DE512669C - Verfahren zur Herstellung von Gewindespindeln, insbesondere von Schnecken, mittels Schraubenfraeser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Fräser zur Herstellung von Gewindespindeln und Schnecken in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsgange und besteht im wesentliehen darin, daß mit einem eingängigen Fräser gearbeitet wird, dessen Schraubenwindungen im gleichen Sinne verlaufen wie die des zu schneidenden Werkstückes und dessen Zahn- und Schneideprofile in der Drehrichtung allmählich sowohl in der Höhe als auch in der Breite bis auf ein Normalprofil zunehmen, sowie darin, daß Werkstück und Werkzeug im gleichen Drehsinne gedreht werden derart, daß die Drehzahl des Werkstückes während einer Fräserumdrehung sich zusammensetzt aus einer Drehzahl, die zu der des Fräsers im umgekehrten Verhältnis steht wie die Gangzahl der herzustellenden Schnecke zu eins, und aus einer geringenzusätzlichen Drehung, damit jeder Schneidzahn den vom vorangehenden Schneidzahn bei der vorherigen Umdrehung des Werkstückes ausgeführten Schnitt vertieft.

Nach der Erfindung können mit einem eingängigen Fräser in einem einzigen Arbeitsgange sowohl eingängige als auch zwei-, drei- und mehrgängige Gewindespindeln oder Schnecken geschnitten werden, wobei natürlich vorausgesetzt werden muß, daß die Normalteilung in den betreffenden Fällen immer dieselbe bleibt.

Es ist in diesen Fällen lediglich erforderlich, dem Fräser bei einer ganzen bzw. bei einer halben oder ein drittel Umdrehung des Werkstückes jeweils eine ganze Umdrehung und, wie schon oben erwähnt, eine gewisse Zusatzdrehung zu erteilen, damit jeder Schneidzahn den vom vorangehenden Schneidzahn bei der vorherigen Umdrehung des Werkstückes ausgeführten Schnitt vertieft.

Der große Vorzug der Erfindung gegenüber anderen Verfahren besteht jedenfalls darin, daß mit einem Schraubenfräser sowohl ein- als auch mehrgängige Schnecken oder Gewindespindeln mit einer Normalteilung gleich der des betreffenden Schraubenfräsers in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsgange vollständig fertig geschnitten, also wesentlich schneller und billiger als sonst, hergestellt werden können.

Das zur Ausführung eines Verfahrens gemäß dieser Erfindung dienende Werkzeug (Schraubenfräser) ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Schneidprofile der einzelnen Schneidzähne bis zum endgültigen Schneidprofil allmählich und im Drehsinne des Fräsers anwächst, wobei die Anzahl der Schraubenwindungen nicht mehr als zwei oder, anders ausgedrückt, die Länge des Fräsers nicht über zwei Gewindegänge hinauszugehen braucht.

Im folgenden soll die Erfindung und insbesondere die Herstellung eines zur Ausführung des neuen Verfahrens geeigneten Fräsers an Hand eines Beispieles beschrieben werden.

Mit Bezug auf die Zeichnungen stellen dar:

Abb. ι den neuen Fräser, von der Seite gesehen,

Abb. 2
stellung,

Abb. 3
Schnecke,

den Fräser in. schaubildlicher Darden Fräser mit der zu schneidenden

Abb. 4 bis 12 graphische Darstellungen für die Entwicklung des Fräsers,

Abb. 4 den Querschnitt des Schneckenganges (Mittelschnitt durch die Schnecke),
Abb. 5 einen Viertelquerschnitt der Schnecke, Abb. 6 den mit Hilfe der Abb. 5 projizieren Schneckengang,

Abb. 7 ebenso wie Abb. 5. einen Viertelquerschnitt der Schnecke, in den mehrere Hilfsebenen zur Ermittlung des Zahnprofiles für den Fräser eingezeichnet sind,

Abb. 8 eine Entwicklung aus Abb. 7 zur Ermittlung des Fräserzahnprofiles,
Abb. 9 den aus Abb. 8 entwickelten Schnitt eines Fräserzahnes,

Abb. 10 und 11 die Entwicklung des Gewindeganges für den Fräser,

Abb. 12 eine graphische Entwicklung zur Feststellung der Beträge, um die das gewünschte Profil der Schnecke beim Arbeiten mit einem Fräser unterschnitten wurde, dessen Zähne genau das in Abb. 9 ermittelte Profil besitzen.

