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Fräser zur Bearbeitung sphärischer Flächen Die Erfindung betrifft
einen Fräser zur Bearbeitung sphärischer Flächen, insbesondere kugelförmiger Werkstücke,mit
Schneidkörpern.
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Auf vielen Gebieten der Technik werden, gegebenenfalls mit Durchgangsöffnungen
versehene, Kugeln benötigt, beispielsweise für Kugelventile od. dgl.. Dabei muß
die Kugeloberfläche mit außerordentlich hoher Genauigkeit bearbeitet sein. Insbesondere
bei den erwähnten Kugelventilen hangt von der Oberflächengdte die Betätigungsgeschwindigkeit
entscheidend ab.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fräser zu schaffen,
der einfach aufgebaut ist, die Verwendung von leicht auswechselbaren Schneidkörpern
ermöglicht eine hohe Genauigkeit bei der Bearbeitung sphärischer Flächen ergibt
und an verschiedene Kugeldurchmesser leicht anpaßbar ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit einer Aufnahme verbindbarer
Grundkörper mit zentrischer kreisförmiger oeffnung vorgesehen ist und am Umfang
der Offnung gleichmäßig verteiit Schneidplatten angeordnet sind mit jeweils zwei
wirksamen.Schneidkanten und einer etwa
tangential an der zu bearbeitenden
Kugelfläche angreifenden Schlichtfläche und daß Mittel zur Halterung der Schneidplatten
an drei Seiten vorgesehen sind, sowie ein von Aufnahme und Grundkörper umschlossener
Spänefangraum mit groBen Späneabflußöffnungen.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht;, daß ein sphärischer Körper
mit übermaß, insbesondere eine Kugel, von Jeder Schneidplatte mit zwei Schneidkanten
bearbeitet wird, während die etwa tangential an der zu bearbeitenden Kugelfläche
angreifende Schlichtfläche eine entsprechende Oberflächengüte hervorruft.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Aufnahme hohlzylinderförmig
ausgebildet ist und der Grundkörper an der Stirnseite der Zylinderwandung der Aufnahme
befestigt ist. Mit dieser Ausführung lassen sich zur Bearbeitung von Kugeln mit
verschiedenen großen Durchmesser an ein und derselben Aufnahme Grundkörper befestigen,
deren zentrale Öffnung den jeweiligen Kugeldurchmessern angepaßt ist.
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In besonders vorteilhafter Weise ist der Grundkörper stumpfkegelig
ausgebildet und die Mittel zur Halterung der Schneidplatten sind an schräg zur Mittelachse
verlaufenden Vorsprüngen angeordnet.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen
die Mittel zur Halterung der Schneidplatten aus zwei Anlageringen, die innerhalb
bzw. außerhalb der zentralen Orfnung des Grundkörpers angeordnet und miteinander
sowie mit dem Grundkörper verbunden sind,
derart, daß einander zugekehrte
Ringflächen im Bereich der SchneSplatten Anlagen für Je eine Schneidfläche bilden.
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In Verbindung mit den Vorsprüngen, die zur Halterung der Schneidplatten
dienen ergeben dann die Ringflächen eine die Schneidplatten an drei Seiten umgreifende
Auflage, durch die ein Verdrehen oder Verschieben der Schneidplatten ausgeschlossen
wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind insbesondere zur Bearbeitung
von Kugeln mit kleinem Durchmesser, die Schneidplatten in pratzenartigen kegelförmig
angeordneten Vorsprikigen des Grundkörpers angeordnet.
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Um große Spanabflußöffnungen zu schaffen, kann es vorteilhaft sein,
die Verbindung zwischen Aufnahme und Grundkörper über kegelförmig angeordnete Stege
durchzuführen.
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Bei derartigen Fräsern für Kugeln mit kleinem Durchmesser ist es vorteilhaft,
die Aufnahme zur Halterung in einer Maschine als Kegel auszubilden.
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Besonders vorteilhaft ist bei einem Fräser nach der Erfindung die
Verwendung von Schneidplatten, die als Oktagon ausgebildet sind. In gleich vorteilhafter
Weise lassen sich jedoch auch vierseitige oder dreieckförmige oder zweieckige Schneidplatten,
vorzugsweise für große Schnittiefen verwenden.
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Auch die Verwendung von Rundschneidkörpern, wie z. B.
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Schneidpilzen oder Ringwendeschneidplatten, eventuell
mit
mehreren angeschliffenen Schlichtflächen ist besonders zweckmäßig.
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In den letztgenannten Fällen dienen zur Justage der Schneidkörper
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Fixierbolzen bzw. Paßstifte.
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Weitere Vorteile und Merkmal der Erfindung werden anhand der Zeichnung
näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei zeigt: Fig.
1 eine Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Fräsers, Fig. 2 einen Schnitt eines
Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 entsprechend der Linie I-I, und Fig. 5 schematisch
eine zum Fräsen aufgespannte Kugel mit Durchgangsbohrung.
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Ein erfindungsgemäßer Fräser gemäß Fig. 1 besteht aus einer Aufnahme
1, die mit Hilfe von (nicht dargestellten) Schrauben in beispielsweise vier Befestigungsschraublöchern
19 mit einer Maschine verbindbar ist.
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An der Aufnahme 1 ist mit Hilfe von Verbindungsschrauben 17 ein Grundkörper
2 befestigt, der eine zentrische oeffnung 5 aufweist, an deren Peripherie Schneidplatten,
z. B. Wendeplatten 4, angeordnet sind. Vor den Wendeplatten 4 ist Jeweils eine Spanabflußöffnung
8 vorgesehen, die zu einem Spänefangraum 7 führt. Der Spänefangraum 7 ist, wie sich
aus Fig. 2 ergibt, durch die Aufnahme 1 und den Grundkörper 2 gebildet.
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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Aufnahme 1 etwa zylinderförmig
ausgebildet sein kann, wobei an der Stirnkante 9 der Grundkörper 2 befestigt ist.
Der Grundkörper 2 ist in vorteilhafter Weise kegelförmig ausgebildet und weist Vorsprünge
10 auf, an deren Enden die Wendeplatten 4 mit Hilfe von Spannschrauben 18 befestigt
sind. Der Zugang zu den Spannschrauben 18 ist in etwa achsparalleler Richtung durch
Rillen 26 gewährleistet.
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Die Wendeplatten 4 sind dabei derart ausgebildet, daß an einer zu
bearbeitenden Kugel 20 jeweils zwei Schneiden 5' und 5" wirksam werden2 während
eine dazwischen angeordnete Schlichtfläche 6 zur feinen Bearbeitung der Oberfläche
der Kugel 20 dient. Eine Kugel 20 ist dabei, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt,
mit Hilfe einer Spannung 22 in einer Durchmesser-Bohrung 21 zwischen einer Körnerspitze
24 und einer Spannung-Achsaufnahme G, drehbar gelagert. Die Spannung 22 geht, vorzugsweise
noch innerhalb der Kugel in zwei Achsstummeln 25', 25" huber.
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Um ein Verdrehen oder Verschieben der Wendeplatten 4 um bzw. gegen
die Spannschraube 18 zu vermeiden, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
zwei Anlageringe 11 und 12 vorgesehen, von denen sich der eine innerhalb des Grundkörpers
2, der andere an seiner Außenfläche befindet. Mit Hilfe nicht dargestellter Befestigungsmittel
sind die Anlageringe 11 und 12 über den Grundkörper 2 miteinander verbunden. Der
Innendurchmesser der Anlageringe 11 und 12 ist dabei kleiner gewählt als der Durchmesserabstand
der Enden der Vorsprünge 10, derart, daß Ringflächen 15 bzw. 14 der Anlageringe
11 und 12 sich gegen Jeweils nicht benutzte Schneiden der Wendeplatte 4 legen.
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Der Durchmesserabstand zweier diametral gegenUberliegender Wendeplatten
4 ist kleiner gewählt als der Durchmesser der jeweils zu bearbeitenden Kugel 20,
so daß auch beim Übergang von der Bohrung 21 zu dem jeweiligen verbleibenden kalottenförmigen
Bereich 29 eine Bearbeitung erfolgen kann. Zu diesem Zweck müssen die Achsen 23'
23n der Spannung 22 mit einer Krümmung von kleinem Radius sich an die Spannung 22
anschließen, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Aufnahme 1 und des Grundkörpers
2 ist es möglich, bei ein und derselben Aufnahme 1 verschiedene Grundkörper 2 anzubringen,
wobei die Neigung der Vorsprünge 10 und deren Lange dem Durchmesser dereweils zu
bearbeitenden Kugeln entsprechend ausgewählt ist, Für die Bearbeitung von Kugeln
mit relativ kleinem Durchmesser kann auch der Durchmesser der Aufnahme 1 kleiner
gewählt werden, so daß anstelle der BCestigung mit Hilfe von Schrauben in den Befestigungsschraublöchern
19 ein kegelförmiger Achsstummel vorgesehen sein kann, zur Verbindung mit der entsprechenden
Maschine.
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Der Innendurchmesser des Spänefangraumes 7 muß wesentlich größer sein
als derDurchmesser der zentrischen Öffnung 3. Ferner müssen ausreichend viele und
ausreichend große Spanabflußöffnungen 81 vorgesehen werden.
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In Abwandlung von dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Wendeplatten 4 ist es auch möglich, wie in Fig. 5 dargestellt, anstelle eine
oktogonalen Form Dreieckplatten 16 vorzusehen.
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Im linken unteren Bereich der Fig. 3 ist eine langgestreckte Schneidplatte
28 als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Derartige langestreckte Schneidplatten
werden vorzugsweise für große Schnittiefen verwendet.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 links oben in Form
einer sogenannten Ringwendeschneidplatte 30 dargestellt, die entweder plattenförmig
oder auch pilzartig ausgebildet sein kann. Zur Justage dienen Fixierbolzen bzw.
Paßstifte 32. Die Ringschneidplatten sind mit angeschliffenen Schlichtflächen 31
versehen.
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In den vorgenannten Fällen, bei Verwendung von Dreieckplatten oder
Zweieckplatten müssen entweder die Anlageringe 11, 12 mit entsprechend zueinander
gerichteten Anlageflächen anstelle der Ringflächen 13 und 14 versehen sein oder
es können entsprechende Spannkeile Verwendung finden. Bei der Verwendung von Rundschneidkörpern,
wie Ringschneidplatten oder Schneidpilzen, dienen zur Befestigang Pranken in Verbindung
mit Fixierbolzen 32 bzw. Paßstiften oder Fixierschrauben allein.
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Wesentlich für einen erfindungsgemäßen Fräser ist es, daß jeweils
eine Schneidfläche eines Schneidkörpers etwa tangential zur Oberfläche der zu bearbeitenden
Kugel 20 liegt, wodurch die Standzeit der Schneidplatten bzw. Schneidkörper außerordentlich
stark erhöht wird, da eine flächige Anlage an das'Werkstück auftritt. Die jeweilige
Schlichtfläche 6 bzw. 51 braucht nicht notwendigerweise eben zu sein, sondern kann
auch ballig oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Aus- und Weiterbildungen sowie alle
Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und
Maßnahmen.
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