DE1083621B - Schwach kegelfoermiger Schneckenfraeser oder Gewindebohrer - Google Patents

Description

• Schwach kegelförmiger Schneckenfräser oder Gewindebohrer Die Erfindung betrifft einen schwach kegelförmigen Schneckenfräser oder Gewindebohrer zum Herstellen von Verzahnungen oder Gewinden, deren Flanken zur Werkstückachse geneigt sind, mit zum Vorschneiden dienenden, nur mit ihrer Stirnkante angreifenden Zähnen.
• Es sind Abwälzfräser und Gewindebohrer bekannt, bei denen die Zähne gruppenweise so aufgeteilt sind, daß zunächst ein Vorschneiden (Schruppen) und dann ein Nachschneiden (Schlichten) mit dem gleichen Werkzeug erfolgt. Bei diesen bekannten Werkzeugen schneiden die Zähne nicht nur mit ihren Stirnkanten, sondern gleichzeitig auch mit einer oder beiden Flanken. Es wurde gefunden, daß diese Arbeitsweise einen verhältnismäßig hohen Kraftaufwand und eine besonders große Zähnezahl erfordert.
• So wurde beispielsweise zum Fräsen der Hohlzahnstange in den Tisch von Fräsmaschinen ein als kegelförmiger Schneckenfräser ausgebildeter Formfräser verwendet, der aus fünf Satz Schneckengängen bestand, die durch zylindrische, der Lagerung dienende Teile voneinander getrennt waren. Infolge der großen Länge war sowohl die Herstellung dieses Fräsers als auch das Arbeiten mit demselben verhältnismäßig schwierig.
• Es ist ferner ein Gewindebohrer bekannt, dessen zum Vorschneiden dienende Zähne lediglich mit ihrer Stirnseite schneiden. Diese Zähne sind zwar von verschiedener Höhe, aber von gleicher Breite, so daß ein rechtwinkliges Gewinde entsteht, das noch verhältnismäßig viel Nacharbeit erfordert.
• Die Erfindung besteht darin, daß bei einem schwach kegelförmigen Schneidwerkzeug der eingangs gekennzeichneten Art das Verhältnis von Höhe zu Breite der dem Vorschneiden dienenden Zähne in an sich bekannter Weise so gewählt ist, daß jeder Zahn etwa bis zu den Flanken des herzustellenden Gewindes schneidet und daß die linken und rechten Seitenflanken dieser Zähne in Richtung der Werkzeugachse verschiedene Steigung haben, derart, daß der Mittelwert dieser Steigung der Steigung des herzustellenden Gewindes entspricht.
• Die Erfindung ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung von Werkzeugen der behandelten Art und gleichzeitig eine Ersparnis an Antriebsleistung. So konnte beispielsweise in dem erwähnten Fall des Fräsens der Hohlzahnstange in Fräsmaschinentische die Länge des Formfräsers auf etwa ein Fünftel der bisher benötigten herabgesetzt werden und war nur ein Bruchteil der vorher erforderlichen Antriebsleistung aufzubringen.
• Von dem bekannten Gewindebohrer mit stirnseitig schneidenden Zähnen unterscheidet sich das Werkzeug nach der Erfindung dadurch, daß die Zähne mit zunehmender Höhe in der Breite abnehmen. Beim Arbeiten entsteht so ein Gewindeprofil, das sich vom herzustellenden Profil nur dadurch unterscheidet, daß es nicht glatt, sondern fein abgestuft ist, etwa nach Art einer geschruppten Oberfläche. Beim nachfolgenden Schlichtvorgang braucht daher nur noch ein Mindestmaß an Material entfernt zu werden.
• Es könnte scheinen, als ob die Herstellung des Werkzeugs nach der Erfindung im Vergleich z. B. zu dem stirnseitig schneidenden Gewindebohrer besonders schwierig sei, da ja infolge der sich ständig ändernden Zahnbreite die Zahnflanken nicht die gleiche Steigung haben können. Diese Schwierigkeit wird jedoch in einfacher Weise dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die Steigung der Zahnflanken so gewählt wird, daß ihr Mittelwert der Steigung des herzustellenden Gewindes entspricht.
• Um die Nachbearbeitung des herzustellenden Gewindes in der zweiten Stufe auf die Zahnflanken beschränken zu können, empfiehlt es sich, an den schwach kegelförmigen Teil des Werkzeugs noch einen einen oder mehrere Schneckengänge aufweisenden zylindrischen Teil anzuschließen, dessen Zähne in ihrer Höhe der Tiefe des herzustellenden Gewindes entsprechen.
• Es ist ferner möglich, auch die Nachbearbeitung mit dem gleichen Werkzeug durchzuführen. Zu diesem Zweck können, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, anschließend an die zum Vorschneiden dienenden, nur stirnseitig arbeitenden Zähne, noch eine oder mehrere der Fertigbearbeitung dienende Schneckengänge vorgesehen werden, deren Zähne auch mit ihren Seitenkanten schneiden und bezüglich ihrer Form dem herzustellungen Gewinde entsprechen.
• In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Abb.1 und 2 den erfindungsgemäßen Fräser in Stirnansicht und im Längsschnitt, Abb.3 in schematischer Form die Arbeitsweise dieses Fräsers.
• Bei dem in Abb. 1 und 2 wiedergegebenen Fräser 3 nach der Erfindung sind, wie insbesondere Abb.2 erkennen läßt, die Zähne 4 nicht nur entsprechend der Steigung des Kegels von unterschiedlicher Höhe, sondern nehmen auch von links nach rechts in der Breite ab. Außerdem sind die Seitenkanten 5 und 6 der Zähne senkrecht zur Fräserachse und parallel zueinander angeordnet, so daß die Zähne nur mit ihrer Stirnkante 7 schneiden. Die linken Flanken 6 der Zähne 4 haben eine Steigung von 9,570 mm, die rechten Flanken 5 eine solche von 9,480 mm, beide auf die Längsrichtung des Fräsers bezogen. Daraus ergibt sich ein Mittelwert von 9,525 mm, der einer Steigung des herzustellenden Gewindes von 1/a Zoll entspricht. Der Fräser 3 ist in seinem linken, mit 8 bezeichneten Teil als Kegel und in seinem rechten Teil 9 als Zylinder ausgebildet. Die Zähne im zylindrischen Teil entsprechen in ihrer Höhe der Tiefe des herzustellenden Gewindes, so daß durch diese Zähne der Gewindegrund in seiner endgültigen Form bearbeitet wird. Von den im konischen Teil des Fräsers befindlichen Zähnen ragt der in Abb. 2 am weitesten links gelegene nur um so viel über den Grund des betreffenden Schneckenganges hinaus, wie der abzunehmenden Spanstärke entspricht. Jeder der aufeinanderfolgenden Zähne unterscheidet sich in der Höhe von dem vorhergehenden Zahn um eine weitere Spanstärke, bis die letzten, in den zylindrischen Teil des Fräsers übergehenden Zähne schließlich eine der Tiefe des herzustellenden Gewindes entsprechende Höhe erreichen.
• Die Arbeitsweise des Fräsers 3 soll nunmehr an Hand der Abb. 3 beschrieben werden.
• In dieser Abbildung sind mit 4 a, 4 b, 4 c, 4 d und 4 e fünf aufeinanderfolgende Fräszähne bezeichnet. Die Flanken des herzustellenden Trapezgewindes sind mit 10 bezeichnet.
• Die Fräszähne 4a bis 4e treffen in der angegebenen Reihenfolge auf das zu bearbeitende Material auf und nehmen jeder einen rechteckigen Span ab. Die so erhaltene Gewindeform entspricht daher nicht genau den Flanken 10, vielmehr weisen die Flanken, wie die Zeichnung erkennen läßt, stufenförmige Absätze auf.
• Die Abb.2 ist, um das Arbeitsprinzip besser erkennen zu lassen, stark übertrieben gezeichnet. In Wirklichkeit unterscheiden sich die einzelnen aufeinanderfolgenden Zähne des Fräsers nur ganz geringfügig bezüglich ihrer Höhe und Breite, so daß eine große Zahl sehr feiner Stufen entsteht und die abgestufte Flanke sich der bei 10 wiedergegebenen endgültigen Form derselben weitgehend nähert. Zur Nachbearbeitung der Flanken braucht daher in der zweiten Bearbeitungsstufe nur noch wenig zusätzliches Material abgenommen zu werden, was ohne jede Schwierigkeit z. B. mit einem üblichen Schlagzahnfräser entsprechender Profilform möglich ist.
• Der Fräser nach der Erfindung kann außer für den vorstehend beschriebenen Zweck mit Vorteil auch als Gewindebohrer verwendet werden. Außerdem können mit demselben auch andere Verzahnungen, z. B. solche in Schneckenrädern, geschnitten werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE; 1. Schwach kegelförmiger Schneckenfräser oder Gewindebohrer zum Herstellen von Verzahnungen oder Gewinden, deren Flanken zur Werkstückachse geneigt sind, mit zum Vorschneiden dienenden, nur mit ihrer Stirnkante angreifenden Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Höhe zu Breite dieser Zähne in an sich bekannter Weise so gewählt ist, daß. jeder Zahn etwa bis zu den Flanken des zu bearbeitenden Werkstückes einschneidet und daß die linken und rechten Seitenflanken (5, 6) dieser Zähne in Richtung der Werkzeugachse verschiedene Steigung haben, derart, daß der Mittelwert dieser Steigung der Flankensteigung des Werkstückes entspricht.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken (5, 6) der Zähne (4) senkrecht zur Werkzeugachse angeordnet sind.
3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der Zähne zum Zahngrund hin etwas eingezogen sind.
4. 4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der Zähne eine geringere Flankenneigung als die Flanken des herzustellenden Gewindes haben.
5. 5. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine schwach kegelförmig ausgebildete Mantelfläche (8) besitzt, an die sich ein zylindrischer Teil (9) anschließt, dessen Zähne in ihrer Höhe der Tiefe des herzustellenden Gewindes entsprechen.
6. 6. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die zum Vorschneiden dienenden, nur stirnseitig schneidenden Zähne ein oder mehrere der Fertigbearbeitung dienende Schneckengänge vorgesehen sind, deren Zähne auch mit ihren Seitenkanten schneiden und bezüglich ihrer Form dem herzustellenden Gewinde entsprechen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 458 478, 468 979, 669758, 821146; französische Patentschrift Nr. 400 566; USA.-Patentschriften Nr. 1343 276, 1538 770, 1873158; »Technische Rundschau«, Bern, Heft 54 vom Dezember 1955, 4. Blatt, Bild 39 und 40.