DE1627117A1

DE1627117A1 - Verfahren zum Fraesen von Zapfen und eventuell von Armen einer Kurbelwelle

Info

Publication number: DE1627117A1
Application number: DE19671627117
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oldrich Brabec; Dipl-Ing Chmelik Jaroslav; Dipl-Ing Ivan Kraus; Lubomir Kres; Dipl-Ing Miroslav Malek; Dipl-Ing Frantisek Rozanek
Original assignee: Skoda np
Current assignee: Skoda np
Priority date: 1967-01-24
Filing date: 1967-11-25
Publication date: 1970-09-17
Also published as: FR1559665A; CH491708A; US3595131A; GB1215724A

Description

Dipl. Phys. Dr. Waither 3unius

Hannover. Abb.*. ₂o ₂₄. Member 1967

Dr.J/Ha. Meine Akte: 1377

Ü>KODA, oborov^ podnik, Plze£

Verfahren zum Fräsen von Zapfen und eventuell von Armen

einer Kurbelwelle.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kurbelwellen durch Fräsen, insbesondere von Kurbelwellen von mittleren, großen und größten Abmessungen.

Bisher haben die Rohlinge von Zapfen und Armen von Kurbelwellen aus technologischen Gründen große Spanzugaben. Zur Abarbeitung dieser Zugaben werden hauptsächlich die sogenannten "Moll-Apparate" verwendet. Die Kurbelwelle wird in diesen Maschinen fest eingespannt und ein oder maximal zwei Messer laufen um den zu bearbeitenden Zapfen um· Diese Maschinen sind kostspielig und in ihrer Leistung niedrig. Bei einer anderen Bearbeitungsmethode verwendet man zur Bearbeitung der Kurbelzapfen Scheibenfräser großen Durchmessers. Die Leistung aoleher Maschinen ist zwar höher, aber die Kosten für eine speziell für dies@n Zweek eingerichtete Maschine sinä hoeh» Auoh sind die Seheibanfräear

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von einem Durchmesser bis zu 2500 mm sehr teuer. Die Wartung dieser Scheibenfräser sowie das Schärfen ist zeitraubend und kostspielig.

Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Fräsen von Kurbelzapfen und auch eventuell von Kurbelwellenarmen beseitigt. Die Erfindung schafft eine Möglichkeit, um mit einem einfachen und billigen Fräswerkzeug auch äusserst große Kurbelwellen mit geringem maschinellem Aufwand einwandfrei zu fräsen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Kurbelwelle langsam um ihre Achse gedreht wird, ein Walzenstirnfräser gleichzeitig eine mit der Drehbewegung der Kurbelwelle synchronisierte Kreisbewegung ausübt und dabei den Kurbelzapfen bearbeitet. Der Durchmesser dieser Kreisbahn bleibt während der ganzen Bearbeitung wie der Durchmesser der vom Mittelpunkt (von der Achse) des Kurbelzapfens durchlaufenen Kreisbahn. Beim Schruppen wird die Stirn des Walzstirnfräsers gegenüber der Oberfläche des zu bearbeitenden Zapfens eingestellt, indem die Drehachse der Kurbelwelle gegenüber der Drehachse des 3?räsers nach hinten verschoben wird. Im "Verlauf der Bearbeitung wird dann beim !fräsen die Drehachse der Kurbelwelle in Richtung auf den Kreismittelpunkt der Fräsarbewegung vorgeschoben. Mit Hil|e des walsseiii'örmigen Seila® des W'alzenstirafräseri können gleichzeitig die 8©it©n£läeh@h der jtoaa der Kurbalweils bearbeitet warden,

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Die Tiefe des.Fräsens (Spantiefe) richtet sich, nach der Durchmessergrösse des verwendeten Walzenstirnfräsers oder nach der Seitenverschiebung des Iräsers auf beide Seiten. Zur Sjichronisierungder Bewegung der Fräsmaschine und der Kurbelwelle können mechanische Mittel verwendet werden, aber auch eine Programmsteuerung, zum Beispiel ein Beehner. Bei so einer Anordnung kann man auf derselben universalen oder speziellen Maschine nicht nur Hubzapfen, sondern auch Lagerbolzen, ge- · rade oder abgerundete Flächen von Armen bearbeiten, ohne daß es notwendig ist, die Kurbelwelle auf eine andere Maschine zu übertragen·

Das Hauptmerkmal des erfindungsgemässen Verfahrens beruht also darin, daß der Walzenstirnfräser und die zu bearbeitende Kurbelwelle eine Synchrakreisbewegung von gleichem Durchmesser der Kreisbahnen ausüben, deren Mittelpunkte auf einer parallel zu der Werkzeugspindeldrehachse verlaufenden Gerade«liegen und daß ihre beiderseitige Entfernung im Laufe des Bearbeitungsvorganges verändert wird.

Man kann so vorgehen, daß das Schruppen des Werkstückes mit einem Fräser durchgeführt wird, dessen Drehachse oberhalb der mit ihre parallel verlaufenden Werkstückdrehaehse liegt und das Fertigfräsen bei der Annäherung oder bei der Koinzidenz der beiden Achsen verläuft.

Man geht also so vor, daß das Schruppen des Werkstückes in einer solchen Präs er stellung begonnen wird, bei.der die Verlängerung der Fräserachse sich ausseiahalb des Bereiches der Achse des zu fräsenden Zapfens befindet, daß beim Fräsen die Fräserstellung so verändert wird, daß sich die Verlängerung der Fräserachse der Zapfenachse nähert und daß das Schlichten des Werkstückes in einer solchen Ihräserstellung durchgeführt wird, bei der die Verlängerung der Fräserachse unmittelbar neben der Zapfenachse liegt oder diese schneidet.

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Dieses Verfahren lässt sich auf Maschinen ausführen, welche Mittel zur Aufnahme und zum Drehen der zu bearbeitenden Kurbelwelle sowie Mittel zur führung eines Walzenstirnfräsers auf einer Kreisbahn mit dem gleichen Durchmesser derjenigen Kreisbahn, auf der die zu fräsenden Zapfen der Kurbelwelle sich bewegen, wobei die Mittelpunkte der beiden Kreise in einem veränderlichen Abstand voneinander befindlieh sind, Mittel zur Synchronisierung der beiden Kreisbewegungen und Mittel, welche die beiden Kreismittelpunkte einander nähern, aufweisen. Um den Präsvorgang in einen Schruppvorgang und einen Schlichtvorgang zu teilen, ist es zweckmäßig, wenn diese Maschine Mittel zur Verschiebung des Walzenstirnfräsers senkrecht zu seiner Achse und zu der parallel zu dieser Achse verlaufenden Geraden durch die Mittelpunkte der beiden Kreise aufweist.

Die neue Methode der Bearbeitung von Hubzapfen der Kurbelwellen kann mit Hilfe von universalen Maschinen durchgeführt werden, es ist nicht notwendig, kostspielige und besondere spezialisierte Maschinen hierfür einzukaufen. Die Universalität der erfindungsgemäß verwendeten Bearbeitung smaschinen bleibt dabei erhalten. Die Erzeugungezeiten werden im Vergleich mit bisher verwendeten Erzeugunga-.methoden wesentlich verkürzt, weil auch große Späne abgenommen werden können.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise bildet einen weiteren

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Beitrag zur rationellen Ausnutzung bereits vorhandener Maschinen. Es eignen sich hierzu vollkommen übliche Walzenstirnfräser, die wesentlich billiger sind als zum Beispiel Scheibenfräser mit einem großen Durchmesser. Auch die Wartung und das Schärfen der von der Erfindung benutzten Walzenstirnfräser ist leichter und deshalb auch billiger.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Fräsvorgang beim Fräsen eines Hubzapfens,

Fig. 2 die Verschiebung der Fräserachse gegenüber der Achse des Hubzapfens,

Fig. 3 die Rückkehr der Fräserachse zur Achse des Hubzapf ene und die Kreisbahn dee Gerätes und deren Exzentrizität,

Fig. 4 die beiderseitige Exzentrizität der Achse des Hubzapfens und des Walzenstirnfrasers,

Fig. 5 den Einfluß der Exzentrizität auf die Größe des gefrästen Zapfendurchmessers,

Fig. 6 das Fräsen von Seitenflächen der Arme und die lieft des Spanes bei der Verwendung eines großen Fräserdurehmesgerg,

Fig· 7 das fräsen voa Seitenflächen der Arme durefa die Seitenverechiebung dee Fräser·.

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Beim anfänglichen Schruppen des Hubzapfens 3 der Kurbelwelle 1 wird der Walzenstirnfräser mit seiner Stirn gegenüber dem Zapfen 3 eingestellt, wobei seine Achse gegenüber der Achse des Hubzapfene 3 um den Wert "a" verschoben wird, damit die günstigsten Bedingungen für das Schneiden durch Umfangsteile der Schneidekanten 5 des Walzenstirnfräsere 2 erhalten werden. Beim Fertigfräsen, durch das die Oberfläche des Hubzapfens 3 bis auf einen Zusatz für das Schleifen abgearbeitet wird, wird die Drehachse des Walzenstirnfrasere

2 zurück verschoben, damit die geometrische Abweichung von der Walzenform der Oberfläche des Hubzapfens 3 und die Abweichung von dem Abrundungshalbmesser des Zapfenüberganges in die Arme der Kurbelwelle 1 minimal wird oder damit diese Abweichung gänzlich beseitigt wird. Der Hubzapfen

3 durchläuft die Kreisbahn 4. Beim Fräsen bewegt sich der Walzenstirnfräser 2 auf der Kreisbahn 6, die den gleichen Durchmesser wie die Kreisbahn 4 des Hubzapfens 3 aufweist. Sie Bewegungen des Hubzapfens 3 auf der Bahn 4 und die des Fräsers 2 auf der Bahn 6 sind synchronisiert. Deren beiderseitige Exzentrizität wird durch den Wert "b" angegeben. Durch die Änderung dieser Exzentrizität "b" kann auch der gefräste Durchmesser des Hubzapfens 3 geändert werden. Der W&lzenteil des W&lzenetirnfräser» 2 bearbeitet gleichzeitig die Seitenfläche 7 der Arme der Kurbelwelle 1. Die Spaatiefe bei der Bearbeitung der Seitenflächen 7 richtet aich nach der Wahl dee Durchmessers des Walsenatirnfräeere 2. Der

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größere Durchmesser des Fräserß 8 bringt auch eine größere Spantiefe mit sich.

Eine andere Möglichkeit der Bearbeitung der Seitenflächen wird durch eine Seitenverschiebung des !"räsere 2 erst auf eine Seite 9 und dann auf die andere Seite 10 eröffnet,

Die erfindungsgemäße JEPräsmethode kann zur Bearbeitung nicht nur von Hubzapfen von Kurbelwellen, sondern auch für die Bearbeitung von Zapfen und Wellen an Exzenterpressen, von Wellen an Kompressoren und überall dort angewandt werden, wo der walzenförmige Zapfen exzentrisch gegenüber der Achse der Hauptwelle, der Spindel oder dem zweiten Zapfen gelagert ist.

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Claims

. J627J17 -8- Patentansprüche s

1. Verfahren zum Fräsen von Zapfen und auch eventuell von Armen von Kurbelwellen,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Walzenstirnfräser und die zu bearbeitende Kurbelwelle eine synchronisierte Kreisbewegung von demselben Durchmesser ihrer Kreisbahnen ausführen, deren Mittelpunkte in einem veränderlichen beiderseitigen Abstand in einer mit der Achse des Walzenfräsers parallel verlaufenden Geraden liegen.

2« Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Schruppen des Werkstückes in einer solchen Fräserstellung begonnen, wird, bei der die Verlängerung der Fräserachse sich ausserhalb des Bereiches der Achse des zu fräsenden Zapfens befindet, daß beim Fräsen die Fräserstellung so verändert wird, daß sich die Verlängerung der Fräserachse der Zapfenachse nähert und daß das Schlichten des Werkstückes in einer solchen Fräserstellung durchgeführt wird, bei der die Verlängerung der Fräseraciise unmittelbar neben der Zapfenachse liegt oder diese schneidet*

3* Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2,

gekennzeichnet durch
Mittel zur Aufnahme und zum Drehen der zu bearbeitenden

^ömmkL

Kurbelwelle sowie durch Mittel zur Führung eines Walzenstirnfräsers auf einer Kreisbahn mit dem gleichen Durchmesser derjenigen Kreisbahn, auf der die zu fräsenden Zapfen der Kurbelwelle sich bewegen, wobei die Mittelpunkte der beiden Kreise in einem veränderlichen Abstand voneinander befindlich sind, durch Mittel zur Synchronisierung der beiden Kreisbewegungen und durch Mittel, welche die beiden Kreismittelpunkte einander nähern.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch

Mittel zur Verschiebung des Walzenstirnfrasers senkrecht zu seiner Achse und zu der parallel zu dieser Achse verlaufenden Geraden durch die Mittelpunkte der beiden Kreise.

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JO

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