DE496860C

DE496860C - Process for the production of a cylindrical tool with alternately oppositely directed screw teeth of the same pitch and the same cross-section

Info

Publication number: DE496860C
Application number: DET33066D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-02-15
Filing date: 1927-02-15
Publication date: 1930-05-06

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von walzenförmigen Schneidwerkzeugen, wie Fräser, Reibahlen u. dgl., bei welchen die Schneidkanten die Drehachse des Schneidwerkzeuges kreuzen. Es sind Werkzeuge dieser Art bekannt, bei dienen die Schneidzähne abwechselnd in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Steigung verlaufen und gleichen Querschnitt besitzen. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung beruht nun darauf, daß solche Werkzeuge dadurch erzeugt werden, daß das eine Relativbewegung gegenüber dem Werkzeug, z. B. einem Profilfräser, in Richtung seiner Längsachse ausführende zylindrische Werkstück Pendelbewegungen um seine Längsachse ausführt, deren Schwingungsweite während der Relativbewegung in Richtung der Werkstückachse stetig zu oderThe invention relates to a method and an apparatus for manufacturing of cylindrical cutting tools, such as milling cutters, reamers and the like Cutting edges cross the axis of rotation of the cutting tool. There are tools of this Kind of known, when the cutting teeth serve alternately in opposite directions run with the same slope and have the same cross-section. The procedure according to The present invention is based on the fact that such tools are produced by that the relative movement with respect to the tool, e.g. B. a profile cutter, in the direction of its longitudinal axis executing cylindrical workpiece oscillating movements executes its longitudinal axis, the amplitude of which during the relative movement in Direction of the workpiece axis steadily towards or

ao abnimmt. Auf diese Weise können rasch und genau in Schraubenlinien beliebiger Steigung verlaufende 7Ji&m& aus dem Vollen ausgefräst werden. Zum Durchführen des Verfahrens kann eine der an sich bekannten Fräsmaschinen verwendet werden, bei welcher zur Erzielung verschiedener Steigungen der Zähne die das Werkstück tragende Spindel mittels eines Zahnrades in pendelnde Bewegung um ihre eigene Achse versetzt wird. Es ist schon vorgeschlagen worden, zu diesem Zwecke eine die Werkstückachse rechtwinklig kreuzende Zahnstange zu verwenden. Während nun die Größe der Pendelbewegung bis jetzt durch, eine Leitschiene erzielt wurde, wird gemäß vorliegender Erfindung eine Leitschiene zur Steuerung der Zahnstange und damit der Werkstückspindel verwendet, welche während des Tischvorschubes dauernd um einen festen Punkt hin und her schwingt, während das Werkstück gemäß dem Vorschub des Frästisches gegenüber der Leitschiene verstellt wird und dabei das die Pendelbewegung veranlassende Antriebsorgan in der Leitschiene verstellt. Die Größe der Pendelbewegung wird von der Stellung des Werkstückes in bezug auf den festen Drehpunkt der Leitschiene verändert.ao decreases. In this way, 7Ji & m &, running in helical lines of any pitch, can be milled out of the solid quickly and precisely. To carry out the method, one of the milling machines known per se can be used, in which the spindle carrying the workpiece is set in oscillating motion about its own axis by means of a gear to achieve different pitches of the teeth. It has already been proposed to use a rack crossing the workpiece axis at right angles for this purpose. While the size of the pendulum movement has been achieved up to now by a guide rail, according to the present invention, a guide rail is used to control the rack and thus the workpiece spindle, which swings continuously back and forth about a fixed point during the table feed, while the workpiece according to the The feed of the milling table is adjusted relative to the guardrail and the drive member causing the pendulum movement is adjusted in the guardrail. The size of the pendulum movement is changed by the position of the workpiece in relation to the fixed pivot point of the guide rail.

Abb. ι zeigt die Maschine im Grundriß, Abb. 2 in Seitenansicht.Fig. Ι shows the machine in plan, Fig. 2 in side view.

Abb. 3 zeigt die Stirnansicht der Maschine.Fig. 3 shows the front view of the machine.

Abb. 4, 5, 6, 7, 8 zeigen schematisch die Arbeitsweise der Maschine.Fig. 4, 5, 6, 7, 8 show schematically how the machine works.

Abb. 9 und 10 zeigen Teile eines nach dem neuen Verfahren hergestellten Fräsers.Figs. 9 and 10 show parts of a milling cutter manufactured according to the new process.

Abb. 11 zeigt in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine zweite Ausführungsform der Maschine. Fig. 11 shows in side view, partly in Section, a second embodiment of the machine.

Abb. 12 ist ein Grundriß.Fig. 12 is a plan.

Abb. 1.3 ist eine Stirnansicht.Fig. 1.3 is an end view.

Abb. 14 und 15 zeigen Einzelheiten der Maschine.Figs. 14 and 15 show details of the Machine.

Die Maschine nach Abb. 1 bis 10 wird in Verbindung mit einer an sich bekannten und in der Zeichnung nicht dargestellten Fräs-The machine according to Fig. 1 to 10 is in Connection to a milling machine known per se and not shown in the drawing

maschine verwendet. Die Fräsmaschine be sitzt einen in einem Bett bin und bier verschiebbaren Werktisch. T₁ über dem die zur Aufnahme eines Fräsers H: bestimmte Fraserspindel Z drehbar gelagert ist, derart, daß die Drehachse der Fräserspindel Z senkrecht zur Bewegungsbahn des Schlittens T liegt. Der Antrieb des Tisches 7! und der Fräserspin del Z kann in bekannter Weise stattfinden, ίο Auf dem Tisch T- ist ein Gehäuse ι fest verschraubt. Im Gehäuse ι ist eine Hohlwelle 2 drehbar angeordnet. An der Hohlwelle 2 ist ein Zahnsegment 3 (Abb. 3) starr befestigt. Mit dem Zahnsegments steht eine Zahnx 5 stange 4 in Eingriff, die im Gehäuse 1 vertikal verschiebbar in Führungen geführt ist. Die Zahnstange 4 trägt einen Zapfen 6, auf dem ein Gleitstück 5 drehbar angeordnet ist. Das Gleitstücks ist verschiebbar in einem Schlitz 8 eines Armes 28 (Abb. 1), der mittels eines Zapfens 7 drehbar in einem Lager 9 angeordnet ist. Das Lager 9 ist mit dem Querschlitten S der Fräsmaschine fest verbunden, in dem der Längsschlitten T verschiebbar angeordnet ist. Der Hebel 28 ist doppelarmig und hat eine Gabel 29, in der ein Gleitstück 10 mit dem Kurbelzapfen 30 einer Kurbelscheibe 11 verschiebbar angeordnet ist. Die Kurbelscheibe sitzt auf der im Lager 12 drehbar gelagerten WeEe 14, deren Antrieb vom Antrieb der Fräserspindel Z aus durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel erfolgt. In der Hohlspindel 2 ist eine mit einer Teilscheibe 16 fest verbundene Spindel 32 drehbar gelagert. Ein am Ende der Hohlspindel 2 befestigter Bügel 15 trägt einen mit den Löchern 33 der Teilscheibe 16 zusammenarbeitenden Bolzen 17, mit dem die Welle 32 in bezug auf die Hohlwelle 2 zur Bestimtnung der Zähnezahl des herzustellenden Fräsers eingestellt wird. Das Werkstück 4 ist auf einem Dorn 20 mittels Muttern 21 befestigt. Der Dorn wird von der Spindel32 und einer Reitstockspitze 23 gehalten. Der Dorn 20 ist ferner mittels einer Kupplungsmuffe 19 (Abb. 1) mit der Spindel 32 so verbunden, daß sich der Dorn 20 nicht gegenüber der Welle 32 verdrehen kann.machine used. The milling machine has a workbench that can be moved in a bed bin and beer. T ₁ above which the milling spindle Z intended to receive a milling cutter H: is rotatably mounted in such a way that the axis of rotation of the milling spindle Z is perpendicular to the path of movement of the slide T. The drive of table 7! and the milling spindle Z can take place in a known manner, ίο a housing ι is firmly screwed onto the table T-. In the housing ι a hollow shaft 2 is rotatably arranged. A toothed segment 3 (Fig. 3) is rigidly attached to the hollow shaft 2. With the tooth segment is a Zahnx 5 rod 4 in engagement, which is vertically displaceably guided in guides in the housing 1. The rack 4 carries a pin 6 on which a slider 5 is rotatably arranged. The slider is displaceable in a slot 8 of an arm 28 (FIG. 1) which is rotatably arranged in a bearing 9 by means of a pin 7. The bearing 9 is firmly connected to the cross slide S of the milling machine, in which the longitudinal slide T is arranged displaceably. The lever 28 is double-armed and has a fork 29 in which a slider 10 with the crank pin 30 of a crank disk 11 is slidably arranged. The crank disk is seated on the WeEe 14, which is rotatably mounted in the bearing 12 and which is driven by the drive of the milling spindle Z by means not shown in the drawing. In the hollow spindle 2, a spindle 32 fixedly connected to a part disk 16 is rotatably mounted. A bracket 15 attached to the end of the hollow spindle 2 carries a bolt 17 cooperating with the holes 33 of the indexing disk 16, with which the shaft 32 is adjusted with respect to the hollow shaft 2 to determine the number of teeth of the milling cutter to be produced. The workpiece 4 is fastened on a mandrel 20 by means of nuts 21. The mandrel is held by the spindle 32 and a tailstock tip 23. The mandrel 20 is also connected to the spindle 32 by means of a coupling sleeve 19 (FIG. 1) in such a way that the mandrel 20 cannot rotate relative to the shaft 32.