Bevor auf die Entwicklung eines Schraubenfräsers gemäß dieser Erfindung eingegangen wird, muß zur Klarstellung noch vorausgeschickt werden, daß mit einem gewöhnlichen Scheibenfräser wohl eingängige aber keine

■"■ mehrgängigen Schraubenspindeln und Schnecken in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsgange geschnitten werden konnten. Mit der Erfindung ist nunmehr ein Werkzeug geschaffen, ein sogenannter Schraubenfräser, welches ge- - stattet, nicht nur eingängige, sondern auch mehrgängige Spindeln und Schnecken in einem einzigen und ununterbrochenen Arbeitsgange restlos fertig zu schneiden. Der neue Fräser ist, wie aus den Abb. 2 und 3 hervorgeht, ein eingängiger und beispielsweise mit insgesamt 19 Zähnen T^x-T¹⁵ und F^-F¹⁹ versehen (Abb. i).

to Wie diese Zähne entwickelt werden, um das für die zu schneidende Gewindespindel oder Schnecke gewünschte Zahnprofil zu bekommen, wird weiter unten erläutert. In Abb. 3 ist als Beispiel der einfachste Fall angenommen. Es soll hier mit Hilfe des Schraubenfräsers eine eingängige Schnecke geschnitten werden. Die Drehrichtung des Werkzeuges und Werkstückes ist mit Pfeilen angegeben und ebenso die Richtung des axialen Vorschubes des Schneckenfräsers. Während das Werkzeug eine Umdrehung ausführt, muß das Werkstück in diesem Falle ebenfalls eine ganze Umdrehung und außerdem noch eine gewisse Zusatzdrehung erhalten, damit z. B. an der Stelle, an welcher der Zahn T¹ erstmalig in das Werkstück einschneidet, bei der nächsten Umdrehung der Zahn T², bei der übernächsten Umdrehung der Zahn T³ usw. den Schnitt vertieft, bis schließlich das Profil vollständig herausgearbeitet ist. Für den Schnitt einer mehrgängigen Schnecke ist vorausgesetzt, daß die Normalteilung der gewünschten mehrgängigen Schnecke der Normalteilung des eingängigen Fräsers entspricht. Wie das Werkzeug (Schraubenfräser) zum Werkstück gesetzt werden muß, wird weiter unter erläutert. Mit Bezug auf die Drehung von Werkzeug und Werkstück gilt aber für alle Fälle (für das Schneiden eingängiger und mehrgängiger Schnecken und Gewindespindeln), daß die Drehzahl des Werkstückes bei einer Fräserumdrehung sich zusammensetzt aus einer Drehzahl, die zur Drehzahl des Fräsers im umgekehrten Verhältnis steht wie die Gangzahl der herzustellenden Schnecke zu eins, und aus einer geringen zusätzlichen Drehung, so daß jeder Schneidzahn, wie schon oben erwähnt, den vom vorangehenden Schneidzahn bei der vorherigen Umdrehung des Werkstückes ausgeführten Schnitt vertieft, d. h. mit anderen Worten, beim Schneiden von ein-, zwei-, drei- oder mehrgängigen Schnecken wird dem Werkstück bei einer Umdrehung des Fräsers entweder eine ganze oder eine halbe oder eine drittel Umdrehung usw. und außerdem noch eine gewisse Zusatzdrehung zuteil.

Im folgenden soll die Entwicklung des Fräsers näher beschrieben werden, und zwar unter der Voraussetzung folgender Daten für eine viergängige Schnecke.

2,5994 cm: Teilung (gemessen im Mittelschnitt) der Schnecke,

2,3051 cm: normale Teilung, d. h. der senkrechte Abstand zwischen zwei Schneckengängen,

6,35 cm: Teilkreisdurchmesser, 7,8029 cm: Kopfkreisdurchmesser,

10,3976 cm: Ganghöhe—viermal Teilung, da viergängige Schnecke gegeben sein soll,

1,5748 cm: Zahntiefe,

1,1519 cm: Zahnstärke (im Teilkreis gemessen),

0,7264 cm: Kopfhöhe (gemessen zwischen Kopfkreis und Teilkreis).

Steigungswinkel: 27 °, 31', 45".

Eingriffswinkel: 30°.

