-
Querverweis
-
Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung
mit der Seriennummer 2002-182247 und 2003-150944, deren Inhalte
hier durch Bezugnahme voll mit einbezogen werden, so als ob diese
hier dargestellt wären.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks mit einem Radiusschaftfräser. Speziell betrifft
die vorliegende Erfindung eine Technik zur effizienten Herstellung
eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks
unter Verwendung eines speziell gestalteten Radiusschaftfräsers, sowie
einen dafür
ausgestalteten Radiusschaftfräser.
-
Bei
einem Schmiedegesenk (Form) werden Materialien mit einem hohen Härtegrad
verwendet, um ein Kegelgetrieberad zu schmieden, um dadurch die
Lebensdauer des Schmiedegesenks zu verlängern. Aus diesem Grund wird
ein Entladungsprozeß bei
der Herstellung des Schmiedegesenks verwendet, der dafür geeignet
ist, um Materialien mit einem hohen Härtegrad abzutragen. Die japanische
Patentveröffentlichung
2000-24838 A lehrt
eine Technik zur Herstellung eines Kegelgetrieberades-Schmiedegesenks
unter Verwendung eines Entladungsprozesses (discharge process).
-
Aufgrund
der Eigenschaften des Entladungsprozesses handelt es sich jedoch
um einen zeitaufwendigen Prozeß zur
Herstellung eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks unter Anwendung
eines Entladungsprozesses.
-
Darüber hinaus
sind Bemühungen
bei der Einstellung eines Spaltes zwischen einer Entladeelektrode
und einem Werkstück
erforderlich. Aus diesen Gründen
ist der Herstellungswirkungsgrad niedrig.
-
Weiterhin
lehrt die
JP 07246508
A die Verwendung einer Schaftfräse zur Bearbeitung von Materialien
mit einem hohen Härtegrad.
Die dabei verwandte Fräse
weist eine umlaufende Klinge, eine Bodenklinge und eine R-Klinge
auf, wobei sowohl die Schneidflächen
der Bodenklinge, als auch der Seitenschliff der R-Klinge gekrümmte Oberflächen aufweisen.
Die gekrümmte
Oberfläche,
welche die Schnittfläche
der Bodenklinge bilden soll; ist derart ausgebildet, daß sie in
Rotationsrichtung der Schaftfräse
ragt, und die Schnittfläche
des Seitenschliffs der R-Klinge ist derart ausgebildet, daß er zum Hauptkörper der
Schaftfräse
ragt, wobei die Schnittlinie der beiden hervor ragenden gekrümmten Oberflächen eine
Schneidfläche
bilden.
-
Ferner
ist aus der
DE 693
26 397 T2 ein Verfahren zur Ausbildung dreidimesionaler
Strukturen mittels spanender Bearbeitung eines Werkstücks unter
Verwendung eines Fräswerkzeugs,
insbesondere unter Verwendung eines Kugelschaftfräsers bekannt, wobei
zusätzlich
ein Hochdruckkühlmittel
mit entsprechendem Druck zur Entfernung der Späne sowie zur Abführung der
bei der Bearbeitung entstehenden Temperatur Anwendung findet.
-
Auch
die
EP 0 943 788 A1 lehrt
die Verwendung eines Kugelschaftfräsers zur Bearbeitung von harten
Materialien. Hierbei kommt ein Schaftfräser zur Anwendung, der einen
Schaft und einen Fräskopf aufweist,
wobei der Fräskopf
umlaufend Schneidzähne
hat, und wobei der Schaftfräser
ein Durchgangsloch aufweist, das sich von der Spitzenendfläche des Fräskopfes über den
Kopf entlang einer Drehachse des Schaftfräsers zum Schaft erstreckt.
Der Kopf und der Schaft umfassen separate Bauteile, wobei der Kopf
am Schaft durch das Einsetzen eines Schraubenelements von der Spitzenendfläche in das
Loch und Befestigen dieses Schraubenelements am Schaft montiert
wird.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der vorgenannten
Nachteile des Standes der Technik, ein Verfahren zur effizienten Herstellung
eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks mit einem Radiusschaftfräser vorzuschlagen, sowie
einen hierfür
geeigneten Radiusschaftfräser bereitzustellen.
-
Die
vorliegende Erfindung löst
die oben angesprochenen Probleme, in dem sie gemäß Patentanspruch 1 eine hochwirksame
Technik zur Herstellung eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks schafft,
sowie einen dafür
notwendigen Radiusschaftfräser
gemäß Patentanspruch
5 bereitstellt. Vorteillhafte Ausbildungen des Verfahrens ergeben sich
aus den Patentansprüchen
3 und 4.
-
Bei
der vorliegen Erfindung wird ein Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk
dadurch hergestellt, indem ein Rohmaterial unter Verwendung eines
Radiusschaftfräsers
bzw. einer Radiusschaftfräsmaschine
(radius end mill) geschnitten wird. Der Radiusschaftfräser bildet
bei der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug von der Art von Schaftfräsmaschinen,
bei denen Schneidklingen sich in einer Schraubengestalt um eine
Achse des Werkzeugs erstrecken (im folgenden als Seiten-Schneidklingen
bezeichnet) und zwar am Ende des Werkzeugs, wobei die Schneidklingen die
Richtung ändern,
so daß sie
sich von den Seiten-Schneidklingen zu der Achse des Werkzeugs hin erstrecken
(im folgenden werden die Schneidklingen, die sich zur Achse hin
erstrecken, als End-Schneidklingen
bezeichnet), und es sind die Seiten-Schneidklingen und die End-Schneidklingen durch
R-gestaltete (d.h. sich in einer Bogengestalt erstreckende) Schneidklingen
verbunden (im folgenden als R-gestaltete Schneidklingen bezeichnet).
Die Radiusschaftfräsmaschine
umfaßt
Seiten-Schneidklingen (die sich in einer Schraubengestalt erstrecken),
die End-Schneidklingen (die sich zu der Werkzeugachse hin erstrecken)
und die R-gestalteten Schneidklingen (die sich in einer Bogengestalt
erstrecken und welche die Seiten-Schneidklingen und die End-Schneidklingen
verbinden).
-
Die
Seiten-Schneidklingen des Radiusschaftfräsers dienen dazu, um eine Seitenfläche in Stufen
und Nuten zu bearbeiten, und die End-Schneidklingen dienen dazu,
eine Bodenfläche in
Stufen und Nuten zu bearbeiten. Durch das Vorsehen der R-gestalteten
Schneidklinge zwischen den zwei Klingen, kann eine R-Gestalt (abgerundete
Gestalt) zwischen der Seitenfläche
und der Bodenfläche ausgebildet
werden. Der Radiusschaftfräser
(radius end mill) wird dazu verwendet, um die Seitenfläche zu bearbeiten
und zwar unter Verwendung der Seiten-Schneidklingen, um die Bodenfläche durch
Verwenden der End-Schneidklingen zu bearbeiten oder um sowohl die
Seitenfläche
als auch die Bodenfläche gleichzeitig
zu bearbeiten und zwar unter Verwendung der Seiten-Schneidklingen und
der End-Schneidklingen. Wenn diese in dieser zuletzt erläuterten
Weise verwendet werden, kann die R-Gestalt zwischen der Seitenfläche und
der Bodenfläche gleichzeitig
ausgebildet werden.
-
In
den letzten Jahren wurde es möglich
Radiusschaftfräsmaschinen
zur Ausbildung von komplexen Gestalten zu verwenden, indem Rohmaterialien
mit einem hohen Härtegrad
geschnitten werden und zwar aufgrund der Tatsache, daß NC (numerische
Steuer-)Maschinen und deren Programme zur Steuerung der Entwicklung
der Radiusschaftfräsmaschinen
durch die NC Maschine verbessert wurden und aufgrund der verbesserten
Genauigkeit der Radiusschaftfräsmaschinen
selbst.
-
Jedoch
sind Radiusschaftfräsmaschinen
in ihrer Verwendung auf die Bearbeitung einer Seitenfläche, einer
Bodenfläche
oder Seiten- und Bodenflächen
beschränkt
und wurden nicht zur Ausbildung einer Diagonal-Fläche eingesetzt,
die bei Kegelradgetrieben oder ähnlichem
vorhanden sind. Wenn eine Diagonal-Fläche bearbeitet werden soll,
wurde eine Walzen-Fräsmaschine
(bowl end mill) verwendet, die für
diesen Zweck entwickelt wurde; und eine Radiusschaftfräsmaschine
wurde dadurch nicht verwendet.
-
Das
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk besitzt eine Seitenfläche, eine
Bodenfläche
und eine diagonal verlaufende Fläche
und erfordert eine Bearbeitung einer R- Gestalt an dem Treffpunkt der Flächen. Da
eine Bearbeitung einer diagonalen Fläche erforderlich ist, wurde
die Walzen-Fräsmaschine
für diesen
Zweck verwendet; jedoch kann die Walzenfräsmaschine nicht in zufriedenstellender
Weise eine Seitenfläche
und eine Bodenfläche
bearbeiten. Bis jetzt wurde angenommen, daß der Radiusschaftfräser nicht
bei der Herstellung eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks verwendet
werden kann, da es erforderlich ist, eine diagonale Fläche zu bearbeiten.
Da in herkömmlicher
Weise kein geeignetes Werkzeug zum Bearbeiten von harten Rohmaterialien
zur Verfügung
steht, um das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk herzustellen, welches
eine Seitenfläche,
eine Bodenfläche
und eine Diagonal-Fläche
aufweist, wurde ein Entladungsprozeß verwendet.
-
Indem
man den Entfaltungspfad des Radiusschaftfräsers verbessert, waren die
Erfinder darin erfolgreich, einen Prozeß zu realisieren, bei dem ein Radiusschaftfräser dazu
verwendet werden kann, um ein Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk zu
bearbeiten bzw. zu schneiden, welches eine Seitenfläche, eine
Bodenfläche
und eine Diagonal-Fläche
aufweist. Wenn der Radiusschaftfräser verwendet wird, kann die
Bearbeitung in einer kurzen Zeitperiode vervollständigt werden,
und, verglichen mit dem Entladungsprozeß, kann die Verarbeitungszeit
stark reduziert werden. Da die vorliegende Erfindung erfolgreich
bei der Verwendung des Radiusschaftfräsers zur Herstellung eines
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks war, konnte der Herstellungswirkungsgrad für das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk
stark verbessert werden.
-
Es
ist wünschenswert,
daß ein
Verfahren zur Herstellung eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks einen Schritt umfaßt, bei
dem die Seiten-Schneidklingen einer Radiusschaftfräsmaschine das
Rohmaterial bearbeitet und dadurch eine innere Seitenfläche des
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks ausgebildet wird, einen Schritt
umfaßt,
bei dem die End-Schneidklingen der Radiusschaftfräsmaschine
das Rohmaterial bearbeiten und dadurch eine innere Bodenfläche des
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks ausgebildet wird, und einen Schritt
umfaßt, bei
dem die Seiten-Schneidklingen und die R-gestalteten Schneidklingen
der Radiusschaftfräsmaschine das
Rohmaterial bearbeiten, so daß dadurch
eine innere Diagonal-Fläche
des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks ausgebildet wird.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk dadurch hergestellt wird, in
dem die Schritte gemäß der Ausbildung
der inneren Seitenfläche
mit Hilfe der Seiten-Schneidklingen,
die Ausbildung der inneren Bodenfläche mit Hilfe der End-Schneidklingen und
die Ausbildung der inneren Diagonal-Fläche mit Hilfe der Seiten-Schneidklingen
und der R-gestalteten Schneidklingen kombiniert werden, kann der
Bearbeitungsprozeß lediglich
mit Hilfe des Radiusschaftfräsers
durchgeführt
werden und es kann das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk in einer
kürzeren Zeitdauer
hergestellt werden. Wenn speziell die Diagonal-Fläche unter
Verwendung der Seiten-Schneidklingen und der R-gestalteten Schneidklingen
bearbeitet wird, wird die Zeit, die für die Bearbeitung erforderlich
ist, stark reduziert.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk durch Bearbeiten des Rohmaterials
hergestellt wird und zwar unter Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine,
ist es wünschenswert,
einen Bearbeitungsschritt mit einzubeziehen, bei dem die Radiusschaftfräsmaschine
in einer Richtung diagonal in Bezug auf deren Achse bewegt wird.
-
Durch
diese Maßnahme
kann die Diagonal-Fläche
unter Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine bearbeitet werden.
Ein diagonales Entfalten des Radiusschaftfräsers wurde nicht dazu eingesetzt,
um die Bearbeitung durchzuführen
und es wurde die Diagonal-Fläche
nicht mit Hilfe eines Radiusschaftfräsers ausgebildet.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk durch Bearbeiten des Rohmaterials
hergestellt wird und zwar unter Verwendung des Radiusschaftfräsers, ist
es noch wünschenswerter,
einen Bearbeitungsschritt mit einzubeziehen, bei dem der Radiusschaftfräser diagonal
in einer rückwärts verlaufenden Richtung
bewegt wird. Wenn der Radiusschaftfräser diagonal in einer vorwärts verlaufenden
Richtung bewegt wird, kontaktieren die End-Schneidklingen das Werkstück zuerst
und später
kontaktieren die Seiten-Schneidklingen das Werkstück. Wenn
der Radiusschaftfräser
diagonal in einer rückwärts verlaufenden
Richtung bewegt wird, kontaktieren die Seiten-Schneidklingen das
Werkstück
zuerst und später kontaktieren
die End-Schneidklingen das Werkstück. Die vorwärts verlaufende
Bewegung kann auch als Stoß-Schneidvorgang
bezeichnet werden, und die rückwärts verlaufende
Bewegung kann auch als Zieh-Schneidvorgang bezeichnet werden. Die
Erfinder haben festgestellt, daß der
Wirkungsgrad des Zieh-Schneidvorganges
sehr viel höher
ist als derjenige des Stoß-Schneidvorganges.
-
Wenn
die Radiusschaftfräsmaschine
diagonal in einer rückwärts verlaufenden
Richtung bewegt wird, können
die Seiten-Schneidklingen der Radiusschaftfräsmaschine das Material bearbeiten.
Die Seiten-Schneidklingen der Radiusschaftfräsmaschine besitzen eine größere Bearbeitungsfähigkeit
als die End-Schneidklingen. Aus diesem Grund kann das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk
mit einem größeren Wirkungsgrad
hergestellt werden, in dem der Diagonal-Zieh-Schneidvorgang angewendet
wird.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk durch Bearbeiten des Rohmaterials
hergestellt wird und zwar unter Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine,
ist es wünschenswert,
eine Radiusschaftfräsmaschine
zu verwenden, die eine R-gestaltete Schneidklinge besitzt, deren
Radius dem kleinsten Radius der R-Gestalt entspricht, die in der
Ecke ausgebildet werden soll, wo die Flächen des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks
zusammenlaufen bzw. sich treffen.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk unter Verwendung eines Radiusschaftfräsers mit
einer R-gestalteten Schneidklinge hergestellt wird, deren Radius
dem kleinsten Radius einer R-Gestalt entspricht, die in der Ecke
ausgebildet werden soll, wo die Flächen des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks
sich treffen, ist es nicht mehr erforderlich, ein anderes Werkzeug
(beispielsweise eine Walzenfräsmaschine)
einzusetzen, um die R-Gestalt zu bearbeiten. Demzufolge kann der
Bearbeitungsprozeß mit
dem gleichen Werkzeug fortgesetzt werden, was zu einer hohen Betriebsfähigkeit
führt.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk durch Bearbeiten des Rohmaterials
unter Verwendung des Radiusschaftfräsers hergestellt wird, ist
es wünschenswert,
daß eine
Radiusschaftfräsmaschine
verwendet wird, bei der wenigstens ein Abschnitt der End-Schneidklinge
sich entlang einer Richtung senkrecht zur Achse des Radiusschaftfräsers erstreckt.
-
Wenn
sich wenigstens ein Abschnitt der End-Schneidklinge entlang einer
Richtung senkrecht zur Achse des Radiusschaftfräsers erstreckt, bildet der
Abschnitt der End-Schneidklinge eine ebene Fläche an der Schneidfläche des
Rohmaterials, wobei diese ebene Fläche in einer Richtung verläuft senkrecht
zu der axialen Richtung. Aus diesem Grund nivellieren die End-Schneidklingen
die Schneidfläche bei
der Ausführung
der Bearbeitung, wodurch Spuren des Verarbeitungsprozesses unterdrückt werden.
-
Es
ist wünschenswert,
daß die
Radiusschaftfräsmaschine
ein R-gestaltetes Schneidblatt oder Schneidklinge enthält, dessen
Radius dem kleinsten Radius der R-Gestalt entspricht, die an der Ecke
ausgebildet werden soll, wo sich die Flächen des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks
treffen.
-
Wenn
das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk unter Verwendung einer Radiusschaftfräsmaschine
hergestellt wird, ist kein Erfordernis dafür vorhanden, ein unterschiedliches
Werkzeug für
die Bearbeitung der R-Gestalt zu verwenden.
-
Es
ist auch wünschenswert,
daß bei
der zu verwendenden Radiusschaftfräsmaschine zum Bearbeiten des
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks wenigstens ein Abschnitt der End-Schneidklinge
entlang einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung ausgebildet
ist.
-
Durch
Verwenden solch einer Radiusschaftfräsmaschine können Spuren der Verarbeitung
oder Bearbeitung unterdrückt
werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
eine Diagonalansicht eines Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks der
vorliegenden Ausführungsform;
-
2 zeigt
eine Seitenansicht einer Radiusschaftfräsmaschine der vorliegenden
Ausführungsform;
-
3 zeigt
eine Ansicht entlang der Linie III-III von 2;
-
4 zeigt
eine Diagonalansicht eines Zwischenmaterials der vorliegenden Ausführungsform;
-
5 zeigt
eine Querschnittsansicht des Zwischenmaterials der vorliegenden
Ausführungsform;
-
6 zeigt
eine Querschnittsansicht von gestuften Abschnitten des Zwischenmaterials
der vorliegenden Ausführungsform
in einem Bearbeitungs-Zustand;
-
7 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Bodenfläche des Zwischenmaterials der
vorliegenden Ausführungsform
in einem Bearbeitungs-Zustand;
-
8 zeigt
eine Querschnittsansicht des Zwischenmaterials der vorliegenden
Ausführungsform;
-
9 ist
eine Querschnittsansicht von gestuften Abschnitten in dem Zwischenmaterial
der vorliegenden Ausführungsform
in einem Bearbeitungs-Zustand;
-
10 zeigt
eine Diagonalansicht von Nuten in einen konkaven konisch gestalteten
Teil des Zwischenmaterials der vorliegenden Ausführungsform in einem Verarbeitungszustand;
-
11 ist
eine Querschnittsansicht von Nuten in dem konkaven konisch gestalteten
Teil des Zwischenmaterials der vorliegenden Ausführungsform in einem Bearbeitungszustand;
-
12 veranschaulicht
eine Querschnittsansicht eines konkaven Teiles in dem Zwischenmaterial
der vorliegenden Ausführungsform
in einem Bearbeitungszustand;
-
13 zeigt
eine Ansicht entlang der Linie XIII-XIII von 12;
-
14 zeigt
eine Diagonalansicht von konkaven Teilen in dem Zwischenmaterial
der vorliegenden Ausführungsform
in einem bearbeiteten Zustand;
-
15 veranschaulicht
eine Querschnittsansicht der Nuten in dem Zwischenmaterial der vorliegenden
Ausführungsform
in einem Bearbeitungszustand;
-
16 ist
eine Diagonalansicht von Nuten in dem Zwischenmaterial der vorliegenden
Ausführungsform
in einem verarbeiteten Zustand;
-
17 veranschaulicht
eine Diagonalansicht von Zahn-Formen in dem Zwischenmaterial der vorliegenden
Ausführungsform
in einem Bearbeitungszustand;
-
18 gibt
eine Diagonalansicht der Zahn-Formen und der Zahn-Nuten in dem Zwischenmaterial
der vorliegenden Ausführungsform
wieder und zwar in einem Bearbeitungszustand;
-
19 zeigt
eine Querschnittsansicht der Zahn-Formen und der Zahn-Nuten in dem
Zwischenmaterial der vorliegenden Ausführungsform in einem Bearbeitungszustand;
-
20 zeigt
eine Querschnittsansicht gemäß einer
Endbearbeitung, die an dem Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk der vorliegenden
Ausführungsform
durchgeführt
wird;
-
21 ist
eine Querschnittsansicht, die Einzelheiten der Verarbeitung oder
Bearbeitung durch die Radiusschaftfräsmaschine der vorliegenden
Ausführungsform
veranschaulicht;
-
22 zeigt
die Radiusschaftfräsmaschine der
vorliegenden Ausführungsform;
-
23 ist
eine schematische Ansicht, welche die Verarbeitung oder Bearbeitung
veranschaulicht, die durch eine Walzenfräsmaschine (bowl end mill) durchgeführt wird;
-
24 ist
eine schematische Ansicht, welche die Bearbeitung veranschaulicht,
die durch die Radiusschaftfräsmaschine
der vorliegenden Ausführungsform
ausgeführt
wird.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Ein
Herstellungsprozeß für ein Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird als nächstes unter Hinweis auf Diagramme
beschrieben. Zuerst wird ein vollständiges Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 unter
Hinweis auf 1 beschrieben (im folgenden
wird die Aufwärts-Abwärts-Richtung
von 1 als Aufwärts-Abwärts-Richtung
des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks 10 bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt ist, umfaßt das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 eine
Vielzahl an Zahn-Formen 12, um dadurch Zahn-Nuten an dem
Kegelgetrieberad auszubilden, welches in einer Radspeichengestalt
angeordnet ist, und um Zahn-Nuten 14 auszubilden, um Zähne an dem
Kegelgetrieberad auszubilden, die zwischen den Zahn-Formen 12 ausgebildet
sind. Jede der Zahn-Formen 12 besitzt eine Zahn-Form-Seitenfläche (Zahnfläche) 12a,
eine obere Zahnform-Fläche 12b und
eine Zahnform-Fläche
(Zahnbasis) 12c. Jede der Zahn-Nuten 14 besitzt
eine vorausgehende Zahnnut-Fläche
(großer
Durchmesser) 14a und eine Zahnnut-Bodenfläche (Zahnende) 14b.
Der Basisabschnitt des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks 10 besitzt
eine Bodenfläche 18,
die durch die Zahn-Formen 18 und die Zahn-Nuten 14 umschlossen
oder umgeben ist. Der zentrale Abschnitt der Bodenfläche 18 besitzt
eine darin ausgebildete kreisförmige Öffnung 17.
-
Das
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 wird durch Bearbeiten
eines Rohmaterials ausgebildet und zwar mit Hilfe einer Radiusschaftfräsmaschine.
Hierbei bezeichnet der Ausdruck „Radiusschaftfräsmaschine
oder Radiusschaftfräser" eine End-Fräsmaschine,
bei der Seiten-Schneidklingen und End-Schneidklingen durch R-gestaltete
(bogenförmig
gestaltete) Schneidklingen verbunden sind. Die Seiten-Schneidklingen
erstrecken sich in einer Schraubengestalt um die Achse des Werkzeugs,
und die End-Schneidklingen erstrecken sich von dem äußeren Rand
des Werkzeugs zur Achse des Werkzeugs hin und zwar entlang der vorderen
Endfläche des
Werkzeugs.
-
Die 2 und 3 zeigen
ein Beispiel eines Radiusschaftfräsers 30 mit zwei Klingen.
Eine Schneidklinge 32 des Radiusschaftfräsers 30 umfaßt eine
Seiten-Schneidklinge 32a,
eine R-gestaltete Schneidklinge 32b, die mit der Seiten-Schneidklinge 32a verbunden
ist und eine End-Schneidklinge 32c, die sich von der R-gestalteten
Schneidklinge 32b zu einer Achse 30a des Werkzeugs 30 hin
erstreckt. Die Schneidklinge 32 besitzt eine Span-Entsorgungsnut 36,
die an dieser ausgebildet ist, wobei sich die Span-Entsorgungsnut 36 entlang
der Richtung der Achse 30a erstreckt. Die Radiusschaftfräsmaschine 30 ist
mit einer NC Maschine (nicht gezeigt) verbunden und führt bei
einer Drehung um die Achse 30a eine Bearbeitung des Materials
entweder in einer Richtung senkrecht zu oder entlang der axialen
Richtung durch (davon abhängig,
wie sie eingesetzt wird).
-
Das
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 wird von einem Zwischenmaterial 10a aus
gebildet, welches in den 4 und 5 gezeigt
ist. Das Zwischenmaterial 10a besteht aus einem Material,
das durch Schmieden geformt wurde und einen hohen Härtegrad
besitzt. Das Zwischenmaterial 10a besitzt einen abgestuften
Abschnitt 11, der an dessen oberen Abschnitt ausgebildet
ist. An den gestuften Abschnitt 11 schließt sich
ein konkaves konisch gestaltetes Teil 21 an und an einem
unteren Ende des konkaven konisch gestalteten Teiles 21 ist
eine horizontale Bodenfläche 13 vorhanden,
die mit dem konkaven konisch gestalteten Teil 21 verbunden
ist. Der zentrale Abschnitt der Bodenfläche 13 besitzt eine darin
ausgebildete Öffnung 17.
-
Wenn,
wie in 6 gezeigt ist, das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 bearbeitet
werden soll, wird der Radiusschaftfräser 30 zuerst entlang der
Umfangsrichtung des Zwischenmaterials 10a entfaltet, wodurch
eine grobe Bearbeitung an einer Seitenfläche 11a und der unteren
Endfläche 11b des gestuften
Abschnitts 11 durchgeführt
wird. Während dieser
Bearbeitung wird der Radiusschaftfräser 30 jedesmal, wenn
er sich einmal in der Umfangsrichtung dreht, geringfügig zu der
Seitenfläche 11a und
der unteren Endfläche 11b hin
entfaltet. Demzufolge werden mit jeder Drehung des Radiusschaftfräsers 30 die
Seitenfläche 11a und
die untere Endfläche 11b allmählich bearbeitet.
Hierbei bezeichnet der Ausdruck groß bearbeitet einen Bearbeitungsprozeß, durch
den vor der Endbearbeitung eine einzelne Rundbearbeitung zu einem
Abtrag oder Schnitt so groß wie
möglich
führt.
-
Als
nächstes
wird, wie in 7 gezeigt ist, die Grobbearbeitung
an der Bodenfläche 13 durchgeführt, indem
die Radiusschaftfräsmaschine 30 in der
Umfangsrichtung des Zwischenmaterials 10a entfaltet wird.
Jedesmal, wenn sich die Radiusschaftfräsmaschine 30 einmal
in der Umfangsrichtung dreht, entfaltet sie sich geringfügig zur
Bodenfläche 13 hin.
Demzufolge wird die Bodenfläche 13 allmählich bearbeitet
und zwar bei jedem Rotationszyklus der Radiusschaftfräsmaschine 30.
Die Grobbearbeitung, die an der Bodenfläche 13 durchgeführt wird, bildet
eine Bodenfläche 18 des
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks 10, wobei aber diese Bodenfläche 18 noch
einer Endbearbeitung unterzogen werden muß.
-
Wie
ferner in 9 gezeigt ist, ist es auch möglich, den
gestuften Abschnitt 11 mit dem Radiusschaftfräser 30 unter
Verwendung eines Zwischenmaterials 10a, welches in 8 gezeigt
ist, auszubilden, welches Material den gestuften Abschnitt 11 und die
Bodenfläche 13 nicht
ausgebildet enthält.
-
Wenn
die Grobbearbeitung an dem gestuften Abschnitt 11 und der
Bodenfläche 13 des
Zwischenmaterials 10a vervollständigt worden ist, wird die
Radiusschaftfräsmaschine 30 gleichzeitig
in einer Richtung senkrecht zu deren axialer Richtung und in der Richtung
parallel zu deren axialer Richtung entfaltet. Bei einer Bewegung
parallel zu dieser Achse wird die Radiusschaftfräsmaschine 30 in einer
rückwärts verlaufenden
Richtung gestoßen
oder gezogen, wie dies durch das Bezugszeichen 19 in 10 gezeigt
ist. Die Radiusschaftfräsmaschine 30 wird
nicht in einer vorwärts
verlaufenden Richtung gestoßen,
um das Zwischenmaterial 10a zu schneiden. Das Entfalten der
Radiusschaftfräsmaschine 30 führt zur
Ausbildung der Nuten 15 in dem konkaven konisch gestalteten
Teil 21 (im folgenden wird das Entfalten des Radiusschaftfräsers 30 gleichzeitig
in der Richtung senkrecht zu dessen axialer Richtung und in der Richtung
parallel zu dessen axialer Richtung in der rückwärts verlaufenden Richtung (diagonales
Entfalten) als Span-Vervollständigungs-Bearbeitung
bezeichnet). Die Radiusschaftfräs maschine 30 wird dazu
verwendet, um die Nut 15 zu bearbeiten, ebenso wie sie
für die
Bearbeitung des gestuften Abschnitts 11 und der Bodenfläche 13 verwendet
wird. 10 zeigt die vervollständigte Nut 15.
Es werden Zahn-Nuten 14 dadurch ausgebildet, indem die
Nuten 15 weiter bearbeitet werden; dies wird an späterer Stelle
beschrieben.
-
11 zeigt
eine Zwischenstufe bei der Bearbeitung der Nuten 15. Die
Radiusschaftfräsmaschine 30 führt wiederholt
die Span-Vervollständigungsbearbeitung
durch, wodurch die Nuten 15 allmählich bearbeitet werden. Im
Verlauf der Span-Vervollständigungsbearbeitung,
bewegt sich die Radiusschaftfräsmaschine 30 von
der Bodenfläche 18 weg
und erreicht den gestuften Abschnitt 11 und wird dann von dem
Zwischenmaterial 10a getrennt. Die Radiusschaftfräsmaschine 30 kehrt
dann zu der Bodenfläche 18 zurück und es
wird die Span-Vervollständigungsbearbeitung
wiederholt. Die Nut 15 wird grob bis zu der Tiefe bearbeitet,
die durch eine unterbrochene Linie 15a angezeigt ist. Der
Grund, warum die Nut 15 nicht über die Außenseite der unterbrochenen Linie 15a bearbeitet
wird (der rechten Seite in 11) besteht
darin, daß die
Zahn-Nuten 14 zu
ihren unteren Seiten hin schmal werden und eine Bearbeitung bis
jenseits der Linie 15a zu einem Einschneiden in die Zahn-Formen 12 führen würde.
-
Indem
auf diese Weise die Span-Vervollständigungsbearbeitung mit Hilfe
des Radiusschaftfräsers 30 durchgeführt wird,
kann die Gestalt grob mit einer einzelnen Entfaltung der Radiusschaftfräsmaschine 30 bearbeitet
werden. Nachdem die Radiusschaftfräsmaschine 30 die Verarbeitung
von einer Nut 15 vervollständigt hat, bearbeitet die Radiusschaftfräsmaschine 30 die
Nachbarnut 15. Durch wiederholtes Bearbeiten der Nuten 15 in
einer Aufeinanderfolge, können
sich radial erstreckende Nuten 15 entlang dem gesamten
Umfang des konkaven konisch gestalteten Teiles 21 ausgebildet
werden.
-
Die
Radiusschaftfräsmaschine 30 bildet
ein Werkzeug, dessen Hauptzweck darin besteht, Rohmaterial dadurch
zu bearbeiten, indem sie sich in einer Richtung senkrecht zu ihrer
Achse entfaltet. Aus diesem Grund besitzen die Seiten-Schneidklingen 32a der
Radiusschaftfräsmaschine 30 eine
hohe Bearbeitungsfähigkeit.
Wenn demzufolge die Radiusschaftfräsmaschine 30 gleichzeitig
in der axialen Richtung und in der Richtung senkrecht zu der axialen
Richtung eine Entfaltung erfährt,
wird die Bearbeitung besser ausgeführt, wenn die Seiten-Schneidklingen 32a anders
als die End-Schneidklingen 32c die Bearbeitung durchführen. Wenn
als ein Ergebnis die Radiusschaftfräsmaschine 30 eine
Span-Vervollständigungsbearbeitung
durchführt
(gleichzeitiges Endfalten in der axialen Rückwärtsrichtung und in der Richtung
senkrecht zu der axialen Richtung), können die Nuten 15 effizient
unter Verwendung der Seiten-Schneidklingen 32a bearbeitet
werden. Wenn die Radiusschaftfräsmaschine 30 gleichzeitig
in der axialen Vorwärtsrichtung
und der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung bewegt wird,
führen
die End-Schneidklingen 32c anstatt der Seiten-Schneidklingen 32a die
Bearbeitung durch und der Wirkungsgrad wird abgesenkt.
-
Nachdem
die Nuten 15 bearbeitet worden sind, werden, wie in 12 gezeigt
ist, die konkaven Teile 23 an dem oberen Teil der Nuten 15 grob
bearbeitet und zwar mit Hilfe des Radiusschaftfräsers 30. Der gleiche
Radiusschaftfräser 30 wird
dazu verwendet, um die konkaven Teile 23 zu bearbeiten,
wie dieser auch zum Bearbeiten des gestuften Abschnitts 11,
der Bodenfläche 13 und
der Nuten 15 eingesetzt wird. Auf diese Weise kann der
gleiche Radiusschaftfräser 30 selbst
dann verwendet werden, wenn die Gestalten, die ausgebildet werden
sollen, voneinander verschieden sind, wodurch der Aufwand reduziert wird,
der beim Austauschen des Radiusschaftfräsers 30 mit einer
anderen Fräsmaschine
erforderlich ist.
-
Wie
in 13 gezeigt ist, bildet die Radiusschaftfräsmaschine 30 den
konkaven Abschnitt 23 aus, während sie eine Dreifachbewegungsbearbeitung
(tricolloid processing) durchführt.
Die Dreifachbewegungsbearbeitung besteht darin, daß sich die Radiusschaftfräsmaschine 30 entlang
einer axialen Richtung dreht (siehe den mit 30e bezeichneten Pfeil),
während
sich ihre Achse selbst dreht (siehe den mit 30d bezeichneten
Pfeil). Wenn die Radiusschaftfräsmaschine 30 die
Dreifachbewegungsbearbeitung ausführt, kann der konkave Abschnitt 23 effizient
bearbeitet werden. 14 zeigt konkave Abschnitte 23,
nachdem sie bearbeitet worden sind.
-
Nachdem
die konkaven Abschnitte 23 bearbeitet worden sind, wird
die Radiusschaftfräsmaschine 30 durch
eine Radiusschaftfräsmaschine 30 ersetzt,
die einen kleineren Durchmesser hat als derjenige, der für die Bearbeitung
des gestuften Abschnitts 11, der Bodenfläche 18,
der Nuten 15 und der konkaven Abschnitte 23 verwendet
wird. Wie in 15 gezeigt ist, werden die Nuten 52 ausgebildet, wenn
die Radiusschaftfräsmaschine 30 die Span-Vervollständigungsbearbeitung
wiederholt und weiter in die Nuten 15 schneidet. Die Nuten 52 werden
allmählich
ausgebildet, wenn die Radiusschaftfräsmaschine 30 die Span-Vervollständigungsbearbeitung
wiederholt. Wenn die Radiusschaftfräsmaschine 30 den konkaven
Abschnitt 23 erreicht, trennt sie sich von dem Zwischenmaterial 10a ab,
kehrt zu der Bodenfläche 18 zurück und beginnt
dann erneut mit dem Span-Vervollständigungsbearbeitungsprozeß der Nuten 52.
Die Nuten 52 werden bis zu der unterbrochenen Linie gemäß dem Bezugszeichen 52a ausgebildet. 16 zeigt
den vervollständigten
Zustand der Nuten 52.
-
Wie
ferner in 17 gezeigt ist, können durch
das Entfalten der Radiusschaftfräsmaschine 30 in
der Richtung von entweder dem Pfeil, der mit 52 angegeben
ist, oder dem Pfeil, der mit 43 bezeichnet ist, die Zahn-Formen 12 und
die Zahn-Nuten 14 grob bearbeitet
werden.
-
Als
nächstes
wird die gleiche Radiusschaftfräsmaschine 30,
wie sie für
die Bearbeitung der Nuten 52 verwendet wird, dazu verwendet,
um die Zahn-Formen 12 und die Zahn-Nuten 14 grob
zu bearbeiten. Wie in 18 und in 19 gezeigt
ist, entfaltet sich die Radiusschaftfräsmaschine 30 gleichzeitig
in der Umfangsrichtung und in der Durchmesserrichtung des Zwischenmaterials 10a,
wodurch die Zahnform-Seitenfläche 12a und
die Zahnform-Fläche 12c der
Zahn-Formen 12 bearbeitet werden und auch die vorderen
Zahnnut-Flächen 14a der
Zahn-Nuten 14. Die Zahn-Formen 12 und die Zahn-Nuten 14 werden
durch die Radiusschaftfräsmaschine 30 allmählich bearbeitet
und zwar zu dem Außendurchmesser
des Zwischenmaterials 10a hin.
-
Der
vorliegende Prozeß wird
von dem oberen Teil des Zwischenmaterials 10a gestartet
und es wird die Bearbeitung solange durchgeführt, bis 50 μm kurz von
dem erreicht ist, was für
die Endbearbeitung erforderlich ist. Nachdem die Bearbeitung bis
kurz vor dem durchgeführt
worden ist, was für
die Endbearbeitung erforderlich ist, wird die Radiusschaftfräsmaschine 30 in
einer leicht nach abwärts
verlaufenden Richtung entfaltet. Die Radiusschaftfräsmaschine 30 bearbeitet
dann wiederholt die Zahn-Formen 12 und die Zahn-Nuten 14,
während
sie in der Umfangsrichtung und in der Durchmesserrichtung entfaltet
wird. Wenn die Zahn-Formen (tooth molds) 12 und die Zahn-Nuten 14 bearbeitet
worden sind, wird in die untere Endfläche 11b des gestuften
Abschnitts 11 eingeschnitten, wodurch die oberen Zahnform-Flächen 12b darin
ausgebildet werden. Wie in 19 gezeigt
ist, bearbeitet der Radiusschaftfräser 30 die Zahn-Formen 12 und
die Zahn-Nuten 14 bis zu einer Tiefe entsprechend der Bodenfläche 18 (d.h.
bis hin zu der unterbrochenen Linie 54). Die Bearbeitung
der Zahn-Nuten 14 bis zu einer Tiefe entsprechend der Bodenfläche 18 führt zur
Ausbildung der Zahnnut-Bodenfläche 14b.
Auf diese Weise wird das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 in
der in 1 gezeigten Gestalt ausgebildet, was vor der endgültigen Bearbeitung
stattfindet.
-
Als
nächstes
wird die Endbearbeitung durchgeführt.
Bei der Endbearbeitung werden die Zahn-Formen 12 und die
Zahn-Nuten 14 usw., die mit Hilfe des Grobbearbeitungsprozesses
geformt wurden, bis zu einer Tiefe von 50 μm bearbeitet. Wie in 20 gezeigt
ist, wird die Radiusschaftfräsmaschine 30 dafür verwendet,
um die Endbearbeitung an der Zahnform-Oberfläche 12b durchzuführen. Als nächstes wird
die Radiusschaftfräsmaschine 30 dazu verwendet,
um die Endbearbeitung an den Zahn-Formen 12 und den Zahn-Nuten 14 durchzuführen. Während dieses
Prozesses wird wie im Fall der Grobbearbeitung, die anhand der 18 und 19 beschrieben
wurde, die Radiusschaftfräsmaschine 30 gleichzeitig
in der Umfangsrichtung und in der Durchmesserrichtung des Zwischenmaterials 10a entfaltet
und sie bearbeitet die Zahn-Formen 12 und die Zahn-Nuten 14.
Wenn die oberen Abschnitte der Zahn-Formen 12 und der Zahn-Nuten 14 bis
hin zu einer gegebenen Tiefe bearbeitet worden sind, wird der Radiusschaftfräser 30 in
einer leicht nach unten hin verlaufenden Richtung entfaltet und
es werden die Zahn-Formen 12 und die Zahn-Nuten 14 wiederholt
weiterbearbeitet. Nachdem der Radiusschaftfräser 30 den untersten
Abschnitt erreicht hat, wird auch die Endbearbeitung der Zahnnut-Bodenfläche 14b und
der Bodenfläche 18 vervollständigt.
-
Wenn
es erforderlich ist, in der Ecke eine kleine R-Gestalt auszubilden,
die den zwei Flächen gemeinsam
ist, wird die Endbearbeitung unter Verwendung einer Walzenfräsmaschine
(bowl end mill) mit einem kleineren Durchmesser durchgeführt. Das Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 wird
mit Hilfe der oben erläuterten
Prozesse vervollständigt.
