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Verfahren und Messerkopf zum Abdrehen von Werkstücken mittels gleichzeitig
arbeitender Breitmesser Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren
nebst Messerkopf zum Abdrehen von «Werkstücken mittels Breitmesser. Man hat bereits
bei selbsttätigen Drehbänken eine "Mehrheit von Breitmessern vorgesehen, welche
von verschiedenen Richtungen her gegeneinander versetzt liegende Teile des Werkstückes
bearbeiten sollen. Bei diesen bekannten Anordnungen kommen die Breitmesser aber
nicht gleichzeitig, sondern nacheinander zur Wirkung in der Weise,- daß zunächst
das eine Breitmesser seine Arbeit vollendet, während das andere Breitmesser alsdann
erst zur Wirkung kommt, oder es liegen bei den Ausführungen, bei denen die Breitmesser
gleichzeitig zur «'Wirkung kommen, die Mittellinien der Breitmesser annähernd um
die Breite eines Breitmessers versetzt in verschiedenen zur Drehachse senkrechten
Ebenen.
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In Gemäßheit der vorliegenden Erfindung wird nun das Abheben eines
wesentlich größeren Spanquerschnittes bei gleicher Schnittgeschwindigkeit dadurch
ermöglicht, daß die an sich bekannten Breitmesser in Gruppen zusammengefaßt werden
und die einzelnen Breitmesser einer Gruppe gleiche Längen des Werkstückes bearbeiten
und gleiche Spanbreiten abheben. Damit nun die Kräftewirkungen sich gegenseitig
aufheben, werden die zu einer Gruppe gehörigen Breitmesser so angeordnet, daß ihre
Mittellinien genau oder annähernd in einer zur Drehachse senkrechten Ebene liegen.
Naturgemäß kann auch eine Mehrheit von Breitmessergruppen gleichzeitig das Werkstück
bearbeiten, um so eine Bearbeitung auf größere Längen zu ermöglichen. Die Breitmesser
führen in Gemäßheit der vorliegenden Erfindung im wesentlichen nur eine Querbewegung
aus. Unter einer solchen Querbewegung sollen nicht nur die vollständig geradlinigen
Bewegungen vom Umfange zum Mittelpunkt verstanden werden, sondern auch Schwingbewegungen
des Werkzeuges von außen nach dem Mittelpunkt zu, z. B. längs einer Kreisbahn.
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Der technische Fortschritt des neuen Verfahrens besteht darin, daß
Schwingungen selbst bei unverhältnismäßig breiten Spänen nicht auftreten können
und die Drehstähle mit derselben Vorschubgeschwindigkeit, wie sie für das Langdrehen
zum Schruppen festgesetzt ist, bewegt werden können. Schwingungen können deshalb
nicht entstehen, weil die das Werkstück von allen Seiten angreifenden Stähle ein
Ausweichen des Werkstückes unter dem Vorschubdruck verhindern und eine Auswirkung
der auf die Erzeugung von Schwingungen hinzielenden Kraft des Schnittdruckes nicht
stattfinden kann, weil mehrere verschiedene Spanquerschnitte gleichzeitig abgedreht
werden, so daß bei einem Teil der Drehstähle ein Ansteigen des Schnittdruckes, bei
einem anderen Teil der Drehstähle ein Abfallen des Schnittdruckes erfolgt. Diese
periodischen Wechselwirkungen
treten außerdem infolge der Abtrennung
verschiedener Spanquerschnitte in ungleicher Weise auf.
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Eine Vorschubgeschwindigkeit wie beim Langdrehen läßt sich mittels
Querstähle. gemäß vorliegender Erfindung deshalb erzielen, weil mehrere Stähle in
verschiedenen Ebenen angreifen und infolgedessen ohne Seitenreibung und schwingungsfrei
arbeiten.
