CH631365A5

CH631365A5 - Verfahren zur maschinellen bearbeitung von drehkoerpern mit hilfe eines rotationsmeissels und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens.

Info

Publication number: CH631365A5
Application number: CH392178A
Authority: CH
Inventors: Alexandr Vasilievich Borisenko; Evgeny Alexandrovi Serebryakov; Anatoly Fedorovich Sakun; Valentin Timofeevich Bazin
Original assignee: Fiz Tech I Akad Nauk
Priority date: 1977-04-04
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1982-08-13
Also published as: IT7821970A0; FR2386374B1; GB1596239A; IT1093562B; FI781026A; NO781126L; SE7803715L; FR2386374A1; NO146486B; ES468494A1; JPS53137482A; DE2813846A1; CA1104384A; SE430227B; AT359803B; NO146486C; ATA224978A; JPS5830081B2; ES468495A1; GB1596238A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von Drehkörpern mit Hilfe eines Rotationsmeissels, der als ein auf einer Achse befestigter Drehkörper mit kreisförmiger Schneide ausgeführt ist, der beim Schnittvorgang in Drehrichtung versetzt wird, wobei die Meisselachse in einer Anordnungsebene liegt, die durch die Längs- und Querschubrichtung des Meisseis gegeben ist, und eine zu dieser Ebene parallele, durch die Spitzenachse der Maschine gehende Ebene eine Bezugsebene bildet, und die Meisselachse einen Winkel (cp) mit einer Normalen auf die Spitzenachse in der Anordnungsebene einschliesst sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung kann vor allem zur Bearbeitung von Drehkörpern mit offenen Oberflächen angewendet werden.

Bekannt ist ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von Drehkörpern mit einem Rotationsmeissel, der in Form eines auf einer Achse befestigten Drehkörpers mit kreisförmiger Schneide ausgeführt ist (s. E.G. Konovalov, V. A. Si-dorenko, A. V. Sous «Progressivnye skhemy rotationnogo rezaniya metallov» «Fortschrittliche Schemas des Rotationsschneidens von Metallen», Minsk, 1972, S. 232 bis 233). Bei dem bekannten Verfahren befindet sich die Meisselachse in einer Ebene, die zu einer Bezugsebene parallel ist, in der die Spitzenachse der Werkzeugmaschine liegt. Ausserdem schliesst die Meisselachse einen Winkel mit der Projektion der Spitzenachse in die zuerst erwähnte Ebene der Maschine.

Bei der Durchführung des bekannten Verfahrens kann zum Einspannen des Meisseis ein Meisselhalter (s. FR-PS Nr. 2 150 105) verwendet werden, der einen Körper mit einer oberen schiefen Auflagefläche enthält. Entlang den Führungen des Körpers verschiebt sich eine abgefederte Fläche, die einen Halter mit einem Meissel-Aufspannloch aufweist. Die

Verschiebung erfolgt mit Hilfe eines Schiebers und einer Reihe von Gelenkverbindungen. Der Halter wird in der erforderlichen Lage in bezug auf das Werkstück fixiert, was die 40 Änderung des Abstandes zwischen der Meisselkuppe und der Spitzenachse der Maschine ermöglicht.

Beim bekannten Verfahren ist jedoch die Abhängigkeit des Abstandes H, der sich zwischen der Anordnungsebene der Meisselachse und der Bezugsebene erstreckt, die durch 45 die Spitzenachse der Maschine geht, vom Winkel cp zwischen der Meisselachse und der Projektion der Spitzenachse der Maschine in die Anordnungsebene der Meisselachse bei einem bestimmten Winkel cd, der als der Anstellzentriwinkel der Meisselkuppe in bezug auf die Bezugsebene dient, unbe-5o kannt. Ohne SpezialVorrichtungen ist es daher praktisch nicht möglich, an der Maschine die Kuppe, d.h. den formgebenden Punkt der kreisförmigen Schneide genau unter dem Winkel cd zur Bezugsebene einzustellen. Dies deswegen, weil dazu eine gemeinsame Tangente an zwei Kurven zweiter 55 Ordnung an einem Kreis, d.h. dem Querschnitt des Werkstücks, und an einer Ellipse, d.h. der Projektion der kreisförmigen Schneide auf die zur Spitzenachse der Maschine senkrechten Ebene gefunden werden muss. Die ungenaue Einstellung der Kuppe der kreisförmigen Meisselschneide verur-60 sacht die Änderung von kinematischen Winkeln des Meisseis sowie das Auftreten von niederfrequenten Schwingungen, wodurch die Oberflächengüte der Werkstücke verschlechtert wird. Ausserdem ist der Abstand H vom Werkstückdurchmesser abhängig. Die Lage der Kuppe der kreisförmigen 65 Schneide unterhalb der Spitzenachse der Maschine ruft eine Umverteilung der Radial- und Tangentialkomponente der Schnittkraft in den Koordinaten der Maschine hervor, was ebenfalls die Schwingungsfestigkeit des Vorganges bestimmt,

