DE413170C - Maschine zum Herstellen von Gewindeschneideisen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Herstellen von Gewindeschneideisen mit einem achsial unverschiebbaren, drehbaren Werkzeughalter und einem achsial verschiebbaren, drehbaren und in senkrechter Ebene verschwenkbaren Werkstückhalter, der sich bei Bearbeitung der Spanlöcher in wagerechter, bei Herstellung der doppelten Hinterschneidung der Anschnittflächen in einer in ίο senkrechter Ebene verschwenkten Lage zum Werkzeughalter befindet.

Einer solchen bekannten Maschine gegenüber besteht das Neue des Erfindungsgegenstandes darin, daß der Werkstückhalter nach Abstellung seiner Verschiebvorrichtung außer seiner Verschwenkung in der senkrechten Ebene noch eine solche winklig dazu erhält und dem Werkzeughalter eine Verschiebung in senkrechter und wagerechter Ebene erteilt wird. Durch diese doppelte Verschwenkbarkeit wird erreicht, daß die Anschnittfläche eine in doppelter Richtung muldenförmige Ausfräsung erhält, die ihrem Zweck besser entspricht als ein Hinterschliff, der durch Annäherung eines nur in der senkrechten Ebene verschwenkten Werkstückhalters an das Schleifwerkzeug erzeugt wird.

Außerdem ist der Werkstückhalter der neuen Maschine mit einer abnehmbaren, an sich bekannten einstellbaren Bohrerführung zur Ermöglichung des OfFenbohrens der Spanlöcher versehen.

Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer der Erfindung gemäß eingerichteten Maschine veranschaulicht.

Abb. ι ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete obere und Abb. 2 eine Ansicht der vorderen Langseite der zum Bohren der Spanlöcher eingestellten Maschine. Abb. 2a ist eine von der linken Endseite der Maschine! her gesehene gesonderte Darstellung der Stoßgabel zum Ausheben des Indexbolzens des Werkstückhalters. Abb. 3 ist eine obere und Abb. 4 eine Ansicht der vorderen Langseite der Maschine, nachdem diese für das Anfräsen der Anschnitte oder Anschnittphasen umgestellt ist. Abb. 3a ist eine obere Ansicht der Stoßgabel der Abb. 3 in gesonderter Darstellung, und Abb. 4a zeigt eine Ansicht der Stoßgabel der Abb. 4 von der linken End'-seite der Maschine gesehen. Abb. 5 ist ein Querschnitt nach Linie A-B der Abb. 2 und Abb. 6 ein solcher nach Linie C-D der Abb. 4. Abb. 7 zeigt eine übliche, zur Herstellung eines Gewindes chneideisens dienende Metallscheibe mit zentraler Gewindebohrung. Abb. ya. stellt ein aus solcher Metallscheibe mit der vorliegenden Maschine hergestelltes Gewindeschneideisen mit vier offen gebohrten Spanlöchern dar. Abb. 7b zeigt das fertige Schneideisen mit angefrästen Anschnitten. Abb. 7c ist ein Schnitt durch Abb. 7b. Abb. 8 zeigt eine gleiche Metallscheibe wie Abb. 7. Abb. 8a und 8b zeigen die bekannte Anordnung der nicht offen gebohrten Spanlöcher und der üblichen Anschnitte, um den Unterschied und Fortschritt eines mit der neuen Maschine angefertigten Schneideisens (Abb. 7, 7_:a und 7b) besser zu verdeutlichen. Abb. 9 und 10 zeigen in vergrößertem Maßstabe eine mit der neuen Maschine hergestellte Anschnittfläche eines Schneideisenzahnes in Endansicht und in Draufsicht. Abb. 11 ist ein Schnitt durch die tiefste Stelle der muldenförmigen Anschnittfläche gemäß den Linien E-F (Abb. 9) bzw. Q-H (Abb. 10).