Die Schnecke, deren Daten oben angegeben wurden, soll mit einem eingängigen Fräser geschnitten werden, dessen Kopfkreisdurchmesser 11,25 cm beträgt. Die normale Teilung dieses Fräsers, d. h. der senkrechte Abstand zwischen zwei die Fräserzähne liefernden Gewindegängen, muß natürlich mit der normalen Teilung der zu schneidenden Schnecke übereinstimmen. Die Zahntiefe sei beim Fräser 1,67 cm, die Zahnstärke, im Teilkreis gemessen, 1,14 cm, die Zahnkopfhöhe 0,835 ^CI*i und die Teilung bzw. Steigung oder Ganghöhe 2,275 cm. Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß der Fräser eingängig sein soll. Der Steigungswinkel beträgt 4°, 19', 24'^f.

Zunächst wäre in einem jeweils zu wählenden Maßstab das Profil für den Mittelschnitt der Schnecke so wie in Abb. 4 aufzuzeichnen. Die

Lage des Fußkreises, Kopfkreises und Teilkreises wird zweckmäßig an den Flanken angedeutet (Abb. 4). Alsdann zeichnet man den Querschnitt der Schnecke auf. Es genügt, einen Viertelquerschnitt der Schnecke, d. h. den Kopf kreis a, den Teilkreis b und den Fußkreis c, wie in Abb. 5 über 90° zu schlagen. Mit Hilfe der Abb. 5 kann alsdann der Verlauf des Schneckenganges (Abb. 6) in der bekannten Weise ermittelt werden. Man hätte also auf die in H-O liegende Ebene zu projizieren und sticht deshalb auf J-O eine Strecke I-Q' ab, deren Länge gleich ^x/₄ der Ganghöhe zu betragen hätte, da im vorliegende Falle nur ¹Z₄ Gang projiziert werden soll. Die Kreise a, b und c und die Strecke 1-0' werden dann in gleich viele gleiche Teile eingeteilt, worauf die Projektion in die Ebene 0-H vorgenommen werden kann. Die auf a, b, c liegenden Punkte werden horizontal herüber, die auf 1-0' liegenden Punkte senkrecht nach oben projiziert und die Schnittpunkte fortlaufend verbunden. Die so konstruierten Schraubenlinien werden von O' aus nach rechts und nach links je um die Hälfte der Strecke a-a' bzw. b~b' und c-c' (Abb. 4) verschoben, um schließlich die in Abb. 6 fertig dargestellte Projektion des Schneckenganges zu erhalten.

Auf die gleiche Weise wird (mit Hilfe der Abb. 7) die in Abb. 8 dargestellte Fortsetzung des Schneckenganges projiziert.

Jetzt ist das in Abb. 9 dargestellte Profil für einen Zahn des Fräsers zu ermitteln. Hierzu zeichnet man in Abb. 7 mehrere Radialebenen f~, 2'', 3¹' usw. ein. Um die Lage dieser Radialebenen auf den Gewindeflanken in Abb. 8 zu ermitteln, projiziert man die Schnittpunkte mit den Kopf- und Fußkreisen a, c aus Abb. 7 nach Abb. 8 und findet auf den Linien a-a', b-V', c-c' in Abb. 8 Schnittpunkte, die, miteinander verbunden, die Lage der radialen Ebenen angeben. Einen Scheibenfräser könnte man sich nun aus unendlich vielen, dünnen Scheiben zusammengesetzt denken, die alle von verschiedenem Durchmesser auf gemeinsamer Achse in verschieden weiten Abständen von einem Mittelpunkte aufgereiht wären. In Richtung der Linie x-x in Abb. 8 senkrecht zur mittleren Steigung liegt die Achse für den Scheibenfräser über der Zeichenebene. Die Mitte dieser Achse bzw. des Fräsers ist mit O' gekennzeichnet. Man denke sich nun eine unendlich dünne Scheibe, deren Durchmesser dem gewählten Außendurchmesser des Fräsers zu entsprechen hätte und lege diese Scheibe so, daß ihre Mitte mit dem Punkte O' übereinstimmt, und die Scheibe selbst genau in Richtung der unter dem mittleren Steigungswinkel der Schnecke gezogenen Linie O'-Q fällt. Die Scheibe kann jetzt längs der Achse x-x so weit verschoben werden, bis ihr Umfang gegen die Flanken des Schneckenganges stößt. Würde die Scheibe weiter verschoben, so würden die Flanken des Schneckenganges unterschnitten werden. Die am Kopfkreis gemessene Zahnstärke eines nicht unterschneidenden Fräsers muß also gleich der von 0' nach rechts und links vorgenommenen Verschiebung sein.

