DE312206C

DE312206C -

Info

Publication number: DE312206C
Application number: DENDAT312206D
Authority: DE
Priority date: 1919-05-16
Also published as: US1406866A

Description

Die bekannten Kopierfräsmaschinen arbeiten derart, daß die Form einer Kopierschablone auf das Werkstück übertragen wird, wobei die Frässpindel parallel in der gleichen Ebene 5 oder achsial verschoben wird, sofern die Form des Arbeitsstückes nicht durch dessen Bewegungen hervorgebracht wird. Diese Methode erfordert sehr genaue Kopierschablonen und ist für Wiederholung gleicher Formen am gleichen Werkstück nach einer Schablone und für sphärische Formfräsarbeiten nicht anwendbar. Die für sphärische Fräsarbeiten bekannten Haschinen arbeiten mit schwingendem Fräser nicht nach Schablonen.
Die vorliegende Erfindung löst die Ausführung von sphärischen und Formfräsarbeiten nach einfach herzustellenden Schablonen mittels schwingenden Fräsers dadurch, daß der Fräser zur Erzielung der gewünschten Formen nach einem Entwickelungsverfahren arbeitet. Das Wesen desselben beruht hauptsächlich darin, daß der schwingende Fräser durch eine einfache rundlaufende Formscheibe gesteuert wird und dabei an dem in bestimmtem Veras hältnis zur Formscheibe bewegten Werkstück die sich aus der Fräsersteuerung und dem Werkstückvorschub ergebenden Formen hervorbringt.

In der Hauptsache ist dieser Fräser zur Bearbei tung umlaufender Werkstücke bestimmt, an welchen sich oft gleiche Formen wiederholen. Für sphärische Bearbeitung steht hierbei die Werkstückachse rechtwinklig zur Schwenkachse der Frässpindel, für andere Formfräsarbeiten in einer Ebene werden die Achsen des Werkstückes, des Fräsers und dessen Schwenkachse parallel gerichtet.

Derartige Fräsarbeiten bringen es mit sich, daß bei gleichmäßigem Rund- oder Planvorschub der Fräser in gleicher Zeit verschiedene Schnittlängen zu leisten hat. Aus diesem Grunde gehört zur wirtschaftlichen Ausnutzung der Maschine ein derart selbsttätig veränderlicher Vorschub des Fräsers, daß die Arbeitsleistung immer gleich bleibt.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel, Ausführung A, der Maschine für sphärische Arbeiten, in Fig. 4 eine Fräsarbeit in einer Hohlkugel, und in Fig. 5 die dazu benutzte Formscheibe gezeigt. Da bei diesem Arbeitsstück auf gleiche Vorschubwege auch annähernd gleiche Schnittlängen kommen, ist bei diesem Ausführungsbeispiel zu besserer Übersichtlichkeit der Vorschubregler weggelassen. Derselbe ist aus der anderen Ausführungsform, die in Fig. 6 bis 8 dargestellt ist, er- ' sichtlich. Fig. 9 zeigt ein Werkstück, die Fig. 10 und n die Arbeits- und die Vorschubschablone. In Fig. 12 ist eine Formenfräsmaschine, Ausführung B, skizziert. Bei beiden Ausführungsformen sind für die gleichen Teile auch gleiche Bezugszeichen gebraucht. Ausführung A, Fig. ι bis 3, sei zuerst beschrieben.

Das Maschinengestell 1 hat einen bettähnlichen Teil mit Wangen 1'. Am linken Ende ist die Spindel 2 des Rundtisches 3 gelagert. Dieser ist einer Planscheibe ähnlich und am Umfang für den Vorschub "mit Schneckenrad-

zahnung versehen. Auf dem Bett ist ein ge-, teilter Schlitten 4 und 4' verschiebbar. Auf dem Schlittenteil 4 ist die Schwenkplatte 6 mit dem Steuerarm 7 und der verstellbaren Spurrolle 8 um einen hohlen Zapfen drehbar gelagert. Der Spindelstock 5 ruht verstellbar, auf der Schwenkplatte 6. Die Achse der Arbeitsspindel schneidet die Schwenkachse, rechtwinklig, die Drehachse des Werkstückes ^teht auch rechtwinklig zur Schwenkachse.

Der Antrieb der Maschine erfolgt durch die Riemenscheibe 9 auf der Welle 10. Durch die Winkelräderpaare 11 und 12 wird die Frässpindel 13 getrieben. Im Schlittenteil 4' ist die Welle 14 mit der Formscheibe 15 und dem Schneckenrad 16 gelagert. Letzteres wird durch die Schnecke 17 auf der Welle 18 getrieben. Der Antrieb der Welle 18 wird durch die Zahnräder 19 und 20 von der Antriebswelle 10 abgeleitet. Durch auswechselbare Räder" ii," zz, 23 wird; von Welle 18. aus die Vorschubwelle 24 getrieben, die durch die . Winkelräder 25 die Vorschubschnecke 26 treibt. In das Werkstück-27 soll die· aus. Fig. 4 ersichtliche Hohlkugelkurve eingefräst werden. Fig. 5 zeigt die dazu nötige einfache Formscheibe 15.

r; ■ Beim Arbeiten der Maschine dreht sich auch /■die Eormscheibe 15. In welchem Verhältnis hierzu jsich ^; der Rundtisch 3 mit dem Werk-, tuck 27- dreht, wird durch die Wechselräder .21 und, 23 bestimmt. Im vorliegenden Falle

ο- ,muß. sich die; Formscheibe sechsmal gedreht ■haben, bis sich das Werkstück einmal dreht.

.So oft sich während eines. Umganges des Arbeitsstückes die Schablone dreht, so oft wird die durch- die Formscheibe bedingte Figur

;: darauf erzeugt,.'

.: Durch Zusammen- oder Auseinanderschieben .des geteilten Schlittens bei entsprechender Ein-.. stellung der Spurrolle 8 wird die Hebellänge des ;Steuerarmes 7 geändert, wodurch ein klei-

r- (iieres oder größeres Ausschwingen des Fräsers veranlaßt wird. Mit "derselben Formscheibe können also ähnliche Figuren verschiedener Größe erzeugt werden.
., Ausführung A ist für sphärische Fräsarbeiten

;■ bestimmt, an; Werkstücken ähnlich Fig. 4. Das gezeigte Werkstück 27 ist ein Hohlkugelgürtel;mit innen umlaufender Kurvennut. Soll diese Kurve in die Kugeloberfläche eingearbeitet werden, so wird dazu die Frässpindel

,,-; derart umgelagert, daß sie von außen nach innen .zeigt. Derartige. Kurven . werden beispielsweise als Steuerkurven für. das genaue Führen von; Maschinenteilen, benötigt, deren Drehachsen- in den Kugelmittelpunkt zeigen,

-: um■ welchen .die Fräserachse schwingt. Für .Steuernocken ■ und andere unrunde Teile ist Ausführung B besonders geeignet. Natürlich Jiann auch bei Ausführung A eine rechtwinklig zur dargestellten Arbeitsspindel anzubringende Frässpindel vorgesehen und die Auf- ' ': spannplatte für das Werkstück im Winkel

verstellbar eingerichtet werden. .■ ■

.Ausführungsform B hat zunächst die gleichen Teile wie die beschriebene Ausführung A. Dieselben sind mit den gleichen Bezugszeichen, .versehen, eine vollständige Wiederholung "der^Besclirei bung unterbleibt deshalb, es. ! werden nur die Unterschiede hervorgehoben ; und die neu hinzukommenden Teile beschrie- ! ben. , Bei Ausführung B, Fig. 6 bis 8, liegt !. die Schwenkplatte 6 unmittelbzr an der Bett- : wange 1' an, in welcher auch die Welle 14 ! der Formscheibe 15 fest gelagert ist. Die Spindel 13 treibt die im gleichen Spindelstocks rechtwinklig zu ihr gelagerte Spindel 1.3', welche den Fräser trägt. Die Achse dieser Spindel, ihre Schwenkachse und die Achse des Werkstückes verlaufen parallel.zueinander.

Die Antriebe für Fräser und Vorschübe sind getrennt. . Durch die Antriebsscheibe 9 wird nur der Fräser getrieben, dem Antrieb der Vorschübe- dient die. Stufenscheibe 29. Diese Scheibe sitzt auf der Welle 18, von welcher aus der Antrieb der Formscheibe 15 und des Einspannfutters 3¹ (Fig. 6, 8) für das Werkstück 27' wie bei' Ausführung A .abgeleitet werden. . ' ' :'. " ■,·■■■·.

Auf der. Welle 14 Sitzt außer der 'Formscheibe 15 noch die Vorschubsteuerscheibe 30 für den Vorschubregler. Dieser besteht aus einem der bekannten Konus vorgelege," dessen Konus 31 der treibende, während der Konus 32 mit der Stufenscheibe 33 der getriebene ist. Der Verleger 34 wird durch den Hebel 35 verschoben." ' Die Gegengewichte, welche dafür · sorgen, daß die Führungsrollen oder Zapfen stets in Fühlung mit, den Form- und Steuerscheiben bleiben, sind fortgelassen.' _:

Fig. 10 zeigt die ,Formscheibe für das in ,Fig. 9. .dargestellte. Werkstück .27',. Fig. 11 die -; zugehörige Vorächübsteuerscheibe. .

Das Zusammenarbeiten der. einzelnen Teile sei nach., Ausführung B erläutert. Hier ist den Schneckengetrieben für den Antrieb der Formscheibe und des Spannfutters für das .·. Werkstück neben gleicher Gangzahl der Schnekken gleiche Zähnezahl der Räder- gegeben. Das Wechselrad 21 auf der Welle 18 ist halb so' groß wie das Wechselrad 23 auf der Vor- "' -schubwelle 24. Wenn'also._;die auf.·-der Welle 18 befestigte Schnecke 17. das Schneckenrad 16 mit der Formscheibe 15 einmal gedreht hat, so ist das Werkstück erst um eine halbe Umdrehung vorgerückt. Wenn es fertig bearbeitet ist, hat sich die Form also wiederholt.

Der Teilung des Werkstückquerschnittes. in 24 Teile entspricht die 12-Teilung der Form- iao scheibe,.;die Nummern zeigen die, zusammenfallenden Winkelstellungen, dem größten -Halb-

messer des Werkstückes entspricht, der kleinste der Formscheibe. Bei gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit des Vorschubes ist die Arbeitsleistung des Fräsers von ι bis 5 gleich, zwisehen 5 und 6 ist sie größer, fällt zwischen 6 und. 7, ist wesentlich geringer zwischen 7 und 9 und steigt von da ab in gleicher Weise, wie sie vorher gefallen. Wenn nun die Maschine immer mit dem zulässig höchsten Fräser vorschub arbeiten soll, so wird dieser auf dem Wege von 1 bis 5 ermittelt und am Regler eingestellt. Will nun der Vorschub größer werden, so drückt die Erhöhung zwischen 5 und 6 der Vorschubsteuerscheibe gegen die Stange 35 des Vorschubreglers, und dieser verlangsamt den Antrieb des gesamten Vorschubgetriebes der Fräsmaschine. Hinter 6 und 7 fällt dann die Vorschubscheibe stark ab und bleibt zwischen 7 und 9 gleich niedrig. Die Folge davon ist, daß der Regler die Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes und der Formscheibe wieder derart steigert, daß der Fräservorschub gleich bleibt.

Zur Einstellung und Nachstellung der Schnitttiefe dient bei Ausführung B die verstellbare Führungsrolle 8. Wird diese vom Lenkarm 7 abgestellt, so dringt der Fräser tiefer in das Werkstück ein. Bei Ausführung A erfolgt die Zustellung durch Vorschieben des Spindelkastens 5 auf der Schwingplatte 6.

Soll die Fräsmaschine dazu eingerichtet werden, die gefrästen Formen nachzuschleifen, so braucht nur statt des Fräsers eine gesondert angetriebene Schleifscheibe eingesetzt zu werden. Die Schleifscheibe muß möglichst genau den Durchmesser des Fräsers haben, da sich sonst die Form des Werkstückes ändert.

Die Grenze für die Ausmaße der Formscheiben wird durch die Maschinengröße bestimmt. Ein Kreis darauf wird als Grundkreis angenommen und in ebenso viele Teile geteilt wie die zu fräsende Form. In diese wird auch ein Grundkreis eingetragen, und von diesem aus werden an den Teilpunkten nacheinander die Abstände von der Umrißlinie abgegriffen und in dem Verhältnis auf die Formscheibe übertragen, welches den Hebellängen Fräser-Schwingpunkt zu Schwingpunkt Führungsrolle entspricht.

Der durch Drehung erfolgende Vorschub , der Werkstücke der beschriebenen Ausführungen kann auch durch einen ebenen Tischvorschub ersetzt" werden, sofern die Form des Werkstückes dieses erfordert.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Fräsmaschine mit einer um eine rechtwinklig zu ihr stehende Achse schwingenden Frässpindel, deren Bettung ein zweiarmiger Hebel ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Fräser gegenüberliegende Hebelende (7) durch eine in der Schwingebene umlaufende Formscheibe (15) so gelenkt wird, daß der Fräser die von der Formscheibe abgeleitete Form in das Werkstück (27 bzw. 27') arbeitet, dessen Drehachse (2) rechtwinklig zur Schwenkachse des Fräsers steht, um sphärische Fräsarbeiten nach einfachen Formscheiben ausführen zu können.

2. Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Bettung der Arbeitsspindel und die Formscheibe auf gegeneinander verstellbaren Schlitten (4,4') gelagert sind, wodurch mit der gleichen Formscheibe verschiedene, aber ähnliche Fräsbilder erzeugt werden können.

3. Fräsmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fräser tragende Spindel, deren Schwenkachse und die Achse des Werkstückes parallel zueinander verlaufen, um Formfräsarbeiten in einer Ebene ausführen zu können.

4. Fräsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Formscheibe (15) auf der gleichen Welle (14) sitzend noch eine Vorschubreglerscheibe (30) vorgesehen ist, welche durch ein Gestänge (35) einen der bekannten Umlaufregler (31,32) so betätigt, daß dieser die Formscheibe (15) und das Werkstück (27') derart der zu fräsenden Form entsprechend schnell antreibt, daß der gesondert und gleichmäßig angetriebene Fräser immer mit gleichem Vorschub arbeitet, die Winkelgeschwindigkeit der beiden Vorschubwellen (14, 24) also so geregelt wird, daß auf gleiche Zeiten auch gleiche Arbeitsleistungen des_Fräsers kommen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.