Verfahren zum Nachschleifen eines Werkzeugstahles und Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nach schleifen eines Werkzeugstahles zum Schneiden von Zahnrädern mit gebogenen Zähnen, der mit einem Schaft, einer gegenüber der Schaftachse geneigten Span fläche, zwei Flankenfreiflächen und einer Kopffreifläche versehen ist, wobei die Freiflächen zusammen mit der Spanfläche die Schneide bilden und bei dem die Spanfläche nachgeschliffen wird.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden die Freiflächen nicht nachgeschliffen. Die an der Schnei de des Werkzeugstahles vorhandenen Ausbrüche, die durch das Nachschleifen beseitigt werden sollen, erfor dern bei diesem bekannten Verfahren einen verhältnis- mässig starken Abschliff der Spanfläche.
Infolgedessen ist die Anzahl der möglichen Nachschliffe klein. Erfin- dungsgemäss wird dieser Nachteil des bekannten Verfah rens dadurch beseitigt, dass die in bezug auf die Schaftachse geneigten Freiflächen gegenüber dem Ab schliff der Spanfläche um soviel abgeschliffen werden, dass sich die Schneide längs der Schaftachse ver schiebt.
Die Erfindung hat im weiteren eine Schleifmaschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Gegenstand, die mit einem den Werkzeugstahl haltenden, längs einer Schleifscheibe verschiebbaren Träger versehen ist. Erfindungsgemäss weist die Schleif maschine eine am Träger vorgesehene Führung für den Schaft des Werkzeugstahles auf, in welcher der letztere längs der Schaftachse verschiebbar ist, und ferner ist am Träger ein Anschlagstück wegnehmbar befestigt, gegen das der Werkzeugstahl in der Führung zum Anschlag bringbar ist.
Vom Verfahren und der Schleifmaschine nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Teil eines Messerkopfes teilweise in Draufsicht und teilweise geschnitten; Fig. 2 einen Schnitt des Messerkopfes nach Linie 11--II in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt des Messerkopfes nach Linie III-III in Fig. 1; Fig. 4 eine schematische Ansicht (teilweise geschnit ten) der Befestigungsvorrichtung der Werkzeugstähle beim Durchführen des Schleifverfahrens; Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Werkzeugträger mit abgehobenem Kopfstück; Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI - VI in Fig. 4; Fig. 7 eine teilweise Ansicht nach Schnittlinie VII - VII in Fig. 4;
Fig. 8 eine Ansicht des Werkzeugstahls (in der Schleifvorrichtung) gegen die Spanfläche gesehen; Fig. 9 eine Seitenansicht des Werkzeugstahls (in der Schleifvorrichtung); Fig. 10 einen Schnitt des Werkzeugstahls längs seiner Schaftachse und senkrecht zur Flankenfreifläche.
Wie es aus den Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich ist, sind an einem Messerkopf 50 Werkzeugstähle 11 mit polygona lem Querschnitt angebracht. Diese Werkzeugstähle 11 sind in zur Messerkopfachse geneigten, in Tangential- ebenen verlauenden Aufnahmenuten 18 mittels Klam mern 17, welche durch Schrauben 16 gespannt sind, am Messerkopf befestigt.
Der Schaft der Werkzeugstähle 11 weist an einem Ende eine Flächenkonfiguration 19 auf, welche die Schneide 51 bildet. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Schneide 51 gebildet ist durch die Schnittlinien der Spanfläche 12 mit den Freiflächen 13, 14 und 15. Dabei ist die Spanfläche 12 die Fläche des Werkzeug stahles, über die der Span läuft. Die Kopffreifläche 13 steht rechtwinklig zu einer die Schaftachse des Messers enthaltenden Symmetrieebene 52-52, dass beide Flankenfreiflächen gegenüber der Schaftachse 54 unter gleichem Winkel x = 16 20' stehen.
Die Schnittlinien 141,<B>151</B> der Kopffreifläche 13 mit den Flankenfreiflä chen 14, 15 verlaufen parallel zueinander, und der Kopffreiwinkel ;" d.h. der Winkel zwischen der bear beiteten Schnittfläche und der Freifläche beträgt 15 . Der Winkel zwischen der Spanfläche 12 und der Schaftachse 54 des Werkzeugstahls ist E = 20 und stimmt im Beispiel mit der Schaftneigung des Werkzeug stahls 11 zur Achse des Messerkopfes 50 überein.