Zur Ermittlung des in Abb. 9 dargestellten Fräserzahnprofiles ist die Kurve H-H' in Abb. 7 einzuzeichnen. Bemerkt sei, daß die Kurve H-H' eine Projektion des Umfanges der auf O'~Q liegenden kreisrunden Scheibe darstellt. Die Kurve H-H' ist also eine Ellipse, deren große Achse gleich dem wirklichen Durchmesser der Scheibe bzw. dem Kopfkreisdurchmesser der Schnecke ist und deren kleine Achse gleich diesem Durchmesser mal dem cos des Schneckensteigungswinkels ist. Ist diese elliptische Kurve in Abb. 7 eingezeichnet, so sind zunächst ihre Schnittpunkte mit den radialen Ebenen i^r, 2^r, 3^r usw. festzulegen und dann hinüber nach Abb. 8 auf die entsprechenden Linien 1'", 2'', 3'' usw. zu projizieren. Von den zuletzt ermittelten Schnittpunkten in Abb. 8 greift man den der Linie O'-Q am nächstliegenden Punkt heraus, der im vorliegenden Falle mit G gekennzeichnet worden ist. Indem man sich noch weitere Durchmesser für verschiedene Scheiben denkt und zu diesen Scheiben die entsprechenden elliptischen Kurven in Abb. 7 einzeichnet, dann wieder deren Schnittpunkte mit den Radialen i^r, 2^r, 3^r ermittelt und die Schnittpunkte auf die zugehörigen Radialen in Abb. 8 hinüber projiziert, erhält man eine Reihe weiterer Punkte A, Y, B, C, D, E, F. Diese Punkte sind auf die verschiedenen Durchmesser zu projizieren, um schließlich das Grundprofil für die in der Normalteilung liegende Schneidbrust der Fräserzähne zu erhalten (Abb. 9).

Das jetzt ermittelte Zahnprofil für den Fräser kann allerdings nicht für den gesamten, die Fräserzähne liefernden Gewindegang beibehalten werden, wie es die Erfahrung gelehrt hat, da sonst beim Fräsen der Schnecke ein Unterschneiden der Flanken erfolgen würde Es ist notwendig, das mit Abb. 9 ermittelte Profil für alle Fräserzähne fortschreitend abzuändern, wozu nachstehendes Verfahren vorgeschlagen wird. "ο

Empfohlen wird mit Rücksicht auf die Spanverteilung, 12 Zähne auf einen Gang des Fräsers zu verteilen (vgl. Abb. 1). Der Fräser soll nun nicht genau einen Gang, sondern aus Zweckmäßigkeitsgründen vielleicht i^x/₂ Gänge erhalten. In diesem Falle würde man über diese I¹Z₂ Gänge 18 oder 19 Zähne verteilen können. In Abb. ι ist beispielsweise ein Fräser mit insgesamt 19 Zähnen dargestellt.

Im Betrieb wird der Fräser so zum Werkstück gestellt, daß eine zur mittleren Steigung der zu schneidenden Schnecke rechtwinklig liegende

Ebene auch zur mittleren Steigung des Fräsers normal steht und daß einer der letzten Fräserzähne, Zahn F¹⁷ z. B., in seiner tiefsten Schnittstellung mit einem Lot zusammenfällt, welches man sich durch den scheinbaren Schnittpunkt der Fräser- und Werkstückachse gezogen und auf die Achse des Werkstückes gefällt denken kann. Fräser und Werkstück werden so in Umlauf gesetzt, daß das Werkstück etwa ίο !/j Umdrehung macht, während der eingängige Fräser eine ganze Umdrehung macht. Der Fräser wird dabei allmählich in Richtung parallel der Werkstückachse verschoben. Damit nun der gleiche Fräserzahn nicht wieder an t5 der gleichen Stelle schneidet, muß das Werkstück eine kleine Zusatzdrehung erhalten, so daß also beim Schneiden von ein-, zwei- und dreigängigen Schnecken dem Werkstück bei einer Umdrehung des Fräsers eine ganze oder eine halbe oder eine drittel Umdrehung erteilt wird und außerdem noch eine gewisse Zusatzumdrehung, damit jeder Schneidzahn den vom vorangehenden Schneidzahn bei der vorherigen Umdrehung des Werkstückes ausgeführten Schnitt vertieft.

