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Verfahren beim Schleifen von Gewindebohrern. Bei den bekannten Verfahren
zum Schleifen von Gewindebohrern bewegt sich das Werkstück mit. gleicher Umlaufgeschwindigkeit.
Da jedoch Gewindebohrer stets mit verhältnismäßig großen Spanlücken versehen sind,
die oft mehr als den halben Umfang des Gewindebohrers einnehmen und somit der Arbeit
der Schleifscheibe entzogen sind, so ist das bekannte Schleifen von Gewindebohrern
wenig rationell, denn mindestens die Hälfte der Zeit des Schleifvorganges leistet
die Schleifscheibe keine Arbeit.
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Dies ist ein offensichtlicher Nachteil, der durch die Erfindung beseitigt
werden soll, und zwar dadurch, daß der umlaufende Bohrer entsprechend der Anzahl
seiner Spanlücken Beschleunigungen erfährt, die Schleifscheibe also über die Spanlücken
mit höherer Geschwindigkeit hinweggeht als über die Zahnleisten des Gewindebohrers.
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Wird die Beschleunigung und Verzögerung der Werkstückdrehbewegung
auch auf das Schleifen der Zahnleisten selbst ausgedehnt, so wird die nacheilende
Kante der Zahnleiste bei einer geringeren Umlaufgeschwindigkeit des Werkstückes
geschliffen als die voreilende Schneidkante der Zahnleiste. Die Berührung zwischen
Schleifscheibe und Zahnleiste an der Schneidenbrust ist hierbei auf das geringste
Maß bemessen, wogegen weiter nach der nacheilenden Kante der Zahnleiste zu eine
desto längere Berührung zwischen Zahnleiste und Schleifscheibe stattfindet.
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Da aber von der Berührungszeit zwischen Werkstück und Schleifscheibe
auch die Höhe der vom Werkstück abzunehmenden Schleifschicht abhängt, so wird die
Schleifscheibe bei geringster Berührungsdauer in der Nähe der Zahnbrust weniger
Material verspanen als bei der längeren Berührungsdauer nahe der nacheilenden Kante
der Zahnleisten.
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Es ergibt sich daraus, daß man durch die Verzögerung und Beschleunigung
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkstückes beim Schleifen von Gewindebohrern
in ein und demselben Arbeitsgange ein Freischleifen der Gewindebohrerschneiden innerhalb
der Gewindetoleranz erzielen kann, wobei die Unterschiede naturgemäß im höchsten
Falle o,oi zwischen Schneidkante und nacheilender Kante der Zahnleisten betragen.
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Auf der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Ausübung dieses neuen Verfahrens
in schematischer Ansicht dargestellt, und zwar zeigt Abb. i den Querschnitt eines
normalen Gewindebohrers, Abb. a einen Querschnitt des nach dem neuen Verfahren hergestellten
Gewindebohrers und Abb. 3 das Schema einer beispielsweisen Antriebsvorrichtung für
das Werkstück.
Von einer Schnecke i wird in beliebiger Weise ein
Schneckenrad 2 mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben. Auf der Welle 3
des Schneckenrades sitzt ein Wechselrad 4, das mit einem zweiten Wechselrad 5 in
Eingriff steht, auf dessen Welle 6 ein exzentrisches Zahnrad 7 befestigt ist, das
mit einem zweiten exzentrischen Zahnrad 8 kämmt, welches auf einer Welle 9 befestigt
ist. Handelt es sich nun z. B. um das Schleifen eines dreinutigen Gewindebohrers,
wie Abb. i zeigt, so müßte dem Gewindebohrer i i, um zunächst einmal seine Spanlücken
i o zu überbrücken, bei jeder Umdrehung dreimal eine Beschleunigung erteilt werden.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man dem Wechselrad 4 eine
dreifach höhere Zähnezahl gibt als dem Wechselrad 5. Das Wechselrad 5 dreht sich
somit dreimal schneller als das Wechselrad 4, infolgedessen auch die exzentrischen
Zahnräder 7 und 8 sowie auch das Wechselrad 12, das auf der Welle 9 des exzentrischen
Rades sitzt und mit dem Wechselrad 13 auf dem Spindelstock 14 in Eingriff steht.
