DE3305700C2

DE3305700C2 - Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern auf einer Werkzeugmaschine mit einem Rotationsmeißel

Info

Publication number: DE3305700C2
Application number: DE3305700A
Authority: DE
Inventors: Gennadij Filippovi&ccaron; &Scaron;aturov; Sergej Sergeevi&ccaron; Mogilev Maljavko; Aleksej Matveevi&ccaron; Moskau/Moskva Nadvikov
Original assignee: MOGILEVSKOE OTDELENIE FIZIKO-TECHNICESKOGO INSTITUTA AKADEMII NAUK BELORUSSKOJ SSR MOGILEV SU
Current assignee: MOGILEVSKOE OTDELENIE FIZIKO-TECHNICESKOGO INSTITUTA AKADEMII NAUK BELORUSSKOJ SSR MOGILEV SU
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1985-09-12
Also published as: FR2527112B1; ATA174083A; FI831623L; DE3305700A1; CA1199205A; FR2527112A1; IT8319795A0; AT387170B; IT1193690B; FI831623A0; FI831623A7

Abstract

Für die Bearbeitung von Drehkörpern werden der Einstellungswinkel ( φ) der Ebene der Schneidkante (2) des Meißels (1) und der Abstand (H) zwischen der Rotationsachse (3) des Meißels (1) und der Grundebene (5) so gewählt, daß die Differenz der Abstände (1 ↓1 und 1 ↓2) zwischen den Punkten (7 und 9) der Schneidkante (2) und der Spitzenachse (6) der Werkzeugmaschine gleich oder größer als der Betrag ( Δ) der elastischen Verformung des Materials ist. Hierbei liegen die Punkte (7 und 9) in einer Ebene (8), die durch die Spitzen achse (6) der Werkzeugmaschine und den Scheitel (7) der Schneidkante (2) des Meißels verläuft, und auf verschiedenen Seiten der Rotationsachse (3) des Meißels (1).

Description

sin x a

— + d cos —

tg² -£· + sin² χ

55

60

D der Durchmesser eines bearbeiteten Werkstücks (12),

d der Durchmesser der Kreisschneidkante (2) des Meißels (1) und

α der Zentriwinkel zwischen den Punkten (7 und 9) der Schneidkante (2) des Meißels (1) sind, die auf verschiedenen Seiten seiner Rotationsachse (3) in der Ebene (8) liegen, die durch die Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern auf einer Werkzeugmaschine mit einem Rotationsmeißel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung wird vor allem in der Zellstoff- und Papierindustrie bei der spanenden Fertigbearbeitung von Kalander-Papierwalzen, für die Bearbeitung von Metallen und ihren Legierungen sowie von nichtmetallischen Einzelteilen auf Drehbänken eingesetzt.

Im folgenden wird die Ebene, die durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine geht und zur Vorschubrichtung des Meißels parallel ist, als Grundebene bezeichnet Als Scheitel bzw. Hauptscheitel der Schneidkante des Meißels wird der Punkt bezeichnet, der auf der Schneidkante liegt und von der Spitzenachse der Werkzeugmaschine am wenigsten entfernt ist. Ein Schneidkantenpunkt ist ein Punkt, der in der Ebene liegt, die durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine, und den Scheitel der Meißelschneidkante, der im weiteren als Zusatzpunkt der Meißelschneidkantc bezeichnet wird, sowie durch den Scheitelpunkt der MeißelscLneidkante selbst verläuft. Ah Hauptabschnitt der Meißelschneidkante wird der Abschnitt bezeichnet, der von ihrem Scheitel in Vorschubrichtung bis zu dem Randpunkt der Schneidkante geht, der die Bearbeitungszone verläßt. Als Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante wird der Abschnitt der Meißelschneidkante bezeichnet, der von ihrem Scheitel in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung bis zu dem Randpunkt der Schneidkante geht, der in die Bearbeitungszone eintritt.

Bei der Bearbeitung mit Rotationsmeißeln werden Meißelschneidelemente verwendet, die geringe Winkel in der Ebene der Meißelschneidkante an ihren in die Bearbeitungszone eintretenden bzw. diese verlassenden Randpunkten besitzen, welche einen aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante begrenzen. Der aktive Abschnitt besteht seinerseits aus zwei Abschnitten, nämlich einem Hauptabschnitt der Meißelschneidkante und einem Hilsabschnitt der Meißelschneidkante, die durch den Scheitel der Meißelschneidkante voneinander getrennt sind. Dadurch ist die Länge des Hauptabschnitts der Schneidkante des Meißels, der eine maximale Zugabe vom zu bearbeitenden Werkstück abhebt, beträchtlich und übersteigt bei den Rotationsmeißeln die Länge des Hauptabschnitts der Schneidkante von üblichen Prismenmeißeln, die dieselbe Zugabe abheben, um das 4- bis 8fache. Die große Länge des Hauptabschnitts der Schneidkante des Rotationsmeißels, der am Abheben der Zugabe beteiligt ist, bedingt auch hohe Schnittkräfte bei der Bearbeitung. Wegen der hohen Schnittkräfte rufen sogar geringe Schwankungen der geometrischen Genauigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks erhebliche Schwankungen der Schnittkräfte hervor, insbesondere in der zur Rotationsachse des Meißels entgegengesetzten Richtung, d.h. in der Richtung seiner geringsten Steifigkeit, was Vibrationen des Systems Werkzeugmaschine - Vorrichtung - Werkzeug - Werkstück und einen instabilen Bearbeitungsprozeß bedingt. Die Vibrationen setzen die Güte der bearbeitenden Oberfläche herab und begrenzen die Vorschubgröße, was wiederum die Steigerung der Bearbcitungsleistung beeinflußt.

Es ist bereits ein Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern auf einer Werkzeugmaschine mit einem Rotationsmeißel mit einem rotierenden Schneidelement bekannt, das eine KreisschneHkante besitzt (DE-OS 28 13 846). Die Rotationsachse des Meißels liegt dabei in der Ebene, die zur Grundebene parallel ist, weiche durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine geht, während die Ebene seiner Schneidkante unter einem Winkel zur Spitzenachse der Werkzeugmaschine liegt, wobei der Schneidkantenscheitel in der Ebene liegt, die durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine unter einem Winkel zur Grundebene verläuft. Der Meißelvorschub erfolgt vom Scheitel der Meißelschneidkante in Richtung der Rotationsachse des Meißels. !5

Bei der Werkstückbearbeitung mit Hilfe eines solchen Rotationsmeißels entstehen auf der Werkstückoberfläche Unebenheiten, die im Querschnitt die Form von Kämmen bestimmter Höhe haben u"d die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche charakterisieren. Die Seitenfläche eines einzelnen Kamms dieser Unebenheiten, die sich von seiner Spitze in Vorschubrichtung erstreckt, wird vom Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante geformt, der sich von ihrem Scheitel in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt. Die Seitenfläche eines Kamms, die sich von seiner Spitze in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt, wird vom Hauptabschnitt der Schneidkante gebildet, der von ihrem Scheitel in Vorschubricbtung verläuft. Das Kammprofil wird während zwei Wefkstücksumdrehungen von den Abschritten der Meißftlschneidkante voll ausgeformt, die auf verschiedenen Seiten ihres Scheitels liegen, wobei die Länge des Hilfsabschnitts der Meißelschneidkante, der sich vom Scheitel in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt, höchstens 8% der Länge des Hauptabschnitts der Meißelschneidkante beträgt, der sich vom Scheitel in Vorschubrichtung erstreckt.

Da bei der Rotationszerspanung Schneidelemente mit großem Schneidkantenhalbmesser verwendet werden, der den Schneidkantenhalbmesser am Scheitel von üblichen Prismenmeißeln um eine bis zwei Größenordnungen übersteigt, ergibt sich bei der Rotationsbearbeitung eine Verringerung der Rauhtiefe auf der bearbeiteten Oberfläche um eine Größenordnung gegenüber der Rauhtiefe, die bei der Bearbeitung mit dem bekannten Prismenmeißel bei ein und denselben Bearbeitungsbedingungen erzielt wird.

Eine Vorschubvergrößerung führt zu einer Vergrößerung der Höhe des Mikrokamms und der Länge des Hilfsabschnitts der Meißelschneidkante, was die Reibungskraft an der Meißelschneidkante erhöht, die in der zur Rotationsrichtung des Meißels entgegengesetzten Richtung wirkt, und seine Rotationsgeschwindigkeit herabsetzt. Dies fuhrt zur Reduzierung des Wachstumstempos der Meißelschwingungen und Verminderung der Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche, die durch die Vorschubvergrößerung bedingt ist.

