is first produced and then the steel > 3, </B> as Fig- <B> 10 </B> shows, laid out in such a way (lal. The non-working cutting edge corner <B> 17 </B> opposite the pointed tip <B> 18 that engages in the material </B> steps back and can move freely in the separating rod <B> 16 </B>.
The tool then cuts its own path with its tip <B> 18 </B>, but finds * <B> for </B> the corner <B> 17 </B> a free path. in front.
The surfaces to be machined can also be curved, corrugated, profiled or intricately or composed transversely to the direction of movement of the tool, for example prism guides of workbench beds. The surfaces to be machined can also be inner surfaces of a workpiece., For example, walls and floors of cylindrical cavities.
The feed movement can, however, also take place intermittently, for example when the peeling steel is actuated in bursts by compressed air.
To dissipate the heat generated during machining, the peeling steel can have a longitudinal bore for cooling by means of air or liquid.
Layer separators and peeling steel can form a tool. This is shown in an exemplary embodiment in FIGS. 11 and 12. Here, 20 is a separating furrow that pulls the front cutting edge 21 of the tool 22, while the rear cutting edge 23, directed at an angle to the relative movement between the workpiece and the tool, peels off the strip 24 by finally cutting into attacks the surface
where the front corner 21 runs in the groove 20 The separating cutting edge 21 is expediently as narrow as possible and meets on both sides with the steeply upwardly directed cutting edges towards the cutting edge of the side surfaces of the door.
However, in order not to overload the machine tool too much, the whole process can take place in two work steps with separate tools in such a way that the layer to be peeled off is peeled separately in the first work step and peeled off in the second work step.
Furthermore, the peeling steel can also be followed by a grinding tool, by means of which the work surface that remained roughly rough or uneven during peeling is smoothed in the same or in a special work process. Naturally. Several formwork tools can work in parallel on the tool at the same time with a corresponding number of layer separators connected in front of them, thus processing a larger area at once in one stroke. This possibility is only limited by the strength of the existing machine or the drive.
The advantages of this process consist on the one hand in the reduction of the specific Arbeitsauf wall as a result of a large reduction in Zerspannimg; Furthermore, where the surface is hard (cast crust, forged skin), the tools are considerably protected, because the S (, half-way only works below the surface.
The main advantage, however, is that compared to the usual methods, a huge saving in time is achieved, because at a <B>, </B> working speed that approaches that of a normal lathe or planing machine after the tests have been carried out practically permissible width can be worked. Of course, an increased driving force must also be used to achieve the increased power. With a larger working width, this force can become so significant that the machines currently in use cannot absorb it and new ones have to be constructed.