DD143740B1

DD143740B1 - Verfahren zum fraesen von innengewinde

Info

Publication number: DD143740B1
Application number: DD21309379A
Authority: DD
Inventors: Gunter Seipt
Original assignee: Gunter Seipt
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1979-05-23
Publication date: 1983-06-15
Also published as: AT381054B; DE3001206C2; DD143740A1; DE3001206A1; ATA38680A

Description

О 1007/23 VVP В 23 G/213 093 - 1 - DD-PS 143 740

15. 12. 1982

Verfahren und Vorrichtung zum Fräsen von Innengewinde

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fräsen von Innengewinde, insbesondere in kurzfaserigen, spröden Y/erkstoffen, wie Holz, Holzfaserwerkstoff, sprödem Plastwerkstoff, unter Verwendung eines mit einer der Gewindeflanke entsprechenden Schneidenform aufweisenden Fräsers, wobei der Fräser gleichzeitig eine um seine Achse rotierende und eine der Form des Gewindegangs entsprechende wendeiförmige Vorschubbewegung ausführt, sov/ie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung von Innengewinde sind mehrere spanlose und spanabhebende Fertigungsverfahren bekannt geworden, bei denen vorwiegend mittels Schneidwerkzeugen, insbesondere Schaftwerkzeugen durch WcrkstoffVerdrängung oder Werkstoffzerspanung das Gewinde in einer vorgefertigten Bohrung erzeugt wird. Die bekannten technischen Lösungen zur Herstellung von Innengewinde haben bei einigen Werkstoffen, insbesondere bei verschiedenen Holzarten, Holzwerkstoffen und Kunststoffen den Nachteil, daß der SehneidVorgang aufgrund der besonderen Zerspanungseigenschaften nicht oder nur mit ungenügender Oberflächenausbildung möglich ist.

Aus der US-PS 2 451 497 ist ein Gewindefräser bekannt, der insbesondere Verankerungsgewinde für Armierungsbolzen fräst. Das heißt, sie beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Innengewinde in Metall. Das Schneiden des Innengewindes er-

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folgt in zwei Arbeitsgängen, und zwar das Bohren des Kernloches und das Schneiden von Innengewinde in den Seitenwänden des Bohrloches. Hierbei wird von unten nach oben gearbeitet, d. h., vom Boden des Kernloches zur Oberfläche des Werkstoffs.

Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Innengewinde mittels Schneidwerkzeugen ist eine Anpassungsmöglichkeit an die besonderen Zerspanungsbedingungen von kurzfaserigen, spröden Werkstoffen, wie Holz, Holzfaserwerkstoff, sprödem Plastwerkstoff nicht gegeben, da die erreichbare Schnittgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit nicht unabhängig voneinander einstellbar sind, d. h., eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit hat unmittelbar eine Vergrößerung des abzuhebenden Spanvolumens pro Zeiteinheit und Zahnschneide zur Folge. Bei obengenannten vYerkstoffen sind aber hohe Schnittgeschwindigkeit und ein verhältnismäßig geringes abzuhebendes Spanvolumeri günstige Zerspanungsb ed indungen, um für diese Werkstoffe eine gute Oberflächenqualität der Gewindeflanken zu erreichen.

Ebenfalls ist für bisher bekanntgewordene spanabhebende Verfahren ein Vorbohren des Kernloches erforderlich, was einen zusätzlichen Arbeitsgang bedeutet.

Alle bisher bekanntgewordenen spanlosen Herstellungsverfahren sind für die bereits oben genannten Werkstoffe aufgrund der ungenügenden Verformungseigenschaften bzw. der bei anderen Verfahren auftretenden hohen Werkstoffverdrängung nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, um Innengewinde mit hoher

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Qualität sowie einfacher rationeller Herstellung in kurzfaserigen, spröden Werkstoffen einzuarbeiten·

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fräsen von Innengewinde, insbesondere in kurzfaserigen, spröden Werkstoffen, wie Holz, Holzfaserwerkstoff, sprödem Plastwerkstoff, unter Verwendung eines mit einer der Gewindeflanke entsprechenden Schneidenform aufweisenden Fräsers, wobei der Fräser gleichzeitig eine um seine Achse rotierende und eine der Form des Gewindeganges entsprechende wendeiförmige Vorschubbewegung ausführt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem die Schnittgeschwindigkeit wesentlich erhöht wird, und das Fräswerkzeug keinen rückwirkenden Druck auf bereits bearbeitete Gewindeflanken ausübt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorschubbewegung des Fräsers von außen nach innen in den Werkstoff verläuft und während einer einzigen Vorschubbewegung das Kernloch aus dem Werkstoff herausgearbeitet sowie der Gewindegang in dessen Seitenwand eingearbeitet wird.