durch die Oberflächengüte der Werkstücke und deren Massgenauigkeit gegeben ist.

Die bekannte Konstruktion des Meisselhalters ist kompliziert und hat bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten, die beim Rotationsschneiden benutzt werden, geringe Schwingungsfestigkeit. Dies deswegen, weil die Verschiebung der abgefederten Fläche mittels eines Schiebers ausgeführt wird und weil diese Konstruktion Gelenkverbindungen aufweist. Ausserdem muss die Kuppe (der formgebende Punkt) der kreisförmigen Schneide, um optimale Schnittwinkel bei der Rotationsmeisselbearbeitung der Werkstücke verschiedener Durchmesser zu erreichen, unter bestimmten Winkeln co und (p zum Werkstück eingestellt werden. Dies ist bei der vorhandenen Konstruktion des Meisselhalters nicht erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von Drehkörpern mit Hilfe eines Rotationsmeissels, die es ermöglicht, die Anordnungsebene der Achse des Rotationsmeissels in Abhängigkeit von ihrem Abstand von der Bezugsebene, die durch die Spitzenachse der Maschine geht, und vom Winkel, den die Meisselachse mit der Projektion der Spitzenachse der Maschine auf die Anordnungsebene der Meisselachse bildet, genau zu wählen.

Dies wird beim Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss so gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert ist.

D

H = sin lO +

2

worin bedeuten:

D Durchmesser des Werkstückes 6,

d Durchmesser der kreisförmigen Schneide.des Meisseis

3,

co (Fig. 2) Anstellzentriwinkel der Kuppe des Meisseis 3 zur Bezugsebene,

(p (Fig. I) Anordnungswinkel der Achse 2 des Meisseis 3 zur Projektion der Spitzenachse 5 der Maschine auf die Anordnungsebene 1 der Achse 2 des Meisseis 3.

Der Winkel cd (Fig. 2) wird derart gewählt, dass der Abstand H zwischen den erwähnten Ebenen 1 und 4 grösser als 0,1 des Durchmessers des Werkstücks 6 ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, nimmt die Radialkomponente Py der Schnittkraft, die den Meissel 3 vom Werkstück abdrückt ab, während die Tangentialkomponente Pz der Schnittkraft, die den Support an die (nicht dargestellten) Maschinenführungen drückt, zunimmt. Durch derartige Umverteilung der Schnittkraftkomponenten wird die Schwingungsfestigkeit des Schnittvorganges, die Oberflächengüte der Werkstücke und deren Massgenauigkeit erhöht.

Relativ zur Bezugsebene 4 ist abgesehen von der Lage A auch die Anstellung des Meisseis 3 in den Lagen B, C und E möglich, die in bezug auf die Koordinatenachsen x-x und y-y symmetrisch sind. Auf dem Kreis 7, der die zu bearbeitende Innenfläche des Werkstücks andeutet, sind mögliche Anstellungen der Rotationsmeissel beim Innendrehen des Werkstücks 6 veranschaulicht.