Die Antriebsscheiben (Schnurscheibenj a, b, c (Abb. ι und 2) erhalten ihre Umdrehungen mit den erforderlichen Geschwindigkeiten durch Abnahme von entsprechenden, auf der Zeichnung nicht dargestellten Vorgelegen. Der Zweck der Scheiben b und c wird weiter unten erläutert werden, die Scheibe α treibt den in sie !eingesetzten Werkzeughalter (Spannpatrone) d für den Spiralbohrer £·. Der Werkzeughalter ist in einer gegabelten Stütze / gelagert, die an dem aufrechten Steg eines· T-Schlittens g (Abb. 6) in senkrechter Richtung verstellbar angebracht ist. Der Schlitten g ist auf der Maschinengrundplatte in wagerechter Richtung in geeigneter Führung beweglich und einstellbar. Die^e Einrich-

tung ermöglicht eine Ver- und Einstellung des Werkzeughalters bzw. des Spiralbohrers sowohl in senkrechter als auch in wagerechter Richtung. Der Spiralbohrer ig hat in der Nähe seines Arbeitsendes in der Führungsbuchse Λ (Abb. i) eine Radiallagerung. Die Buchse// ist in einer verstellbaren Bohrbrücke / befestigt, die sich nach ihren Teilstrichen Z¹ mit Bezug auf die Mitte des Spannfutters oder

to Werkstückhalters k bzw. des in diesen eingespannten Werkstücks, d. h. der mit Zentralgewindebohrung versehenen Scheibe tn, tn¹ (Abb. ι und 7), so seitlich verschieben und feststellen läßt, daß die Buchsen- bzw. die Bohrerachse mehr oder weniger außermittig zur 'Mitte der Werkstückscheibe liegt, so wie es die Außermittigkeit der zu bohrenden Spanlöcher erfordert. Entsprechend der Einstellung der Buchse h ist natürlich auch der Werkzeughalter d bzw. der Bohrer e nach Höhe und Seitenverschiebung einzustellen.

Der Werkstückhalter (Spannfutter) k steckt mit einem achsialen abgesetzten Zapfen ο,ο¹ drehbar, aber unverschiebbar in einem in Längsrichtung verschiebbar gelagerten Lagerstück p, an dem auch die die Bohrbrückei tragenden Arme/² befestigt sind, so daß der Werkstückhalter k, das Werkstück tn, m¹ und die Bohrbrücke/ mit der LagerbuchseIi die Längsverschiebungen des Lagerstückes p, die dieses mit Bezug auf den Bohrer ausführt, mitmachen müssen. Auf dem Zapfenteil o¹ sitzt unverdrehbar und unverschiebbar eine Ringscheibe q, deren hintere Fläche mit einer Ringscheibe ^¹ aus Leder o. dgl. besetzt ist. Die Scheiben q und q¹ bilden zusammen mit der auf dem Zapfenleilö¹ verschiebbaren losen Schnurscheibe b eine Reibungskupplung. Der Stellhebel r zum Verschieben der Schnurscheibe b ist bei r¹ drehbar gelagert und umgreift mit einem Auger² den Nabenansatz der Schnurscheibe b, in dessen Ringnut b^x zwei das Auge r² durchsetzende Schraubzapfen r³ einfassen (Abb. 5). Durch Umlegen des Hebeb in der einen oder der anderen Richtung wird die Schnurscheibe gegen den anderen Kupplungsteil q, q¹ angedrückt oder von diesem abgerückt, um dem Werkstückhalter k bzw. dem Werkstück tn, tn¹ absatzweise eine Vorschaltdrehung auf das nächste Spanloch zu erteilen oder diese Teile in der neuen Stellung in Ruhe zu lassen, wie dies weiter unten erläutert wird. Die Einrückbewegung des Stellhebels /- wird durch einen Nocken s (Abb. i, 2 und 5) bewirkt, der so auf dem Umfang einer Hubscheibe t der WeIIeI-' angeordnet ist, daß er bei jeder vollen Umdrehung der Scheibe t mit seiner abgeschrägten vorderen Brustfläches¹ einen auf dem Hebel ,r auswechselbar befestigten Zapfen κ einmal gegen eine zweckmäßig auf den Hebel/- wirkende Ausrückfeder (in der Zeichnung nicht besonders dargestellt) zur Seite drängt, bis der Zapfen ti auf die rechte Flachseite des Nockens s übertritt. Diese Flachseite gleitet dann an der Stirnfläche des Zapfens u entlang und hält diesen und damit auch den Einrückhebel/-so lange in der zur Sieite abgedräng¹-ten Einrücklage fest, bis der Nocken s an dem Zapfen u vorbei ist, worauf dieser durch die Wirkung der Ausrückfeder an der hinteren Brustfläche s² des Nockens abfällt und sich mit dem Hebel r wieder in seine Ruhestellung zurückbewegt. Die fest auf der Welle ν sitzende Hubscheibe t erhält ihre Umdrehung von der Schnurscheibe c und besitzt auf der dem Zapfen 11 und Stellhebel/' abgewandten Seite einen als Hub fläche ausgebildeten vorstehenden Rand t¹, der während der Umdrehung der Scheibe t gegen einen radialen Anschlag oder Zapfen w des längs verschiebbaren Lagerstückes ρ wirkt und dieses entsprechend der Steigung des Hubrandes/1 nach links verschiebt, um das in den Werkstückhalter k eingespannte Werkstück m, m¹ gegen den Spiralbohrer vorzubewegen, damit dieser ein nach der Zentralbohrung m¹ hin offenes Spanloch durch die Scheibe tn bohrt. Die Höhe der Steigung des Hubrandes t¹ ist, damit der Bohrer die Scheibe tn auch vollständig durchbohrt, gleich oder etwas größer als die Dicke der Scheibe/w. Sobald das Ende des Hubrandes t¹ an dem Zapfen, w vorübergleitet, ziehen (die beiden Federn:x, die einerseits am Maschinengestell und anderseits am Lagerstück ρ befestigt sind, dieses einschließlich der mit ihm zusammenhängenden Teile in die Ausgangsstellung zurück, wobei der Zapfen w an der Schrägfläche t² des Hubrandes t¹ herabgleitet, um alsdann von dem steigungslosen Teäl ,Zi⁰ der Scheibe t unbeeinflußt zu bleiben. Während dieser Zeit bewirkt der Nocken s die vorstehend beschriebene seitliche Verschiebung des Zapfens 11 und die Umlegung des Hebels r zwecks Einrückung der Reibungskupplung b, q, q¹. Kurz vorher hat ein auf der Welle ν sitzender Nocken)' eine aufrecht stehende, federnd gelagerte Gabel ζ (Abb. ι, 2 und 2a) angehoben, um durch Zwischenschieben des linken keilförmigen Zin,- n₀ kens ζ¹ zwischen den Indexbolzenkopf 2" und das Stirnende der Lagerhülse 2* des Indexbolzens 2 diesen gegen den Zug seiner Feder 2^C aus dem Teilungsloch des Werkstückhalter oder Spannfutters k auszuheben. Das so freigegebene Spannfutter wird alsdann durch die Schnurscheibe b um seine Achse gedreht, wobei der inzwischen durch Senken der Stoßgabel wieder freigegebene Indexbolzen 2 auf dem Umfang des Spannfutters gleitet, bis er in das nächste Teilungsloch k¹ einschnappt. Gleichzeitig damit erfolgt das

Abgleiten des Nockenss von dem Zapfen?/ und dadurch, das Wiederausrücken der Reibungskupplung b, q, q¹ und das Stillstehen des Spannfutters k, während die Schnurscheibe b leer weiterläuft. Jetzt kommt der Hubrand έ¹ wieder zur Einwirkung auf den Zapfen W-, um das zweite offene Spanloch in das Werkstück m, m¹ zu bohren usf.., bis alle Spanlöcher gebohrt sind.