Vorteilhafterweise wird zur Erzeugung der wendeiförmigen Vorschubbewegung eine rotierende mit einer translatorischen Bewegung überlagert.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Schnittgeschwindigkeit wesentlich höher als die Vorschubgeschwindigkeit gewählt wird und das abzuhebende Spanvolumen pro Zeiteinheit und Zahnschneide den Zerspanungsbedingungen angepaßt wird.

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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine durch einen gesonderten Antrieb angetriebene Prässpindel, deren Lagerung nicht umläuft, in durch Geradführung geführten Vorschubschlitten gelagerten Exzenterbuchsen formschlüssig angeordnet ist, wobei für die Exzenterbuchsen ein r^oatorischer Antrieb in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis zum Antrieb des Vorschubschlittens vorgesehen ist, und daß das Fräswerkzeug auf der Prässpindel rotierbar angeordnet ist.

In weiterer Ausführung ist die Bestimmung der Steigung des Gewindes durch das Übersetzungsverhältnis des Antriebes des Vorschubschlittens zum rotationsförmigen Antrieb der Exzenterbuchse für die Exzenterbuchse und die in dieser exzentrisch gelagerten Präserspindel mit dem Fräswerkzeug vorgesehen und die Exzentrizität an der Exzenterbuchse ist automatisch über eine Stellmechanik aufhebbar.

Vorzugsweise ist der Durchmesser des Präswerkseuges kleiner als der des zu erzeugenden llenndurchmesserbereiches des Gewindes, und dessen Zahnflankenprofil entspricht dem zu erzeugenden Gewindeprofil.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung wird gewährleistet, daß kurzfaserige, spröde Werkstoffe in einer Vorschubbewegung mit einem Innengewinde von hoher Qualität versehen werden können, wobei die erforderlichen hohen Schnittgeschwindigkeiten, wie sie die zu bearbeitenden Werkstoffe erfordern, infolge der Anordnung des Antriebes der vollkommenen, rotationssymmetrischen, unwuchtfreien Prässpindel, erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Rückhub des Präswerkzeuges über einen Stell-

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mechanismus automatisch jeweils am vorgegebenen Ende des Präsvorganges, d. h., auf O-Stellung zurückgeführt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Pig. 1: Arbeitsprinzip

Pig. 2: Schnitt A-A nach Pig. 1

Pig. 3: technische Ausführungsmöglichkeit.

Beschrieben wird eine Ausführungsmöglichkeit, wie sie z. B. für die Herstellung von Innengewinde in Holzteilen geeignet ist· Fig· 1 und 2 zeigt das grundsätzliche Arbeitsprinzip·

Ein angetriebenes, rotierendes !fräswerkzeug 1 mit entsprechend dem Gewindeprofil gestalteter Schneidenform bzw. entsprechend ausgebildetem Plankenwinkel der Schneiden erhält eine schraubenförmige Vorschubbewegung 2 und dringt unter Spanabnahme in das Werkstück 3 ein.

Im Folgenden soll die technische Ausführungsmöglichkeit nach Fig. 3 dargelegt werden.