Mit 121 ist die Schnittlinie der Kopffreifläche 13 mit der Spanfläche 12 bezeichnet, während die Schnittlinien der Spanfläche 12 mit den Flankenfreiflächen 14 und 15 mit 142 und 152 bezeichnet sind (Fig. 3). Zum Aus wechseln der Werkzeugstähle 11 am Messerkopf 50 werden die Schrauben 16 gelöst, wodurch die Werkzeug stähle aus ihren Aufnahmenuten 18 herausnehmbar sind. Neu geschliffene Werkzeugstähle werden danach in die Aufnahmenuten 18 bis zu einem schematisch durch die strichpunktierte Linie 20 dargestellten Anschlag gebracht (Fig. 2). Die Werkzeugstähle sind hierdurch in ihre endgültige Lage gebracht und benötigen keine zusätzliche Einstellung am Messerkopf. Die Befestigung der Werkzeugstähle geschieht durch Anziehen der Schrauben 16.
Die Schleifmaschine 21 weist, wie es die Fig. 4 zeigt, einen L,ingsschlitten 22 auf, auf dem ein Querschlitten 23 beweglich angeordnet ist. Der Querschlitten 23 ist mit zwei Armen 24 und 25 versehen, in welchen eine Welle 26 gelagert ist. In gleichen Abständen voneinander weist die Welle 26 Querbohrungen auf, in denen Bolzen 27 gehalten sind (Fig. 6), welche as Schwenkachsen für Träger 28 dienen. Die Welle 26 ist mit einer Verzahnung 29 versehen, in die ein von einem Handrad 30 angetrie benes Schneckenrad eingreift. Das Handrad ist an einem Flansch 31 des Armes 25 gelagert. Das Übersetzungsver hältnis zwischen dem Schneckenrad und der Verzahnung 29 ist beispielsweise so gewählt, dass von einer Aus gangsstelle aus, in der die Träger 28 vertikal sind, eine Umdrehung des Handrades 30 eine Umdrehung der Welle 26 um 1 verursacht.
Ein Querstück 32 weist ebenfalls Bohrungen in gleichen Abständen voneinander auf, in denen Zapfen 33 befestigt sind. Diese Zapfen dienen als weitere Schwenkachsen für die Träger 28. Ein Querteil 34 ist auf einen Vierkant 46 der Welle 26 aufgesteckt und durch Schraubenverbindungen 35 (Fig. 4) starr mit der Welle 26 verbunden. Eine von einem Handrad 37 angetriebene Spindel 36 ist im Querteil 34 gelagert und greift mit ihrer Schnecke 38 in ein mit dem zu äusserst rechts liegenden Träger 28 fest verbundenes Zahnseg ment 49 ein. Von der Ausgangsstelle aus, in der die Trä ger 28 sich in der vertikalen Lage befinden, verursacht eine Umdrehung des Handrades 37 eine Schwenkung der Träger 28 um die Bolzen 27 von 1 Grad.
Am oberen Ende von jedem Träger 28 ist eine Führungsnute 39 angebracht (Fig. 4 und 5), in der ein zu schleifender Werkzeugstahl 11 befestigt ist, mittels eines Kopfstückes 40, welches eine Schraube 41 aufweist, die in eine Gewindebohrung 42 des Trägers 28 einge schraubt wird. Die Neigung der Führung 39 zur Fläche 53 des Trägers 28, d.h. die Neigung des Schaftes des Werkzeugstahls in der Schleifvorrichtung ist mit h bezeichnet, der mit den Winkeln e und ;, in der Beziehung steht. 1) (#? = t, - , und 35 beträgt.
Wie es die Fig. 4 und 7 zeigen sind am ersten und am letzten Träger 28 Führungshaken 43 und 44 ange bracht. In diese kann ein Anschlagstück 45 geschoben werden, wenn die Träger 28 sich in der Fig. 4 gezeichne ten Lage befinden. Eine rotierende zylindrische Schleif scheibe 47 ist in Führungen 48 auf und abwärts am Ge häuse der Schleifmaschine 21 beweglich angebracht.
Mit a, b und c sind die Abschliffe am Werkzeugstahl bezeichnet, welche erzeugt werden zur Durchführung des Verfahrens (Fig. 8, 9).
Wie es die Fig. 9 zeigt, ist mit g der Verschiebungs weg eines Punktes der Kopffreifläche 13 in der Richtung der Schaftachse während ihrem Nachschleifen bezeich net und mit h eine Länge gleich der orthogonalen Projektion von g auf die Kopffreifläche; k ist gleich der Verschiebungslänge eines Punktes der Kopffreifläche 13 in einer Ebene parallel zur Kopffreifläche während deren Nachschleifen. Die Länge i ist gegeben durch h = i + k.
Zur Durchführung des Verfahrens, nämlich zum Nachschleifen der Werkzeugstähle so, dass die durch die Flächenkonfiguration gebildete Schneide 142, 121, 152 entlang der Schaftachse in die in den Fig. 8 und 9 strichpunktiert eingezeichnete Lage verschoben wird, werden die zu schleifenden Werkzeugstähle 11 in die Führungsnuten 39 der sich in der Ausgangsstellung befindlichen Träger 28 eingelegt, so dass die Kopffreiflä chen 13 parallel zu den Flächen 53 der Träger 28 sind. Diese Werkzeugstähle werden danach verschoben, bis ihre Schneiden am Anschlagstück 45 anstossen, und mittels der Schrauben 41 über die Kopfstücke 40 befestigt.
Nach Wegnahme des Anschlagstückes 45 werden die Kopffreiflächen 13 in eine Lage gebracht, in der sie parallel zur Verschiebungsrichtung der Schlitten 22 und 23 sowie der Mantellinien der Schleifscheibe 47 sind, indem das Handrad 30 von der Ausgangsstellung aus 0 mal gedreht wird, wodurch auch die Welle 26 um ihre Achse um 90 geschwenkt wird. In bekannter und daher nicht weiter dargestellter Art werden nun die Schlitten 22 und 23 in Horizontalebenen und die Schleifscheibe 47 in einer Vertikalebene verschoben, sodass durch die rotierende Schleifscheibe eine Dicke von beispielsweise c = 0,3 mm von den Werkzeugstäh len 11 abgetragen wird.
Nach diesem Nachschliff der Kopffreiflächen werden die Träger 28 wieder durch Zurückdrehen des Handra des 30 in die Ausgangslage gebracht und die Schrauben 41 gelöst. Nach Drehung von Hand der Werkzeugstähle 11 um ihre Schaftachse um 90 nehmen diese die in der Fig. 4 gezeigte Lage ein und werden wieder bis an das wieder angebrachte Anschlagstück 45 gedrückt.
In die ser Stellung werden die Werkzeugstähle 11 endlich mittels der Schrauben 41 wieder befestigt, und das Anschlagstück 45 wird wieder entfernt. indem das Handrad 30 um 15 Umdrehungen gedreht wird, welche einer der Welle 26 um einen Winkel von ;- = 15 um deren Achse entsprechen, gelangen die Spanflächen in eine Lage parallel zu den Verschiebungsvorrichtungen der Schlitten 22 und 23. Nun wird eine Materialdicke b von der Spanfläche 12 weggeschliffen, deren Wert erhal ten wird durch die Beziehung (Fig. 9): b = k - cos 7.
Da k = h - i, wobei h = c - tg (I und i = c - tg 7, ergibt sich beim Einsetzen in erster Gleichung: b = c - (tg -I - t-,71) - cos ;1 oder unter Benützung der weiter oben genannten Beziehung 1)
EMI0002.0037
Weiter ergibt sich durch Einsetzen der numerischen Werte der einzelnen Komponenten: b = 0,125 mm.