ίο Die mit zentralem Gewinde m¹ versehene Werkstückscheibe nt (Abb. 7) zeigt nach dem Offenbohren der Spanlöcher/ra², von denen bei dem Ausführungsbeispiel vier vorgesehen sind, das in Abb. 7a dargestellte Aussehen, während im Gegensatz hierzu die in einer gleichen Werkstückscheibe η, H¹ (Abb. 8) nach dem alten Herstellungsverfahren nicht offen gebohrten Spanlöcher//² (Abb. 8a), die von Hand offen gefeilt werden müssen, ein Aussehen haben, wie in Abb. 8b «gezeigt. Die nach der neuen Herstellungsweise gebohrten Spanlöcher tn~ (Abb. 7a) sind also gleich offen, ein Nachfeilen der Schneideisenzähnetn^s auf Schnittwinkel von Hand, wie bei den Schneideisenzähnen n³ (Abb. 8bJ, ist demnach erspart.

Zur Ausführung des zweiten Arbeitsvorganges, nämlich des Anfräsens des Anschnittes oder der Anschnittphase der einzelnen; Schneideisenzähne, wird an Stelle des Zapfens 11 auf den Einrückhebel r ein etwas anders geformter und anders bemessener Zapfen H¹ aufgesetzt und nach Abnahme der Bohrbrücke/ und der Zugfedern λ; das das Lagerstück ρ tragende Maschinengestell aus der in den Abb. 1 und 2 angegebenen Bohrstellung in die Frässtellung (Abb. 3 und 4) gebracht, und zwar durch Senken des hinteren Stützbolzens 3 (Abb. 2 und 4) gemäß einer auf seinem Kupplungsbolzen angebrachten Winkelteilung 4 'und durch seitliches Verschieben dieses Stützbolzens 3 mittels des Schlittens 5 um den vorderen Stützbolzen 3* (Abb. 2, 3, 4, 5). Nachdem so das Lagerstück mit dem Werkstückhalter und dem in dieses eingespannten Schneideisenm,/«¹,/«³,/^³ (Abb. 7a) in die schräge Frässtellung (Abb. 3 und 4) umgestellt ist, wird die Stütze/ (Abb. 1 und 6) von dem aufrechten Steg des Schlit!- tens g und dieser selbst von der Grundplatte 6 gelöst. (Während der Bohrarbeit waren diese Teile nämlich in den für die richtige Lage des Bohrers e erforderlichen Stellungen durch Anziehen von auf die Schraubbolzen 7 und 8, Abb. 1 und 6, aufgeschraubten Muttern 9, von denen je eine in Abb. 1 zu sehen, ist, festgeklemmt. Hierbei war der Schlitten g so weit nach links gerückt, Abb'. 6, und die Stütze / so tief eingestellt, daß weder der Zapfen 10 die Hubscheibe 11 noch der Zapfen 12 die Hubscheibe 13 berührte, die beiden auf der von der Welle ν mittels Kegelradgetriebe 14, 15 angetriebenen Welle 16 sitzenden Hubscheiben 11, 13 also keinerlei Einwirkung auf die Zapfen ι ο, 12 ausüben konnten.) Alsdann werden die Zugfedern 17 und 18 in der aus den Abb. 3, 4 'und 6 ersichtlichen Weise eingehängt. Die Federn 17 ziehen den Schlitten, g mit Bezug auf Abb. 6 nach rechts, so daß er mit seinem Zapfen' ] 10 stets kraftschlüssig an der Hubscheibe 11 anliegt, während die Federn 18 dem Zapfen 12 ebenfalls eine kraftschlüssige Anlage gegen die Hubscheibe 13 sichern. Hierauf wird ein Fräser 19 an Stelle des Bohrers £ in den Werkzeughalter d gespannt und dieser bezüglich seiner Höhenlage durch Höhiex- oder Tie- : ferstellen der Hubscheibe 13 auf der Welle 16 mittels der Stellmuttern 20, 20* (Abb. 6) so eingeregelt, daß die Fräserspitze die riehtige Lage zum Werkstück einnimmt. Die Maschine ist dann zum Hinterfräsen der Schneideisenzähne fertig.

