DE469031C

DE469031C - Process for achieving uniformity when milling with a cylindrical milling cutter with helical teeth

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Publication number: DE469031C
Application number: DEL69812D
Authority: DE
Original assignee: Ludw Loewe & Co Akt Ges
Current assignee: Ludw Loewe & Co Akt Ges
Priority date: 1927-10-01
Filing date: 1927-10-01
Publication date: 1928-12-04

Description

Es ist bekannt, daß der Zerspanungsleistung beim Fräsen oft dadurch eine Grenze gezogen wird, daß starke Schwingungen auftreten. Diese werden durch die Kräfteschwankungen des Schnittdruckes hervorgerufen, wie sie dem Fräs Vorgang eigentümlich sind.It is known that this often limits the cutting performance during milling is drawn that strong vibrations occur. These are due to the fluctuations in force caused by the cutting pressure, as they are peculiar to the milling process.

Der Frässpan ist ein kommaförmiger Span, der von einem Mindestwert bis zu einem Höchstwert anwächst, und die Schnittdrücke sind der Dicke des Frässpans annähernd proportional. Die Frequenz der durch die Kräfteschwankungen des Schnittdrucks entstehenden Impulse ist gleich der pro Zeiteinheit die Schnittiefe durchwandernden Zähnezahl. Ergibt die Eigenfrequenz der beanspruchten Maschinenteile die Möglichkeit einer Resonanz, so tritt das sogenannte Rattern auf. Die in die Maschine eingeleitete Energie wird dann statt zur Zerspanung zum größten Teil zur Erzeugung vonThe milling chip is a comma-shaped chip that ranges from a minimum value to a maximum value increases, and the cutting pressures are approximately proportional to the thickness of the milling chip. The frequency of the impulses resulting from the force fluctuations of the cutting pressure is equal to the number of teeth passing through the depth of cut per unit of time. Returns the natural frequency the stressed machine parts the possibility of a resonance, so the so-called occurs Rattle on. The energy introduced into the machine is then used instead of machining mostly for the production of

ao Schwingungen verbraucht. Gleichzeitig werden Maschinenteile und Werkzeug übermäßig beansprucht, und die Güte des zu bearbeitenden Stückes leidet erheblich.
Die Schwingungen können sowohl Torsionsals auch Biegungsschwingungen oder auch aus beiden Beanspruchungen zusammengesetzte überlagerte Schwingungen sein.ao vibrations consumed. At the same time, machine parts and tools are excessively stressed and the quality of the piece to be machined suffers considerably.
The vibrations can be both torsional and bending vibrations or superimposed vibrations composed of both loads.

Man hat bereits in der Praxis die Ungleichförmigkeit des Fräsens durch verschiedene Mittel ohne Erfolg bekämpft. Zunächst hat man durch starke Erhöhung der Zähnezahl die Kräfteschwankungen vermindert, jedoch wird hierbei die Frequenz der Schnittdruckimpulse erhöht und oft dadurch erst in den Bereich der Eigenfrequenz der beanspruchten Maschinenteile gebracht. Außerdem wird durch die Verwendung feinzähniger Fräser der spezifische Kraftverbrauch stark erhöht.The irregularity of the milling is already seen in practice due to various Means fought to no avail. First of all, by greatly increasing the number of teeth, you have the Force fluctuations are reduced, but the frequency of the cutting pressure pulses is reduced increased and often only in the range of the natural frequency of the stressed machine parts brought. In addition, the use of fine-toothed cutters makes the specific Power consumption greatly increased.

Als weiteres Mittel zur Verminderung der Ungleichförmigkeit beim Fräsen ist bekannt, die Fräserschneide so zu neigen, daß sich auf dem Umfang des Fräsers eine Schraubenlinie ergibt. Hierdurch wird zwar bewirkt, daß die größte Frässpanstärke nicht gleichzeitig auf der ganzen Fräsbreite erreicht wird und damit die durch den Schnittdruckverlauf bedingten Kräfteschwankungen sich vermindern, aber die Schwingungen lassen sich nicht beseitigen.Another known means of reducing irregularity in milling is to incline the cutter edge so that there is a helical line on the circumference of the cutter results. This has the effect that the largest milling chip thickness is not simultaneously on the entire milling width is reached and thus the fluctuations in force caused by the cutting pressure curve decrease, but the vibrations cannot be eliminated.

Eingehende praktische und theoretische Untersuchungen haben ergeben, daß die Schwingungen verschwinden, wenn an den Berührungslinien zwischen Fräser und Werkstück, der Fräsbreite, eine bestimmte Beziehung zwischen den im Eingriff stehenden Zähnen und der Fräsbreite besteht.In-depth practical and theoretical studies have shown that the vibrations disappear if there is a certain relationship at the contact lines between the cutter and workpiece, the milling width exists between the meshing teeth and the milling width.