Während der Drehung von Fräser und Werkstück wird die durch den scheinbaren Schnittpunkt von Werkstück- und Fräserachse gehende, das schon einmal erwähnte Lot aufnehmende und dabei sowohl zur mittleren Steigung der zu schneidenden Schnecke als auch zu der mittleren Steigung der Fräsers rechtwinklig gerichtete Ebene von den Fräserzähnen 1 bis xo. an ganz verschiedenen Stellen durchschnitten. Angenommen, der Fräser wird einmal herumgedreht, so müßte die Entfernung zwischen der Stelle, wo Fräserzahn T⁵ jene Ebene durchschneidet und jener Stelle, wo Fräserzahn i⁷¹⁷ die Ebene durchschneidet (Abb. 1, 2 und 3), gleich der normalen Teilung des Fräsers sein. Hat der Fräser im vorliegenden Falle eine ganze Umdrehung ausgeführt, so wird das Werkstück, da hier eine viergängige Schnecke geschnitten werden soll, eine Viertelumdrehung *5 zurückgelegt haben.

In Abb. 12 sind die Stellungen der verschiedenen Fräserzähne in dem Augenblick dargestellt, wo jene senkrechte Ebene von ihnen durchschnitten wird. Gleichzeitig sind die Querschnitte der Schneckengänge für dieselbe Ebene mit dargestellt. Es ist von der Voraussetzung auszugehen, daß jetzt noch alle Fräserzähne ein gleiches, der Abb. 9 entsprechendes Profil haben. Abb. 12 muß unter solcher Voraussetzung also einwandfrei erkennen lassen, ob und in welchem Maß die Fräserzähne an der einen oder der anderen Stelle die Gewindegangflanken der Schnecke unterschneiden. Zur - Entwicklung der Abb. 12 ist wie folgt zu verfahren:

Da Abb. 12 einen Schnitt durch Fräser und Werkstück in der nun schon mehrfach erwähnten, zur mittleren Steigung des Fräsers und des Werkstückes senkrechten Ebene darstellt und da die Fräser und Werkstückachsen unter verschiedenen Winkeln zu dieser Ebene liegen, müssen sich die Schnitte durch Fräser und Schnecke als zwei Ellipsen darstellen, deren kleine Achsen gleich sind dem Außendurch- ■ messer des Fräsers bzw. der Schnecke oder des Werkstückes und deren große Achsen jeweils von den Winkeln abhängen, die Fräserachse und Schneckenachse mit j ener senkrechten Ebene bilden. Die Ellipsen oder doch wenigstens Abschnitte der Ellipsen sind für den Kopfkreis des Fräsers von i'"-K und für den Kopfkreis der Schnecke von I'-a aufgetragen. (Die Ellipsenabschnitte für den Fräser stellen sich in diesem Falle nahezu gleich geraden Linien dar). Die den Teilkreisen entsprechenden Ellipsen sind für den Schneckenfräser von i"-L und für die Schnecke von I"-b aufgetragen. Die Ellipse für den Fußkreis des Schneckenfräsers stellt sich dar zwischen i'-M und für die Schnecke zwischen/'"-c. Die kleinen Achsen für all diese Ellipsen liegen auf Linie L senkrecht zur Schneckenachse.

Zur Ermittlung des wahren Profils, welches z. B. der Zahn F¹⁷ besitzen muß, sobald er das Werkstück in der bewußten Ebene schneidet, zieht man in Abb. 11 (welche, einem Viertelgang des Fräsers entsprechend das in Abb. 9 entwickelte Normalprofil darstellt) unter rechtem Winkel zur Steigungslinie eine Gerade 17 durch 0', d. h. also entsprechend der Ebene, in welcher man sich gemäß Abb. 12 den Schnitt durch Fräser und Werkstück, rechtwinklig zur mittleren Steigung von beiden liegend, denkt. Jetzt werden die Schnittpunkte der Geraden 17 mit den Kopf kreis-, Teilkreis- und Fußkreislinien in Abb. 11 festgelegt, mit dem Zirkel von O' aus abgestochen und in Abb. 12 von L-Z. aus auf die entsprechenden Ellipsenabschnitte i'-K, i"-L und i'"-M übertragen. Die ermittelten Punkte in Abb. 12 werden durch glatte Linienzüge verbunden — der Querschnitt des Fräser- ;ahnes in der bewußten Ebene ist damit ermittelt.