Zur Erzeugung der schraubenförmigen Vorschubbewegung der durch gesonderten Antrieb 11 angetriebenen Prässpindel wird eine rotierende mit einer translatorischen Bewegung überlagert. Die Frässpindel mit dem rotierenden Fräswerkzeug 1 , deren Lagerung jedoch nicht umläuft, wird in durch Geradführung 8 geführten Vorschubschlitten 10 gelagerten Exzenterbuchsen 4 und 5 formschlüssig aufgenommen, welche einen

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rotatorischen Antrieb 9 mit bestimmtem Übersetzungsverhältnis zum gradlinigen Vorschubschlitten 10 erhalten· Durch Verstellung der Exzentrizität an der Einstellbuchse 4 läßt sich der Nenndurchmesser des zu erzeugenden Gewindes einstellen. Im Rückhub kann diese Exzentrizität durch eine entsprechende Stellmechanik aufgehoben werden, so daß das Fräswerkzeug in Mittellage, d. h., ohne Spanabnahme aus dem Gewindeloch zurückfährt.

Eine Vorwahl für entsprechenden liemidurchmesserbereich erfolgt durch Wahl des Durchmessers des Fräswerkzeuges 1· Die Steigung des zu erzeugenden Gewindes ist durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses vom Antrieb des Vorschubschlittens 10 zum rotationsförmigen Antrieb der Aufnahmebuchse 5 für die Einstellbuchse 4 und die darin exzentrisch gelagerte Frässpindel mit Fräswerkzeug 1 einstellbar.

Wird der Vorschubantrieb für den Vorschubschlitten 10 mittels Gewindespindel 7 und Mutter 6 erzeugt, die die gleiche Steigung hat, wie die des herausstellenden Innengewindes, so ist das Übersetzungsverhältnis von der Gewindespindel 7 zum Antrieb der Aufnahmebuchse 5 gleich 1:1.

Die Aufnahme des Werkstückes 3 erfolgt in entsprechenden Vorrichtungen, die so gestaltet sein können, daß eine automatische Zuführung, Einspannung und Abführung des Werkstückes gewahrleistet werden kann. Es wird dadurch eine automatische Arbeitsweise ermöglicht.

Claims

О 1007/23 WP В 23 G/213 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zum Fräsen von Innengewinde, insbesondere in kurzfaserigen, spröden Werkstoffen, wie Holz, Holzfaser-Werkstoff, sprödem Plastwerkstoff, unter Verwendung eines mit einer der Gewindeflanke entsprechenden Schneidenform aufweisenden Präsers, wobei der Präser gleichzeitig eine um seine Achse rotierende und eine der Form des Gewindegangs entsprechende wendelförmige Vorschubbewegung ausführt, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorschubbewegung des Fräsers von außen nach innen in den Werkstoff verläuft und während einer einzigen Vorschubbewegung das Kernloch aus dem Werkstoff herausgearbeitet sowie der Gewindegang in dessen Seitenwand eingearbeitet wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erzeugung der wendeiförmigen Vorschubbewegung eine rotierende mit einer translatorischen Bewegung überlagert wird·

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schnittgeschwindigkeit wesentlich höher als die Vorschubgeschwindigkeit gewählt wird und das abzuhebende Spanvolumen pro Zeiteinheit und Zahnschneide den Zerspanungsbedingungen angepaßt wird·

4· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß eine durch einen gesonderten Antrieb (11) angetriebene Frässpindel, deren Lagerung nicht umläuft, in durch Geradführung (8) geführten Vorschubsch-^litten (10) gelagerten Exzenterbüchsen (4i 5) formschlüssig ange-

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ein ordnet ist, wobei für die Exzenterbucheen (4; 5) /rotatorischer Antrieb (9) in einem vorbestimmten übersetzungsverhältnis zum Antrieb(6; 7) des Vorschubschlittens (10) vorgesehen ist, und daß das Präswerkzeug (1) auf der Prässpindel rotierbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Bestimmung der Steigung des Gewindes durch das Übersetzungsverhältnis des Antriebes (6; 7) des Vorschubschlittens (10) zum rotationsförmigen Antrieb (9) der Exzenterbuchse (5) für die Exzenterbuchse (4) und die in dieser exzentrisch gelagerten Präserspindel mit dem Präswerkzeug (1) vorgesehen ist und daß die Exzentrizität an der Exzenterbuchse (4) automatisch über eine Stellmechanik aufhebbar ist.

6. Vorrichtung nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser des Präswerkzeuges (1) kleiner als der des zu erzeugenden Nenndurchmesserbereiches des Gewindes ist und dessen Zahnflankenprofil dem zu erzeugenden Gewindeprofil entspricht.