DE516740C - Maschine zum Schleifen der Freiflaechen an den Schneiden von Reibahlen und Fraesern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
30. JANUAR 1931

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 516 KLASSE 67a GRUPPE

Herbert Bambach in Berlin-Mariendorf

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Scharfschleifen profilierter Werkzeuge, insbesondere Reibahlen und Fräser. Profilierte Werkzeuge wurden in der Regel in hinterdrehter Ausführung angefertigt. Hinterdrehte Werkzeuge werden nach Abstumpfung zwecks Schärfens an der Spanfläche nachgeschliffen, wodurch das Werkzeugprofil stets erhalten bleibt. Hinterdrehte Werkzeuge haben wirtschaftlich einen schlechten Wirkungsgrad; da die Hinterdrehung nur einen geringen Freiwinkel an den Schneiden zuläßt. Aus diesem Grunde werden Werkzeuge mit geraden Schneiden meist scharf-

ig geschliffen ausgeführt.

Unter scharfgeschliffenen Werkzeugen versteht man solche, deren Nachschleifen, zwecks Schärfens, an der Freifläche erfolgt. Dabei kann der für die wirtschaftlichste Schnitt-

_ao leistung günstigste Freiwinkel jedesmal hergestellt werden.

Bei profilierten Werkzeugen wurde das Nachschleifen der Freifläche bisher, trotz der dadurch sich ergebenden viel besseren

_ag Schnittleistung, sehr selten angewendet, weil die üblichen Werkzeugschleifmaschinen keinerlei Einrichtungen aufwiesen, die das genaue Einhalten des vorgeschriebenen Werkzeugprofils gewährleisteten. Das Werkzeugprofil wurde darum meist freihändig nachgeschliffen und dadurch das Profil verdorben. Auch wurden dabei die Werkzeugschneiden ungleichmäßig im Durchmesser geschliffen, so daß nur ein Teil der vorhandenen Schneiden zum Schnitt kamen, dadurch überlastet wurden, frühzeitig abstumpften oder ausbrachen.

Bei profilierten Werkzeugen konnte eine viel größere Arbeitsleistung erzielt und die Güte der Arbeit verbessert werden, wenn der Freiwinkel an verschiedenen Stellen des Werkzeuges verschieden groß bemessen wurde oder auch, wenn zwischen Freifläche und Schneide ein kreisbogenförmiger Führungsstreifen stehenblieb, dessen Breite dem jeweiligen Zweck angepaßt, also an verschiedenen Stellen des Werkzeuges verschieden breit war.

Als Beispiel seien Nietlochreibahlen genannt, die meist Schneiden mit schraubenlimenförmigem Verlauf haben und bei denen zwecks Erzielung guter Schneidfähigkeit im Anschnitteil die Freifläche sofort an die Schneide anschließt, der Freiwinkel aber klein ist (etwa 5 bis 7⁰), während der Freiwinkel nach dem Werkzeugschaft zu größer wird (etwa 15 bis i8°) und dort, zwecks längerer Maßhaltigkeit und besserer Führung, in einen zwischen Schneide und Freifläche gelegenen kreisbogenförmigen Führungsstreifen von entsprechender Breite übergeht.

Mit der gemäß der Erfindung gebauten Schleifmaschine können zwecks Schärfens ohne Schwierigkeiten die Freiflächen an den auf ungerader Mantellinie liegenden Schneiden (profilierte Werkstücke), insonderheit mit schraubenlinienförmigem Verlauf, z. B. an Reibahlen und Fräsern, mittels umlaufender

Schleifscheibe so geschliffen werden, daß der zwischen Freifläche und Schneide vorstehende kreisbogenförmige Führungsstreifen in seiner Breite und der Freiwinkel in seiner Größe beliebig wählbar bzw. veränderlich ist und dabei das vorgeschriebene Werkzeugprofil stets genau erhalten bleibt.