Diese Beziehung, die im wesentlichen darin besteht, daß Ein- und Austritt der gewundenen Schneidkanten gleichzeitig vor sich geht, ergibtThis relationship, which essentially consists in the entry and exit of the winding Cutting edges going on at the same time, results

sich nach der Erfindung bei zylindrischen Fräsern mit schraubenförmig verlaufenden Zähnen gleicher Teilung durch eine derartige Einstellung des Fräsers gegenüber dem Werkstück, daß die achsparallelen Berührungslinien mit dem Werkstück gleich der Teilung oder einem Vielfachen davon, in der Achsrichtung des Fräsers gemessen, sind. Bei senkrechtem Vorschub in einer zur Fräserachse parallelen ίο Ebene und bei beliebiger Fräsbreite werden nach der Erfindung Fräser mit in achsparalleler Richtung ungleicher Teilung verwendet. Die Einstellung des Werkstückes erfolgt dabei durch seitliches Verschieben, so daß auch hier der Ein- und Austritt der wirksamen Schneidkanten gleichzeitig vor sich geht.according to the invention in cylindrical milling cutters with helically extending Teeth of the same pitch by setting the milling cutter in this way in relation to the workpiece, that the axially parallel lines of contact with the workpiece are equal to the division or a multiple thereof, measured in the axial direction of the cutter. With vertical Feed in a ίο plane parallel to the milling cutter axis and with any milling width According to the invention, milling cutters are used with unequal pitch in the axially parallel direction. the The workpiece is adjusted by moving it sideways, so that here too the entry and exit of the effective cutting edges takes place simultaneously.

Die Abb. 1 bis 3 zeigen schematisch dreiFigures 1 to 3 show schematically three

Ausfuhrungsbeispiele von Fräsern zur Ausübung des Verfahrens; Abb. 4 zeigt eine besondere Ausführungsform des Fräsverfahrens mit einem Fräser nach Abb. 1.Exemplary embodiments of milling cutters for exercising the procedure; Fig. 4 shows a particular embodiment of the milling process with a Milling cutter according to Fig. 1.

Wenn, wie in Abb. 1 angenommen, die wirksame Fräsbreite b gleich der Fräserbreite ist, so ist die Schneide des Fräsers in einer Schraubenlinie von solcher Steigung zu führen, daß die achsparallelen Berührungslinien mit dem Werkstück jeweils gleich dem Abstande oder einem Vielfachen des Abstandes der wirksamen Schneidkanten des Fräsers, in der Achsrichtung gemessen, sind.If, as assumed in Fig. 1, the effective milling width b is equal to the milling width, then the cutting edge of the milling cutter is to be guided in a helical line with such a slope that the axially parallel lines of contact with the workpiece are each equal to the distance or a multiple of the distance of the effective cutting edges of the cutter, measured in the axial direction.

Bei dem dargestellten Beispiel ist die wirksame Fräsbreite ein Vierfaches der achsparallelen Teilung des Fräsers.In the example shown, the effective milling width is four times the axis-parallel Division of the cutter.

Dann wird jeweils Ein- und Austritt der wirksamen Schneidkanten gleichzeitig vor sich gehen, d. h. wenn die Schneidkante 1 am linken Rande des Fräsers (Abb. 1) das Werkstück verläßt, tritt eine neue gleichzeitig am rechten Rande wieder ein. Dadurch bleibt die Summe der Schnittdrucke auf der gesamten Fräsbreite während einer Periode konstant, und Schwingungen können nicht auftreten.Then the effective cutting edges enter and exit at the same time go, d. H. when the cutting edge 1 on the left edge of the cutter (Fig. 1) the workpiece leaves, a new one re-enters at the same time on the right edge. This leaves the total the cutting pressure constant over the entire milling width during a period, and vibrations cannot occur.

Auf diese Weise ist es möglich, bei gegebener Fräsbreite und Verwendung eines Fräsers von einer der Fräsbreite gleichen Breite durch richtige Steigung die Erschütterungen zu vermeiden, welche durch die Ungleichförmigkeit des Fräsvorganges bedingt sind.In this way it is possible with a given milling width and use of a milling cutter of a width equal to the milling width to avoid the vibrations by means of the correct slope, which are caused by the irregularity of the milling process.