An anderer Stelle wurde schon gesagt, daß die Entfernung zwischen der Stelle, an welcher Fräserzahn Γ⁵ die bewußte Ebene durchschneidet und jener Stelle, wo Zahn -F¹⁷ die senkrechte Ebene durchschneidet, gleich der normalen Teilung ist. Um diese Strecke zu ermitteln, trägt man in Abb. 11 von O'-i die Steigung des Fräsers auf und fällt von * das ot auf die unter dem Steigungswinkel bereits durch O' gezogene Gerade. Das Lot von i schneidet die unter dem Steigungswinkel gezogene Gerade bei -p. Die Strecke i-p gibt also das gesuchte Maß für die normale Teilung des Fräsers. Wird die Strecke i-p nunmehr von

L-L aus auf der Horizontalen (Abb, 12) abgestochen und wird dann eine Gerade T⁵ im Abstande i-p parallel zu L-L gezogen, so muß diese Linie T⁵ die Projektionsmitte für den Zahn Γ⁵ geben. Zur weiteren Darstellung dieses Zahnes werden von L-L aus auf den Kurven i"'-K, V-L und i'-M die aus Abb. 11 zu entnehmenden Strecken i-r, i-s-, i-a, i-u, i-n und i-v abgestochen. Die gefundenen Punkte werden durch einen gleichmäßigen Linienzug verbunden, so wie es in Abb. 12 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist und damit wäre nun auch die Projektion des Zahnes T^s geschehen.

Die Projektionen der zwischen i⁷¹⁷ und Γ⁵ liegenden Fräserzähne müssen natürlich zwischen den soeben erhaltenen Projektionen liegen. Da es sich nun um 11 Zähne zwischen den Zähnen F¹⁷ und T⁵ handelt, wird die Strecke O'-i (Abb. so 11) in 12 gleiche Teile geteilt und durch die einzelnen Teilpunkte je eine Gerade unter rechtem Winkel zur Steigungslinie, also parallel zu i-p, gezogen. Um das Gesamtbild nicht zu sehr zu trüben, sollen im vorliegenden Falle nur die drei Zähne Γ⁹, T¹³ und F^ie projiziert werden. Nachdem die Projektionsmitte ähnlich wie im letzten Beispiel dargestellt, also in Abb. 12 die Linien Γ⁹, Γ¹³ und F^1S, in den gehörigen Abständen parallel zu L-L gezogen sind, werden von Achse L-L wieder die aus Abb. 11 zuentnehmendenStreckenauf den Kurven i'"-K, i"-L, i'-M abgestochen. Das sind also die Strecken, die vom Schnittpunkt der Linien 9, 13 bzw. 16 mit i-0' zum Schnittpunkt mit den Kopf-, Fuß-und Teilkreislinien K', M', L' bzw. K', M', L gemessen werden (Abb. 11). Nach dem Auftragen dieser Strecke werden die in Abb. 12 auf i'"-K, i"-M und i'-M gefundenen Punkte miteinander verbunden; die Projektion der drei Zähne Γ⁹, Γ¹³, F¹⁶ wäre damit ebenfalls geschehen. Die Projektionen der Zähne T¹, F¹⁸, F¹⁹ werden auf ganz ähnliche Weise erhalten. Da z. B. die Projektion des Zahnes T¹ von der des Zahnes F¹⁷ weiter entfernt liegt als die Projektion von T⁵ und da Zahn T¹ im selben Abstand vom Zahn T^s liegt wie T⁵ von Γ⁹, wird man in Abb. 11 auf der Verlängerung von O'-i über i die gleiche Strecke auftragen, die von * bis zum Schnittpunkt der Geraden 9 auf O'-i gemessen wird. Von dem gefundenen, also jenseits von * liegenden Punkte fällt man wieder das Lot auf die durch O' gezogene Steigungslinie, d. h. zieht eine Parallele zu i-p und sticht von demselben Punkte aus die Strecken bis zu den Fußkreis-, Kopfkreisbzw. Teilkreislinien ab, um sie wie früher in die Abb. 12 zu übertragen. Ebenso ist auch bei den Zähnen F^1S und F¹⁹ zu verfahren. Man zieht in Abb. 11 die Geraden 18, 19 unter rechtem Winkel zu der durch O' gehenden Steigungslinie, nachdem vorher auf der über O' hinausgehenden Verlängerung von i-0' zweimal die durch elf malige Unterteilung von i-0' gefundene Teilstrecke, d. h. also ein Zwölftel i-0', zweimal von O' aus aufgetragen wurde. Die Geraden 18, 19 müssen die Verlängerung von i-0' in diesen beiden Abständen schneiden. Dann wären wieder wie früher die mit den Schnittpunkten der Kopf-, Fuß- und Teilkreislinien gefundenen Strecken in die Abb. 12 zu übertragen, um die Projektion der beiden Zähne F^1S, F¹⁹ fertigzustellen.

Jetzt wäre noch festzustellen, wie sich die Gewindegänge der Schnecke in Abb. 12 darstellen. Die zur Darstellung notwendigen Daten können aus Abb. 6 entnommen werden. Die Strecke I-O' wäre zu diesem Zwecke in Abb. 6 in zwölf gleiche Teile zu unterteilen. Von den Teilpunkten aus wird je ein Lot auf die durch Ö' gehende mittlere Steigungslinie der Schnecke gefällt. Im vorliegenden Falle sind nur die Senkrechten 5, 9, 13, 16, 17 berücksichtigt worden, um das Gesamtbild nicht allzusehr zu trüben. Dann verfährt man wieder genau so wie es mit Bezug auf Abb. 11 beschrieben wurde und trägt zweimal ein Zwölftel von 1-0' auf der über O' gehenden Verlängerung auf, um dann die Parallelen 18, 19 zu ziehen. Die Parallele 1 ist ebenfalls wie unter Abb. 11 zu finden, d. h. von J ist die Strecke bis zum Schnittpunkt von Linie 9 und 1-0' abgestochen und auf der über I hinausgehenden Verlängerung bis / abzutragen. Sodann wären die von den Punkten N, Q, R, S, U, V bis zu I gemessenen Strecken in die Abb. 12 zu übertragen und dort von L-L aus auf den Ellipsenabschnitten I'-a, I"-b und V"-c abzutragen. Ist somit die Lage der Punkte N, Q, R, S, U, V in Abb. 12 ermittelt, so sind sie durch möglichst glatte Linienzüge zu verbinden. Damit wäre die dem FräserzahnT⁵ entsprechende Projektion des Schneckenganges im Schnitt durch die nun schon mehrfach bezeichnete senkrechte Ebene geschaffen. Die übrigen den Zähnen T\ T⁹, Γ¹³, F^w, F¹⁷, F¹⁸ und F¹⁹ entsprechenden Projektionen der Schneckengänge werden mit Hilfe der Abb. 6 genau so dargestellt wie vordem die Fräserzähne mit Hilfe der Abb. 11.

Nachdem dies geschehen, wird man in Abb. 12 an den durch SchrafEur hervorgehobenen Stellen ohne weiteres feststellen können, daß die Gewindeflanken der Schnecke von den betreffenden Fräserzähnen mehr oder weniger unterschnitten werden. In Abb. 12 sieht man aber auch, daß die letzten vier Zähne i⁷¹⁶, F¹⁷, F¹⁸, F¹⁹ nicht oder so gut wie nicht unterschneiden und daß im übrigen ein Unterschneiden der anderen Fräserzähne nicht auf beiden Flanken des Schneckenganges, sondern immer nur auf der einen Flanke stattfindet. Die Folgerung ist also, daß die letzten vier Fräserzähne F¹⁹, F¹⁸, F¹"¹, F¹⁶ (das sind also die zu allerletzt schneidenden Zähne)

überhaupt keiner Abänderung bedürfen, also ihr ursprüngliches Profil beibehalten können. Weiter kann aus Abb. 12 gefolgert werden, daß alle übrigen unterschneidenden Fräserzähne nur auf der einen Seite nachgearbeitet, d. h. im Profil geändert zu werden brauchen. Wie weit die Abänderung der Fräserzähne zu gehen hat, kann ohne weiteres durch Messung der in Abb. 12 schraffierten Flächen festgestellt werden. Das Nachschneiden des Fräsers oder, richtiger gesagt, das Nachschneiden des die Fräserzähne später liefernden Ganges (Abb. 11) wird allerdings zweckmäßig auf beiden Seiten gleichmäßig vorgenommen. Nachdem die Änderung des die Fräserzähne liefernden Gewindes (Abb. 11) entsprechend den Feststellungen aus Abb. 12 vorgenommen ist, wird das Gewinde zur endgültigen Bildung der Fräserzähne in Abständen und in axialer Richtung durchschnitten

Hervorzuheben ist, daß bei einem auf dem soeben beschriebenen Wege hergestellten Fräser eine gleichmäßige Verteilung der Schnittleistung auf die einzelnen Zähne noch nicht denkbar wäre, da ja alle Zähne noch gleiche Höhe besitzen und somit der größte Teil der Schnittarbeit auf die vorderen Zähne entfallen würde. Das ist für den Fräser keineswegs vorteilhaft und würde eine verhältnismäßig schnelle Abnutzung zur Folge haben. Die Erfindung schafft hierfür Abhilfe. Die einzelnen Zähne bekommen verschiedene Höhen, so daß sich die Schnittarbeit verhältnisgleich auf alle Zähne verteilt. Der Fräser wird also nicht allein nur vorschrubben oder nur schlichten, sondern beide Funktionen vereinen, d, h. die Schnecke vollkommen fertig ausarbeiten.

"Verwiesen wird auf Abb. 1, 2 und 3. Man sieht, daß der Zahnkopf für den zum Schnitt zuerst einsetzenden Zahn T¹ fast vollständig weggenommen ist (jedoch ohne Veränderung der Flanken). Dieser Zahn wird also den ersten wenig tiefen Schnitt vornehmen. Vom nächstfolgenden Zahn Γ² ist der Kopf in nicht ganz so starkem Maße weggenommen; er wird also schon etwas tiefer in das Werkstück hineinschneiden. Die Menge des durch ihn weggeschnittenen Materials wird ungefähr gleich sein der Menge des durch den vorausgegangenen Zahn Γ¹ weggeschnittenen Materials. Die Änderung der Fräserzahnhöhe wird vom ersten Zahn Γ¹ vielleicht bis zu dem Zahn F¹⁶ stetig fortgeführt. Zahn F^w hat also die normale Höhe und den normalen, in Abb. 9 gezeigten Querschnitt. Die folgenden Zähne F¹⁷, F** und F¹⁹ sind von gleicher Größe und unverändert geblieben.
Es wäre zum Schluß noch einmal darauf hinzuweisen, daß vom Zahn F^ie ab die Flanken der Fräserzähne korrigiert wurden, und zwar entsprechend den Feststellungen aus Abb. 12, damit keiner der vor F^te liegenden Fräserzähne unterschneidet. Es wurde schon gesagt, daß das Profil jener Fräserzähne nur auf der einen Flanke einer Abänderung bedarf, daß zweckmäßig aber beide Flanken im gleichen Maße geändert werden (siehe die in Abb. 2 punktiert eingezeichneten Linien). Daß die Fräserzähne, soweit sie die Schnecke unterschneiden würden, praktisch auf beiden Flanken abgeändert werden, kann auch aus Abb. 12 erkannt werden. Die vollkommen ausgezogenen Linien stellen hier das endgültige Profil der Fräserzähne dar, während die strichpuktierten Linien das ursprüngliche, unterschneidende Profil angeben.

Einige der zum Schnitt zuerst ansetzenden Zähne sind in Abb. 2 z. B. mit sogenannten Spanteilungsnuten N versehen.

Um den Fräser in der Fräsmaschine genau einrichten zu können, läßt man die Stirnseiten g₀ W und W¹ mit den Enden des Gewindes (Abb. 2) genau abschneiden und gibt der Keilnut Z zu einem der Schlichtzähne F¹⁶ bzw. F¹⁹ eine jeweils bestimmte Lage.

Claims (2)

85 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gewindespindeln, insbesondere von Schnecken, mittels Schraubenfräser bei axialer Ver- _go Schiebung zwischen Werkstück und Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingängiger Fräser verwendet wird, dessen Schraubenwindungen im gleichen Sinn verlaufen wie die des Werkstückes und dessen Zahn- und Schneidprofile in der Drehrichtung des Fräsers allmählich sowohl in der Höhe als auch in der Breite bis auf das Normalprofil der herzustellenden Schnecke zunehmen und daß sich Werkstück und Werkzeug im gleichen Drehsinne so drehen, daß die Drehzahl des Werkstückes während einer Fräserumdrehung sich zusammensetzt aus einer Drehzahl, welche zur Drehzahl des Fräsers im umgekehrten Verhältnis steht _log wie die Gangzahl der herzustellenden Schnecke zu eins und aus einer geringen zusätzlichen Drehung, so daß jeder Schneidzahn den vom vorangehenden Schneidzahn bei der vorigen Umdrehung des Werkstückes ausgeführten Schnitt vertieft.

2. Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schraubenwindungen des Werkzeuges nicht mehr als zwei beträgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen