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Verfahren zum Profilieren und Scharfschleifen von Stabmessern
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Profilieren und Scharfschleifen
von Stabmessern aus Werkzeugstahl oder Hartmetall, die zum Fräsen von Bogenverzahnungen
in Stirnmesserköpfe eingesetzt werden und aus einem Schaft und einem Schneidenteil
bestehen, wobei der Schneidenteil ein symtnetr sches, tr#pezförmiges Profil aufweist
und aus einer Spanfläche und Kopf- und Flankenfreiflächen gebildet wird.
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Unter Stabmessern für Stirnmesserköpfe werden nach dem Stand der Technik
solche Messer verstanden, bei denen der Scharfschliff in Richtung der Längsachse
des Schaftes erfolgt, um eine große Nutzlänge zu erreichen. Sie unterscheiden sich
damit von jenen Messern, die - wie ebenfalls angewendet - bei der Herstellung profiliert
und später nur noch an der Spanfläche scharfgeschliffen werden. Diese haben aber
eine vergleichsweise geringere Nutzlänge, weil auf dem Stirnmesserkopf in Richtung
dieses Scharfschliffs, also in Umfangsrichtung, wenig Platz zur Verfügung steht.
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Bei einem bekannten Verfahren (DE-OS 15 77 451) werden an den Stabmessern
alle vier Flächen, die den Schneidenteil bilden, einzeln geschliffen.
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Das ist noch dadurch besonders aufwenig, weil die Messer in der Schleifvorrichtung
mehrmals umgespannt werden müssen. Nach der CH-PS 595 946 ist dieses Verfahren insofern
verbessert, als mit entsprechend profilierten Schleifscheiben eine Flankenfreifläche
und die angrenzende Kopffreifläche in je einem und die Spanfläche in einem weiteren
Arbeitsgang geschliffen werden.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren (tJS-PS 3 881 889) werden nur
die Freiflächen in einer Aufspannung des Messers geschliffen, aber in drei unterschiedlichen
Arbeitsstellungen relativ zur Schleifscheibe. Das gilt auch für eine verbesserte
Ausführung dieser Schleifeinrichtung gemäß EP 0 000 289.
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Der Nachteil dieser bekannten verfahren besteht darin, daß zum Profilieren
und Scharfschleifen mehrere Arbeitsgänge und/oder aufwendige Schleifvorrichtungen
erforderlich sind.
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Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres
Schleifverfahren für die Stabmesser von Stirnmesserköpfen zu entwickeln, ohne daß
die für das Verzahnen erforderliche Genauigkeit des Profils beeinträchtigt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Freiflächen
durch Rotation des Stabmessers In einem Arbeitsgang geschliffen werden, wobei die
otationsachse, projiziert auf die Spanfläche, mit der Syminetrielinie des Profils
zusammenfällt und parallel zur Längsachse des Schafts verläuft, während in an sich
bekannter Weise die Spanfläche in Fortsetzung einer Schaftfläche unbearbeitet bleibt.
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Die Vorteile dieses Verfahrens werden im Zusammenhang mit der Herstellung
von Spiralkegelrädern besonders deutlich: Ausgangsmaterial sind glatte Stäbe aus
Werkzeugstahl oder Hartmetall mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt.
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Diese werden mit einer einfach zu profilierenden Schleifscheibe in
einer Aufspannung auf einer normalen Rundschleifmaschine kegelförmig angeschliffen.
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Dieser Vorgang ist so elementar, daß auf wirtschaftliche Weise ein
sehr genaues und an jedem Messer gleichmäßiges Profil entsteht, was für die Herstellung
von Spiralkegelrädern besonders wichtig ist. Dazu muß nicht einmal der Abschliffbetrag
auf allen Messern eines Messerkopfes gleich sein, wie es bei einigen anderen Verfahren
gefordert wird, sondern kann der jeweiligen Verschleißmarkenbreite angepaßt werden.
Denn der Schaft mit der nicht nachgeschliffenen Spanfläche dient wieder als Anschlag,
wenn die Stabmesser nach dem Schärfen im Messerkopf befestigt werden. Dadurch bleibt
die Winkelfolge der Messerschneiden im Messerkopf exakt erhalten, eine wichtige
Voraussetzung für das Verzahnen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Schleifverfahrens
nehmen die Stabmesser sehr wenig Platz in Anspruch, so daß selbst auf dem Umfang
eines kleinen Messerkopfes noch eine größere Anzahl Messer untergebracht werden
kann. Dadurch verbesert sich unmittelbar die Leistungsfähigkeit des Messerkopfes.
