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Vorrichtung zum Schleifen und Ausspitzen von Spiralbohrern Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung mit verstellbarer, durch ein schwenkbares Vorschubelement
bewirkter Axialhubbewegung der das Werkstück tragenden, umlaufenden Spindel zum
Schleifen und Ausspitzen von Spiral- bzw. Drall- oder Wendelbohrern.
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Es ist bereits bekannt, mehrschneidige spiralgenutete Bohrwerkzeuge
in einer Spannung mit einem Schneidenanschliff zu versehen. Bekannte Vorrichtungen
für diesen Zweck gestatten die Herstellung eines Schneidenhinterschliffes in der
Art, daß die Freiflächen, ausgehend von der Schneidenkante, jeweils ähnlich einer
Schraubenlinie verlaufen. Bewirkt wird ein derartiger Hinterschliff durch eine mit
der Arbeitsspindel in Verbindung stehende Kurvenscheibe, die an ihrer Mantelfläche
je nach Anzahl der Werkzeugschneiden entsprechende Steuernocken für den Axialhub
der Arbeitsspindel aufweist. Die Kurvenform der Steuernocken läßt die Herstellung
nur eines bestimmten Freiwinkels an der Werkzeugschneide zu. Bekanntlich ist die
Größe des Freiwinkels an der Werkzeugschneide in Abhängigkeit von der Art des zu
zerspanenden Werkstoffes zu wählen. Sollen nun mit einer derartigen Vorrichtung
verschiedene Freiwinkel hergestellt werden, so ist es erforderlich, jeweils eine
andere Kurvenscheibe in die Vorrichtung einzusetzen. Nachteilig hierbei ist, daß
zu jeder Vorrichtung eine größere Anzahl von Kurvenscheiben hergestellt werden muß
und daß das Auswechseln derselben einen unwirtschaftlichen Zeitverlust zur Folge
hat.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde auch schon vorgeschlagen,
der axialen Spindelbewegung eine Schwenkbewegung des Spindelgehäuses zu überlagern.
Die Schwenkbewegung des Spindelgehäuses wird bei dieser Funktionsweise durch die
auf ein feststehendes Anschlaglineal wirkende Bewegungskomponente eines Gelenkpunktes
des die axiale Spindelbewegung bewirkenden Hebelsystems eingeleitet. Durch Verstellung
des Anlagelineals kann die Angriffsrichtung der Bewegungskomponente, die im Gelenkpunkt
auftritt, geändert und dadurch auch die Größe der Schwenkbewegung des Spindelgehäuses
in einem bestimmten Bereich variiert werden. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit
der Verstellung des mit dieser Vorrichtung zu erzielenden Freiwinkels an den zu
schleifenden Werkzeugschneiden. Nachteilig an diesem Steuersystem ist, daß dessen
verhältnismäßig komplizierter Aufbau, bedingt durch mehrere Hebel und Gelenke, auf
Grund des nicht zu vermeidenden Verschleißes der beweglichen Teile, der noch durch
den Schleifscheibenabrieb begünstigt wird, zu einer verhältnismäßig großen Störanfälligkeit
neigt.
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Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß für die Herstellung
der hinterschliffenen Freifläche der Werkzeugschneide eine Drehschwingung des gesamten
Gehäusekörpers notwendig ist. Durch das funktionell bedingte Spiel in der Gehäuselagerung
und in den Bewegungspunkten des Hebelsystems treten bei Durchführung des Arbeitsvorganges
nicht zu vermeidende Schwingungserscheinungen auf, die zu sogenannten Rattermarken
an der Schleiffläche führen und dadurch die Güte des Anschliffes herabsetzen.
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Ein gemeinsamer Nachteil aller Schleifvorrichtungen, bei denen je
nach Schneidenanzahl des zu schleifenden Werkzeuges zwei oder mehrere Steuerkurven
vorgesehen sind, besteht darin, daß es erfahrungsgemäß sehr schwierig ist, die einzelnen
Kurven nach Lage und Form völlig gleichartig herzustellen. Geringfügige Unterschiede
der Steuerkurven, die auch durch ungleichmäßigen Verschleiß auftreten können, führen
im Endergebnis zu einem unterschiedlichen Anschliff der Werkzeugschneide. Diese
Unzulänglichkeiten führen auf Grund des abweichenden Schneidenanschliffes beim Gebrauch
des scharf geschliffenen Werkzeuges zur Überlastung einer Werkzeugschneide und damit
zu einem zerspanungstechnisch ungünstigen Bohrvorgang und vorzeitigen Schneiden-
bzw. Werkzeugverbrauch.
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Eine weitere bekannte Art der Steuerung der Axialhubbewegung für Schleifvorrichtungen,
die insbesondere für die Bearbeitung von optischen Linsen zum Steuern der Bewegung
zwischen Werkzeugträgerwelle und Werkstückträgerwelle vorgeschlagen wurde, sieht
als Steuerelement eine auf der Antriebswelle schwenkbar gelagerte Stirnkurvenscheibe
vor. Durch eine Schwenkung dieser Kurvenscheibe, die an ihrer
Stirnfläche
eine auf den Arbeitsvorgang abgestimmte Kurvenform aufweist, kann die Axialhubbewegung
verändert werden. Nachteilig hierbei wirkt sich bei der Übertragung dieser Steuerungsart
auf Vorrichtungen für den Spiralbohreranschliff aus, daß die Stirnkurve aus mehreren
gleichartigen Kurvenstücken bestehen muß und daher durch die nicht zu vermeidenden
Herstellungsungenauigkeiten ungleichmäßige Schneidenanschliffe bedingt. Hierbei
wirkt sich weiterhin ungünstig aus, daß eine Verstellung der Hubgröße während des
Arbeitsvorganges umständlich und auf Kosten der Arbeitsgenauigkeit konstruktiv zu
lösen ist. In gleicher Weise treten bei einem derartigen Steuersystem die gleichen
Nachteile der Zwei- oder Mehrkurvensteuerungen auf, wie dies bei den bekannten Schleifvorrichtungen
mit an der Mantelfläche des Steuerteiles angeordneten Steuernocken bzw. kurvenartigen
Ansätzen der Fall ist, nämlich das Auftreten ungleichmäßiger Schneidenanschliffe,
wobei allerdings bei der bekannten Konstruktion mit Stirnkurvensteuerung noch hinzukommt,
daß bei nur geringfügiger Verlagerung der Schneidkanten zur Lage der Steuerkurven
die auftretenden Anschlifffehler unverhältnismäßig groß sind und die Größe der dann
angeschliffenen Freiwinkel nur durch einen zusätzlichen, umständlichen und zeitraubenden
Aufwand kontrollierbar ist. Für den praktischen Gebrauch ist daher eine mit einer
derartigen Steuerung versehene Schleifvorrichtung unwirtschaftlich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Steuersysteme
für Schleifvorrichtungen für Spiralbohrer dahingehend zu- beseitigen, daß ein einwandfreier
und völlig gleichartiger Hinterschliff jeder Schneide eines Werkzeuges erreicht
wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Wirkfläche des als Teil
einer Kreisringfläche ausgebildeten und nach Art eines einarmigen Hebels von der
Spindelrotation unbeeinflußt gelagerten Vorschubelementes eben ist und daß an einem
auf der Spindel befestigten Flansch zwei um 180° versetzte, gegen die Wirkfläche
des Vorschubelementes gerichtete, nacheinander zur Anlage kommende Taststifte angeordnet
sind. Es ist auch im Sinne der Erfindung, an Stelle der zwei Taststifte, die beim
Scharfschliff eines zweischneidigen Bohrwerkzeuges zur Anwendung kommen, für den
Scharfschliff mehrschneidiger Bohrwerkzeuge mehrere Taststifte vorzusehen, wobei
allerdings dann der Eingriffsweg an der Stirnfläche des Vorschubelementes verkleinert
werden muß. Das Vorschubelement ist zum Zwecke der stufenlosen Hubverstellung schwenk-
und feststellbar gelagert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 eine Ansicht einer Schleifvorrichtung im Schnitt, -Abb.
2 einen Grundriß zu Abb. 1, Abb. 3 ein Vorschubelement.
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In einem Vorrichtungskörper 1 ist eine durch Hand oder Elektromotor
angetriebene Spindel 2 dreh- und axialverschiebbar gelagert. Durch eine Feder 3
wird die Spindel t stets in ihrer Ausgangslage gehalten. Auf der der Schleifscheibe
zugeordneten Seite ist die Arbeitsspindel mit einem Spannfutter 4 zur Aufnahme des
Bohrers versehen. Ein auf der Spindel 2 fest angeordneter Flansch 5 besitzt auf
einer Stirnseite Taststifte 6; die mit einem am Vorrichtungskörper 1 drehbar befestigten
und um die Spindel 2 greifenden Vorschubelement7 abwechselnd in Wirkverbindung stehen.
Im Vorrichtungskörper 1 ist weiterhin zum Zwecke der Arretierung der Spindel 2 beim
Spannen des Werkzeuges und der Einstellung unterschiedlicher Ausspitzwinkel ein
Rasthebel 8 angeordnet, der mit den im Flansch 5 vorgesehenen Ausnehmungen in und
außer Eingriff gebracht werden kann. Das Vörschubelement 7 ist auf der der Wirkfläche
gegenüberliegenden Stirnseite abgeschrägt und wird in seiner Lage durch einen an
einer drehbar auf der Spindel gelagerten Scheibe 9 befestigten Stift 10 gehalten.
Der Vorrichtungskörper 1 ist auf einer Grundplatte 11 um eine Achse 12 drehbar.
Die Schrauben 13 ermöglichen die Festsetzung des Vorrichtungskörpers 1 in der gewünschten
Lage. Die Grundplatte 11 ist wiederum auf einer Spannplatte 14 um eine Achse 15
schwenkbar und durch Knebel 16 in jeder Lage feststellbar.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Zum Einspannen des
Bohrers werden die Schrauben 13 gelöst und der Vorrichtungskörper 1 um die Achse
12 um 90° gedreht. Danach wird der Bohrer in das Spannfutter 4 eingeführt, ausgerichtet
und festgespannt, die Vorrichtung wieder um 90° um die Achse 12 zurückgeschwenkt
und durch die Schrauben 13 festgeklemmt. Nunmehr wird die Grundplatte 11 mit dem
Vorrichtungskörper 1 zur Einstellung des gewünschten Spitzenwinkels um die Achse
15 gedreht und in der gewünschten Lage durch den Knebel 16 gehalten. Durch
Hand- oder Motorantrieb wird die Spindel 2 in Drehung versetzt. Dabei gleiten die
Taststifte 6 abwechselnd an der Wirkfläche des Vorschubelementes 7 und geben der
Spindel 2 und damit dem Bohrer je nach der Neigung des Vorschubelementes 7 die axialen
Hubbewegungen, durch die die gewünschten Freiwinkel an den Bohrerhauptschneiden
erzeugt werden. Soll der Freiwinkel geändert werden, so wird die Scheibe 9 gedreht,
wodurch der an der schrägen Stirnseite des Vorschubelementes 7 gleitende Stift 10
dem Vorschubelement 7 eine andere Lage gibt. Die jeweilige Lage der Scheibe 9 und
damit die Größe des eingestellten Freiwinkels ist an einer am Vorrichtungskörper
1 angebrachten Markierung ablesbar. Nach erfolgtem Scharfschleifen der Bohrerhauptschneiden
wird der Antrieb der Spindel 2 abgeschaltet und der Rasthebel 8 in die in dem Flansch
5 vorgesehenen Raststellen für die verschiedenartigsten Ausspitzwinkel, beispielsweise
70, 60, 45° zur Hauptschneidenkante des Bohrers, eingeklinkt. Das Ausspitzen geschieht
mit der gleichen Schleifscheibe, die zum Scharfschleifen der Hauptschneide benutzt
wurde. Das Ausspitzen der Querschneide kann im positiven und im negativen Winkel
erfolgen, indem die Vorrichtung um die Achse 15 geschwenkt wird. Nach erfolgtem
Ausspitzen einer Seite wird die Spindel 2 um 180° gedreht und der Rasthebel 8 in
die auf dieser Seite des Flansches 5 vorgesehenen entsprechenden Raststellen eingeklinkt.
Zum Entfernen des Bohrers aus der Vorrichtung wird der Vorrichtungskörper 1 wiederum
um 90° um die Achse 12 geschwenkt.