Beim Drehen des Werkstücks 6 mit dem Durchmesser D = 100 mm mit Hilfe des Rotationsmeissels 3, dessen kreisförmige Schneide einen Durchmesser von d = 40 mm aufweist, wird z. B. © = 25° und cp = 40°, ausgehend von der Bedingung der Gewährleistung der vorgegebenen Oberflächenrauheit sechster Rauheitsklasse, gewählt. Aus der oben-

631 365

Die vorgeschlagene Erfindung bietet die Möglichkeit, aus dem angegebenen Verhältnis zwischen den Anstellparametern des Meisseis die Anordnungsebene der Meisselachse in bezug auf die Bezugsebene zu wählen, d.h. die Kuppe der kreisförmigen Schneide genau unter den Winkeln co und cp zum Werkstück einzustellen und die optimalen kinematischen Winkel des Meisseis zu gewährleisten, wodurch die Schwingungsfestigkeit des Schnittvorganges erhöht und die Güte der bearbeiteten Werkstücke verbessert wird.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 Schemas, die die Ausführung des vorliegenden Verfahrens andeuten,

Fig. 3 perpektivisch einen Meisselhalter, der die Durchführung des Verfahrens ermöglicht,

Fig. 4 in Seitenansicht und mit teilweisen Ausbrüchen den Meisselhalter nach Fig. 3, und

Fig. 5 in Draufsicht den genannten Meisselhalter. Das erfindungsgemässe Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von Drehkörpern mit Rotationsmeissein wird wie folgt ausgeführt.

Der Abstand H (Fig. 1) zwischen der Anordnungsebene 1, in der die Drehachse 2 des Rotationsmeissels 3 angeordnet ist, und der Bezugsebene 4, die durch die Spitzenachse 5 der Werkzeugmaschine hindurchgeht und deren Lage durch die Längs- und Quervorschubrichtung des Meisseis gegeben ist, wird aus der Gleichung berechnet, die wie folgt lautet:

d tg u)

2 \]sin2^> + tg^i angeführten Formel wird der Abstand H berechnet, der 32,9 mm beträgt.

Dieses Verfahren kann mit Hilfe einer Einrichtung durchgeführt werden, die einen Körper 8 (Fig. 3) enthält, welcher an einem am Maschinensupport (nicht abgebildet) angebrachten Flansch 9 befestigt ist. Der Körper 8 hat eine obere schiefe Auflagefläche 10, die unter einem Winkel ß (Fig. 3,4) zu seiner Sohle steht, der dem gewählten Winkel cd gleicht. Seitlich ist diese Fläche 10 durch Führungen 11 (Fig. 3) am Körper 8 begrenzt. Ein Meisselträger 12 mit einem Loch ist entlang den Führungen 11 verschiebbar. Dabei steht die Achse des Halters 12 unter einem Winkel von 90° -cp (Fig. 5) zu den Führungen 11 des Körpers 8. Die Achse des Halters 12 verläuft dabei parallel zu seiner Sohle. Der Halter dient zum Einspannen des Rotationsmeissels 3, der in einer geschlitzten aussermittigen Buchse 13 (Fig. 3) untergebracht ist. Diese dient zur Lagenstellung der Kuppe des Meisseis 3 nach einem Nachschleifen. Die Fixierung des Meisselträgers 12 in der erforderlichen Lage erfolgt mit Hilfe eines Griffs 14 und eines Schraubenbolzens 15 (Fig. 4), der in einer im Körper 8 zwischen den Führungen 11 (Fig. 3) eingearbeiteten Nut 16 verschiebbar ist. An der Aussenfläche einer der Führungen 11 ist eine Skala 17 (Fig. 4, 5) mit Teilungen angebracht, die den verschiedenen Halbmessern der Werkstücke 6 entsprechen.

Die Gleichheit der Winkel ß und a> (Fig. 4) ermöglicht die Höhe H für irgendein bestimmtes Werkstück anhand der obenangeführten Abhängigkeit zu berechnen. Dann wird der mit dem Meisselträger 12 verbundene Zeiger 18 auf die dem Halbmesser dieses Werkstücks entsprechende Teilung eingestellt. Nun können Werkstücke beliebigen Masses bearbeitet werden, nachdem man den Zeiger 18 jenem Strich der Skala 17 zugeordnet hat, der dem Halbmesser des Werk-

3

5

10

15

20

25

40

45

50

55

60

65

631365

stücks 6 entspricht. Mit einer Verschiebung des Meissel-trägers 12 entlang der schiefen Fläche 10 (Fig. 3) bis zu einem dem Halbmesser des Werkstücks 6 entsprechenden Strich der Skala 17 und nach der Sicherstellung dieser Lage des Meisselträgers 12 mittels des Griffes 14 wird somit die Achse des Meisseis 3 in den Abstand H von der Bezugsebene 1 gebracht, wobei die Kuppe (der formgebende Punkt) des Meisseis 3 in die Arbeitsstellung gerät.

Die Ausbildung des Loches im Meisselträger 12 unter einem Winkel zu den Führungen des Körpers und parallel zu seiner Sohle ermöglicht die Achse des Rotationsmeissels 3 in

4

einer Ebene, die zu der durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine gehenden Bezugsebene parallel verläuft, und unter einem Winkel <p zur Projektion der Spitzenachse der Maschine in diese Ebene anzuordnen. Die Gleichheit des

5 Steigungswinkels ß der oberen schiefen Fläche 10 des Körpers 8 und des Anstellzentriwinkels a> der Meisselkuppe in bezug auf die Bezugsebene bietet die Möglichkeit, den Meis-sel in Höhenrichtung zum Werkstück beliebigen Halbmessers durch eine einfache Verschiebung des Meisselträgers in io einen dem Werkstückhalbmesser gleichen Abstand anzustellen.

s

2 Blatt Zeichnungen

Claims

631365 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von Drehkörpern mit Hilfe eines Rotationsmeissels, der als ein auf einer Achse befestigter Drehkörper mit kreisförmiger Schneide ausgeführt ist, der beim Schnittvorgang in Drehung versetzt wird, wobei die Meisselachse in einer Anordnungsebene (1) liegt, die durch die Längs- und Quervorschubrichtung des Meisseis (3) gegeben ist, und eine zu dieser Ebene (1) parallele, durch die Spitzenachse (5) der Maschine gehende Ebene

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (H) zwischen der Anordnungsebene (1) der Achse (2) des Meisseis (3) und der Bezugsebene (4) gleich oder grösser als 0,1 des Durchmessers des Drehkörpers (6) gewählt wird.

2 \Jsin2

worin bedeuten:

D Durchmesser des Drehkörpers (6),

d Durchmesser der kreisförmigen Schneide, co Anstellzentriwinkel der Kuppe des Meisseis (3) zur Bezugsebene (4).

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Führungen (11) und eine obere, schiefe Auflagefläche (10) aufweisenden Körper (8) und mit einem Träger (12) des Meisseis (3), der in den Führungen

20

(11) des Körpers (8) verschiebbar und auf erforderlicher Stelle der Auflagefläche (10) feststellbar ist, wobei der Träger

(12) ein Loch zum Einspannen des Meisseis (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Loches im Meis-selträger (12) unter einem Winkel ((p) zur Längsrichtung der Führungen (11) des Körpers (8) steht, dass sie zur Sohle des Körpers (8) parallel ist, und dass der Steigungswinkel (ß) der oberen schiefen Auflagefläche (10) des Körpers (8) dem vor-

25 gegebenen Anstellzentriwinkel (es) der Kuppe des Meisseis (3) zur Bezugsebene (4) gleicht.

3)

H =

sin LÛ +

(4) eine Bezugsebene bildet, und die Meisselachse (2) einen Winkel (cp) mit einer Normalen auf die Projektion der Spitzenachse (5) in Anordnungsebene (1) einschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse des Abstandes (H) zwischen der Anordnungsebene (1) der Achse (2) des Meisseis (3) und der Bezugsebene (4) sowie die Grösse des Anordnungswinkels (<p) der Achse (2) des Meisseis (3) aus folgendem Verhältnis gewählt wird:

. d tg fjO

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Skala (17) mit Teilungen, die den Halbmessern der zu bearbeitenden Werkstücke (6) entsprechen, längs der 30 Führungen (11) des Körpers (8) ausgeführt ist.