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Liegt beim Schleifen die Rotationsachse in der Spanfläche, ist es
vorteilhaft, zwei Stabmesser mit den Spanflächen so zusammenzulegen, daß sich ihre
Querschnitte zu einem Quadrat ergänzen, und diese dann in einer aufspannung gleichzeitig
zu schleifen. Das neue Verfahren macht es außerdem besonders günstig, den Stabmessern,
die in einem Messerkopf für Spiralkegelräder als Innen-, Mittel-, und Außenschneider
zum Einsatz kommen, eine identische Form zu geben. So kann jeweils eine größere
Menge gleichartiger Messer gefertigt werten, wodurch sich Ersparnisse bei der Werkzeughaltung
ergeben.
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Darüber hinaus bringt diese Gleichartigkeit noch folgenden Vorteil:
In den meisten Anwendungsfällen können die Stabmesser, die zum Beispiel zunächst
als Innenschneider eingesetzt waren, nach Erreichen der maximal zulässigen Verschleißmarkenbreite
auf der Innenflanke ohne Nachschliff noch als Außenschneider verwendet werden, da
die dann arbeitende Außenflanke beim ersten Einsatz unbeschädigt blieb.
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In weiterer Ausgestaltung dieser Erfindung ist es vorteilhaft, daß
beim Schleifen des Stabmessers zusätzlich eine oszillierende Relativbewegung zwischen
Schleifscheibe und Stabmesser ei;lgeleitet wird, die senkrecht zur Rotationsachse
mit doppelter Frequenz gegenüber der Rotation erfolgt und so einen elliptischen
Querschnitt des Schneidenteils erzeugt. Dadurch kann bei höherer Belastung dem Stabmesser
eine größere Stabilität in seiner Schnittrichtung gegeben werden.
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Die Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
sind, zeigen: Figur 1: Kegelförmig angeschliffenes Stabmesser, dargestellt durch
zwei Ansichten und einen Schnitt Figur 2: Perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß
geschliffenen Stabmessers Figur 3: Mit elliptischem Querschnitt versehenes Stabmesser,
dargestellt durch zwei Ansichten und einen Schnitt In Figur 1 besteht das erfindungsgemäß
geschliffene Stabmesser aus einem rechteckigen Schaft (1) und einem segelförmigen
Schneidenteil (2), der von einer entsprechend profilierten Schleifscheibe (3) erzeugt
wurde. Beim Profilieren und Scharfschleifen dreht sich das Stabmesser um die Rotationsachse
(4), welche in diesem Fall mit der Schaftfläche (5) zusammenfällt. Daher kann auch
ein zweites Stabmesser gleichzeitig geschliffen werden, dessen Lage durch strichpunktierte
Linien angegeben ist.
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In Figur 2 ist ein anderes erfindungsgemäß geschliffenes Stabmesser
dargestellt, bei dem wieder die Spanfläche (6) in Fortsetzung der Schaftfläche (5)
sowie die Flankenfreifläche (7) und Kopffreifläche (8) das trapezförmige Profil
(9) bilden. Allerdings fällt die Rotationsachse (4) nur in der Projektion auf die
Spanfläche (6) mit der Symmetrielinie (10) des Profils (9) zusammen.
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Dadurch bleibt einerseits gewährleistet, daß das Schneidenprofil unmittelbar
dem Profil der Schleifscheibe entspricht, andererseits bilden die Freiflächen (7,8)
senkrecht zur Spanfläche (6) einen Freiwinkel (11).
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In Figur ; ist ein Stabmesser abgebildet, bei dem während des Profilierens
und Scharfschleifens die Schleifscheibe (3) zweimal pro Umdrehung des Stabmessers
zwischen den Endlagen (12) und (13) hin und her pendelt.
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Dadurch entsteht bei einem Schnitt durch den Schneidenteil (22) ein
elliptischer xuerschnitt (14). Zur Erzeugung eines Flankenfreiwinkels (15) liegt
in diesem Beispiel die Rotationsachse (4) in einem kleinen abstand parallel vor
der Spanfläche (6).