DD142858A5

DD142858A5 - Verfahren zum bearbeiten von kurbelwellen

Info

Publication number: DD142858A5
Application number: DD79212235A
Authority: DD
Inventors: Bruno Kralowetz
Original assignee: Gfm Fertigungstechnik
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1979-04-16
Publication date: 1980-07-16
Also published as: JPS54142667A; JPS6250246B2; GB2018659A; FR2423290B1; ATA271278A; US4269551A; DE2909417B2; DE2909417C3; FR2423290A1; DE2909417A1; AT353073B; GB2018659B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Mittellagerzapfens und eines Hubzapfens zusammen mit den an sie anschließenden Kurbelwangen-Seitenflächen einer Kurbelwelle während der Abstützung eines Mittellagerzapfens. Das Ziel der

Description

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Verfahren zum Bearbeiten von Kurbelwellen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Kurbelwellen j bei dem die Bearbeitung in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten von einem Kurbelwellenende zum anderen fortschreitet, bei dem weiters in einem Arbeitsgang mit der Bearbeitung eines jeden Zapfens eine Bearbeitung der an diesen , Zapfen anschließenden Kurbelwangen-Seitenflächen vorgenommen wird und bei dem schließlich während der Abstützung eines Mittellagerzapfens durch eine Lünette od. dgl. der der Lünette od. dgl. benachbarte Hubzapfen und der nächste Mittellagerzapfen, bearbeitet werden.. -.. .'

Charakteristik der bekannten Lösungen

Um zu verhindern, daß sich auf Grund, der beim Bearbeiten der

Kurbelwellenzapfen frei werdenden i: iieren Spannungen die.Kurverzieht belwelle im Bereich des bereits fertigen Abschnittes/und die Kurbelwelle daher vor dem abschlie'· snden Feinbearbeiten noch gerichtet werden muß, ist bereits e... Verfahren bekannt, nach . dem die Bearbeitung der einzelnen Kurbelwellenzapfen, also der Hubzapfen und der Lagerzapfen, von einem zum anderen Ende der Kurbelwelle nacheinander und fortschreitend erfolgt und die ; Kurbelwelle bei der Bearbeitung jedes Zapfens an dem diesem benachbarten, zuvor bearbeitetemZäpf en abgestützt wird. Dadurch wirken sich die spannungsbedingten Verformungen nur auf den noch unbearbeiteten Kurbelwellenabschnitt aus und sind

. durch die schrittweise Bearbeitung zu beseitigen, was ein Richten der Kurbelwelle nach Beendigung der Bearbeitung über-

. flüssig macht. Die Durchführung dieses Verfahrens beansprucht allerdings relativ viel Zeit, da immer nur ein Zapfen zu bearbeiten ist und außerdem auch die Abstützung für die Bearbeitung jedes neuen Zapfens geändert und darüber hinaus abwechselnd an einem Lagerzapfen und einem Hubzapfen angesetzt werden muß. .

Um diese Nachteile zu vermeiden, gibt es auch schon ein Verfahren, nach dem immer nur die Lagerzapfen abgestützt und bei jedem Schritt gleichzeitig sowohl ein Hubzapfen als auch ein Lagerzapfen bearbeitet werden. Dieses Verfahren bringt zwar ein einfacheres Abstützen und ein schnelleres Arbeiten mit sich, doch kommt es beim gleichzeitigen Bearbeiten von zwei Zapfen zu einer ungünstigen gegenseitigen Beeinflussung durch die entstehenden Verformungen der Welle.' Da sich die Welle während des Bearbeitungsvorganges verkrümmt bzw. verformt, verändert sich auch die Lage des Lagerzapfens relativ zum Werkzeug, wodurch ein Formfehler in der Zylinderfläche des Lagerzapfens auftritt. Dieser Formfehler für sich bedingt schon eine Vergrößerung der Schleifzugabe, er wirkt sich jedoch auf die Genauigkeit und Lage der anschließend .zu bearbeitenden Zapfen besonders nachteilig aus, da an diesem Lagerzapfen die Lünette ansetzt und sich so jeder Formfehler verstärkt fortpflanzt. Auchiverursacht die gleichzeitige Bearbeitung zweier Kurbelwellenzapfen eine recht hohe Wärmebelastung und damit eine entsprechende Dehnung der Kurbelwelle, so daß sich einer-, seits Bearbeitungswerkzeug und Kurbelwellenzapfen relativ zueinander entlang einer Schraubenlinie bewegen und sich anderseits keine engen Versetzmaßtoleranzen erreichen lassen, was ebenfalls große Schleifzugaben und, bedingt dadurch, einen hohen Schleifaufwand notwendig macht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Bearbeiten von Kur-", belwellen, nach dem während jeweils der Abstützung eines Kit-

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tellagerzapfens ein Hubzapfen und der nächste Mittellagerzapfen samt den an diese Zapfen anschließenden Kurbelwangen-Seitenflächen mit größter Genauigkeit bearbeitet v/erden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, nach dem Kurbelwellen so genau bearbeitet' werden können, daß nicht nur ein Richten der Kurbelwelle nach Beendigung der Bearbeitung überflüssig ist, sondern vor allem auch besonders enge Toleranzen einzuhalten und nur sehr geringe Schleifzugaben erforderlich sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Bearbeitung des Hubzapfens und die des Mittellagerzapfens nacheinander stattfinden und daß gleichzeitig mit der Bearbeitung des ersten dieser beiden Zapfen zumindest teilweise die Bearbeitung der dem zweiten beider Zapfen zugeordneten Kurbelwangen-Seitenflächen erfolgt. Durch das ungleichzeitige Bearbeiten von Hub- und Lagerzapfen bleibt die Wärmebelastung der Kurbelwelle relativ gering, und es kommt insbesondere zu keiner Erwärmung eines Kurbelwellenzapfens zwischen dem gerade bearbeiteten Zapfen und dem für die eingespannte Kurbelwelle erforderlichen Axialanschlag, so daß keine dehnungsbedingte Kurbelwellenverlängerung auftritt, was Voraussetzung zur Vermeidung einer schraubenlinienförmigen Bearbeitung und zur Einhaltung genauer Versetzmaße ist. Damit brauchen aber auch nur geringe Schleifzugaben vorgesehen zu werden, wodurch der notwendige Schleifaufwand beträchtlich reduziert und der Zeitverlust gegenüber dem gleichzeitigen Bearbeiten von Hub- und Lagerzapfen praktisch wieder ausgeglichen wird. Dieser Zeitverlust ist ohnehin nicht allzu groß, da ja nach Fertigbearbeitung des einen Zapfens auch bereits die Kurbelwangen-Seitenflächen des zweiten Zapfens bearbeitet, sind und nur mehr dieser Zapfen alleine bearbeitet werden muß, was während einer Kurbelwellenumdrehung geschieht. Die zusätzliche Wärmebelastung durch die gleichzeitige Bearbeitung von einem Kurbelwellenzapfen und den einem anderen Zapfen zugeordneten Kur-

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belwangen-Seitenflachen spielt kaum eine Rolle, da die Erwärmung durch die Bearbeitung der Kurbelwangen wesentlich geringer ist als die bei der Zapfenbearbeitung. Darüber hinaus treten außerdem bei der Bearbeitung des zweiten Zapfens wegen des breits vorher abgetragenen Materials der Kurbelwangen-Seitenflächen nur geringere Schnittkräfte auf, wodurch die elastischen Verformungen der Kurbelwelle während der Bearbeitung klein bleiben und engere Durchmessertoleranzen zu er—, reichen sind. Diese Durchmessertolernazen sind dabei von vornherein besser als beim gleichzeitigen Bearbeiten zweier Kurbelwellenzapfen, da eben nicht die doppelten Schnittkräfte einer gleichzeitigen Bearbeitung zweier Zapfen auftreten und die Bearbeitung der Zapfen ohne die gegenseitige Beeinflussung durch die auf^; Grund der frei werdenden Spannungen entstehenden Verformungen erfolgen kann. Außerdem ist es beim ungleichzei-, tigen Bearbeiten der beiden Zapfen möglich, die durch die Bearbeitung des ersten Zapfens verursachte Verformung der Welle im Bereich des zweiten Zapfens wegen der Bearbeitung dieses zweiten Zapfens erst nach Vollendung des ersten Zapfens wieder zu beseitigen, was eine wesentliche Voraussetzung für besonders gute Formgenauigkeit ist.

Vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß bei jedem Schritt zuerst ein Hubzapfen und dann der Lagerzapfen bearbeitet wird, da so die erforderliche Genauigkeit des Lagerzapfens für die nachfolgende Abstützung auf jeden Fall gewährleistet ist. Darüber hinaus bewirken die geringeren Schnittkräfte bei der Bearbeitung des reinen Lagerzapfens ohne dessen Kurbelwangen-Seitenflächen kein Verziehen des bereits bearbeiteten, hinter der Abstützung liegenden Kurbelwellenabschnittes mehr.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden, und zwar zeigen die

Fig. 1 bis 8 die einzelnen Schritte einer Kurbelwellenbearbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