Die Arbeitsweise ist folgende: Nachdem der zu bearbeitende Fräserkörper A₁ wie vorhin beschrieben, zwischen Spitzen eingespannt ist, wird der Längsschlitten T so weit zurückgestellt, bis, die Stirnfläche & des Werkstückes A hinter dem Frä- sex H. zu liegen kommt. Hierauf wird der Schlitten T entsprechend der zu bearbeitenden Tiefe des Werkstückes A höhergestellt. Die Stirnfläche & des Werkstückes .Ä ist die Anstellungskante, bei welcher die Bearbeitung beginnt. In dieser Stellung befindet sich das am Zapfen 6 der Zahnstange 4 drehbar gelagerte Gleitstück 5 entsprechend der Dicke bzw. Länge des zu bearbeitenden Werkstückes .A weiter links von dem Drehpunkt des Zapfens 7 entfernt in der Nut 8 des Schwingarrnes 28. Wird nun die Maschine in Bewegung gesetzt, so dreht sich auch die den Kurbelzapfen 30 treibende Welle 14, wodurch der Schwingarm 28 ausschwingt. Die mit diesem verbundene, im Gehäuse 1 geführte Zahnstange 4 gleitet auf und ab und schwingt mittels des Zahnsegmentes 3 die Hohlspindel 2 und mit ihr das Werkstück A hin und her. Gleichzeitig wird der Arbeitsschlitten T gegen den Fräser H geführt, und da sich, wie oben beschrieben, das Werkstück A entsprechend der Schwingung des Armes 28 in den beiden Richtungen d, d' dreht, so entsteht im Werkstück A bei Beginn des Tischschlittenvorschubes ein breiter Ausschnitt/ bei b. Da entsprechend des fortschreitenden Vorschubes des Schlittens T auch^ das in der Nut 8 befindliche Gleitstück 5 dem* Drehpunkt des Schwingarmes 28 sich nähert, so wird naturgemäß die pendelnde Bewegung des Werkstückes A immer kleiner, und wenn sich der Drehzapfen 6 des Gleitstückes 5 genau gegenüber dem Lagerzapfen 7 des Schwingarmes 28 (Abb. 1 und 2) befindet, so wird die Bewegung der Zahnstange 4 und mithin auch die Drehung des Werkstückes A gleich Null. Dadurch, daß das Gleitstück 5 in der Nut 8 des während des Arbeitsganges der Maschine ortsfest gelagerten Schwingarmes 28 sich immer mehr der Achse des letzteren nähert, entsteht im Werkstück A ein keilförmiger Ausschnitt f, dessen Kanten c und c' entsprechend dem eingestellten Schwingungswinkel des Armes 28 Schraubenlinien ergeben. Die Kante c des Ausschnittes/ bildet hierbei die Schneidkante eines Zahnes, während die Kante c' den Rücken eines benachbarten Zahnes gemäß dem Profil des Fräsers H ergibt. Die in dieser Weise im Werkstück A erzielten Zähne besitzen überall einen gleichmäßigen Querschnitt.The method of operation is as follows: After the milling cutter body A ₁ to be machined is clamped between centers as described above, the longitudinal slide T is set back until the end face & of the workpiece A comes to rest behind the milling head H. The slide T is then raised according to the depth of the workpiece A to be machined. The face & of the workpiece .Ä is the contact edge at which machining begins. In this position, the slider 5 rotatably mounted on the pin 6 of the rack 4 is located further to the left of the pivot point of the pin 7 in the groove 8 of the swing arm 28. If the machine is now in If movement is set, the shaft 14 driving the crank pin 30 also rotates, as a result of which the swing arm 28 swings out. The toothed rack 4 connected to this and guided in the housing 1 slides up and down and, by means of the toothed segment 3, swings the hollow spindle 2 and with it the workpiece A back and forth. At the same time, the work slide T is guided against the milling cutter H , and since, as described above, the workpiece A rotates in the two directions d, d ' according to the oscillation of the arm 28, a wide section is created in the workpiece A at the beginning of the table slide advance / at b. Since, according to the advancing advance of the slide T , the slide 5 located in the groove 8 also approaches the pivot point of the swing arm 28, the oscillating movement of the workpiece A naturally becomes smaller and smaller, and when the pivot 6 of the slide 5 is exactly opposite the bearing pin 7 of the swing arm 28 (Fig. 1 and 2) is located, the movement of the rack 4 and therefore also the rotation of the workpiece A is zero. Because the slide 5 in the groove 8 of the swing arm 28, which is fixedly mounted during the operation of the machine, approaches the axis of the latter more and more, a wedge-shaped cutout f is created in the workpiece A , the edges c and c 'of which correspond to the set oscillation angle of the arm 28 helical lines result. The edge c of the cutout / forms the cutting edge of a tooth, while the edge c ' results in the back of an adjacent tooth according to the profile of the milling cutter H. The teeth obtained in this way in workpiece A have a uniform cross-section everywhere.

Die Vorrichtung nach Abb. 11 hat einen Unterteil R₁ der auf einem Tisch F einer Fräsmaschine mittels Schrauben 61 lösbar befestigt ist. Am Unterteil/? ist mittels eines Zapfens 69 ein Rahmen B drehbar gelagert, der zur Aufnahme des Werkstückes A dient, das auf einem zwischen zwei Spitzen 42, 4,3 ehaltenen Dorn 46 mittels Mutter 50 festgespannt ist. Am Dorn 46 ist ein Mitnehmer 47 befestigt, der abgebogen ist und in eine Gabel 48 eingreift (Abb. 12), die fest auf einer im Rahmen B gelagerten, die Spitze 42 tragenden Welle 49 sitzt. Auf der Welle 49 sitzt ferner eine Teilscheibe 44, die am Umfang mit Kerben versehen ist. In jede Kerbe der Scheibe 44. kann ein Hebel 45 eingelegtThe device according to FIG. 11 has a lower part R ₁ which is releasably fastened to a table F of a milling machine by means of screws 61. On the lower part /? a frame B is rotatably mounted by means of a pin 69, which frame is used to hold the workpiece A , which is clamped by means of a nut 50 on a mandrel 46 held between two tips 42, 4, 3. A driver 47 is attached to the mandrel 46, which is bent and engages in a fork 48 (FIG. 12) which is firmly seated on a shaft 49 which is supported in the frame B and which carries the tip 42. A graduated disk 44 is also seated on the shaft 49 and is provided with notches on the circumference. A lever 45 can be inserted into each notch of the disk 44

werden, der am Rahmen B drehbar gelagert ist und unter der Wirkung einer Feder steht, die bestrebt ist, den Hebel 45 in Eingriff mit der Teilscheibe 44 zu halten.
Die Spitze 43 kann mittels einer Mikrometerschraube 51 verstellt werden. In einem Längsschlitz 65 am freien Ende des Rahmens B ist ein Gleitstück 59 verschiebbar angeordnet, das drehbar auf einem radial einstellbaren Kurbelzapfen 58 einer Kurbelscheibe 57 sitzt. Die Scheibe 57 sitzt auf einer Welle 44, die im Unterteil R drehbar gelagert ist. Sie trägt ein Schneckenrad 55, mit welchem eine Schnecke 54 in Eingriff steht. Die Schneckenwelle 53 ist in einem am Unterteil R befestigten Gehäuse C drehbar gelagert und trägt an ihrem freien Ende eine Riemenscheibe 52, mittels welcher die Welle 53 und damit der Kurbelzapfen 58 gedreht werden kann. Zu diesem Zwecke ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Antrieb vorgesehen. Zum Bearbeiten des Werkstückes A ist ein Fräser H vorgesehen, der in an sich bekannter Weise gelagert und angetrieben wird.which is rotatably mounted on the frame B and is under the action of a spring which strives to keep the lever 45 in engagement with the graduated disk 44.
The tip 43 can be adjusted by means of a micrometer screw 51. In a longitudinal slot 65 at the free end of the frame B , a slider 59 is slidably arranged, which is rotatably seated on a radially adjustable crank pin 58 of a crank disk 57. The disk 57 sits on a shaft 44 which is rotatably mounted in the lower part R. It carries a worm wheel 55 with which a worm 54 is in engagement. The worm shaft 53 is rotatably mounted in a housing C fastened to the lower part R and carries at its free end a belt pulley 52, by means of which the shaft 53 and thus the crank pin 58 can be rotated. For this purpose, a drive not shown in the drawing is provided. For machining the workpiece A , a milling cutter H is provided, which is mounted and driven in a manner known per se.

Der Tischt bewegt sich nun in der Richtung der Ebene des Fräsers H. Gleichzeitig wird aber auch die Welle 53 angetrieben, wodurch der Rahmen 2? mittels des Zapfens 58 hin und her geschwenkt wird.The table now moves in the direction of the plane of the milling cutter H. At the same time, however, the shaft 53 is also driven, whereby the frame 2? is pivoted back and forth by means of the pin 58.

Der Fräser arbeitet nun im Werkstück A eine Nut aus, deren Seitenwände winklig zueinander stehen. Ist eine Nut fertig, so wird das Werkstück A mittels der Teilscheibe 44 um eine Winkelteilung gedreht und wieder gesichert, so daß eine zweite Nut ausgearbeitet werden kann. Sind alle Nuten gefräst, so wird das Werkstück A vom Dorn gelöst, gewendet und wieder neu eingespannt, so daß nun eine Reihe von weiteren Nuten im Werkstück// gebildet werden kann.The milling cutter now creates a groove in workpiece A , the side walls of which are at an angle to one another. When a groove is ready, the workpiece A is rotated by an angular division by means of the index disk 44 and secured again so that a second groove can be worked out. When all the grooves have been milled, the workpiece A is released from the mandrel, turned and clamped again so that a series of further grooves can now be formed in the workpiece //.

Statt mit einem Fräser könnten beim neuen Verfahren die Nuten auch ausgehobelt oder sonstwie mit einem geeigneten Werkzeug herausgearbeitet werden. Statt Nuten am Umfang von zylindrischen Arbeitsstücken könnten auch Schlitze in flaschen Gegenständen ausgearbeitet werden. Die Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück kann z. B. in der Weise erfolgen, daß die Vorwärtsbewegung in der Richtung des Domes wie auch die Querbewegung schrittweise, also nicht kontinuierlich erfolgt, und zwar wird diese schrittweise Schaltung dann benutzt, wenn die Zähne durch einen Hobelstahl geformt werden. Ehe der Hobelstahl einen Arbeitshub beginnt, wird das Werkstück durch Drehung um seine Achse etwas vorgeschaltet.Instead of using a milling cutter, the grooves could also be planed or otherwise worked out with a suitable tool. Instead of grooves on the circumference Cylindrical workpieces could also have slots in bottle objects to be worked out. The movement between tool and workpiece can, for. B. be done in such a way that the forward movement in the direction of the dome as well as the transverse movement step by step, so not occurs continuously, and this step-by-step circuit is used when the teeth are shaped by a planer steel. Before the planer steel has a working stroke starts, the workpiece is switched slightly upstream by rotating around its axis.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a cylindrical Tool with alternately oppositely directed screw teeth of the same pitch and the same Cross-section, characterized in that the relative movement with respect to the Tool executing in the direction of its longitudinal axis workpiece executes pendulum movements about its longitudinal axis, whose Oscillation amplitude steadily increases or decreases during the relative movement in the direction of the workpiece axis.

2. Milling machine for carrying out the method according to claim 1, in which, to achieve different pitch of the teeth, the work-piece spindle carrying a gearwheel executes a pendulum movement about its own axis by means of a rack connected to the workbench, the workpiece axis crossing at right angles, the longitudinal movement of which Guiding on a guide rail that can be adjusted at any angle to the workpiece axis is variable, characterized in that the guide rail (28) generating the longitudinal movement of the rack (4) swings continuously back and forth around a fixed point (7) during the table feed, so that a radial groove (8) of the oscillating guide rail (28) sliding pin (5, 6) of the rack (4) moves this to a variable extent back and forth, whereby the workpiece (A) is constantly decreasing or increasing around its axis during the table feed Dimensions swing back and forth (Fig. 1 to 10).

3. Milling machine for performing the method according to claim 1, characterized in that the workpiece (A) receives a constant reciprocating movement about an axis (69) perpendicular to the workpiece axis (46) during the advance of the work table (Fig. 11 to 15).

4. Milling machine according to claim 2 or 3, characterized in that the Derivation of the pendulum movements of the guide rail or of the workpiece about an axis perpendicular to the workpiece axis from an oscillating crank loop.

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