DE2909417B2 - Verfahren zum Fräsen von Kurbelwellen - Google Patents
Verfahren zum Fräsen von KurbelwellenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fräsen von
Kurbelwellen, bei dem von einem Kurbelwellenende zum anderen fortschreitend in aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritten gefräst wir i, bei dem weiters in
einem Arbeitsgang mit den. Fräsen eines jeden Zapfens ein Fräsen der an diesen Zajv in anschließenden
Kurbelwangen-Seitenflächen erfolgt und bei dem schließlich während der Abstützung eines Mittellagerzapfens durch eine Lünette od. dgl. der der Lünette
od. dgl. benachbarte Hubzapfen und der nächste Mittellagerzapfen gefräst werden.
Gemäß der DE-PS 22 08 593 gibt es bereits ein Verfahren zum Bearbeiten von Kurbelwellen, nach dem
immer nur die Lagerzapfen abgestützt und bei jedewi Schritt gleichzeitig sowohl ein Hubzapfen als auch ein
Lagerzapfen bearbeitet werden. Dieses gleichzeitige Bearbeiten von zwei Zapfen führt aber zu einer
ungünstigen gegenseitigen Beeinflussung durch die entstehenden Verformungen der Welle. Da sich die
Welle während des Bearbeitungsvorganges verkrümmt bzw. verformt, verändert sich auch die Lage des
Lagerzapfens relativ zum Werkzeug, wodurch ein Formfehler in der Zylinderfläche des Lagerzapfens
auftritt. Dieser Formfehler für sich bedingt schon eine Vergrößerung der Schleifzugabe, er wirkt sich jedoch
auf die Genauigkeit und Lage der im anschließenden Verfahrensschritt zu bearbeitenden Zapfen besonders
nachteilig aus, da an diesem Lagerzapfen die Lünette ansetzt und sich so jeder Formfehler verstärkt
fortpflanzt. Auch verursacht die gleichzeitige Bearbeitung zweier Kurbelwellenzapfen eine recht hohe
Wärmebelastung und damit eine entsprechende Dehnung der Kurbelwelle, so daß sich einerseits Bearbeitungswerkzeug und Kurbelwellenzapfen relativ zueinander entlang einer Schraubenlinie bewegen und
andererseits keine engen Versctzmaßtoleranzen erreichbar sind, was ebenfalls große Schleifzugaben und,
bedingt dadurch, einen hohen Schleifaufwand verursacht.
diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das ein Kurbelwellenfräsen
unter Einhaltung besonders enger Toleranzen erlaubt und nur sehr geringe Schleifzugaben
erforderlich macht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Fräsen des Hubzapfens und das des Mitteüagerzapfens
nacheinander stattfinden und daß gleichzeitig mit dem Fräsen des ersten dieser beiden Zapfen zumindest
ίο teilweise das Fräsen der dem zweiten beider Zapfen
zugeordneten Kurbelwangen-Seitenflächen vorgenommen wird Durch das ungleichzeitige Fräsen von Hub-
und Lagerzapfen bleibt die Wärmebelastung der Kurbelwelle relativ gering, und es kommt insbesondere
zu keiner Erwärmung eines Kurbelwellenzapfens zwischen dem gerade bearbeiteten Zapfen und dem für
die eingespannte Kurbelwelle erforderlichen Axialanschlag, so daß keine dehnungsbedingte Kurbelwellenverlängerung auftritt, was Voraussetzung zur Vermei-
dung einer schraubenlinienförmigen Bearbeitung und zur Einhaltung genauer Versetzmaße ist. Damit
brauchen aber auch nur geringe Schleifzugaben vorgesehen zu werden, wodurch der notwendige
Schleifaufwand beträchtlich reduziert und der Zeitver
lust gegenüber dem gleichzeitigen Bearbeiten von Hub-
und Lagerzapfen praktisch wieder ausgeglichen wird. Dieser Zeitverlust ist ohnehin nicht allzu groß, da ja
nach Fertigfräsen des einen Zapfens auch bereits die Kurbelwangen-Seitenflächen des zweiten Zapfens ge-
» fräst sind und dann nur mehr dieser Zapfen alleine
gefräst werden muß. Die zusätzliche Wärmebelastung durch das gleichzeitige Fräsen von einem Kurbelwellenzapfen und den einem anderen Zapfen zugeordneten
Kurbelwangen-Seitenflächen spielt kaum eine Rolle, da
die Erwärmung durch das Fräsen der Kurbelwangen
wesentlich geringer ist als die beim Zapfenfräsen. Darüber hinaus treten außerdem beim Fräsen des
zweiten Zapfens wegen des bereifs vorher abgetragenen Materials der Kurbetwangen-Seitenflächen nur
geringere Schnittkräfte auf, wodurch die elastischen Verformungen der Kurbelwelle während des Fräsens
klein bleiben und engere Durchmessertoleranzen zu erreichen sind. Diese Durchmessertoleranzen sind dabei
von vornherein besser als beim gleichzeitigen Fräsen
zweier Kurbelwellenzapfen, da eben nicht die doppelten
Schnittkräfte einer gleichzeitigen Bearbeitung zweier Zapfen auftreten und die Bearbeitung der Zapfen ohne
die gegenseitige Beeinflussung durch die auf Grund der frei werdenden Spannungen entstehenden Verformun
gen erfolgen kann. Außerdem ist es beim ungleichzeiti
gen Fräsen der beiden Zapfen möglich, die durch das fräsen des ersten Zapfens verursachte Verformung der
Welle im Bereich des zweiten Zapfens wegen des Fräsens dieses zweiten Zapfens erst nach Vollendung
des ersten Zapfens wieder zu beseitigen, was eine wesentliche Voraussetzung für besonders gute Formgenauigkeit ist. Weil es nicht darauf ankommt, ob beim
Fräsvorgang selbst die Kurbelwelle feststeht oder umläuft, sondern eben nur auf die gegenseitige zeitliche
w Abstimmung des Fräsens von Hub-- und Lagerzapfen
während einer Mittellagerabstützung, kann das erfindungsgemäße Verfahren beim Fräsen mit drehender
wie mit stillstehender Kurbelwelle gleichermaßen vorteilhaft angewendet werden.
ί"> Günstig ist es, wenn erfindungsgemäß bei jedem
Schritt zuerst ein Hubzapfen und dann der Lagerzapfen gefräst wird, da so die erforderliche Genauigkeit des
Lagerzapfens für die nachfolgende Abstützung auf
jeden Fall gewährleistet fet Darüber hinaus bewirken die geringeren Schnittkrffte beim Fräsen des reinen
Lagerzapfens ohne dessen Kurbelwangen-Seitenflächen kein Verziehen des bereits bearbeiteten, hinter der
Abstützung liegenden Kurbelwellenabschnittes mehr.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch veranschaulicht,
und zwar zeigen die
F i g. 1 bis 8 die einzelnen Schritte eines Kurbelwellenfräsens
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Um eine Kurbelwelle I in einem einzigen durchgehenden
Arbeitsverfahren an ihren Lagerzapfen 2,3,4,5, 6 an ihren Hubzapfen 7, 8, 9, 10 und an den diesen
Zapfen jeweils zugeordneten Kurbelwangen-Seitenflächen 11,12,13,14,15,16,17,18 bearbeiten zu können,
werden zwei Messerköpfe M\, M2 und eine Lünette L
verwendet Die Kurbelwelle 1 wird am vorgedrehten Lagerzapfen 2 und am Außendurchmesser des Flansches
19 gespannt sowie an der Stirnfläche des Flansches 19 axial ausgerichtet was mit den Pfeilen 20,
21, 22 in Fig. 1 angedeutet ist. Nun beginnt die Kurbelwellenbearbeitung damit daß der Messerkopf
M2 zunächst den Lagerzapfen 3 mit den zugeordneten
Wangenseitenflächen 12 fräst wobei Messerkopf Mx
und Lünette L noch außer Funktion sind (Fig. 1). Im
nächsten Verfahrensschritt stützt die Lünette L den gerade bearbeiteten Lagerzapfen 3 und der Messerkopf
M\ fräst die Seitenflächen 11 und den Hubzapfen 7. Gleichzeitig mit der Bearbeitung des Hubzapfens 7 fräst
der Messerkopf M2 die Seitenflächen 14, ohne dabei
aber so weit einzustechen, daß auch der Lagerzapfen 4 bearbeitet würde. Während einer Umdrehung der
Kurbelwelle 1 werden daher der Hubzapfen 7 samt seinen Wangenseitenflächen 11 und ein Großteil der
Wangenseitenflächen 14 des Lagerzapfens 4 gefräst (Fig.2). Nach Fertigbearbeitung des Hubzapfens 7
fährt der Messerkopf M\ in seine Ausgangslage zurück und der Messerkopf M2 fräst während einer weiteren
Kurbelwellenumdrehung den noch vorhandenen Rest der Wangenseitenflächen 14 sowie den Lagerzapfen 4.
Auch während der Bearbeitung des Lagerzapfens 4 bleibt die Abstützung des Lagerzapfens 3 durch die
Lünette L bestehen (F i g. 3).
Nach Fertigbearbeitung des Lagerzapfens 4 durch den Messerkopf M2 fährt auch dieser in seine
Ausgangsposition zurück und die beiden Messerköpfe M\, M2 sowie die Lünette L versetzen gemeinsam, so
daß die Lünette L den gerade zuvor bearbeiteten
ίο Lagerzapfen 4 abstützen kann und die Messerköpfe M\,
M2 in der Lage sind, einmal den noch nicht bearbeiteten
Hubzapfen 8 hinter der Lünette L und einmal den nächstfolgenden Lagerzapfen 5 vor der Lünette zu
bearbeiten. Dabei werden bei gleichbleibender Abstützung zuerst die Wangenseitenflächen 13, dann der
Hubzapfen 8 und gleichzeitig mit diesem die Wangenseitenflächen 16 gefräst während der diesen Wangenflächen
16 zugeordnete Lagerzapfen 5 für sich allein nach Fertigstellung des Hubzapfens 8 bearbeitet wird
(Fig.4und5).
Im nächsten Schritt stützt die Lünette L den Lagerzapfen 5, und es werden wie bisher in sich
überschneidender Arbeitsweise der Hubzapfen 9, der Lagerzapfen 6 und die zugehörenden Wangenseitenflächen
15, 18 bearbeitet (F i g. 6 und 7).
Im abschließenden Schritt der Kurbelwellenbearbeitung bleibt der Messerkopf M2 außer Funktion, die
Lünette L unterstützt den letzten Lagerzapfen 6 und der Messerkopf M\ fräst in einem Arbeitsgang den letzten
jo Hubzapfen 10 sowie die beiden anschließenden Wangenseitenflächen 17 (F ig. 8).
Damit ist die Kurbelwelle 1 in relativ kurzer Arbeitszeit fertiggestellt und für das abschließende
Feinschleifen bereit. Es ist kein Richten der Kurbelweile
j5 mehr erforderlich, und es müssen auch beim Schleifen
nur sehr geringe Schleifzugaben abgearbeitet werden, was ebenfalls schnell und ohne besonderen Aufwand
vor sich geht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Verfahren zum Fräsen von Kurbelwellen, bei dem von einem Kurbelwellenende zum-anderen fortschreitend in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten gefräst wird, bei dem weitersnn" einem Arbeitsgang mit dem Fräsen eines jeden Zapfens ein Fräsen der an diesen Zapfen anschließenden Kurbelwangen-Seitenflächen erfolgt und bei dem schließlich während der Abstützung eines Mittellagerzapfens durch eine Lünette od. dgl. der der Lünette od. dgl. benachbarte Hubzapfen und der nächste Mittellagerzapfen gefräst werden, dadurch.-gekennzeichnet, daß dabei das Fräsen des Hübzapfens und das des Mittellagerzapfens. nacheinander stattfinden und daß gleichzeitig mit dem Fräsen des ersten dieser beiden Zapfen zumindest teilweise das Fräsen der dem zweiten beider Zapfen zugeordneten Kurbelwangen-Seitenflächen vorgenommen wird. f
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Schritt zuerst ein Hubzapfen und dann der Lagerzapfen gefräst wird.
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