DE2231289C3 - Spanabhebendes Werkzeug zum Schälen bzw. Wellendrehen - Google Patents

Description

2. Spanabhebendes Werkzeug nach Anspruch 1, 15 rend auswirken. Ein weiterer Nachteil parallel zur dadurch gekennzeichnet, daß der Spanwinkel der Werkslückachse angeordneter Schneiden ist der über Neibenschneide (4) im übermittigen Bereich (C) die Schneidenlänge konstante Spanwinkel, der in einer zum Ende hin stetig positiv, im untennittigen Wechselwirkung zur Spanschuppenfrequenz steht, Bereich (D) zum anderen Ende bin stetig negativ die wiederum einen wesentlichen Anteil am Aufverändert ist. ao treten schädlicher Resonanzerscheinungen beim

3. Spanabhebendes Werkzeug nach den An- Schälen bat; es entsteht ein Rattern, das den Schneisprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß denverschleiß begünstigt

der Keilwinkel des Schneideinsatzes (2) über den Es sind auch Werkzeuge bekannt, die eine schräg

Bereich der Nebenschneide (4) hin etwa gleich zur Achse des Werkstücks stehende Schneide haben, bleibt 35 wobei di<*. Nebenschneide als Bogenschneide ausge-

4. Spanabhebendes Werkzeug nach Anspruch 1 bildet ist (DT-OS 2 012 324). Da die Kontur der gebis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneid- bogenen Schneide jedoch, wenn sie eine zur Werkeinsatz (2) in Richtung der Nebenschneide (4) stückachse planparallele Oberfläche erzeugen soll, je sich erstreckende, gegenüberliegende Auflage- nach Werkstückdurchmesser und von der Größe des flächen sowie parallel und rechtwinklig hierzu ₃₀ Vorschubs abhängiger Schrägstellung der Schneide angeordnete Keilflächen (8) zur Feineinstellung stetig verändert werden müßte, ist bei dieser Art der des Schneideinsatzes (2) aufweist Schneidenausbildung zusätzlich eine Schäldüse entsprechend etwa einem Schneidring erforderlich, der die vom schrägen Konkavmesser erzeugte wellige

35 Oberfläche nachglättet. Die bekannte Vorrichtung

erfordert eine sehr große Zahl von verschiedenen

Schäldüsen, da beim Schälen in einem üblicherweise großen Abmessungsbereich sehr fein abgestufte Zwischenabmessungen erzeugt werden müssen. Außer-

40 dem sind die beim Längszerspanen in einer Schäl-

Die Erfindung betrifft ein spanabhebendes Werk- düse zwangläufig erzeugten Bearbeitungsorientierun-

zeug zum Schälen bzw. Wellendrehen mit einem gen ein StörfaVtcr, z. B. bei nachfolgenden Durch-

eine Haupt- und eine Nebenschneide aufweisenden laufrißprüfvsrfahren; sie verfälschen des Prüfergebnis

Schneideinsatz, dessen Schneiden schräg zur Achse und können sogar ein Prüfen unmöglich machen. Es

des zu bearbeitenden Werkstückes angeordnet sind, ₄₅ ist auch bekannt, daß an solchen Schäldüsen Schwie-

wobei die Nebenschneide als Bogenschneide ausge- rigkeiten infolge Spanstaus auftreten. Weiterhin sind

bildet ist. die durch das Schrägstellen des Konkavmessers resul-

Zum Schälen werden bisher Werkzeuge eingesetzt, tierenden zerspanungstechnisch sehr ungünstigen deren Haupt- und Nebenschneide parallel zur Achse Wirkwinkel sowohl im übermittigen als auch im des zu schälenden Stabes angeordnet sind. In einem 50 untennittigen Bereich zu beachten.
Schälkopf sind oft drei bis fünf Werkzeuge vorge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sehen. Sie können aus Schnellstahl oder beispiels- Werkzeug zum Schälen zu schaffen, das die Vorteile weise aus Hartmetall bestehen. Diese Werkzeuge von schräg zur Achse des Werkstücks eingesetzten haben den Nachteil, daß die Oberflächengüte des Schneiden hat, ohne jedoch die beschriebenen Nachgeschälten Stabes oder Drahtes bei größerem Vor- ₅₅ teile aufzuweisen.

schub unzureichend ist. Um diesem Nachteil zu be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gegegnen, ist es unter anderem möglich, die Neben- löst, daß der Schneideinsatz im Bereich der Nebenschneide zu verlängern, was jedoch zu hohen Werk- schneide eine gekrümmte Spanfläche aufweist, derart, zeugkosten führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Spanwinkel über die Länge der Nebendaß mit zunehmendem Vorschub die Schnittkraft in 60 schneide gleich bleibt.

immer ungünstigerem Winkel zur Schneide angreift, Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist

so daß diese, dadurch bedingt, wesentlich größer als der Spanwinkel der Nebenschneide im übermittigen

die erforderliche bzw. genutzte Schnittkraft ist. Bereich zum Ende hin stetig positiv, im untennittigen

Es sind auch Werkzeuge mit schräg zur Achse Bereich zum anderen Ende hin stetig negativ ver-

des Werkstücks stehender Schneide bekannt, damit 65 ändert.

die aufgewandte Schnittkraft gleich der genutzten Gemäß dei Erfindung ist auch vorgesehen, daß der

Schnittkraft ist. Bei diesen Werkzeugen ist die Neben- Keilwinkel des Schneideinsatzes über den Bereich der

schneide gerade. Das hat beim Schrägstellen den Nebenschneide hin etwa gleich bleibt.

3 4

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Weiterverarbeitung des geschälten Gutes nicht stört, insbesondere darin, daß bei einer guten Ausnutzung Auf Grund der maximal eintauchenden Schneidender Antriebsleistung von Schälmaschinen mit großen breite s (Fig. 3) läßt sich die maschinenspezifisch Vorschüben gearbeitet werden kann und dabei eine notwendige Zahl der Schneideinsätze ermitteln. Dagute Oberfläche des Schälguts erreicht wird. Auch ist 5 bei ist davon ausgegangen, daß der Einstellwinkel φ ein vibrationsfreies Arbeiten möglich, was größere eine Funktion der Schnittgeschwindigkeit und der Standzeiten der Schneiden mit sich bringt. Letztlich Durchlaufleistung und bei gleichbleibender Schneisind die Werkzeugkosten durch die neue Form der denbreite s die Wellentiefe X eine Funktion des EinSchneide verhältnismäßig klein. Stellwinkels φ und des Fertig-Durchmessers d sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen io Bei einer Schälmaschine mit einem Abmessungsnäher beschrieben. Es zeigt bereich von 25 bis 100 mm Fertigdurchmesser bei

F i g. 1 die Anordnung von Werkzeug zu Werk- Einstellwinkeln von max. 25° ergeben sich bei dem

stück, beschriebenen Vorgehen fünf verschiedene HaIb-

F i g. 2 einen Schneideinsatz nach der Erfindung in messer r, entsprechend fünf verschiedenen Schneiddrei Ansichten, i₅ einsätzen 2 nach F i g. 2.

F i g. 3 ein durch Schälen bearbeitetes Werkstück, Weiterhin läßt sich durch ein definiertes Abwei-

F i g. 4 einen Schneideinsatz nach der Erfindung chen, d. h. Verkleinern des theoretisch erforderlichen

und Soll-Einstellwinkels φ in sehr engen Grenzen, der für

Fig. 5 das gesamte Werkzeug nach der Erfindung das Festlegen einer begrenzten Zahl von Schneidin zwei Ansichten. ao einsätzen gewählte Wert X praktisch kompensieren.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Werkstück, eine Stange Die erzeugte Oberfläche ist demnach bei Beachtung

oder Draht mit dem Fertig-Durchmesser d bezeich- dieser Einstellregel im wesentlichen glatt. Das be-

net. 2 ist, schematisch gezeichnet, der Schneideinsatz, deutet, die bewußt in Kauf genommene Welligkeit,

der unter dem Winkel φ zur Achse des Werkstücks 1 um die Zahl der Schneideinsätze klein zu halten, kann

angeordnet ist. »5 durch diese Maßnahme verringert werden.

F i g. 2 zeigt den Schneideinsatz 2 in allen Einzel- Wird ein Schälwerkzeug schräg zur Achse des zu heiten. Er hat zwei Hauptschneiden 3 und zwei schälenden Werkstücks eingesetzt (F i g. 1), dann er-Nebenschneiden 4. Das heißt, der Schneideinsatz 2 geben sich im übermittig angreifenden Bereich der kann, wie bei Wendeplatten bekannt, auf zwei Seiten Nachschneide 4 extrem positive, im untennittig anbenutzt werden. Es ist ohne weiteres denkbar, auch 30 greifenden Bereich extrem negative Spanwinkel, mehr als zwei Schneidsysteme an einem Schneid- Außerdem wird oberhalb der Mitte bei Verwirkeinsatz vorzusehen. lichung eines genügend großen Freiwinkels der Keil-

Die Nebenschneiden 4 sind als Bogenschneiden winkel zu klein.

ausgebildet, wobei der Bogen zum Beispiel ein Halb- Der im übermittigen Bereich C in F i g. 4 zu stark messer r ist. — Der Bogen kann auch Teil einer 35 positiv werdende Spanwinkel wird erfindungsgemäß Ellipse oder einer sonstigen Kurve sein. Der Ein- durch eine von der Schneide her definiert stärker fachheit halber wird die Erfindung am Beispiel eines ansteigende Spanfläche negativ verändert und zu Halbmessers erläutert. — Entscheidend ist dabei, einer zerspanungstechnisch günstigen Größe eingedaß der Halbmesser r in Abhängigkeit des Einstell- gestellt. Damit gleichlaufend kann ein dem überwinkels φ und des Fertig-Durchmessers d gewählt 40 mittigen Einsatz dieseir Schneidenhälfte entsprechenwird. Das kann beispielsweise an Hand der Glei- der Freiwinkel vorgesehen werden, der in Verbinchungen dung mit dem Spanwinkel einen normalen Keilwinkel

ergibt.

_r _ ^a ₀₍j_{er r} & _. Im untermittigen Bereich D in F i g. 4 der Schneide

2 · sin² φ 1 — cos 2 φ «5 wird der zu stark negativ werdende Spanwinkel durch

eine von der Schneide her definiert stärker abfallende

geschehen, die sich durch Anwenden der bekannten Spanfläche positiv verändert und zu einer zerBeziehungen auf die Anordnung nach F i g. 1 ergeben, spanungstechnisch günstigen Größe eingestellt, die

Werden diese Grundsätze nach der Erfindung be- jedoch mit ihrem Extremwert einen negativen Spanachtet, so ergibt sich ein Werkzeug zum Schälen, mit 50 winkel ergibt, der zahlenmäßig in etwa dem Extremdem unter optimalen Bedingungen gearbeitet werden wert des positiven Spanwinkels am übermittigen kann; die Antriebsleistung ist gut ausgenutzt, und es Schneidenteil entspricht. Das damit erzielte Streukönnen wesentlich größere Vorschübe angewandt band der Spanschuppeiafrequenz garantiert resonanz-, werden, ohne daß die Qualität der Oberfläche des also vibrationsarmes Arbeiten. Gleichlaufend mit dei Werkstücks darunter leidet. Das heißt, es werden 35 vorbeschriebenen Definition des Spanwinkels im Durchlaufleistungen erreicht, die diejenigen be- untermittigen Bereich der Schneide kann ein entkannter Einrichtungen um ein Mehrfaches über- sprechender Freiwinkel vorgesehen werden, der in treffen. Verbindung mit dem Spanwinkel einen normalen

Die Erfindung bringt insoweit einen beträchtlichen Keilwinkel ergibt.

technischen Fortschritt mit sich. Dabei ist zu be- 60 Der Schneideinsatz 2 nach Fig. 2 hat Hauptrücksichtigen, daß für jeden vorkommenden Einstell- schneiden 3, die durch einen Radius gebildet sind, winkel φ und Fertig-Durchmesser d ein Schneidein- Diese Form der Hauptschneide 3 ist nicht zwingend, satz mit einem entsprechenden Halbmesser r vor- sie kann auch durch eine unter einem bestimmten handen sein muß. Einlaufwinkel geneigte Gerade gebildet werden. In

Um die Zahl der notwendigen Schneideinsätze bei 65 jedem Fall übernimmt die Hauptschneide 3 die

Schälmaschinen im üblichen Abmessungsbereich zu Schrupp- oder Vorbearbeitung und sichert damil

begrenzen, wird eine maximale Wellentiefe X eine längere Standzeit der für das Schlichten der

(F i g. 3) toleriert, d. h. eine Wellentiefe, die bei der Oberfläche ausgebildeten Nebenschneide 4.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie der beschriebene Schneideinsatz 2 in einem Werkzeugschaft 5 befestigt wird. Der durch eine Spannpratze 6 auf die Fläche 7 des Werkzeugschaftes 5 gepreßte Schneideinsatz 2 ist durch Anlegen einer ersten Bezugsfläche 8 des Schneideinsatzes an die Nase 9 des Werkzeugschaftes 5 gegen radiale und durch eine zweite Bezugsfläche 10, die an dem Vorsprung 11 des Werkzeugschaftes 5 anliegt, gegen axiale Beanspruchung gesichert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Nachteil, daß die Oberfläche des Schälgutes weilen Patentansprüche: förmig wird. Diese Welligkeit kann bekanntennaßei verringert werden, indem dem schräggestellten Werk

1. Spanabhebendes Werkzeug zum Schälen zeug ein weiteres Werkzeug mit oft sehr langei bzw. Wellendrehen mit einem eine Haupt- und 5 Schneide nachgeordnet ist, das als Glättschneide eine eine Nebenschneide aufweisenden Schneideinsatz, zur Stabachse parallel verlaufende Oberfläche erdessen Schneiden schräg zur Achse des zu be- zeugen soll. Dieses Werkzeug ist mit seiner Schneide arbeitenden Werkstückes angeordnet sind, wobei wieder parallel zur Stabachse angeordnet, wodurch — die Nebenschneide als Bogenschneide ausgebildet wie gesagt — die genutzte Schnittkraft von der aufist, dadurch gekennzeichnet, daß der io gewandten Schnittkraft negativ abweicht. Es wird Schneideinsatz (2) im Bereich der Nebenschneide also mit einem großen Leistungsverlust gearbeitet. (4) eine gekrümmte Spanfläche aufweist, derart, Außerdem führt die geringe Spantiefe an solchen daß der Spanwinkel über die Länge der Neben- Glättwerkzeugen meistens zu Oberflächenverfestigunschneide gleich bleibt. gen, die sich bei einem nachträglichen Bearbeiten stö-