Erreicht wird- dies dadurch, daß, während die Werkstücke (zu schleifende Werkzeuge) to in einer von einem Zahnanschlag bestimmten Lage an der Schleifscheibe vorbeigeführt werden und der Werkstüdischlitten bei seiner Längsverschiebung, wie an sich zur Erzielung balliger Profile bekannt, durch ein Getriebe um eine Achse geschwungen wird, wodurch das vorteilhafterweise oberhalb und parallel der Führungsstange eingespannte Werkzeug, seinem Profil entsprechend, der Schleifscheibe genähert oder von ihr entfernt wird, dabei ao durch eine zweite auswechselbare Kurvenschiene der Zahnanschlag nach Bedarf gehoben und gesenkt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch, daß die Achse für die Schwenkbewegung auch als as Werkstückhalterlängsführung dient, wodurch eine sehr große Vereinfachung und Verbilligung der Maschine erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Anordnung von nur je einem einzigen und unter Federdruck stehenden Getriebe für die Steuerung der Schwenkbewegung des Werkstückhalters und des Zahnanschlages und die Ausbildung der Getriebe als Kurvenschienen. Durch die Federbelastung wird jeder tote Gang beseitigt und fehlerlose Übertragung des Kurvenprofils auf das Werkstück gesichert. Die Schienenform der Kurven ermöglicht eine sehr einfache und billige Herstellung derselben.

. Gegenstand der Erfindung bildet auch eine Einrichtung, welche das Abrücken des zu schleifenden Werkzeuges von der Schleifscheibe ermöglicht, so daß das Werkzeug nur beim Vorlauf oder nur beim Rücklauf des Schlittens geschliffen werden kann, je nachdem es das besondere Profil des zu schleifenden Werkzeuges erfordert.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung der Erfindung dargestellt, und zwar in Anwendung zum Schleifen einer Nietlochreibahle.

Abb. ι ist eine teilweise Vorderansicht der Maschine, teilweise im Schnitt,

Abb. 2 ein Grundriß.

In Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt quer zur Werkzeugachse dargestellt.

Abb. 4 zeigt einen Teilschnitt in Linie A-A. In Abb. 5 ist der Schneidenteil einer Nietlochreibahle dargestellt.

Abb. 6 zeigt einen Querschnitt in Linie B-B und

Abb. 7 einen Querschnitt in Linie C-C durch die Nietlochreibahle.

Auf dem Maschinenständer 1 ist. um eine senkrechte Achse, wie bekannt, schwenkbar und feststellbar, der Kopf 2 angeordnet, in welchem, in der Zeichnung nicht sichtbar, eine Schleifspindel waagerecht gelagert ist. An dem einen Ende der Schleifspindel ist eine Schleifscheibe 3 (Topfscheibe) befestigt. An dem anderen, nicht gezeichneten Ende kann, wie ebenfalls bekannt, eine weitere Schleifscheibe befestigt sein.

Der Antrieb der Schleifspindel kann auf beliebige Weise erfolgen. In der Zeichnung ist dazu z. B. ein Elektromotor 5 vorgesehen.

An dem Ständer 1 ist an einer senkrechten Führungsfläche 6, in der Höhe durch Spindel 8 und Handrad 9 verstellbar, ein Konsol 7 angebracht. Auf dem Konsole ist ein Zwischen-Schlitten io, durch Spindel 11 und Handrad 12 waagerecht verschiebbar, gelagert. Die Mutter 13 für die Spindel π ist im Konsol 7 längsverschiebbar, aber nicht drehbar gelagert. Die mit einem Anschlagbolzen 14 versehene Mutter 13 wird durch eine Feder 15 gegen einen kurzen Hebelarm 16 gezogen, der seinerseits an einen ortsfesten Anschlag 17 gedrückt wird. Der Hebel 16 sitzt an einer Achse 18, welche im Konsol drehbar gelagert ist. Auf der Achse 18 sitzt ein Kettenrad 19, welches durch eine Mutter 20 auf der Achse 18 festgeschraubt wird, nachdem das Konsol 7 in der Höhenlage eingestellt ist. Wäre das Kettenrad 19 während der Höhenverstellung des Konsols 7 auf der Achse 18 festgeschraubt, so würde bei dieser Verstellung auch die Achse 18 verdreht, also der Zwischenschlitten 10 aus seiner Endstellung gebracht werden. Sitzt jedoch das Kettenrad 19 während der Höhenverstellung des Konsols 7 lose auf der Achse 18, so dreht sich nur das Kettenrad 19. Auf dem Kettenrad 19 liegt eine Kette 21, deren eines Ende mit einem Gewicht 22 beschwert ist, während das andere Ende mit *°5 einem nicht gezeichneten Fußtritt in Verbindung steht. Durch Betätigung des Fußtrittes wird mittels der Kette 21 und Kettenrad 19 die Achse 18 gedreht und durch den Hebel 16 die Mutter 13 und damit auch der »o Zwischenschlitten 10 mit allen auf ihm befestigten Teilen entgegen der Wirkung der Feder 15 nach rechts (Abb. 3) vorgeschoben. Nach Loslassen des Fußtrittes kehren alle verschobenen Teile wieder in die Anfangstellung zurück.

Auf dem Zwischenschlitten 10 ist ein Lagerbock 23 befestigt. In diesem ist die lange, in der Winkelstellung zur Schleifspindel einstellbare waagerechte Führungsstange 24 gelagert, auf welcher ein Werkstückschlitten 25 längsverschiebbar und

schwenkbar geführt ist. Die Längsverschiebung des Schleifschlittens 25 erfolgt durch Handrad 26, Welle 27, Zahnrad 28 und Zahnstange 29 am Schlitten 25. An dem Schleifschlitten 25 ist eine als Schablone dienende Kurvenschiene 30 für die Schwenkbewegung des Schleif Schlittens 25 auf Rundstange 24 auswechselbar befestigt. Die Kurvenschiene 30 stützt sich auf eine im Lagerbock 23 um den Zapfen 31 drehbar gelagerte Rolle 32. Auf der der Schiene 30 gegenüberliegenden Seite des Schleifschlittens 25 ist eine geradlinige Schiene 33 befestigt, an die eine unter der Wirkung der Druckfeder 34 stehende Rolle 35 gedrückt wird. Dadurch wird der Kontakt der Schablone 30 mit der Anschlagrolle 32 und die gewünschte Schwenkbewegung des Schleifschlittens 25 bei seiner Längsverschiebung auf der Führungsstange ao 24 gemäß der Form der Kurvenschiene 30 gesichert.

Auf oberen Prismenflächen 36 des Schleifschlittens 25 sind ein rechter Reitstock 37 und ein linker Reitstock 38 angeordnet, welche mittels der Schrauben 40 beliebig weit voneinander und an beliebigen Stellen der Prismenflächen 36 befestigt werden können. Die Reitstöcke 37, 38 tragen Körnerspitzen 39, zwischen welchen das zu schleifende Werkzeug 41 oder dessen Aufnahmedorn befestigt wird.

Die Stellung des zu schleifenden Zahnes des Werkstückes 41 zur Schleifscheibe 3 bzw. die Einstellung des Winkels, den der Radius durch die Schneide an der Schleifstelle mit dem Lot durch die Werkstückachse auf die Schleiffläche der Schleifscheibe bildet, bedingt die Größe des Freiwinkels der Schneiden. Sie wird durch den Anschlag 42 bestimmt, an den das Werkzeug 41 mit der Spanfläche der zu schleifenden Schneide mit Hilfe eines von Hand oder durch die Schleifreibung erzeugten Drehmoments angelegt wird.

♦5 Der Anschlag 42 sitzt verstellbar in einem (schrägen) Arm 43, der in einem Auge eines Senkrechtschlittens 44 axial verstellbar befestigt ist. Der Senkrechtschlitten 44 ist an einem Bock 47 geführt und steht durch eine Schraubenspindel 45 mit einem in dem Bock 47 senkrecht geführten Mutterstück 46 in Verbindung. Durch Drehung an dem Kordelknopf 48 kann der Schlitten 44 gegenüber dem Mutterstück 46 senkrecht verstellt werden. _ An dem Mutterstück 46 sitzt seitlich eine Rolle 49, welche durch eine auf das Mutterstück 46 wirkende Druckfeder 50 dauernd gegen die Kante einer am Schleifschlitten 25 befestigten zweiten Kurvenschiene 51 gedrückt wird. Bei der Längsverschiebung des Schleifschlittens 25 zwecks Schleifens einer Schneide des Werkzeuges 41 wird durch die Kurvenschiene 51 die Rolle 49, das Mutterstück 46, die Spindel 45, der Senkrechtschlitten 44 und damit auch der Anschlag 42 gesteuert, welche so geformt ist, daß der Anschlag 42 dem Werkzeug 41 die erforderliche Drehstellung und Stellungsveränderung zur Schleifscheibe 3 gibt.

An dem nach der Werkzeugspitze zu liegenden Teil der Schneiden der in Abb. 5 bis 7 beispielsweise dargestellten Nietlochreibahlen werden die Schneiden durch das unmittelbare Zusammenstoßen bzw. Durchdringen der Spanflächen 55 und der Freiflächen 56 gebildet. Diese Schneiden schneiden wegen des an der Schneide beginnenden Freischliffs zwar sehr gut, haben aber infolge ihrer starken Beanspruchung durch die Lochwand eine nur beschränkte Lebensdauer. Die Lebensdauer der Schneiden kann dadurch, daß der Winkel α (Abb. 6), der Freiwinkel., möglichst klein gehalten (5 bis 7⁰), erhöht werden.

Nach dem Schaft zu hat die Reibahle nicht mehr viel zu schneiden, sondern hauptsächlich die Aufgabe, die Löcher genau auf Maß zu reiben. Hier müssen die Schneiden eine sehr lange Lebensdauer haben und durchaus auf ihrer ursprünglichen Zylinderfläche verbleiben. g₀ Zu diesem Zwecke beginnt die Freifläche 56 nicht an der Schneide, sondern zwischen dieser und ihr selbst bleibt ein zylindrischer Führungsstreifen 57 stehen, dessen Breite entsprechend der Beanspruchung bemessen wird. Er bildet dann auf seiner Länge die andere Schneidenfläche. Der Freiwinkel a_x (Abb. 7) kann hier größer ausgeführt werden, nämlich 15 bis i8°.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Nachdem das zu schleifende Werkzeug, hier das Werkstück 41, zwischen den Körnerspitzen 39 eingespannt und eine Kurvenschiene 30 mit der äußeren, hier nach der Spitze sich verjüngenden Form des Werk-Stückes 41 entsprechenden Kurvenform und eine der Freiwinkeländerung und der Ausdehnung des zylindrischen Führungsstreifens entsprechenden Kurvenschiene 51 an dem Schleif schlitten 25 befestigt sind, wird das n₀ Werkstück 41, durch Drehen des Handrades 12 an die Schleifscheibe 3 herangebracht, beigestellt und die Spanfläche 55 der zu schleifenden Schneide durch Drehen seiner selbst von Hand an den Anschlag 42 angelegt.

Die Achse der Schleifscheibe 3 wurde vorher gegenüber der Führungsstange 24 so schief gestellt, daß die beispielsweise ringförmige Schleiffläche der Schleifscheibe 3 nur auf einer Seite, und zwar so das zu schleifende Werkzeug 41 berührt, daß dieses auch durch die Schleifreibung gegen den An-

schlag 42 gedruckt wird, das Andrücken von Hand also durch die Schleifreibung eine Unterstützung findet.

Gleichzeitig kann noch die Höhenstellung des Anschlages 42 durch den Kordelknopf 48 genau eingestellt werden.

Danach wird durch Drehung des Handrades 26 der Schleif schlitten 25 auf der Führungsstange 24 im Arbeitsvorschub hin und her geschoben und dadurch das Werkstück 41 an der Schleifscheibe 3 vorbeibewegt, dabei wird gleichzeitig, durch die auf der Rolle 32 laufende Kurvenschiene 30, der Schleifschlitten 25 um die Führungsstange 24 so geschwenkt, daß das oberhalb der Stange 24 eingespannte Werkstück 41 seiner Form entsprechend der Schleifscheibe 3 genähert oder von ihr entfernt wird. Das Werkstück 41 wird also immer die der Kurvenschiene 30 entsprechende Form erhalten, so oft es auch nachgeschliffen wird. Daß die Form der Kurvenschiene 30 fehlerlos kopiert wird, ist dadurch erreicht, daß die unter Federdruck stehende Rolle 35 den Schleifschlitten 25 in entgegengesetzter Richtung um die Führungsstange 24 zu schwenken sucht und dadurch die Kurvenschiene 30 stets sicher gegen die Rolle 32 drückt. Der Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß nur eine einzige Kurvenschiene für die Einhaltung des Werkzeugprofils vorhanden ist.

Bei der Hinundherbewegung des Werkzeuges 41 vor der Schleifscheibe 3 kann es vorteilhaft sein, daß das Schleifen des Werkzeuges 41 nur in der einen Bewegungsrichtung erfolgt, während in der anderen Bewegungsrichtung nur ein Leergang stattfindet. Zu diesem Zwecke wird während des Leerweges auf einen Fußtritt gedrückt, wodurch die Welle 18 und der Hebel 16 gedreht und dadurch die Mutter 13 nebst Spindeln, der Zwischenschlitten 10 und alle auf diesem aufgespannten Teile entgegen der Wirkung der Feder 15 verschoben werden. Das Werkzeug 41 wird so von der Schleifscheibe 3 abgerückt. Nach Beendigung der Leerbewegung wird der Fußtritt wieder freigegeben, und es kehren alle Teile wieder in die vorherige Lage, die Schleiflage, zurück. Während der Hinundherbewegung des Schleif Schlittens 25 beeinflußt die Kurvenschiene 51 durch Vermittlung der Rolle 49, des Mutterstückes 46, der Spindel 45, des Senkrechtschlittens 44 und des Armes 43 den Anschlag 42, und ist die Kuryenschiene 51 so geformt, daß sie dem Ansehlag 42 und damit auch dem Werkzeug 41 die Stellung gibt, die der Breite des verlangten, zwischen Freifläche und Schneide gebildeten zylindrischen Führungsstreifens und der Größe des verlangten Freiwinkels entspricht, wobei auf der Länge jeder Schneide der Führungsstreifen und der Freiwinkel durchweg gleich sein oder auch beliebig oft voneinander abweichende Größen erhalten kann.

Da die Kurvenschiene 51 die Schwenkbewegung des Schleif Schlittens 25 mitmacht, so muß die Form der Schiene 51 so sein, daß trotz dieser Eigenbewegung die Gesetzmäßigkeit der Höhenverstellung des Anschlages 42 gewahrt ist, es muß also die Kurve der Schiene 51 der Kurve der Schiene 30 zugezählt oder von ihr abgezogen werden, je nachdem der verlangte Frei winkel der Schneide dies erfordert.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Maschine zum Schleifen der Freiflächen an den Schneiden von Reibahlen und Fräsern, insonderheit an solchen, deren Zähne auf ungerader Mantellinie liegende Schneiden (profilierte Werkzeuge) und einen schraubenlinienförmigen Verlauf haben, mittels umlaufender Schleifscheibe, an der die Werkstücke (zu schleifende Werkzeuge) in einer von einem Zahnanschlag bestimmten Lage vorbei geführt werden und dabei, wie an sich zur Erzielung balliger Profile bekannt, der Werk- _go stückhalter durch ein Getriebe um eine Achse geschwungen und dadurch das vorteilhafterweise Oberhalb der Schwingachse und parallel zur Längsbewegungsrichtung des Werkstückhalters eingespannte Werkstück seinem Profil entsprechend der Schleifscheibe genähert oder von ihr entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (24) für die Schwenkbewegung zugleich als Führung für den Arbeitsvorschub dient, und daß zur Veränderung des Freiwinkels (α) während dieses Vorschubes und Bildung eines zwischen Freifläche und Schneide stehenden zylindrischen Führungsstreifens (57) von beliebiger Breite der an der Spanfläche (55) anliegende Zahnanschlag (42) durch ein zweites Kurvenschienengetriebe (51, 49) nach Bedarf gehoben und gesenkt wird.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch no gekennzeichnet, daß zur Schwenkung des auf einer Führungsstange (24) längsverschiebbaren und um dieselbe schwenkbaren Werkstückschlittens (25) und zur Höheneinstellung des Zahnanschlages (42) am Schlitten (25) je eine Kurvenschiene (30, 51) vorgesehen ist, an die die steuernden Anschlagrollen (32,49) durch Federdruck (34, 50) dauernd angedrückt werden.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (13) des zur Anstellung des Werkzeuges

   (4-i) an die Schleifscheibe (3) dienenden Schraubwerkes (11, 13) in dem sie tragenden Gestell (7) verschiebbar gelagert ist, und zwar mittels eines auf beliebige Weise (Fußtritt) zu betätigenden Anschlaghebels (16), der entgegen der Wirkung der Feder (15) die Mutter (13) im Gestell

   (17) so" verschiebt, daß die Schraubenspindel (11) samt dem sie tragenden Schlitten (10) und Werkstück (41) von der Schleifscheibe (3) abgerückt wird, womit nach Freigabe des Hebels (16) alle Teile wieder in ihre Anfangslage zurückkehren.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen