DE2455390C3 - Drehbares Schneidwerkzeug - Google Patents

Description

C = L- ^DL<I

¹ (D-2l),_n

bestimmt wird, worin bedeuten ^Jl

L₁- — Länge des Bogens der Oberfläche, die von den verbundenen inneren Enden der Schneidelemente gebildet ist, im Querschnitt;

D — Durchmesser der Schneidfläche des Werk- «> zeugs, der auf seiner Symmetrieachse gemessen wird;

L — Länge der Schneidfläche des Werkzeugs in seinem Querschnitt;

/ — Länge der Meißelelemente; «

φ — Verhältnis zwischen der Summe der Stirnflächen der freien Enden der Drahtstücke an der Schneidfläche des Werkzeuges und der gesamten Schneidfläche des Werkzeuges;

φι — Verhältnis zwischen der Summe der Stirnflä- w chen der verbundenen Enden der Drahtstükke und der gesamten Fläche, die von den Stirnflächen dieser verbundenen Enden gebildet ist.

Vt

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann besonders wirksam angewendet werden zur Beseitigung des Zunders von warmgewalztem Metall, zum Putzen der Oberflächen von Walzerzeugnissen oder zum Entfernen einer fehlerhaften Schicht von diesen und der Gußkruste von der Oberfläche von Gußteilen sowie auch zur Reinigung der Metalloberfläche von Rost, Fettflecken und anderen Verunreinigungen.

60

65 Bei Werkzeugen dieser Art kommt es auf eine dichte Besetzung mit Schneidelementen (Drahtstöcken) an, die auch ausreichend starr sein müssen, damit sie nicht durch die Oberfläche des bearbeiteten Werkstücks wie die Borsten einer Bürste abgebogen werden und über die Werkstückoberfläche gleiten, ohne daß es zu einem spanabhebenden Schneiden kommt.

Bei einem aus der US-Patentschrift 35 57 418 bekannten gattungsgemäßen Werkzeug sind die freien Enden der Drahtstücke dadurch besonder, kurz gehalten, daß diese beidseitig zwischen zwei Ringbakken eingespannt sind. Dabei ist die schneidende Oberfläche des Werkzeugs zylinderförmig und die Enden der Drahtstücke sind zu ihr unter verschiedenen Winkeln geneigt.

Mit diesen bekannten Werkzeugen können vor allem Werkstücke mit ebener Oberfläche bearbeitet werden. Wenn es zur Bearbeitung von zylindrischen Werkstükken eingesetzt werden soll, so muß seine Drehachse parallel zur Achse des Werkstücks verlaufen und einem der Teile — Werkzeug oder Werkstück — muß eine planetenartige Umlaufbewegung um das andere Teil erteilt werden, was einen ziemlichen Aufwand erfordert Hinzu kommt natürlich die axiale Vorschubbewegung.

Abgesehen von dem notwendigen Aufwand kommt es bei dieser Art der Bearbeitung von rundem Walzgut oft zu Querrisen an dessen Oberfläche, was insbesondere bei Federstählen ga^z unzulässig ist.

Die Schwierigkeiten werden noch größer, wenn es um die Bearbeitung von Werkstücken mit unrundem Querschnitt geht, z. B. von Winkeleisen, Werkstücken quadratischen Querschnitts, Sechskantstahl oder Walzgut mit unvollständigem zylindrischem Querschnitt, z. B. mit dem Umriß der Begrenzungsfläche einer Schweißnaht.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Werkzeug so auszugestalten, daß eine einwandfreie und mit wonig Aufwand verbundene Bearbeitung von Werkstücken mit praktisch beliebigem Querschnitt oder mit beliebiger gekrümmter Oberfläche möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs definierte Ausbildung vorgeschlagen.

Mit einer solchen Ausbildung kann eine der Gestalt des Werkstücks angepaßte konkave Form der Schneidfläche des Werkzeugs gewährleistet werden, ohne daß die Starrheit der Drahtstücke beeinträchtigt ist. Die Bearbeitung der Werkstücke kann durch einfachen Längsvorschub erfolgen und komplizierte gegenseitige Bewegungen von Werkzeug und Werkstück werden entbehrlich. Die Besetzung der schneidenden Oberflächen des Werkzeugs mit Schneidelementen ist besonde.-s dicht.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen drehbaren Schneidwerkzeuges zur Bearbeitung (zum Putzen) von runden Walzerzeugnissen,

Fig.2 dasselbe wie in Fig. I mit teilweisem Querschnitt und mit vier Gruppen der Meißelelemente,

Fig.3 dasselbe wie in Fig. 2 mit verkürzten Meißelelementen,

Fig. 4 dasselbe wie in Fig. 1 für die Bearbeitung (Putzen) von Winkelwalzerzeugnissen,

Fig.5 dasselbe wie in Fig.4 mit teilweisem Querschnitt und mit zwei Gruppen der Meißelelemente,

Fig,6 ein Schema einer Anordnung der Schneidwerkzeuge bei der Bearbeitung von runden Walzerzeugnissen, Seitenansicht,

Das drehbare Schneidwerkzeug zur Bearbeitung von Erzeugnissen und Materialien enthält Mejße|e|emente 1 (Fig. 1) in Form von Drahtstücken gleicher Länge, die mit ihren einen Enden miteinander verbunden und in einem Gehäuse angeordnet sind. Dieses Gehäuse besteht aus zwei Flanschen 2 und einer Hülse 3, die mittels Schraubenbolzen 4 verbunden sind, wobei die Hülse 3 zum Anstellen des Schneidwerkzeuges am Dorn der Maschine dient.

Die Meißelelemente 1 sind im Gehäuse gruppenweise angeordnet, wobei die Anzahl der Gruppen hauptsächlich vom Profil der zr bearbeitenden Oberfläche abhängig ist. Das in F i g. 2 wiedergegebene Werkzeug enthält vier Gruppen 5,6,7 und 8 von Meißelelementen 1. Zwischen den Gruppen sind in der unmittelbaren Nähe vor. den verbundenen Enden der Meißelelemente 1 ringförmige Einlagen 9, 10 und 11 angeordnet. Alle Gruppen von Meißelelementen zusammen mit Einlagen sind miteinander nach einem beliebigem Verfahren, z. B. durch Schweißen, Löten mittels einer Folie uew. verbunden, wobei die gesamten Gruppen vermittels Laschen 12 zu einem Paket montiert sind. Durch eine solche Ausführung von Meißelelementen und das Vorhandensein von Einlagen sind die Meißelelemente in der unmittelbaren Nähe von deren verbundenen Enden mit ihren Seitenflächen aneinander angedrückt, mit ihren gegenüberliegenden freien Enden bilden sie die Schneidfläche »A« des Werkzeuges. Das Verhältnis zwischen der Summe der Stirnfläche von freien Enden der Drahtstücke an der Schneidfläche »A« des Werkzeuges und der gesamten Schneidfläche »A« des Werkzeuges beträgt dabei 0,10 - 0,99.

Eine jede Gruppen 5,6,7 und 8 weist jeweils von der Seite der verbundenen Enden der Meißelelemente eine Bogenlänge der Fläche auf, die durch diese Enden gebildet ist, und eine jede Einlage 9, 10, 11 besitzt dementsprechend die Dicke Ci, Ci und Cj. Die Dicke der Einlagen wird derart gewählt, daß die Schneidfläche »A« des Werkzeuges, welche von den freien Enden der Meißelelemente gebildet ist, im Querschnitt eine krummlinige Form mit einer Krümmung aufweist, die im wesentlichen der Krümmung der zu bearbeitenden Oberfläche in ihrem Querschnitt gleich ist, und die Meißelelemente 1 selbst werden an dsr Berührungsstelle mit der zu bearbeitenden Oberfläche derart angeordnet, daß sie im freien Zustand im wesentlichen zu dieser Oberfläche senkrecht stehen. Die summarische Dicke der ringförmigen Einlagen 9,10,11 wird nach der Formel

C = L₁. -

DL

(D - 2/)

bestimmt, worin

L₁- — Länge des Bogens der Fläche, die von den Meißelelementen an der Seite der verbundenen Enden derselben gebildet ist;
diese Länge des Bogens beträgt L\ + C;

Li - summarische Längen der Größen L'+ L"+L'"+U^v+ ... der Bogen der Flächen, die durch die verbundenen Enden der Meißelelemente 1 gebildet sind;

L — Länge der Schneidfläche »A« des Werkzeuges in seinem Querschnitt;

/ — Länge des Meißelelementes 1;

D — Durchmesser der Schneidfläche des Werkzeuges, der auf seiner Symmetrieachse gemessen wird;

ψ — Verhältnis zwischen der Summe der Stirnflächen der freien Enden der Drahtstücke an de; ^r> Schneidfläche des Werkzeuges und der gesamten

Sch neidfläche des Werkzeuges;

Φι — Verhältnis zwischen der Summe der Stirnflächen der verbundenen Enden der Drahtstücke und der gesamten Fläche, die von den Stirnflächen dieser in verbundenen Enden gebildet ist.

Um eine seitliche Durchbiegung der Meißelelemente zu verhindern, sind in den äußeren Gruppen 5 und 8 Drahtstücke i3 (F i g. 3) vorgesehen, die im Vergleich zu

ΐΐ den übrigen Drahtstücken des Schneidwerkzeuges eine geringere Länge haben. Die Drahtstücke kommen mit der zu bearbeitenden Oberfläche nicht in Berührung und erfüllen die Funktion der Stützen.

Zur Bearbeitung von Winkelwalzerzeugnissen ver-

2(i wendet man ein Werkzeug, das in Fig.4 abgebildet ist; die Meißelefemente 1 dieses Werkzeuges sind in Form von Drahtstücken gleicher Länge ausgeführt, und ähnlich wie bei dem Werkzeug zum Putzen von runden Walzerzeugnissen befestigt. Nur sind in diesem

2") Werkzeug zwei Gruppen 14 und 15 (Fig.5) von Meißelelementen mit einer zwischen diesen angeordneten ringförmigen Einlage 16 vorgesehen. Diese Einlage weist eine Dicke C₄ auf, und eine jede Gruppe besitzt a.i der Seite der verbundenen Enden der Meißelelemente

κι jeweils die Länge B' und B des Bogens der Fläche, die durch diese Enden gebildet ist Dabei wird die Dicke der Einlage 16 nach der oben angeführten Formel berechnet; aus diesem Grunde hat die durch die freien Enden der Meißelelemente gebildete Schneidfläche des

r> Werkzeuges eine Form auf, die der Form der zu bearbeitenden Oberfläche, d. h. der Form der Winkelwalzerzeugnisse entspricht, wie dies aus Fig.5 ersichtlich ist.
In Fig.6 ist die Anordnung des Schneidwerkzeuges

bei der Bearbeitung (beim Putzen) eines runden Walzerzeugnisses, z. B. einer Stange 17 dargestellt. Diese Stange bewegt sich fortschreitend, wie das mit Pfeif B angedeutet ist, und die erfindungsgemäßen drehbaren Schneidwerkzeuge 18 und 19 drehen sich um

Vi die eigene Achse gegenläufig zueinander In der Zeichnung wird diese Drehung mit Pfeil D angegeben. Indem sich die Werkzeuge drehen, putzen sie je einen Abschnitt der Seitenfläche der Stange 17. Die Anzahl der sich drehenden Schneidwerkzeuge ist vom Durch-

K) messer des zu bearbeitenden Erzeugnisses abhängig. Bei der Bearbeitung eines Winkelwalzerzeugnisses verwendet man gewöhnlich sin drehbares Schneidwerkzeug.

Nachstehend werden Beispiele für die Wahl einer drehbaren Schneidwerkzeuges in Abhängigkeit von der

v> Form der zu bearbeitenden Oberfläche angeführt.

Beispiel 1

bo Es ist z. B. erforderlich, ein drshbares Schneidwerkzeug zum Längsputzen der Außenfläche von einem runden Walzerzeugnis mit 20 mm Durchmesser zu projektieren und herzustellen.

Das Putzen soll mit Hilfe von vier Werkzeugen

durchgeführt werden. Ausgehend von den Bedingungen der Lebensdauer des Werkzeuges wird die Länge der Meißelelemente als /=50 mm angenommen. Der Koeffizient cp = 0,5, cp, = 0,9.

I-,

Die summarische Dicke der ringförmigen Fernlagen wird erfindungsgemäß nach der Formel bestimmt:

I)L.,

l> 21).,, ■

Transformieren wir die angeführte Formel in die Formel zur Bestimmung der Größe C für das runde Wal/.er/.cugnis.

Der Salz von Meißelclcnienlen im Werkzeug /tun !'litzen eines runden Wal/.cr/.cugnisscs stellt im u> Querschnitt einen Sektor dar, der durch zwei konzentrische Kurven /. und /., und zwei konvergente Geraden begrenzt ist, die durch die aufienliegendcn Mcilielele· mentc mil einem Zentrum in Punkt »O« gebildet sind, von welchen aus die genannten Kurven umschrieben r> sind.

Folglich wird die Lange der Kurve

ISO ' '" ISO

betragen.

Nach Einsetzen dieser Werte in die Formel ergibt sich der besondere Wert der Formel, die für den Fall des Putzens von runden Walzcrzcugnissen vorgesehen ist.

ISO IXO

oiler iiiich der Vereinfachung

	IK	t IUI)	2I\
T \
X(I		I)	21

7 ι

I) 21

I)R

Da es vorgegeben wurde, daß der Kreis durch vier Mcißelelemcnte geputzt wird, so ist

Nach Hinsetzen der vorgegebenen Zahlenwerle in die erhaltene Gleichung erhall man:

ISO

|2() ' 5(»|2(K) 2.50) 200 2..M)

74.^l)Xmm .

Beispiel 2 Dieses Verhältnis ^ gewährleistet die Erfüllung einer

Es ist z. B. erforderlich, ein Werkzeug zum Putzen der !< > der wesentlichen Bedingungen der Herstellung des Außenfläche eines runden Walzerzeugnisscs mit F'lan- Werkzeuges und ermöglicht die Bestimmung der sehen von 20 χ 20 mm herzustellen. Die Länge der
Meißelclemente wird als /=50 mm, der Koeffizient
<f' = 0,5 und Koeffizient y ι =0,9 angenommen.

Die summarische Dicke der ringförmigen Einlagen wird erfindungsgemäß nach der Formel

Richtgröße D.

Jetzt wird die Größe »C« ermittelt

Man setzt die vorgegebenen Zahlenwerte ein und bestimmt den Berechnungswert:

- IO 2/I₇₁
bestimmt.

Für den Fall des Putzens von einem Winkclwalzerzeugnis Z- = 2ßcrhält man: L, = 2S| + C

Nach Einsetzen dieser Werte in die Formel ergibt sich

C 2«, -4 (
ι erhall man

2«,

lim eine der Bedingungen der Erfindung über das Senkrechtstehen der Meißelelemente gegenüber der zu putzenden Fläche zu erfüllen, ist es notwendig, daß B= Bu Wird dieser Wert B in die erhaltene Gleichung eingesetzt, so erhält man

	2HD	I
	I) -	2/
2HO	7
	7 ι
D -	2/
IiI) ■	7
	7 !
I) -	2/ ■

I -

7 7 ι

u;is sich ergibt zu:

I) i

7 7 1

I) 2.50
0.5
(W

KM) 0.55

220mm .

Der erhaltene Wert wird bis zu einem Standardwert gerundet und D= 250 mm angenommen. Dieser Wert D wird in die Gleichung

^IW'' (0 2/)_7l

eingesetzt und der wahre Wen Ii₁ crmilielt:

20 · 250 ■ 0.5 25(K)

^/j' = (250- MK)I-(W 136 ^IMnlP1

Niich Hetrachlcn der I i i;. 5 wiril üc-fuiulcn:

τ/λ

1X0

Folglich

,/λ

1X0

I) I., U) 21)._n

Niich liinset/cn der vorgesehenen uiiil der erhaltenen Zahlenwerle crhiill m;m:

50

1X0

">>n - /in - /) > (250 KK)) (W

Hierzu 2 Bhitl /.eicliiiiinuen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Drehbares Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung mit radial angeordneten federnden ^r> Schneidelementen in Form von Drahtstücken gleicher Länge, die an ihren inneren Enden miteinander verbunden und seitlich aneinander angedrückt sind, und deren nach außen weisende, konvergent zusammenlaufende freie Enden in ihrer m Gesamtheit die Schneidfläche des Werkzeugs in Form einer Rotationsfläche bilden, wobei das Verhältnis zwischen der Summe der Stirnflächen der freien Enden der Drahtstücke an der Schneidfläche des Werkzeuges und der gesamten Schneidfläche π des Werkzeuges 0,10 bis 0,99 beträgt, gekennzeichnet durch mindestens zwei Gruppen (5 bis 8; 14,15) von Schneidelementen (1) mit zwischen den Gruppen in der Nähe der eingespannten Enden zwischenliegenden ringförmigen Einlagen (9,10,11; 2<! 16) solcher Dicke und Anordnung, daß die von den freien Enden der Schneidelemente (1) gebildete Schneidfläche (A) des Werkzeuges im Querschnitt eine Krümmung entsprechend der Krümmung der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks i^r-> aufweist und die Schneidelemente (1) längs der Berührungslinie mit der zu bearbeitenden Oberfläche in freiem Zustand senkrecht zu dieser Oberfläche stehen, wobei die summarische Dicke (C) der ringförmigen Einlagen (9, 10, 11; 16) nach der m Formel