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Die erhebliche Zeitersparnis oder die erhebliche Leistungssteigerung
bei gleichem Zeitaufwand beruht darauf, daß wesentlich größere Spanquerschnitte
abgetrennt werden können, als dieses auch bei wirtschaftlichster Bearbeitung nach
bekannten Verfahren möglich ist. Ein Bild für die Leistung einer Drehbank gibt das
Verhältnis: Vorschubweg zu Drehlänge. Während bei der Dreharbeit mittels eines in
der Längsrichtung des Werkstückes bewegten Stahles die.größte Spantiefe unter günstigsten
Bedingungen gleich Werkstoffdurchmesser minus anzudrehendem Werkstückdurchmesser
dividiert durch zwei ist und der Vorschubweg der Drehlänge entsprechen muß, kann
bei dem neuen Verfahren die Spanbreite gleich dem Mehrfachen des Werkstückdurchmessers,
in vielen Fällen also gleich der Drehlänge sein, während der Vorschubweg in allen
Fällen nur Werkstoffdurchmesser minus anzudrehendem Werkstückdurchmesser dividiert
durch zwei beträgt. Die Erhöhung der Leistung der Drehbank bei Anwendung des vorliegenden
Verfahrens läßt sich also wie folgt ausdrücken: anzudrehende Drehlänge dividiert
durch Werkstoffdurchmesser minus anzudrehendem Werkstückdurchmesser dividiert durch
zwei. Wenn es sich darum handelt, einen Span von 3 mm Stärke auf einer Drehlänge
von 30 mm abzunehmen, so ist nach den vorstehenden Ausführungen der Vorschubweg
bei den bekannten Verfahren 3o mm, bei dem neuen Verfahren dagegen nur 3 mm, so
daß man also eine Mehrleistung von 30: 3 = 1o erhält, d. h. also, man braucht
nur den zehnten Teil der Zeit, oder man kann in derselben Zeit die zofache Länge
abdrehen, wenn man nach dem neuen Verfahren arbeitet. Voraussetzung hierbei ist
natürlich, daß die angewendeten Stähle eine Gesamtbreite von 3o mm haben und daß
die Vorschubgeschwindigkeit in beiden Fällen die gleiche ist.
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Diese Leistungserhöhung, die sich bei gleichbleibender Umdrehungszahl
des Werkstoffes während der Bearbeitung ergibt, kann noch dadurch erheblich gesteigert
werden, daß die Umdrehungszahl des Werkstückes in dem Verhältnis erhöht wird, in
welchem der Werkstückdurchmesser während der Bearbeitung abnimmt, so daß stets die
höchste Schnittgeschwindigkeit eingehalten wird.
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Ein weiterer erheblicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin,
daß der Kraftverbrauch für i kg Spanabhub geringer ist als bei den bekannten Verfahren,
und zwar deshalb, weil der Vorschubdruck und der Schnittdruck die Drehbankspindel
nicht belasten. Beim Drehen mit Hilfe von Stählen, die in der Längsrichtung bewegt
werden, belastet der Vorschubdruck das Längslager und der Hauptschnittdruck das
Querlager der Drehbankspindel.
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Auf der Zeichnung ist das neue Verfahren schematisch veranschaulicht.
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Abb. i zeigt eine Endansicht der die Drehstähle tragenden Planscheibe
und der Werkstoffstange.
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Abb. 2 ist eine Seitenansicht zu Abb. i. Abb.3 zeigt die Herstellung
eines zylindrischen Zapfens.
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An der Planscheibe a sind beispielsweise vier Stähle b,
c, d und e angeordnet. Die Werkstoffstange f ist durch die Planscheibe
a hindurchgeführt. Die Drehstähle b, c, d und c werden senkrecht zur
Achse des umlaufenden Werkstückes f bewegt. Die Drehstähle b und
d
dienen zum Vorscbneiden der Nuten g. Diese Stähle sind mit zwei Zähnen
b' bzw. d' versehen. Die Stähle c und e dienen zum Abnehmen der stehengebliebenen
Teile 1a des Werkstückes. Die Stähle b und d beginnen und beendigen
die 'Arbeit um ein bis zwei Werkstücksumdrehungen früher als die zum Nachschneiden
dienenden Stähle c und e.
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Bei den Stählen b und d tritt bei der Bearbeitung ein
verhältnismäßig geringer Seitendruck an den Ecken der Zähne b' auf, da diese schräg
ausgebildet werden können und da die Einstechtiefe, welche nur ein bis eineinhalb
Vorschubtiefen pro Umdrehung beträgt, konstant bleibt.
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Eine Spanzerteilung nach Abb. 3 ermöglicht, daß nur der linke Zahn
des t Stahles b mit beiden Ecken schneidet, während der rechte Zahn des Stahles
b und die Zähne des Stahles d
nur mit einer Ecke schneiden. Die Stähle
c und e dagegen arbeiten vollkommen frei, da sie nur die Rippen lt abtrennen.
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Die vorstehende Erfindung kann in weiten Grenzen geändert werden,
ohne daß der Erfindungsbereich selbst dadurch beeinträchtigt wird. So ist beispielsweise
der Begriff Schnittbreite oder Spanbreite auch dann als gleich aufzufassen, wenn
beispielsweise das Messer c eine größere Breite besitzt, als der Zwischenraum zwischen
b' b' beträgt, weil in diesem Falle das Messer c doch nur die verbleibende
Spanbreite abhebt, . auch wenn das Messer c selbst eine größere Breite besitzen
sollte.