-
21 zeigt
eine Ecke 46, welche die Zahnform-Seitenfläche 12a und
die Zahnnut-Bodenfläche 14b verbindet,
und zeigt die Zahnnut-Bodenfläche 14b,
die durch die Radiusschaftfräsmaschine 30 bearbeitet
wird. Während
dieses Prozesses wird die Radiusschaftfräsmaschine 30 in einer
Richtung senkrecht zu der Fläche
des Papiers, in welcher 21 präsentiert
ist, entfaltet. Es wird eine R-Gestalt mit der gleichen Gestalt
wie das R-gestaltete Schneidblatt oder Schneidklinge 32b in
der Ecke 46 ausgebildet und zwar durch die R-gestaltete Schneidklinge 32b der
Radiusschaftfräsmaschine 30.
Anstelle der Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine 30 kann
solch eine R-Gestalt alternativ mit Hilfe einer Walzenfräsmaschine
erzeugt werden.
-
Jedoch
ist die Gesamtheit des Schneidblattes oder der Schneidklinge der
Walzenfräsmaschine R-gestaltet.
Aus diesem Grund erlaubt die Verwendung einer Walzenfräsmaschine
zum Ausbilden der Ecke 46 bzw. deren Gestalt nicht die
gleichzeitige Bearbeitung der Zahnnut-Bodenfläche 14b. Demzufolge
resultiert eine unvollständige
Bearbeitung der Zahnnut-Bodenfläche 14b und
es muß die
Walzenfräsmaschine
mehrere Male entfaltet werden, um die Zahnnut-Bodenfläche 14b zu
bearbeiten. Verglichen mit der Verwendung eines Radiusschaftfräsers 30 muß eine übermäßig große Anzahl
von Werkzeugen verwendet werden; darüber hinaus wird an der Zahnnut-Bodenfläche 14b eine
sich anschließende
kleine R-Gestalt ausgebildet (die Endgestalt ist uneben). Dadurch
wird durch die Verwendung des Radiusschaftfräsers 30 anstelle der
Walzenfräsmaschine die
Zahl der Werkzeuge reduziert, die verwendet werden müssen und
es kann eine Endgestalt mit guter Qualität erreicht werden.
-
Wenn
die R-Gestalt der R-gestalteten Schneidklingen 32b der
Radiusschaftfräsmaschine 30 identisch
ist mit der R-Gestalt der Walzenfräsmaschine, kann der Durch messer
der Radiusschaftfräsmaschine 30 größer ausgeführt werden
als derjenige der Walzenfräsmaschine.
Konsequenterweise ist die Steifigkeit der Radiusschaftfräsmaschine 30 in
deren axialer Richtung größer als
diejenige der Walzenfräsmaschine.
Wenn die Steifigkeit größer ist,
ist die Bewegung der Schneidklingen (die Ausnehmung der Schneidklingen)
während
des Bearbeitungsprozesses kleiner. Demzufolge ermöglicht die
Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine 30 verglichen
mit dem Fall, bei dem eine Walzenfräsmaschine verwendet wird, eine
präzisere
Bearbeitung oder Verarbeitung.
-
Wenn
darüber
hinaus die R-Gestalt der R-gestalteten Schneidklingen 32b der
Radiusschaftfräsmaschine 30 identisch
mit der R-Gestalt der Walzenfräsmaschine
ist, ist die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidklingen, da der Durchmesser
der Radiusschaftfräsmaschine 30 größer gemacht
werden kann als derjenige der Walzenfräsmaschine (der Seiten-Schneidklingen 32a,
der R-gestalteten Schneidklingen 32b und der End-Schneidklingen 32c)
der Radiusschaftfräsmaschine 30 größer als
bei der Walzenfräsmaschine.
Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidklingen größer ist,
kann eine höhere
Bearbeitungsgeschwindigkeit erzielt werden.
-
Um
die Lebensdauer des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks 10 zu
verlängern,
besteht das Zwischenmaterial 10a, welches durch die Radiusschaftfräsmaschine 30 verarbeitet
werden soll, aus einem solchen, welches einen hohen Härtegrad
besitzt (gewöhnlich
ist dies ein Material mit einer Rockwellhärte von 60 HRC oder größer). Als
ein Beispiel von wünschenswerten
Abmessungen liegt, wenn ein Material mit einem hohen Härtegrad
verarbeitet wird, der Radius der R-gestalteten Schneidklinge 32b bei 0,5
mm mit einer Toleranz von plus oder minus von 5 μm, wobei die Toleranz der zentralen
Lage (Bezugszahl 71 in 21) der
R-gestalteten Schneidklinge 32b bei plus oder minus 5 μm liegt.
Indem man eine Radiusschaftfräsmaschine 30 mit
solchen Abmessungen verwendet, kann ein Material mit einem hohen
Härtegrad
mit hoher Präzision
bearbeitet oder verarbeitet werden. Der Radius der R-gestalteten Schneidklinge 32b wird
aus der Tatsache abgeleitet, daß das
Kegelgetrieberad-Schmiedegesenk 10 einen minimalen Bearbeitungsradius
von 0,5 mm aufweist. Mit anderen Worten, um eine Präzision des Kegelgetrieberades
zu garantieren, wird, wenn der zulässige Minimalwert einer R-Gestalt
(beispielsweise der Ecke 46) des Kegelgetrieberad-Schmiedegesenks 10 bei
0,5 mm gehalten wird, der Wert des Radiusses der R-gestalteten Schneidklinge 32b der
Radiusschaftfräsmaschine 30 auf
einen Anfangswert von 0,5 mm eingestellt. Auf diese Weise wird der Krümmungsradius
der Radiusschaftfräsmaschine 30 auf
der Grundlage der zulässigen
Bearbeitungswerte des unbearbeiteten Materials bestimmt.
-
Indem
man ferner das Querschnittsverhältnis
des Radiusschaftfräsers 30 erhöht, wird
es möglich,
dessen Steifigkeit entlang der axialen Richtung desselben zu erhöhen, wodurch
die Bearbeitungsgenauigkeit vergrößert wird. Hierbei wird das
Querschnittsverhältnis
als ein Verhältnis
des Segments (gemessen von dem Außendurchmesser), welches keinen
Nuteinschnitt aufweist, zum lateralen Querschnitt des Radiusschaftfräsers definiert.
-
Normalerweise
besitzt das vordere Ende der Schneidklinge 32 der Radiusschaftfräsmaschine 30 ein
konkaves Teil 61, welches darin ausgebildet ist, welches
durch die unterbrochene Linie in 22 gezeigt
ist. Wenn das konkave Teil 61 vorgesehen ist, besitzen
die Endpunkte (R-Halter) der R-gestalteten Schneidklingen 32b je
eine Kante oder Rand (Winkel) 64, der daran ausgebildet
ist. Wenn der Rand oder Kante 64 daran ausgebildet ist,
kann eine geeignete Bodenflächen-Bearbeitungsrauhigkeit
nicht erreicht werden. Mit anderen Worten führen die Kanten oder Ränder 64 zu
Spuren der Verarbeitung oder Bearbeitung, die auf dem Rohmaterial
zurückbleiben, nachdem
die Bearbeitung oder Verarbeitung vervollständigt worden ist.