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Um eine Kurbelwelle 1 in einem einzigen durchgehenden Arbeitsverfahren an ihren Lagerzapfen 2„ 3, 4, 5, 6, an ihren Hubzapfen 7, 8, 9» 10 und an den diesen Zapfen jeweils zugeordneten Kurbelwangen-Seitenflächen 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 bearbeiten zu können, werden zwei Messerkopf e M.., M₂ und eine Lünette L verwendet. Die Kurbelwelle 1 wird am vorgedrehten Lagerzapfen 2 und am Außendurchmesser des Flansches 19 gespannt sowie an der Stirnfläche des Flansches 19 axial ausgerichtet, was mit den Pfeilen 20, 21, 22 in Fig. 1 angedeutet ist. Nun beginnt die Kurbelwellenbearbeitung damit,daß der Messerkopf M₂ zunächst den Lagerzapfen 3 mit den zugeordneten Wangenseitenflächen 12 bearbeitet, wobei Messerkopf M^ und Lünette L noch außer Funktion sind (Fig. 1.). Im nächsten Verfahrensschritt stützt die Lünette L den gerade bearbeiteten Lagerzapfen 3 und der Messerkopf M. bearbeitet die Seitenflächen 11 und den Hubzapfen 7. Gleichzeitig mit der Bearbeitung des Hubzapfens 7 bearbeitet der Messerkopf M₂ die Seitenflächen 14, ohne dabei aber soweit einzustechen, daß auch der Lagerzapfen 4 bearbeitet würde. Während einer Umdrehung der Kurbelwelle 1 werden daher der Hubzapfen 7 samt seinen Wangenseitenflächen 11 und ein Großteil der Wangenseitenflächen 14 des Lagerzapfens 4 bearbeitet (Fig. 2). Nach Fertigbearbeitung des Hubzapfens 7 fährt der Messerkopf M^ in seine Ausgangslage zurück und der-Messerkopf M₂ -bearbeitet während einer weiteren Kurbelwellenumdrehung den noch vorhandenen Rest der Wangenseitenflächen 14 sowie den Lagerzapfen 4. Auch während der Bearbeitung des Lagerzapfens 4 bleibt die Abstützung des Lagerzapfens 3 durch die Lünette L be stehen (Fig. 3).

Nach Fertigbearbeitung des Lagerzapfens 4 durch den Messerkopf M₂ fährt auch dieser in seine Ausgangsposition zurück und die beiden Messerköpfe M^, M₂ sowie die Lünette L versetzen _: gemeinsam, so daß die Lünette L den gerade zuvor bearbeiteten Lagerzapfen 4 abstützen kann und die Messerköpfe M^, M₂ in der Lage sind, einmal den noch nicht bearbeiteten Hubzapfen 8 hinter der Lünette L und einmal den nächstfolgenden Lagerzapfen 5 vor der Lünette zu bearbeiten. Dabei werden bei gleich-

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bleibender Abstützung zuerst die Wangenseitenflächen 13, dann der Hubzapfen 8 und gleichzeitig mit diesem die Wangenseitenflächen 16 bearbeitet, während der diesen Wangenflächen 16 zugeordnete Lagerzapfen 5 für sich allein nach Fertigstellung . des Hubzapfens 8 bearbeitet wird (Fig. 4 und 5).

Im nächsten Schritt stützt die Lünette L den Lagerzapfen 5, und es werden wie bisher in sich überschneidender Arbeitsweise der Hubzapfen 9, der Lagerzapfen 6 und die zugehörenden Wangenseitenflächen 15, 18 bearbeitet (Fig. 6 und 7).

Im abschließendem Schritt der Kurbelwellenbearbeitung bleibt der Messerkopf" Mp "außer Funktion","'die" Lünette L unterstützt den letzten Lagerzapfen 6 und der Messerkopf M^ bearbeitet in einem Arbeitsgang den letzten Hubzapfen 10 sowie die beiden . anschließenden Wangenseitenflächen 17 (Fig. 8),

Damit ist die Kurbelwelle 1 in relativer kurzer Arbeitszeit fertiggestellt und für das abschließende Feinschleifen bereit.· Es ist kein Richten der Kurbewelle mehr erforderlich, und es müssen auch beim Schleifen nur sehr geringe Schleifzugaben abgearbeitet werden, was ebenfalls schnell und ohne besonderen Aufwand vor sich geht.

Claims

Erfindungsanspru c;h :

1, Verfahren zum Bearbeiten von Kurbelwellen, bei dem die Bearbeitung in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten von einem Kurbelwellenende zum anderen fortschreitet, bei dem weiters in einem Arbeitsgang mit der Bearbeitung eines jeden Zapfens eine Bearbeitung der an diesen. Zapfen anschließenden Kurbelwangen-Seitenflachen vorgenommen wird, und bei dem schließlich während der Abstützung eines Mittellagerzapfens durch eine Lünette od dgl. der der Lünette od. dgl. benachbarte Hubzapfen und der nächste Mittellagerzapfen bearbeitet werden, daduch gekennzeichnet, daß dabei die Bearbeitung des Hubzapfens und die des Mittellagerzapfens nacheinander stattfinden und daß gleichzeitig mit der Bearbeitung des ersten dieser beiden Zapfen zumindest teilweise die Bearbeitung der dem zweiten beider Zapfen zugeordneten Kurbelwangen-Seitenflächen erfolgt. ^
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Schritt zuerst ein Hubzapfen und dann der Lagerzapfen bearbeitet wird. .

1 Seite Zeichnungen