Nach dem Nachschliff der Spanflächen, werden die Träger 28 wieder durch Zurückdrehen des Handrades 30 in die Ausgangslage gebracht und die Schrauben 41 gelöst. Nach Drehung von Hand der Werkzeugstähle 11 um ihre Schaftachse um 90 im Uhrzeigersinn, werden die Stähle bis an das wieder angebrachte Anschlagstück 45 gedrückt. In dieser Stellung werden die Werkzeug stähle mittels der Schrauben 41 befestigt, und das Anschlagstück 45 wird wieder entfernt. Indem das Handrad 30 um 16 1/3 Umdrehungen gedreht wird, was einer Schwenkung der Welle 26 um einen Winkel von 16 20' um deren Achse entspricht, gelangen die Freiflächen 14 in eine Lage, die parallel zu den Verschiebungsvorrichtungen der Schlitten 22 und 23 ist.
Nun wird der Abschliff a entfernt, der sich gemäss Fig. 8 und 11 aus der Beziehung a = g - sin a ergibt, wobei nach Fig. 9
EMI0003.0002
ist. Unter Verwendung der Beziehung 1) erhält man
EMI0003.0004
und durch Einsetzen der numerischen Werte a = 0,103 mm.
Auf gleiche Art werden nun die Freiflächen 15 mit dem gleichen Abschliff a = 0,103 mm geschliffen, wobei jedoch in der Ausgangsstellung die Werkzeugstäh le in eine um 180 um ihre Schaftachse gedrehte Lage gegenüber der Einstellung zum Nachschliff der Flächen 14 gebracht werden müssen.
Selbstverständlich kann das Verfahren auch durch geführt werden, wenn eine, eine gewölbte Kante 121 ergebende, gekrümmte Kopffreifläche erreicht werden soll. Zu diesem Zweck ist es jedoch zweckmässig, eine Profilschleifscheibe zu verwenden, deren Profil demjeni gen der Kopffreifläche entspricht. Die übrigen Flächen müssen in diesem Falle mit einem zylindrischen Teil der Schleifscheibe geschliffen werden, oder sogar mit einer anderen, vollständig zylindrischen Scheibe, was aller dings eine leichte und schnelle Auswechselbarkeit der Schleifscheibe voraussetzt.
Für weitere Nachschliffe der Werkzeugstähle 11 werden die beschriebenen Operationen genau gleich wiederholt, wodurch die Werkzeugstähle um die gleiche Länge kürer werden.
Selbstverständlich könnte auch statt der zylindri schen Schleifscheibe 47 eine Profilschleifscheibe verwen det werden, wobei dann zwei oder eventuell die drei erwähnten Freiflächen in einem einzigen Durchgang unter der Schleifscheibe geschliffen werden.
Beim Schleifen von grossen Serien von Werkzeug stählen ist es zweckmässig, nachdem die Maschine zum Nachschleifen einer Fläche eingestellt ist, die ganze Serie in Sätzen von Messern, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, zu unterteilen und dies durch die Maschine durchlaufen zu lassen, bevor diese zum Schleifen einer weiteren Fläche umgestellt wird, da dadurch die Nebenzeiten herabgesetzt werden.
Es kann weiter zweckmässig sein, Tabellen aufzustel len, in denen die nach den üblichen trigonometrischen Berechnungen erhaltenen Abschliffe in Funktion der Winkel der die Schneide bildenden Flächen der Werk zeugstähle eingetragen werden. Demzufolge ist das Ver fahren auf einfache Weise durchzuführen, indem die an der Schleifmaschine einzustellenden Werte von den Tabellen nur abzulesen sind.
Selbstverständlich kann das- Verfahren auch durch- geführt werden, wenn die Kanten 151 und 141 im Gegensatz zum beschriebenen Beispiel, sich im Endli chen schneiden, was bedeutet, dass in diesem Fall grössere Flankenfreiwinkel erreicht werden als bei den normal hinterschliffenen Werkzeugen, bei denen, wie es ja allgemein bekannt ist, lediglich die Spanfläche nachge schliffen wird. Um jedoch in diesem Fall die Flanken freiflächen in die Schleiflage zu bringen, ist es nötig, das Handrad 37 (Fig. 4) zu bedienen. Auch ist das Handrad 37 zu bedienen, wenn der Werkzeugstahl so gestaltet ist, dass er im Träger 28 nicht mehr so zu befestigen ist, dass eine Spanfläche senkrecht zur Fläche 53 steht.