Da die Fräsbreiten der durch einen Fräser zu bearbeitenden Werkstücke in den meisten Fällen verschieden sind, so ist der obige Weg zur Vermeidung der Schwingungserscheinungen des Fräsvorganges nicht immer gangbar. In manchen Fällen kann man dann in der Weise, die in Abb. 4 gezeigt ist, vorgehen und den Erfindungszweck dadurch erreichen, daß die Vorschubrichtung des Werkstücks, die allgemein senkrecht zur Fräserachse erfolgt, in einem Winkel β geneigt wird. Dieser ist so zu wählen, daß wieder die achsparallelen Berährungslinien mit dem Werkstück jeweils gleich der Teilung oder ihrem Vielfachen, in der Achsrichtung gemessen, sind.Since the milling widths of the workpieces to be machined by a milling cutter are different in most cases, the above way of avoiding the vibration phenomena of the milling process is not always feasible. In some cases one can then proceed in the manner shown in FIG. 4 and achieve the purpose of the invention in that the feed direction of the workpiece, which is generally perpendicular to the milling cutter axis, is inclined at an angle β. This is to be selected so that the axis-parallel lines of contact with the workpiece are each equal to the division or its multiple, measured in the axial direction.

Muß man jedoch aus irgendeinem Grunde den senkrechten Vorschub in einer zur Fräserachse parallelen Ebene beibehalten, so wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß man einen Fräser mit in achsparalleler Richtung ungleicher Teilung verwendet und die Einstellung des Werkstücks durch seitliches Verschieben erfolgt, bis der Ein- und Austritt der wirksamen Schneidkanten gleichzeitig vor sich geht. Man kann dann bei einem zylindrischen Fräser die Schraubensteigung stetig veränderlich machen, wie Abb. 2 zeigt. Als Bedingung gilt, daß der größte Steigungswinkel der kleinsten in Betracht kommenden Fräsbreite entspricht und bei der größten Fräsbreite in einen größeren Steigungswinkel derart ausläuft, daß eine ganzzahlige Teilung der Fräsbreite erfolgen kann durch seitliche Verschiebung zwischen Werkstück und Fräser. Die Kurve, als welche sich die abgewickelte Schraube darstellt, ist zweckmäßig eine logarithmische, jedoch kann auch jede behebige andere den erstrebten Zweck erfüllen. However, for some reason you have to use the vertical feed in one direction to the milling cutter axis maintain a parallel plane, the problem is solved in that one Milling cutter with unequal pitch in the paraxial direction is used and the setting of the Workpiece is carried out by lateral displacement until the entry and exit of the effective Cutting edges is going on at the same time. You can then with a cylindrical milling cutter the Make the pitch of the screw continuously variable, as shown in Fig. 2. The condition is that the the largest angle of incline corresponds to the smallest possible milling width and in the case of the largest milling width, runs out into a larger angle of inclination in such a way that an integer The milling width can be divided by shifting it sideways between the workpiece and milling cutter. The curve as which the unwound screw presents itself is useful a logarithmic one, but any other remedial one can also serve the intended purpose.

Eine weitere Lösung für den Fall veränderlicher Fräsbreite ist durch einen Fräser mit gleichbleibender Schraubensteigung α, jedoch mit stetig veränderlichem Durchmesser D (Kegel) gegeben, wie ihn z. B. Abb. 3 darstellt. Hierbei muß die Achse des Fräsers unter dem halbenAnother solution for the case of variable milling width is given by a milling cutter with a constant screw pitch α, but with a continuously variable diameter D (cone), as it is, for. B. Fig. 3 represents. The axis of the milling cutter must be below half

Kegelwinkel, d. h. — zur Werkstückebene ge-Cone angle, d. H. - to the workpiece plane

neigt sein. Die Größe der Verjüngung des Kegels ergibt sich aus der Bedingung, daß D₁ der kleinsten und D₂ der größten Fräsbreite entspricht.tends to be. The size of the taper of the cone results from the condition that D ₁ corresponds to the smallest and D _{2 to} the largest milling width.

Claims

Claims: 1o °

1. Method of achieving uniformity when milling with a cylindrical Milling cutter with helical teeth of the same pitch, characterized in that the milling cutter is opposite the workpiece is set so that the axially parallel contact with the Workpiece equal to the division or its multiple, in the axial direction of the milling cutter measured, are,

2. Method of achieving uniformity in milling at perpendicular Feed in a plane parallel to the milling cutter axis and with any milling width, characterized in that a milling cutter with unequal pitch in the axis-parallel direction is used and the workpiece is adjusted by moving it sideways so that the effective Cutting edges go on at the same time.

3 · Cylindrical milling cutter for carrying out the method according to claim 2, characterized in that characterized in that the cutting edges extend helically with a constantly changing slope.

4. Conical milling cutter for performing the method according to claim 2, characterized characterized in that the cutting edges follow helical lines of constant pitch get lost.

1 sheet of drawings

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