-
Um
ein solches Auftreten zu verhindern, ist es wünschenswert, an der End-Schneidklinge 32 einen
ebenen Abschnitt 62 vorzusehen, der mit den R-gestalteten
Schneidklingen 32b verbunden ist. Der ebene Abschnitt 62 erstreckt
sich entlang einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung des Werkzeugs 30. Mit
solch einer Konfiguration werden die Ränder oder Kanten 64 nicht
ausgebildet, da die R-gestalteten Schneidklingen 32b sanft
oder glatt mit dem ebenen Abschnitt 62 verbunden sind.
Demzufolge kann eine geeignete Bodenflächen-Bearbeitungsrauhigkeit
erreicht werden (d.h. es können
die Spuren der Verarbeitung oder Bearbeitung unterdrückt werden).
Darüber
hinaus bewirkt das Vorsehen des ebenen Abschnitts 62 an
der Radiusschaftfräsmaschine 30,
das die ebenen Abschnitte 62 eine ebene Fläche senkrecht
zur axialen Richtung auf dem Rohmaterial bilden. Als ein Ergebnis
führen
die ebenen Abschnitte 62 zu einer Nivellierung des Materials
während
der Schneidprozesse; auch dies unterdrückt die Spuren der Bearbeitung.
-
23 zeigt
eine schematische Ansicht einer Design-Gestalt (angestrebten Gestalt)
und einer tatsächlichen
Bearbeitungsgestalt (eine Gestalt, die tatsächlich als Ergebnis der Bearbeitung
ausgebildet wird) des Rohmaterials, welches mit Hilfe einer Walzenfräsmaschine 90 bearbeitet
wurde. Die End-Schneidklingenabschnitte der Walzenfräsmaschine 90 besitzen
eine niedrige Umfangsgeschwindigkeit. Wenn als Ergebnis, wie auf
der linken Seite von 23 gezeigt ist, die Walzenfräsmaschine 90 eine
Bearbeitung durchführt,
indem sie sich in einer Richtung senkrecht zu ihrer Axialrichtung
entfaltet, wird das Rohmaterial in Spänen durch die End-Schneidklingen
abgenommen und es wird die tatsächliche
Bearbeitungsgestalt ausgebildet anstelle der beabsichtigten Design-
bzw. Konstruktionsgestalt.
-
Wenn
das Rohmaterial unter Verwendung der Seitenflächen der Schneidklingen der
Walzenfräsmaschine 90 bearbeitet
wird (rechte Seite von 23), bewirkt die Ausnehmung
der Schneidklingen, die sich aus der Bewegung der Walzenfräsmaschine 90 ergibt,
daß die
tatsächliche
Verarbeitungsgestalt ausgebildet wird anstelle der beabsichtigten Design-
oder Konstruktionsgestalt.
-
24 zeigt
eine schematische Ansicht einer Design- oder Konstruktionsgestalt
(angestrebte Gestalt) und einer tatsächlichen Bearbeitungsgestalt (eine
Gestalt, die tatsächlich
als ein Ergebnis der Bearbeitung ausgebildet wird) des Rohmaterials,
welches mit Hilfe einer Radiusschaftfräsmaschine 30 bearbeitet
wurde. Der Durchmesser der Radiusschaftfräsmaschine 30 ist der
gleiche wie bei der oben erläuterten
Walzenfräsmaschine 90.
Wenn, wie auf der linken Seite von 24 gezeigt
ist, die Ra diusschaftfräsmaschine 30 die
Verarbeitung dadurch ausführt, indem
sie sich in einer Richtung senkrecht zu ihrer Axialrichtung entfaltet,
führt die
Radiusschaftfräsmaschine 30 im
Gegensatz zu der Walzenfräsmaschine 90 eine
Bearbeitung mit Hilfe der R-gestalteten
Klingen 32b und der End-Schneidklingen 32c durch,
die eine hohe Umfangsgeschwindigkeit haben. Als Folge wird im Gegensatz
zu dem Fall der Walzenfräsmaschine 90 das
Material nicht abgehobelt und zwar in Form von Spänen und
die tatsächliche
Verarbeitungsgestalt entspricht der beabsichtigten Konstruktionsgestalt.
-
Wenn
die Radiusschaftfräsmaschine 30 in ihrer
axialen Richtung entfaltet wird und das Rohmaterial mit Hilfe der
Seiten-Schneidklingen 32a (rechte Seite von 24)
bearbeitet wird, bewirkt die Ausnehmung der Schneidklingen, die
sich aus der Bewegung der Radiusschaftfräsmaschine 30 ergibt,
daß die
tatsächliche
Bearbeitungsgestalt verschieden von der beabsichtigten Designgestalt
oder Konstruktionsgestalt wird.
-
Wenn
demzufolge die Position der Walzenfräsmaschine 90 (bowl
end mill) relativ zu dem Rohmaterial korrigiert wird, um dem Unterschied
zwischen der tatsächlichen
Bearbeitungsgestalt und der beabsichtigten Konstruktionsgestalt
Rechnung zu tragen, muß sowohl
das Abhobeln des Rohmaterials aufgrund der End-Schneidklingen als
auch die Bewegung der Klingen in Betracht gezogen werden. Im Gegensatz
dazu muß bei
der Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine 30 lediglich
die Ausnehmung der Klingen in Betracht gezogen werden bzw. berücksichtigt
werden. Als ein Ergebnis ermöglicht
die Verwendung der Radiusschaftfräsmaschine 30 anstelle der
Walzenfräsmaschine 90,
daß die
NC Konstruktionsvorrichtung ein einfacheres Programm speichern kann,
welches den Prozeß betrifft.
Wie an früherer Stelle
beschrieben wurde, ist der Radius der Radiusschaftfräsmaschine
und der Radius der Walzenfräsmaschine
möglicherweise
in den Fällen
der gleiche, bei denen das R-Eckenteil den gleichen Radius besitzt.
Wenn eine dicke Radiusschaftfräsmaschine verwendet
wird, ist die Bewegung der Schneidklinge klein und dies vereinfacht
weiter das Programm, welches den Werkzeugpfad festlegt.
-
Ein
spezifisches Beispiel einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist oben dargelegt worden, dieses gilt
jedoch lediglich der Veranschaulichung von einigen Möglichkeiten,
welche die Erfindung bietet, und soll nicht den Rahmen der Ansprüche einschränken. Die
in den Ansprüchen
festgehaltene Technik umfaßt
Abwandlungen, Transformationen und Modifikationen in Verbindung
mit dem oben erläuterten
spezifischen Beispiel. Darüber
hinaus können
technische Elemente, die in der vorliegenden Beschreibung oder den
Figuren offenbart sind, getrennt verwendet werden oder bei allen
Typen von Verbindungen und sind nicht auf die Verbindungen beschränkt, die
in den Ansprüchen
zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung festgehalten sind. Ferner
kann die in der vorliegenden Beschreibung oder den Figuren offenbarte
Technik dazu verwendet werden, eine Vielzahl von Zielen gleichzeitig
zu realisieren oder lediglich eines dieser Ziele zu realisieren.