Bei den bekannten Arten der Rotationszerspanung ist ein aktiver Abschnitt der Meißelschneidkante vorhanden, der aus einem Haupt- und einem Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante besteht und am Formen eines Mikrokamms beteiligt ist, während ein zusätzlicher Abschnitt der Meißelschneidkante, der den zuvor vom aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante geformten Mikrokamm abschneiden und hierauf die bearbeitete Oberfläche reinigen würde, fehlt. Mit dem bekannten Verfahren läßt sich eine zufriedenstellende Güte der bearbeiteten Oberfläche bei Vorschubvergrößerung nicht erreichen. Bisher ist keine Rotationszerspanung bekannt, bei der die Hauptarbeit des Abhebens der Bearbeitungszugabe und des Ausformens des Mikroka.nms von einem zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante ausgeführt wird, und ein aktiver Abschnitt der Meißelschneidkante diesen Mikrokamm, der zuvor vom zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante geformt worden war, abschneidet, die bearbeitete Oberfläche reinigt und verdichtet, so daß die Güte der bearbeiteten Oberfläche bei der Bearbeitung mit großen Vorschüben nicht verbessert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern auf einer Werkzeugmaschine mit einem Rotationsmeißel zu schaffen, das es ermöglicht, durch Vergrößerung der Länge des Hilfsabschnitts und durch Schaffung eines zusätzlichen Abschnittes der Meißelschneidkante, die mit dem zu bearbeitenden Werkstück zusammenwirken, die Güte der bearbeiteten Werkstückoberfläche unter gleichzeitiger Steigerung der Bearbeitungsleistung zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Einstellung des Rotationsmeißels bei einer Vorschubrichtung seiner Rotationsachse in Richtung des Scheitels wird eine Vergrößerung des an der Formung des Mikrokamms beteiligten Hilfsabschnitts der Meißelschneidkante und eine Verringerung der Höhe des Mikrokamms in seiner Ausbildungsstufe sowie die Berührung der Meißelschneidkante in einem Punkt gewährleistet, der in der Ebene liegt, die durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine und den Scheitel der Meißelschneidkante verläuft. Infolgedessen wird in dem Abschnitt der Meißelschneidkante, der in Bezug auf den aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante auf der anderen Seite von der Rotationsachse des Meißels in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung liegt, ein zusätzlicher Abschnitt der Meißelschneidkante gebildet, der mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Berührung steht. Der zusätzliche Abschnitt der Meißelschneidkante besteht aus zwei Abschnitten, nämlich einem zusätzlichen Hauptabschnitt und einem zusätzlichen Hilfsabschnitt, die von einem zusätzlichen Punkt voneinander getrennt sind und das Abschneiden von Mikrokämmen vornehmen, welche zuvor vom Haupt- und Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante geformt worden sind, sowie die bearbeitete Oberfläche reinigen. Je nach dem Betrag der elastischen Verformung des bearbeiteten Materials, die bei seiner Bearbeitung verursacht wird, können die zusätzlichen Hilfs-und Hauptabschnitte der Meißelschneidkante keine Unterbrechungen untereinander aufweisen und mit dem zusätzlichen Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante einen kontinuierlichen Abschnitt der Meißelschneidkante bilden, auf dem der Mikrokamm der Oberfläche endgültig geformt und mehrmals einer zusätzlichen Bearbeitung unterworfen wird, die aus einer wiederholten Schneidbehandlung besteht, wodurch die bearbeitete Oberfläche gereinigt wird. Dies gestattet, die Rauhtiefe der bearbeiteten Olrrfläche um das 2- bis 3fache zu vermindern und die Bearbeitungsleistung durch eine 2- bis 4fache Vorschubvergrößerung gegenüber den Vorschüben zu steigern, die bei den bekannten Rotationsbearbeitungsverfahren verwendet werden.

Während des Meißelvorschubs vom Schneidkantenscheitel in Richtung der Rotationsachse des Meißels wird im Abschnitt der Meißelschneidkante, der in Bezug auf den aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante auf der anderen Seite der Rotationsachse des Meißels in Vorschubrichtung in der Umgebung eines zusätzlichen Punkts der Schneidkante, der in der Ebene liegt, die durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine und den Scheitel der Meißelschneidkante verläuft, ein zusätzlicher Abschnitt der Meißelschneidkante gebildet, der mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt steht und aus zwei Abschnitten besteht, nämlich einem zusätzlichen Hauptabschnitt und einem zusätzlichen Hilfsabschnitt, die durch den zusätzlichen Punkt voneinander getrennt sind. Der zusätzliche Hauptabschnitt der Meißelschneidkante hebt die maximale Zugabe vom zu bearbeitenden Werkstück ab und geht vom zusätzlichen Punkt in der Vorschubrichtung bis zum Randpunkt der Schneidkante, der die Bearbeitungszone verläßt. Der zusätzliche Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante hebt die minimale Zugabe vom zu bearbeitenden Werkstück ab und formt den Oberflächenmikrokamm endgültig aus, wobei er vom zusätzlichen Punkt in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung bis zum Randpunkt der Schneidkante geht, der in die Bearbeitungszone eintritt. Der aktive Abschnitt der Meißelschneidkante, der näher an der Spitzenachse der Werkzeugmaschine liegt, formt die bearbeitete Oberfläche durch Abschneiden von Mikrokämmen, die zuvor vom zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante gebildet worden sind, endgültig aus und reinigt und verdichtet die bearbeitete Oberfläche. Dies gestattet, den Vorschub gegenüber bekannten Rotationsbearbeitungsverfahren um das 3- bis 5fache bei gleichzeitiger Verbesserung der Güte der bearbeiteten Oberfläche um eine bis zwei Klassen zu vergrößern.

Mit der Maßnahme nach Anspruch 2 ist es möglich, den Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante, der sich vom Scheitel der Meißelschneidkante in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt, zu vergrößern und zwar um nicht weniger als 2 % der Größe des Hauptabschnitts der Meißelschneidkante, der sich von ihrem Scheitel in Vorschubrichtung erstreckt. Durch die maximale Annäherung der Schneidkante an die Werkstückoberfläche wird eine Verminderung der Mikrokammhöhe bei ihrem Ausformen erzielt. Dies erleichtert im weiteren das endgültige Abschneiden des Mikrokamms durch den zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante und ermöglicht es, die bearbeitete Oberfläche besser zu reiniger., was die Oberflächengüte verbessert. Wenn der Meißelvorschub vom Scheitel der Meißelschneidkante in Richtung der Rotationsachse des Meißels erfolgt, erlaubt es die Anordnung der Ebene der Rotationsmeißelschneidkante in Bezug auf die Spitzenachse der Werkzeugmaschine unter einem Einstell winkel von 1° oder weniger, den zusätzlichen Hilfsabschnitt der Meißelschneidkante zu vergrößern und zwar um nicht weniger als 20% der Größe des zusätzlichen Hauptabschnitts der Meißelschneidkante. Durch maximale Annäherung der Meißelschneidkante an die Werkstückoberfläche wird eine Verminderung der Mikrokammhöhe bei ihrer Ausbildung durch den zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante erzielt. Dies erhöht die Möglichkeit, die für das endgültige Abschneiden des Mikrokamms durch den aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante, der durch eine solche Einstellung maximal vergrößert wird, erforderliche Zeit zu verkürzen und die zuvor vom zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante bearbeitete Oberfläche besser zu reinigen und gleichzeitig zu verdichten, was die Oberflächengüte verbessert.
Der günstigste Effekt hinsichtlich der Oberflächengüte wird mit der Maßnahme nach Anspruch 3 erreicht. In diesem Fall fallen die Bewegungsbahnen von Punkten der Meißelschneidkante, von denen der eine den Scheitel darstellt, während der andere den zusätzlichen

ίο Punkt der Meißelschneidkante bildet, nicht zusammen. Dann schneidet beispielsweise bei der Vorschubrichtung der Rotationsachse des Meißels in Richtung auf den Scheitel der zusätzliche Punkt der Meißelschneidkante, der den zusätzlichen Haupt- und den zusätz-

Ί5 liehen Ililfsabschniit der Meißelschneidkante trennt, den Mikrokamm, welcher nach der Bearbeitung mit dem aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante zurückgeblieben ist, endgültig ab. Dies ergibt ein optimales Abscheiden des gesamten Mikrokamms durch den zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante, was die Güte der bearbeiteten Oberfläche verbessert.

Wenn bei einem anderen Bearbeitungsschema der Meißelvorschub vom Schneidkantenscheitel in Richtung der Rotationsachse des Meißels erfolgt, schneidet der Scheitel der Meißelschneidkante, der den Haupt- und den zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante trennt, den Mikrokamm, der nach der Bearbeitung des Werkstücks durch den zusätzlichen Abschnitt der Meißelschneidkante zurückgeblieben ist, endgültig ab. Dies ergibt ein maximales Abschneiden des gesamten Mikrokamms und eine Verdichtung der Oberfläche durch den aktiven Abschnitt der Meißelschneidkante, was die Oberflächengüte verbessert.
Mit den Maßnahmen nach Anspruch 4 kann aus einer bestimmten Lage von Meißelpunkten, von denen der eine den Meißelscheitel darstellt, während der andere ein zusätzlicher Punkt ist, und aus dem Einstellwinkel χ der Ebene der Meißelschneidkante in Bezug auf die Spitzenachse der Werkzeugmaschine der Abstand H zwischen der Rotationsachse des Meißels und der Grundebene gewählt werden. Der gewählte Abstand ermöglicht die Einstellung optimaler Größen der Abschnitte der Meißelschneidkante, die am Abschneiden der Oberflächenmikrokämme beteiligt sind, und behält die Einstellung beim Umstellen des Meißels auf neue Bearbeitungsbedingungen bei. Dadurch kann man jedes Mal eine Oberfläche bester Güte erhalten und die Zeit zum Einstellen und Umstellen des Meißels verkürzen, was die Arbeitsleistung erhöht.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel

Fig. 1 ein erstes Schema zur Durchführung des Verfahrens, bei welchem der Vorschub von der Rotationsachse des Meißels in Richtung seines Scheitels erfolgt, F i g. 2 die Ansicht in Richtung des Pfeils A von F i g. 1,

Fig. 3 schematisch in einer Seitenansicht das Abheben der Mikrokämme durch die Schneidkante des Rotationsmeißels,

Fig. 4 ein zweites Schema zur Durchführung des Verfahrens, bei welchem der Vorschub vom Scheitel der Meißelschneidkante in Richtung der Rotationsachse des Meißels erfolgt,

F i g. 5 die Ansicht in Richtung des Pfeils B von F i g. 4.

Bei dem Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern auf einer Werkzeugmaschine mit einem Rotationsmeißel 1 (Fig. 1) mit einer Kreisschneidkante 2, wird der Meißel 1 so eingestellt, daß seine Rotationsachse 3 in einer Ebene 4 liegt, die zu einer Grundebene 5 parallel

ist, welche durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine geht, während die Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 mit der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine einen Einstellwinkel ^einschließt. Der Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 liegt in einer Ebene 8, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine unter einem Winkel ω zur Grundebene 5 verläuft. Der Einstellwinkel χ der Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 und der Abstand H zwischen der Rotationsachse 3 des Meißels 1 und der Grundebene 5 ausgehend von der Bedingung wird so gewählt, daß die Differenz L₁ - L₂ (Fig. 2) der Abstände zwischen den Punkten 7 und 9 der Schneidkante 2 und der Spitzenachse der Werkzeugmaschine gleich oder größer als der Betrag A der elastischen Verformung des Materials ist, die bei der Materialbearbeitung verursacht wird, d.h. L_x - L₂ > A. Hierbei stellt der Punkt 7 den Scheitel und der andere Punkt 9 einen zusätzlichen Punkt der Schneidkante 2 des Meißels 1 dar, die sich in der Ebene 8 (Fig. 1), die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und den Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 geht, und auf verschiedenen Seiten der Rotationsachse 3 des Meißels 1 befinden. Der Vorschub S des Meißels 1 erfolgt hierbei von seiner Rotationsachse 3 in Richtung des Scheitels 7. Der Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 trennt den aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 in zwei Abschnitte, nämlich einen Hauptabschnitt 10 und einen Hilfsabschnitt 11. Der Hauptabschnitt 10 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der sich von ihrem Scheitel 7 in der Vorschubrichtung erstreckt, hebt eine maximale Zugabe von einem Werkstück 12 ab und formt die Seitenfläche 13 eines Mikrokamms 14, die sich von einer Spitze 15 des Mikrokamms 14 in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt. Der Hilfsabschnitt 11 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der sich von ihrem Scheitel 7 in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt, hebt eine minimale Zugabe vom Werkstück 12 ab und formt den Mikrokamm 14 unter Bildung seiner anderen Seiten- 4C fläche 16 endgültig aus, die sich von seiner Spitze 15 in Vorschubrichtung S erstreckt. Im zusätzlichen Punkt 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der in der Ebene 8 liegt, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und den Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 verläuft, besteht Berührung mit einer in Fig. 1 durch eine feine Linie angedeuteten Oberfläche 17 des Werkstücks 12, die zuvor vom aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 bearbeitet worden ist, da der Punkt 9 von der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine in einem Abstand L_x liegt, der größer als der Abstand I₂ des Scheitels 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 von der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine ist und zwar um einen Betrag A der elastischen Verformung des Materials, die durch die Bearbeitung des Materials verursacht wird, d. h. L₁ -Lz = A. Dadurch werden im zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der in Bezug auf den aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 auf der anderen Seite seiner Rotationsachse 3 in der zur Vorschubrichtung S entgegengesetzten Richtung liegt, zwei zusätzliche Abschnitte 18 und 19 der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet, und zwar ein zusätzlicher Hauptabschnitt 18 und ein zusätzlicher Hilfsabschnitt 19 der Schneidkante 2, die durch einen Grenzpunkt voneinander getrennt sind, der in diesem Fall mit dem zusätzlichen Punkt 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 zusammenfällt, und die mit der Oberfläche 17 des Werkstücks 12 in Kontakt stehen, die zuvor vom aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 bearbeitet worden ist. Der zusätzliche Hauptabschnitt 18 der Schneidkante 2 des Meißels 1 erstreckt sich in Bezug auf den zusätzlichen Punkt 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 auf der entgegengesetzten Seite des zusätzlichen Hilfsabschnitts 19 der Schneidkante 2 des Meißels 1 in Vorschubrichtung S bis zum Punkt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der aus der Oberfläche 17 austritt, die zuvor vom aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet worden ist. Der zusätzliche Hilfsabschnitt 19 der Schneidkante 2 des Meißels 1 erstreckt sich vom zusätzlichen Punkt 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 auf der entgegengesetzten Seite des zusätzlichen Hauptabschnitts 18 der Schneidkante 2 des Meißels 1 in der zur Vorschubrichtung S entgegengesetzten Richtung bis zum Punkt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der in die Bearbeitungszone eintritt. Wenn infolge der Meißeleinstellung die Differenz der Abstände (L₁ - L₂) zwischen den Punkten 7 und 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 und der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine größer als der Betrag A der elastischen Verformung des Materials wird, die durch die Bearbeitung des Materials verursacht wird, d. h. L₁ - L₂ > A, so wird der zusätzliche Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 längs dieser Schneidkante 2 aufwärts in der Vorschubrichtung S verlagert. Hierbei gilt als Grenzpunkt des zusätzlichen Hauptabschnitts 18 der Schneidkante 2 des Meißels 1 und des zusätzlichen Hilfsabschnitts 19 der Schneidkante 2 des Meißels 1 nach wie vor der Punkt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der von der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine um den Betrag A der elastischen Verformung des Materials entfernt liegt, die durch die Bearbeitung des Materials verursacht wird. In diesem Fall fällt der Grenzpunkt des zusätzlichen Hauptabschnitts 18 und des zusätzlichen Hilfsabschnitts 19 der Schneidkante 2 des Meißels 1 mit dem zusätzlichen Punkt 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 nicht zusammen und liegt außerhalb der Ebene 8 und

über ihr. Bei Verlagerungen H > — der Rotations-

achse 3 des Meißels 1 von der Grundebene 5, bei kleinen Einstellwinkeln χ der Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 in Bezug auf die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und bei einem größeren Betrag A der elastischen Verformung des Materials, die durch die Bearbeitung des Materials verursacht wird, folgt der zusätzliche Hauptabschnitt 18 der Schneidkante 2 des Meißels 1 sofort ohne Unterbrechung auf den Hilfsabschnitt 11 der Schneidkante 2 des Meißels 1, während die Grenze zwischen den Abschnitten in diesem Faü von einem Punkt 20 der Schneidkante 2 gebildet wird, der in Bezug auf die Punkte 7 und 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 symmetrisch ist, welche sich in der Ebene 8 befinden, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und den Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 verläuft und die Schneidkante 2 des Meißels 1 in Bezug auf seine Rotationsachse 3 in eine Schneidkante 2 unterteilt, die in der Vorschubrichtung S und in der entgegengesetzten Richtung liegt.

Die Ebene der Schneidkante 2 des Rotationsmeißels 1 bildet mit der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine einen Einstellwinkel x, der gleich oder kleiner als 1° ist (Fig. 2). Dadurch ist die Schneidkante 2 des Meißels 1 auf ihrem Hilfsabschnitt 11 an eine Oberfläche 21 des Werkstücks 12 und an die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine optimal angenähert, was die Länge des Hilfs-

abschnitts 11 der Schneidkante 2 des Meißels 1 vergrößert, der den Mikrokamm 14 der Oberfläche endgültig formt, und die Höhe des Mikrokamms verringert. Die Größe des Hilfsabschnitts 11 der Schneidkante 2 des Meißels 1 beträgt dadurch nicht weniger als 20 % der Größe des Hauptabschnitts 10 der Schneidkante 2 des Meißels 1. Die Verringerung der Höhe des Mikrokamms 14 während seiner Ausbildung ermöglicht es, die Zeit für sein endgültiges Abschneiden durch den zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 zu verkürzen und die Zeit für das Reinigen der Oberfläche durch denselben Abschnitt der Schneidkante 2 zu verlängern, was die Güte der bearbeiteten Oberfläche 21 verbessert. Die Einstellung der Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 in Bezug auf die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine unter einem Einstellwinkel x, der gleich oder kleiner als 1° ist, vergrößert die Länge des zusätzlichen Abschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1, wodurch der Mikrokamm 14 im zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 mehrfach abgeschnitten wird und die Zeit der Reinigung der fertig bearbeiteten Oberfläche 21 des Werkstücks 12 zunimmt, was die Oberflächengüte verbessert.

Der Abstand / zwischen den Punkten 7 und 9 (F i g. 3) der Schneidkante 2, die sich auf verschiedenen Seiten der Drehachse 3 des Meißels 1 befinden, und von denen der eine Punkt 7 den Meißelscheitel darstellt, ist gleich einem ungeradzahligen Vielfachen - W-Vielfachen der halben Vorschubgröße S, d. h.

(1)

worin N eine ungerade Zahl ist, d.h. N = 1,3, 5, 7, 9, 11...

Wenn der Vorschub der Rotationsachse 3 des Meißels in Richtung der Scheitellage erfolgt, kommt der zusätzliche Punkt 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der bei L₁ - L₁ = A (Fig. 3) mit dem Grenzpunkt des zusätzlichen Hauptabschnitts 18 und des zusätzlichen Hilfsabschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1 zusammenfällt, ungefähr in der Mitte des Mikrokamms 14 zu liegen, der vom aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet worden ist. Dadurch erzielt man ein maximales Abschneiden des Mikrokamms 14 durch den Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1, was die Güte der bearbeiteten Oberfläche 21 verbessert.

Der Abstand H zwischen der Rotationsachse 3 des Meißels und der Grundebene 5, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine geht, und der Einstellwinkel χ der Ebene seiner Schneidkante 2 werden aus der folgenden Beziehung gewählt:

■-■£- D

sin χ

sin² χ

+ d COS y

(2)

D der Durchmesser des bearbeiteten Werkstücks 12, d der Durchmesser der Kreisschneidkante 2 des Meißels 1 und

α der Zentriwinkel zwischen den Punkten 7 und 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 sind, die auf verschiedenen Seiten einer Rotationsachse 3 in der Ebene 8 liegen, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und den Scheitel der Schneidkante 2 verläuft.

Die angeführte Beziehung gestattet es, den Abstand H zwischen der Rotationsachse 3 des Meißels 1 und der Grundebene 5 beim Ein- und Umstellen des Meißels 1 auf neue Bearbeitungsbedingungen genau einzustellen, indem man von den früher ermittelten optimalen Parametern ausgeht: einem Einstellwinkel χ der Ebene der Schneidkante 2 in Bezug auf uic Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und einem Zentriwinkel α zwischen den Punkten 7 und 9 der Schneidkante 2

ίο des Meißels 1, die in der Ebene 8 liegen, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und den Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 verläuft. Dies verkürzt die Zeit für d^s Ein- und Umstellen des Meißels 1 beim Überzug auf neue Bearbeilungsbedingungen und gestattet, bei der Bearbeitung eine Oberfläche hoher Güte zu erzeugen, wobei eine hohe Arbeitsleistung beibehalten wird.

Bei Ausführungsforrn von Fig. 4 und Fig. 5 erfolgt der Vorschub S des Meißels 1 vom Scheitel der Schneidkante 2 in Richtung seiner Rotationsachse 3.

In diesem Fall wird in der Umgebung des Punktes 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der in der Ebene 8 liegt, die durch die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine und den Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 verläuft, ein zusätzlicher Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet, der aus/·,«. ο i Abschnitten besteht, nämlich einem zusätzlichen Hauptabschnitt 18 und einem zusätzlichen Hilfsabschnitt 19. Der zusätzliche Hauptabschnitt 18 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der sich von dem zusätzlichen Punkt 9 in der Vorschubrichtung 5 bis zu dem Punkt der Schneidkante 2 erstreckt, der die Bearbeitungszone verläßt, hebt eine maximale Zugabe vom Werkstück 12 ab und formt die Seitenfläche 13 des Mokrokamms 14, die von der Spitze 15 des Mikrokamms 14 in der zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Richtung liegt. Der zusätzliche Hilfsabschnitt 19 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der sich vom zusätzlichen Punkt 9 in der zur Vorschubrichtung S entgegengesetzten Richtung bis zu dem Punkt der Schneidkante 2 erstreckt, der in die Bearbeitungszone eintritt, hebt eine minimale Zugabe vom Werkstück 12 ab und formt den Mikrokamm 14 unter Bildung seiner anderen Seitenfläche 16 endgültig aus, die sich von seiner Spitze 15 in Vorschubrichtung S erstreckt. Der Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der dem zusätzlichen Punkt 9 an die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine um den Betrag A näher liegt, welcher der elastischen Verformung des Materials, die durch die Bearbeitung des Materials verursacht wird, gleich ist oder größer als diese ist, unterteilt den aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 in zwei Abschnitte, nämlich einen Hauptabschnitt 10 und einen Hilfsabschnitt 11. Der Hauptabschnitt 10 der Schneidkante 2 des Meißels 1 erstreckt sich von ihrem Scheitel 7 in der Vorschubrichtung S bis zu dem Punkt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der aus der Oberfläche 17 austritt, die in Fig. 4 durch eine feine Linie angedeutet ist. Der Hilfsabschnitt 11 der Schneidkante 2 des Meißels 1 erstreckt sich von ihrem Scheitel 7 in

6Ö der zur Vorschubrichtung S entgegengesetzten Richtung bis zu dem Punkt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der in die Bearbeitungszone eintritt. Der aktive Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1, der näher an die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine liegt, formt die bearbeitete Oberfläche durch Abschneiden der Mikrokämme 14, die zuvor vom zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet worden sind, endgültig aus. Die Randpunkte des akti-

ven Abschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1, die in die Bearbeitungszone eintreten bzw. sie verlassen, liegen von der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine weiter entfernt als der Scheitel 7. Die Lage des Scheitels 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1, der zu der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine den Abstand /, hat, der im Vergleich mit dem Abstand I₂ der Lage des zusätzlichen Punktes 9 der Schneidkante 2 des Meißels 1 von der Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine um den Betrag Δ kleiner ist, welcher der elastischen Verformu;.g des Materials, die bei seiner Bearbeitung auftritt, gleich oder größer als sie ist, d.h. L\ - L₂ > A, ermöglicht es, die elastische Verformung des Materials für die Randpunkte des aktiven Abschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1 zu wählen. Dadurch wird der Mikrokamm 14 durch den gesamten aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 abgeschnitten. Außerdem wird das Material vom aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 maximal verdichtet. Die Güte der so bearbeiteten Oberfläche ist ausgezeichnet.

Wenn die Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 unter einem Einstellwinkel x, der gleich oder kleiner als 1° ist, angeordnet wird und der Meißelvorschub vom Scheitel 7 der Schneidkante in Richtung seiner Rotationsachse 3 erfolgt, erzielt man eine maximale Annäherung der Schneidkante 2 des Meißels 1 an die Oberfläche des Werkstücks 12. Dies ergibt eine Vergrößerung des zusätzlichen Hilfsabschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1 von nicht weniger als 20% der Größe des zusätzlichen Hauptabschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1 und somit auch eine Verringerung der Höhe des Mikrokamms 14 im Augenblick seiner Formung durch den zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1. Dies verkürzt die Zeit für das endgültige Abschneiden des Mikrokamms durch den aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1. Die Einstellung der Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 in Bezug auf die Spitzenachse 6 der Werkzeugmaschine unter einem Einstellwinkel x, der gleich oder kleiner als 1° ist, vergrößert die Länge des aktiven Abschnitts der Schneidkante 2 des Meißels 1, wodurch der Mikrokamm 14 im aktiven Abschnitt 10 mehrfach abgeschnitten wird und die Zeit für die Reinigung der fertig bearbeiteten Oberfläche 21 des Werkstücks 12 und ihre Glättung zunimmt, so daß man eine verdichtete und polierte Oberfläche 21 des Werkstücks 12 ohne Rauhigkeit erhält, was die Oberfläche verbessert.

Die Erhöhung des Einstellwinkels χ der Ebene der Schneidkante 2 des Meißels 1 über 1° ist unzweckmäßig, weil in diesem Fall der aktive Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 nicht nur den Mikrokamm 14 abhebi, der zuvor vom zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet worden ist, sondern auch selber beginnt, einen neuen Mikrokamm 14 zu bilden. Infolgedessen nimmt die Güte der bearbeiteten Oberfläche 12 ab.

Bei Einhaltung der genannten Bedingung (1) und bei Ausführung des Meißelvorschubs S vom Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels in Richtung seiner Rotationsachse 3, liegt der Scheitel 7 der Schneidkante 2 des Meißels 1 ungefähr in der Mitte des Mikrokamms 14, der zuvor vom zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 gebildet worden ist, wodurch dieser durch den gesamten Abschnitt der Schneidkante 2 mit dem Scheitel 7 optimal abgeschnitten und die Oberfläche 21 verdichtet wird, was die Oberflächengüte verbessert

Für den zusätzlichen Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 bei einem Meißelvorschub von seiner Rotationsachse 3 in Richtung des Scheitels 7 (Fig. 1) und für den aktiven Abschnitt der Schneidkante 2 des Meißels 1 bei einem Meißelvorschub vom Scheitel 7 der Schneidkante 2 in Richtung seiner Rotationsachse 3 (Fig. 3), die den Mikrokamm 14 von der Oberfläche 21 des Werkstücks 12 abschneiden, ist die Rotationsgeschwindigkeit V der Schneidkante 2 des Meißels 1 zur Rotationsgeschwindigkeit V\ des Werkstücks 12 entgegengesetzt und unter einem Winkel zu diesem gerichtet. Infolgedessen nähert sich der Vektor der wahren Schnittgeschwindigkeit, die der Vektorsumme gleich ist, der Tangente an die Schneidkante 2 des Meißels 1 im jeweiligen Punkt dieser Abschnitte an. Hierdurch erzielt man eine kinematische Zuschärfung der Schneidkante 2 des Meißeis 1, die den Mikrokamm 14 abschneidet, d.h. der Meißel wird schärfer gemacht. Dadurch wird das Abschneiden des zuvor gebildeten Mikrokamms 14, d. h. seine vollkommene Entfernung von der Oberfläche 21 des Werkstücks 12 erleichtert, was zur Erhöhung der Oberflächengüte beiträgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern auf einer Werkzeugmaschine mit einem eine Kreisschneidkante aufweisenden Rotationsmeißel, bei welchem der Meißel so eingestellt wird, daß seine Rotationsachse in einer Ebene liegt, die zu einer Grundebene parallel ist, welche durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine geht, während die Ebene seiner Schneidkante mit der Spitzenachse der Werkzeugmaschine einen Einstellwinkel bildet, wobei der Scheitel der Schneidkante in einer Ebene liegt, die durch die Spitzenachse der Werkzeugmaschine unter einem Winkel zur Grundebene verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellwinkel (x) der Ebene der Schneidkante (2) des Meißels (1) und der Absland (H) zwischen der Rotationsachse (3) des Meißels (1) und der Grundebene

(5) so gewählt wird, daß die Differenz der Abstände (Li - L₂) zwischen Punkten (7,9) der Schneidkante (2), die in der Ebene (8), die durch die Spitzenachse

(6) der Werkzeugmaschine und den Scheitel (7) der Schneidkante (2) des Meißels (1) verläuft, und auf verschiedenen Seiten der Rotationsachse (3) des Meißels (1) liegen, und der Spitzenachse (6) der Werkzeugmaschine gleich oder größer als der Betrag (A) der elastischen Verformung des Materials ist, die durch die Bearbeitung des Materials verursacht wird.

2. Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Schneidkante (2i des Rotationsmeißels (1) in Bezug auf die Spitzenachse (6) der Werkzeugmaschine unter einem Einstellwinkel (x) liegt, der gleich oder kleiner als 1° ist.

3. Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (1) zwischen den Punkten (7,9) der Schneidkante (2), die auf verschiedenen Seiten der Rotationsachse (3) des Meißels (1) liegen, wovon der eine seinen Scheitel (7) bildet, einem ungeradzahligen Vielfachen (/V-Vielfachen) der halben Vorschubgröße (S) gleich ist.

4. Verfahren zur Bearbeitung von Drehkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (H) zwischen der Rotationsachse (3) des Meißels (1) und der Grundebene (5), die durch die Spitzenachse (6) der Werkzeugmaschine geht, und der Einstellwinkel (x) der Ebene seiner Schneidkante (2) aus der folgenden Beziehung gewählt werden:

Spitzenachse (6) der Werkzeugmaschine und den Scheitel (7) der Schneidkante (2) verläuft.