Der Antrieb der Schnurscheiben α, b, c bleibt für das Fräsen der gleiche wie für das ■ Bohren. Das Weiterschalten des Werkstückhalters bzw. des Schneideisiens in die nächste Frässtellung geschieht in gleicher Weise wie ! das Weiterschalten auf die nächste Bohrstellung beim Bohren der Spanlöcher, nur daß durch die Verschwenkung des Werkstückhalters in der wagerechten Ebene der Indexbolzenkopf 2" mehr nach rechts gerückt ist und schräg bzw. unter 'einem Winkel zur Welle ν liegt (Abb. 3) und daß dementsprechend die Stoßgabel ζ etwas um ihre Längsachse gedreht eingestellt ist, so daß beim Anheben der Stoßgabel durch den Nokken J/ sich beide Gabelzinken z¹ zwischen den Indexbolzen z" und der Lagerhülse 2* ein-ι schieben, wobei sie den Indexbolzen 2 um- '· fassen (Abb. 3 und 4).

; Der Zapfen w ist durch die Umstellung der j Maschine außier Eingriff mit dem Hubrand t¹ der Hubscheibe t gekommen (Abb. 3 und 4), da während des Fräsvorganges 'eine Längsverschiebung des Werkstückhalters bzw. des Schneideisens nicht erforderlich ist. Das Hinterfräsen der Schneidzähne des Schneideisens geschieht durch Zurückschieben des Schiit-

tens g (Abb. 6) um eine Strecke, die der ! Zahnbreite entspricht. Dieses Zurückschieben des Schlittens wird durch die gegen den Zapfen 10 des Schlittens g wirkende Hubscheibe 11 bewirkt, während die Zugfedern j 17 das Wiedervorschieben besorgen.

Gleichzeitig mit der wagerechten Bewegung des Schlittens g bzw. des Fräsers 19 erfolgt auch eine Abwärtsbewegung der den Werk-, zeughalterd tragenden Stütze/, indem diese

durch die gegen ihren Zapfen 12 wirkende . Hubscheibe 13 gegen die Zugfedern 18 nach

unten geschoben wird. Die Zusammenwirkung 'dieser beiden Bewegungen bewirkt, daß der Fräser eine muldenförmige Hinterfräsung¹ m^l (Abb. 7b, ηζ und 9 bis 11) des Schneideisenzahnes ausführt. Die Tiefe der Hinterf räsungsmulde m⁴ 'läßt sich durch entsprechende Einstellung der Hubscheibe 13 regeln.

Aus den Abb. 3 und 6 ist ersichtlich, daß das Werkzeug (Fräser 19) mit Hilfe der Schlitten/ und g in senkrechter und wagerechter Ebene eine Bewejgung erhält. Diese Bewegung ist aber so, daß das Werkzeug immer parallel zu sich selbst verschoben wird, also stets wagerecht liegt. Da aber die von dem Werkzeug herzustellende Anschnittfläche mit Bezug auf das Werkstück keinerlei symmetrische Linien oder Begrenzungen besitzt, so ist es unmöglich, einem symmetrisch eingestellten Werkstück eine Anschnittfläche von der gewünschten, in doppelter Richtung muldenartigen Form zu geben, wenn nicht die doppelte Verschwenkbarkeit des Werkstückhalters gemäß der vorliegenden Erfindung ί vorgesehen wäre.

Aus Abb. 9 geht ohne weiteres hervor, daß, . die Vorschneidkante γ geringere Neigung hat als die Rückschneidkante δ und diese wiederum eine geringere Neigung als die Schneidkante σ der tiefsten Muldenstelle (Abb. 11) der Anschnittfläche m⁴ des Schneideisenzahnes/?z³. Aus Abb. 10 ist auch zu erkennen, daß die Vorschneidkante γ ihrem Zweck entsprechend kleiner ist als die Rückschneid·- kante δ. Die aus der Verschwenkung des Werkstückhalters sich ergebende Arbeitsstellung des Werkstücks (Schneideisens) mit Bezug iauf das punktiert angedeutete Werkzeug 19 ist gleichfalls aus Abb. 10 ersieht lieh. Durch die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird also der doppelte Hinterschnitt des Anschnitts, weil er maschinell hergestellt wird, sowohl bei den einzelnen Zähnen wie am Schneideisen überhaupt immer der gleiche und ergibt im Verein mit den, maschinell offen gebohrten Spanlöchern ein in allen Teilen durchaus genau arbeitendes Schneideisen. Mit .Hilfe der doppelten Verschwenkungsmöglichkeit des Werkstückhalters läßt sich natürlich jede gewünschte Form der Anschnittfläche herstellen.

Die eigenartige doppelte Verschwenkbarkeit des Werkstückhalters dient also der Verede- ■ lung des Anschnitts, derart, daß die für ,'die j verschiedenen Materialien, erforderlichen An- j schnitte in der gewünschten Weise doppelt hinterarbeitet und in verschiedenen Serien hergestellt werden können, wobei unter Serie die satzweise Herstellung der Schneideisen zu verstehen ist, soweit die Neigung der An,-Schnittflächen für das betreffende Material in Frage kommt.

Nachdem der Anschnitt hergestellt ist, wird das Gewindeschneideisen aus der Maschine genommen und in bekannter Weise gehärtet, worauf der dritte und letzte Arbeitsvorgang, nämlich das Befreien der Schneideisenzähne von Grat, erfolgt, zu dessen Ausführung die Maschine aus der Frässtellung (Abb. 3 und 4) in die Bohrstellung (Abb. 1 und 2) zurückumgestellt 'und an Stelle des Spiralbohrers eine Schmirgelwalze eingesetzt wird, mit der die Spanlöcher des wieder eingespannten Gewindeschneideisens ausgeschmirgelt werden.

In der Praxis wird man. natürlich so verfahren, daß man 'die Umstellung der Maschine in die Frässtellung und die Wiederumstellung in die Bohrstellung nicht bei jedem herzustellenden Schneideisen vornimmt, sondern man wird zunächst eine größere Anzahl von Schneideisen bohren und dann erst die Maschine auf Fräsen umstellen, hierauf die mit Spanlöchem versehenen Schneideisen auf doppelten Anschnitt hinterarbeiten und alsdann erst die Maschine in die Bohrstellung, zurückbringen, um schließlich die Spanlöcher der inzwischen gehärteten Gewindeschneideisen auszuschmirgeln.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Maschine zum Herstellen von Gewindes chneideisen mit einem achsial unverschiebbaren, drehbaren Werkzeughalter und einem achsial verschiebbaren, drehbaren und in senkrechter Ebene verschwenkbaren Werkstückhalter, der sich bei Bearbeitung der Spanlöcher in wagerechter, bei Herstellung der Hinters chneidung der Anschnittflächen in einer in senkrechter Ebene verschwenkten Lage zum Werkzeughalter befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter nach Abstellung seiner Verschiebvorrichtung außer seiner Verschwenkung in der senkrechten Ebene noch eine solche wink-Hg dazu erhält und dem Werkzeughalter eine Verschiebung in senkrechter und wagerechter Ebene erteilt wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter auch noch mit einer abnehmbaren, an sich bekannten einstellbaren Bohrerführung zur Ermöglichung des Offenbohrens der Spanlöcher versehen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.