DE2217441B2 - Vorrichtung zum konifizieren langgestreckter werkstuecke kreisrunden querschnittes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konifizieren langgestreckter Werkstücke kreisrunden Querschnitts bei fortlaufender Drehung um die Längsachse und gleichzeitigem Vorschub in axialer Richtung mit mindestens zwei in einer Ebene rechtwinklig zur Werkstückachse angeordneten, radial zustellbaren Werkzeugen, von welchen mindestens eines aus zwei unverrückbar miteinander verbundenen Arbeitsflächen besteht, die mit der Zustellrichtung der Werkzeuge einen Winkel einschließen.

Bei einer aus der deutschen Patentschrift 433 bekannten Vorrichtung dieser Gattung ist jedes der beiden Werkzeuge durch zwei solcher Arbeitsflächen gebildet, so daß die bekannte Vorrichtung insgesamt vier Arbeitsflächen besitzt. Es ist auch möglich, mit insgesamt nur drei Arbeitsflächen zu arbeiten, von welchen zwei Arbeitsflächen das eine Werkzeug und die dritte Arbeitsfläche das andere Werkzeug bilden. Die Erfindung betrifft beide Ausbildungen.

In jedem Fall ist es erforderlich, daß die Kraftangriffspunkte aller Arbeitsflächen am Werkstück so genau wie möglich in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Werkstückachse und in gleichem Abstand von dieser liegen. Das erfordert eine entsprechend genaue Bearbeitung der Arbeitsflächen bei der Herstellung der Werkzeuge. Bei der bekannten Vorrichtung sind die Werkzeuge als Platten ausgebildet, in welche die jeweiligen beiden Arbeitsflächen unmittelbar eingearbeitet sind. Da der Werkstückdurchmesser im Bereich der Arbeitsflächen nicht stufenartig, sondern allmählich reduziert wird, müssen die Arbeitsflächen in Richtung der Werkstückachse abgeschrägt und an der den engsten Durchlaß für das Werkstück bildenden Stelle abgerundet sein. Die genaue Herstellung dieser Arbeitsflächen ist außerordentlich schwierig, zumal als Werkzeugwerkstoff Hartmetall verwendet werden muß, um den Werkzeugverschleiß gering zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine sehr genaue Bearbeitung der Arbeitsflächen des Werkzeuges ohne Schwierigkeiten möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Arbeitsflächen je durch die Mantelfläche einer im Querschnitt kreisrunden Scheibe gebildet und diese an den Werkzeugen fest angebracht sind, wobei die Längsachsen der Scheiben in einer zur Werkstückachse rechtwinkligen Ebene liegen.

Derartige kreisrunde Scheiben können mit geringem Aufwand sehr genau im Durchmesser bearbeitet und in entsprechend genauer Lage auch am Werkzeughalter befestigt werden, so daß im Endergebnis die gleichmäßige Abstützung des Werkstückes in den Kraftangriffspunkten der Arbeitsflächen sehr hohen Anforderungen genügt. Die Rundung der Scheiben erfüllt zugleich die beiden Forderungen eines allmählichen Einlaufes und einer Abrundung jeder Arbeitsfläche an der Stelle des engsten Durchlasses. Vom Durchmesser der Scheiben hängt die Länge der Verformungszone ab, d. h. des Werkstückbereiches, über den in axialer Richtung die Verringerung des Werkstückdurchmessers vom ursprünglichen Wert auf den gewünschten reduzierten Wert erfolgt. Die Scheiben können im übrigen schnell und einfach am Werkzeughalter ausgewechselt werden.

Im allgemeinen wird man an beiden Werkzeugen zwei in der beschriebenen Weise angeordnete Scheiben zur Bildung der Arbeitsflächen vorsehen, also nach Art der bekannten Vorrichtung mit insgesamt vier Arbeitsflächen arbeiten. Wird mit nur drei Arbeitsflächen gearbeitet, besitzt also eines der beiden Werkzeuge nur eine Arbeitsfläche, so empfiehlt es sich, diese Arbeitsfläche, ebenso wie die beiden Arbeitsflächen im anderen Werkzeug, durch eine Scheibe zu bilden.

Vorzugsweise besitzen die Scheiben kreiszylindrische Form bei gleichem Durchmesser. In diesem Fall ist ihre Herstellung mit sehr geringen Durchmessertoleranzen in besonders einfacher Weise dadurch möglich, daß alle Scheiben axial nebeneinander gereiht gemeinsam geschliffen werden. — Die Scheiben können aber auch die Form eines Kegelstumpfes aufweisen. Derartige Scheiben bieten die Möglichkeit, in einfacher Weise allein durch Verwenden von Scheiben verschiedenen Konuswinkels den Winkel zwischen der Arbeitsfläche und der Zustellrichtung des Werkzeuges zu ändern, ohne daß ein Austausch oder eine Umarbeitung des Werkzeughalters erforderlich

wird. Das kann vor allem dann von Nutzen sein, wenn dieser Winkel vergrößert werden soll, um größere Durchmesserreduktionen zu ermöglichen. — Schließlich können die Scheiben auch zumindest über einen Teil ihrer axialen Höhe der Form eines einschaligen Hyperboloids angenähert sein, wobei aber in der Praxis nur leichte Einwärtskrümmungen der Scheibenmantelfläche in Frage kommen werden. Jedoch reicht auch eine solche leichte konkave Krümmung bereits aus, bei rohrförmigen Werkstücken die Rohrwandung besser zu führen, was bei sehr dünnwandigen Rohren von Bedeutung ist.

Der die Scheiben tragende Werkzeughalter selbst kann weitgehend beliebig ausgebildet sein. Unabhängig von seiner Gestalt im einzelnen empfiehlt aber die Erfindung, daß die Scheiben in Taschen des Werkzeughalters eingesetzt und durch eine sie in ihrer Achse durchsetzende Spannschraube am Werkzeughalter befestigt sind. Die Taschen sorgen für den genauen Sitz der Scheiben am Werkzeughalter, während die Befestigung mit nur einer zentralen Spannschraube nicht nur ein schnelles Auswechseln der Scheiben zuläßt, sondern es auch ermöglicht, die Scheiben wiederholt zu verdrehen, nachdem ihre Arbeitsfläche in der jeweiligen Stellung abgenutzt worden ist.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung in Ansicht mit einer lediglich schematisch dargestellten Zustelleinrichtung für die Werkzeuge im Schnitt quer zur Werkstückachse,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs der dort eingetragenen Schnittlinie A -B.

Die beiden Figuren zeigen in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Konifizieren langgestreckter Werkstücke, im Ausführungsbeispiel eines Rohres 1. Dazu bewegen sich die beiden im Ausführungsbeispiel plattenförmig gestalteten Werkzeughaiter 2 gegeneinander in Richtung der Pfeile 10, welche somit die Zustellrichtung der am Werkzeughalter 2 gehaltenen Werkzeuge in Form von Scheiben 6 anzeigen. Die Werkzeughalter 2 sind beispielsweise auf Schlitten 3 verschiebbar befestigt, was durch Rollen 4 angedeutet ist. die auf einem in Längsrichtung des Werkstückes 1 verfahrbaren Support 5 geführt sind. Die Zustellung der Werkzeuge erfolgt unter fortlaufender Drehung des Werkstückes 1 um die Längsachse und gleichzeitigem Vorschub der Werkzeugan-Ordnung in axialer Richtung (Pfeil 11). Jeder Werkzeughalter 2 besitzt zwei im Ausführungsbeispiel als kreiszylindrische Scheiben 6 ausgebildete Werkzeuge. Die Scheiben 6 sind feststehend und unverrückbar am Werkzeughalter 2 befestigt, wobei die Scheibenachsen in der zur Werkstückachse rechtwinkligen Ebene liegen, die in Fig. 1 mit der Zeichenebene übereinstimmt. Die Schnittlinie dieser Ebene jeweils mit der Mantelfläche der Scheiben 6 bildet mit der Zustellrichtung 10 einen Winkel. In diesen Schnittlinien liegen die Angriffspunkte 7 der jeweils von der Mantelfläche jeder Scheibe 6 gebildeten Arbeitsfläche am Werkstück 1. Die Scheiben 6 liegen jeweils in Taschen 9 des Werkzeughalters 2 und sind mittels je einer Spannschraube 8 befestigt. Ersichtlich liegen die vier Arbeitspunkte 7. in welchen der Angriff der Scheiben 6 am Werkstück 1 erfolgt, in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Werkstückachse. Nach Abnützung der Arbeitsfläche in den Angriffspunkten 7 können die Scheiben 6 wiederholt verdreht werden. Auch das Auswechseln der Scheiben 6 ist denkbar einfach, da nur die Spannschrauben 8 gelöst werden müssen. Somit können bei entsprechender Wahl der Toleranz der Scheibendurchmesser hochgenaue Werkzeuge hergestellt werden, die beim Konifizieren auch dünnwandiger Rohre große Durchmesserreduktionen in einer Passage der Werkzeuge bei geringster Beanspruchung des Werkstückes ermöglichen.

Wie in F i g. 1 bei 14 am Beispiel einer der Scheiben 6 dargestellt, können die Scheiben von der zylindrischen Form abweichen und einem Hyperboloid angenähert sein, oder, wie bei 13 angedeutet, einem Kegelstumpf entsprechen. Der erstgenannte Fall hat den Vorteil, daß die Rohrwandung durch die konkave Krümmung der Scheiben 6 besser geführt wird, was bei sehr dünnwandigen Rohren von Bedeutung ist. Die besondere Form eines Kegelstumpfes ist dann zu wählen, wenn mit wenig Aufwand der Winkel zwischen den als Tangente am Werkstückumfang anliegenden Arbeitsflächen und der Zustellrichtung z. B. ohne Änderung des Werkzeughalters vergrößert werden soll, um zu größeren Durchmesserabnahmen zu kommen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden weiche Rohre aus AlZnMgCu mit den Abmessungen 13,0 ^) X 0,8 mm auf einen kleinsten Durchmesser von 8,0 mm in einem Durchlauf der Werkzeuge konifiziert. Die kreiszylindrischen Scheiben hatten hierbei einen Durchmesser von 20 mm und eine Dicke von 8.0 mm. Der Zustellwinkel betrug 45°. Nachdem dieser Zustellwinkel auf 50^: vergrößert wurde, ließ sich bei gleichen Scheibenabmessungen ein Ausgangsdurchmesser der Rohre von sogar 16.0 mm auf einen Enddurchmesser von wieder 8,0 mm konifizieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Konifizieren langgestreckter Werkstücke kreisrunden Querschnitts bei fortlaufender Drehung um die Längsachse und gleichzeitigem Vorschub in axialer Richtung mit mindestens zwei in einer Ebene rechtwinklig zur Werkstückachse angeordneten, radial zustellbaren Werkzeugen, von welchen mindestens eines aus zwei unverrückbar miteinander verbundenen Arbeitsflächen besteht, die mit der Zustellrichtung der Werkzeuge einen Winkel einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsflächen je durch die Mantelfläche einer im Querschnitt kreisrunden Scheibe (6) gebildet und diese an den Werkzeugen (2) fest angebracht sind, wobei die Längsachsen der Scheiben (6) in einer zur Werkstückachse rechtwinkligen Ebene liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Werkzeugen je zwei Scheiben (6) zur Bildung der Arbeitsflächen vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (6) kreiszylindrische Form bei gleichem Durchmesser besitzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (6) die Form eines Kegelstumpfes aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (6) zumindest über einen Teil ihrer axialen Höhe der Form eines einschaligen Hyperboloides angenähert sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (6) in Taschen (9) der Werkzeuge (2) eingesetzt und jeweils durch eine deren Längsachse durchsetzende Spannschraube (8) am Werkzeughalter (2) gehalten sind.