Das Übersetzungsverhältnis der Wechselräder 12, 13 zueinander beträgt gleichfalls
1 :3, so daß also der Spindelstock 14 sich mit gleicher Geschwindigkeit dreht
wie die Schneckenradwelle 3. Durch die Zwischenschaltung des Elementenpaares 7,
8, in diesem Falle beispielsweise exzentrische Räder, erfährt der Spindelstock bei
einer Umdrehung dreimal eine Geschwindigkeitsveränderung; wobei die höchste Drehgeschwindigkeit
des Werkstückes ungefähr in die Mitte der Spanlücke gelegt werden kann. Durch dieses
Verfahren wird also eine verkürzte Arbeitszeit für den Schleifprozeß erreicht. Vom
Spindelstock 14 kann der Vorschub des Werkstückes . über Wechselräder 16, 17, 18
auf eine Leitspindel i9 übertragen werden, die die Bewegung des Spindelstockes teilt,
so daß also bei Beschleunigung der Spindelstockdrehung auch die Leitspindel eine
Beschleunigung erhält und somit der Vorschub vergrößert wird oder umgekehrt.
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Gleichzeitig kann man aber das neue Verfahren auch so ausbilden, daß
man die Berührungsdauer zwischen Werkstück und Werkzeug auf den Zahnleisten des
Werkstückes veränderlich gestaltet, und zwar derart, daß die Schleifscheibe in der
Nähe der voreilenden Schneidbrust der Zahnleiste 15, z. B. im Punkt y, die geringste
Berührungsdauer mit dem Werkstück hat, dagegen im Punkt z, als der auslaufenden
Kante der Zahnleiste, die größte Berührungsdauer.
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Der durch die Spanlücke gebildete Zwischenraum wird also dazu benutzt,
die Umlaufgeschwindigkeit des Werkstückes auf höchste Beschleunigung zu bringen.
Es würde also bei einer Drehung des Gewindebohrers i i zur Schleifscheibe in Richtung
des Pfeile, die Schneidkante der Zahnleiste 15 die voreilende, dagegen der Rücken
der Zahnleiste die nacheilende Kante vorstellen. Der Weg vom Punkt x nach y wird
dazu benutzt, um das Werkstück auf die höchste Drehgeschwindigkeit zu bringen, so
daß im Punkt y die geringste Berührungsdauer zwischen Schleifscheibe und Werkstück
eintritt, dagegen im Punkt z die größte Berührungsdauer, weil das Werkstück auf
dem Wege von y nach z eine gleichmäßig verzögerte Umlaufgeschwindigkeit erhält.
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Da mit der zunehmenden Berührungsdauer vom Punkt y nach z auch eine
zeitlich längere Spanabnahme verbunden ist, so liegt der Punkt z, wenn auch praktisch
kaum wahrnehmbar, näher der Mittelachse des Gewindebohrers als der Punkt y, wie
dies in Abb. 2 übertrieben dargestellt ist. Es wird also durch dieses Schleifverfahren
bei kürzester Schleifdauer gleichzeitig ein Hinterschliff erzeugt, der jedoch so
gering gehalten werden kann, daß er den statthaften Passungen noch vollkommen entspricht,
jedoch ein ungleich leichteres Arbeiten bedingt als mit zylindrisch geschliffenem
Gewindebohrer.
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An Stelle von zylindrischen Zahnrädern kann man naturgemäß jedes andere
Elementenpaar verwenden, welches eine gleichförmige Bewegung des Antriebes in eine
ungleichförmige Bewegung für das Werkstück umsetzt. Auch könnte man hierfür eine
Welle mit ein oder zwei Gelenken verwenden, wobei man die gewünschte ungleichförmige
Bewegung durch Veränderung der Winkel zwischen treibendem und angetriebenem Teil
erreichen kann.