DE492876C - Schraubenfoermiger Abwaelzfraeser, bei dem die in Richtung des Schraubenganges auf-einanderfolgenden Zaehne abwechselnd an der rechten und linken Flanke Schneid-kanten haben - Google Patents

Description

Die Verzahnungen der normalen Abwälzfräser werden in der Weise ausgeführt, wie es in Abb. 1 iif der Abwicklung eines Teiles des Fräsers dargestellt ist. α sind die abgewickelten, auf dem Fräser in schraubenförmiger Folge verlaufenden Fräserzähne, die in der Abbildung so gelegt sind, daß sie in der Längsrichtung der Bildebene verlaufen. b sind die Lücken zwischen den Zähnen und c die rechtwinklig zu α und b verlaufenden Spannuten. Die Anstellung des Fräsers an das Arbeitsstück erfolgt so, daß die Richtung der Abwicklung der Fräszähne den zu fräsenden Zähnen des Zahnrades parallel verläuft. Die Stirnfläche des Zahnrades läuft parallel der Nut c. Die Schneidbewegung der Zähne erfolgt in der Längsrichtung der abgewickelten Zähne. Die Schneidbrust der Zähne steht rechtwinklig zur Schneidrich-

ao tung. Die Schneidkanten d der Zähne arbeiten daher nicht spanabschälend, sondern abscherend und schabend. Es entstehen nicht die leicht fließenden Lockenspäne, sondern der Span staucht und bröckelt. Zeit- und Kraftverbrauch, Beanspruchung von Werkzeug und Maschine ist groß, die Leistung aber gering. Die Fräszähne α einer Reihe fassen gleichzeitig in den Werkstoff und treten gleichzeitig aus, wodurch ruckweiser Bean-Spruchungswechsel im Werkzeug und in der Maschine entsteht.

Man hat diese Nachteile z. B. dadurch beheben wollen, daß man die Zähne statt durch die Nute durch zwei sich, kreuzende, unter etwa 45 Grad zur Richtung von c geneigte Nuten unterteilte. Das hat zunächst den Nachteil, daß der Brustwinkel dadurch viel zu groß, die Schneide viel zu schlank wird, so daß sie den Beanspruchungen eines flotten Arbeitens nicht Stand halten kann. Es ist daher bei jener Ausführung nötig, an jede einzelne der Schneiden eine besondere, im richtigen Brustwinkel liegende Fase anzuschleifen, was bei der durch die kreuzweise Unterteilung sehr großen Anzahl von Zähnen und die dadurch unübersichtliche Anordnung eine erhebliche Arbeit bedeutet, die bei jedem Nachschärfen wiederholt werden muß. Die stehenbleibenden Zahnstücke sind sehr schwach, wodurch die Nachschleifbarkeit und dadurch die Benutzungsdauer des Fräsers ganz wesentlich verringert wird. Die korrespondierenden Schneidkanten treffen auch hier gleichzeitig auf das Arbeitsstück und treten gleichzeitig aus. Dazu kommt) daß die schwachen Zahnt sehr leicht ausbrechen, wodurch der ganze Fräser unverwendbar wird. Diese Bruchgefahr wird noch verstärkt dadurch, daß die am Kopf des Zahnes stehenbleibende Schneidkante unter etwa 45 Grad schräg verläuft, wodurch eine Komponente durch die bei der Verspanarbeit des Kopfes auftretende Kraft in

angenäherter Richtung des kleinsten Widerstandsmoments des Zahnes entsteht. Brüche kommen daher bei diesen Fräsern sehr leicht vor.

Die Ausführung nach der vorliegenden Erfindung beseitigt diese Übelstände dadurch, daß die Spannuten nicht senkrecht zur Richtung des Schraubenganges, sondern unter dem günstigsten Brustwinkel α zu dieser Senkrechten geneigt verlaufen und daß in jeder zweiten Spannut die Brustfläche der Zähne in entgegengesetzter Richtung um den gleichen Brustwinkel α zur Senkrechten zur Schraubengangrichtung geneigt verlaufen. Die Kanten C₁, e₂, e_s (Abb. 2) der Zähne stehen daher bereits im richtigen Schnittwinkel. Die Zähne sind wie üblich hinterdreht. Dadurch verjüngt sich der Zahnquerschnitt, geschnitten gedacht in einer Ebene gleichen ao Abstandes von der Drehachse, nach hinten, wodurch der weiter erforderliche Anstellwinkel für die Zahnflanke gegeben ist. Letzterer kann für Schruppfräser im Bedarfsfalle noch dadurch verstärkt werden, daß die Hinterdrehung etwas übertrieben oder auch in axialer Richtung vorgenommen wird. Die um den Winkel α schräg verlaufende Zahnbrust trifft die der Kante C₁, e₂, e₃ gegenüberliegende andere Flanke des Zahnes an einer Stelle, die infolge der Hinterdrehung des Zahnes zurückliegt. Sie ragt nicht mehr in das von dem Zahn zu verspanende Material und ist daher schnittfrei. Diese Seite des zu fräsenden Profils wird nun von dem in der Umfangsrichtung folgenden Zahn bearbeitet. Die Brust dieses Zahnes wird so abgearbeitet, daß sie um den Brustwinkel α nach der anderen Seite geneigt ist, wodurch die Schneidkanten fi> fn> fs entstehen, die in der gleichen vorteilhaften Weise die andere Profilseite bearbeitet.

Der Freischnitt der nicht zum Schneiden dienenden Kante des Zahnes kann noch dadurch vergrößert werden, daß dieser Teil der Flanke weggenommen wird. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Mittelreihe der Abb. 3 dargestellt.

Durch die Erfindung sind wesentliche Vorteile erreicht. Die auf günstigsten Schnittwinkeln stehenden schneidenden Kanten der Flanken erzeugen beste Spanabschälung, leicht fließende Lockenspäne bei erhöhtem Vorschub, also verringerter Arbeitszeit und bei verringertem Kraftverbrauch. Dabei aber erfolgt der Eingriff der Zähne in den Werkstoff nicht gleichzeitig, sondern hintereinander. Zuerst setzt z. B. die Kante C₁ (Abb. 2) an, dann später e.₂, noch später e₃ usw. Der Eingriff erfolgt also nach und nach, nicht ruckartig auf einmal. In gleicher Weise erfolgt der Austritt aus dem Material.

Die Brust der Zähne mit den Kanten e_x, e*, e» wird in einfachster Weise dadurch nachgeschliffen, daß die Schleifscheibe sich parallel der Nut c' durch den ganzen Fräser hindurchbewegt und die sämtlichen Kanten der Reihe in einem Zug fertig schleift. Auf diese einfache Art wird bereits die Hälfte sämtlicher Zähne nachgeschliffen. Aber auch für die übrige Hälfte der Zähne ist das Nachschleifen einfach geworden. Die Schleifscheibe bleibt beim Nachschleifen dieser Zähne (Brust Z₁, f_2lf₃ ...) in unverändertem Neigungswinkel und schleift einen Zahn nach dem andern in einfacher Reihenfolge. Die Zähne selbst sind in voller Länge erhalten, geben also äußerste Nachschleifbarkeit und große Lebensdauer. Die resultierende Beanspruchungsrichtung weicht nicht viel von der Richtung des größten Widerstandsmoments des Zahnquerschnittes ab, ist also günstig. Dieses und die volle Zahnlänge wirkt der Bruchgefahr ganz wesentlich entgegen.

Im allgemeinen verläuft die Mittellinie der Brustfläche, in der Richtung der Achse gesehen, radial, wie es in Abb. 4 dargestellt ist. Der Zahn kann dann beim Vorschub mit seiner ganzen Schneidkante auf das wegzunehmende Material treffen, oder auch mit seinem Kopf zuerst. Legt man die Mittellinie der Brust jedoch zurückgeneigt, ähnlich Abb. S, so erfolgt der Eingriff des Zahnes beim Vorschub im vollen Material zuerst mit dem Flankenteil, der der Wurzel des Fräszahnes am nächsten liegt. Etwa auftretende kleine Stöße beim Eingriff wirken daher nur am kleinsten Hebelarm auf, den Zahn, und die Einleitung der Schneidkraft erfolgt noch allmählicher.

Das bisher Behandelte betrifft nur die gute Schneidwirkung der Flanken. Die hauptsächlichste Schneidarbeit aber hat der Kopf des Abwälzfräserzahnes zu leisten. Seine Schneidkante g aber hat in der bisher üblichen Ausführungsart nach Abb. 4 radial verlaufende Brust, die also wieder senkrecht zur Bewegungsrichtung steht und dieselben Nachteile hat, wie sie im ersten Abschnitt für die Flanken geschildert sind. Dieser Nachteil kann dadurch beseitigt werden, daß sie die Brust der Schneidkante des Zahnkopfes, unabhängig von der in Rücksicht auf den Flankenschnitt erforderlichen Neigung, gleichfalls um den günstigsten Winkel α gegenüber der Senkrechten zur Bewegungsrichtung geneigt verlegt. Abb. 6 und 7 geben Ausführungsbeispiele. Die Zahnbrust ist in der Nähe des Kopfes also in zweifacher Weise um den Winkel α geneigt: einmal im Grundriß (Abb. 2) gesehen, in Rücksicht auf die Flankenkante e oder /, und einmal, im Seitenriß (Abb. 6 oder 7) gesehen, in Rücksicht auf die

Kopf kante h. Es zeigt dadurch auch die Kopfschneidkante eine günstige Schneidwirkung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schraubenförmiger Abwälzfräser, bei dem die in Richtung des Schraubenganges aufeinanderfolgenden Zähne abwechselnd an der rechten und linken Flanke Schneidkanten haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannuten (c¹) nicht senkrecht zur Richtung des Schraubenganges, sondern unter dem günstigsten Brustwinkel (α) zu dieser Senkrechten geneigt verlaufen, und daß in jeder zweiten Spannut die Brustflächen der Zähne in entgegengesetzter Richtung um den gleichen Brustwinkel (α) zur Senkrechten zur Schraubengangrichtung geneigt angeordnet sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen