DE567404C - Verfahren zum Raeumen von zylindrischen Aussen- und Innenflaechen von Werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Räumen der zylindrischen Außen- und Innenflächen von Arbeitsstücken, bei welchem die Arbeitsstücke in einfachster Weise und in nur sehr wenigen Arbeitsgängen von Rohguß bis zum Schleifmaß fertiggestellt werden, um eine wirtschaftliche Massenanfertigung solcher Arbeitsstücke nur durch Räumen zu ermöglichen.

Es ist bekannt, bei Bearbeitung von Löchern, Lagerbüchsen o. dgl. ■ nach vorherigem Ausdrehen oder Bohren die Zylinderfläche durch eine Räumnadel fertigzustellen. Kine solche viel Zeit beanspruchende und teuere Bearbeitung kann wohl bei einzelnen Werkstücken Anwendung finden, ist aber für die Massenanfertigung nicht wirtschaftlich. Demgegenüber bezweckt die Erfindung, eine schnelle Bearbeitung von rohen Werkstücken ao bis zum Schleifmaß allein durch Räumen in möglichst wenigen Arbeitsgängen durchzuführen. Um hierbei die Spanabnahme auf das zulässige Mindestmaß herabzusetzen, kommen nach dem neuen Verfahren bei der Außenräumung im Gesenk geschlagene Arbeitsstücke, die nur geringe Bearbeitungszugabe haben, zur Bearbeitung. Die Innenbearbeitung nach der Erfindung kommt vorzugsweise für mit wenig Bearbeitungszugabe vorgegossene Löcher in Frage, die ohne Bohren fertiggeräumt werden.

Der Erfindung gemäß werden die zu bearbeitenden zylindrischen Flächen mittels in Abstand voneinander verteilter, radial zum Werkzeugträger angeordneter und auf den räumenden Durchmesser einstellbarer Schneidezähne in einem Arbeitshub durchgeräumt, worauf die am Werkstück zurückgebliebenen Stege, nachdem sie mit den Schneidezähnen durch entsprechende Drehung in eine Fluchtlinie gebracht worden sind, in einem zweiten Arbeitshub abgeräumt werden. Das Verfahren eignet sich besonders für die Massenbearbeitung von zylindrischen Oberflächen, indem mit einem Werkzeug Werkstücke bearbeitet werden können, deren größter Durchmesser etwa doppelt so groß ist wie der kleinste zu bearbeitende Durchmesser.

Die Erfindung betrifft dann noch die besondere Ausbildung von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, von denen auf der Zeichnung zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt sind.

Es zeigt Fig. 1 den Werkzeughalter mit Räumnadeln für die Bearbeitung der zylindrisehen Außenfläche von stangenförmigen Rundkörpern in Vorderansicht, teils geschnitten;

Fig. 2 eine Seitenansicht hierzu, in der oberen Hälfte in radialem Schnitt;

Fig. 3 eine gleiche Ansicht des Werkzeughalters nach Ausbau der Räumstähle;

Fig. 4 einen vom Werkzeughalter abnehmbaren Stellring in Ansicht und im Schnitt;

Fig. 4a eine abgeänderte Ausführungsform hierzu;

Fig. 5 einen Räumstahl in. drei verschiedenen Ansichten, in größerem Maßstab gezeichnet;

Fig. 6 bis 9 sind schematische Darstellungen zu zwei Anwendungsbeispielen des neuen Verfahrens;

Fig. 10 zeigt eine Räumnadel für die Bearbeitung von zylindrischen Innenflächen von

langen Löchern, Bohrungen u. dgl. in axialem Schnitt;

Fig. Ii einen Querschnitt hierzu; Fig. 12 das Arbeitsstück nach dem ersten "5 Durchstoßen mit der Räumnadel;

Fig. 13 die allgemeine Anordnung einer Räumnadel in Ansicht, in kleinerem Maßstab dargestellt;

Fig. 14 eine Sspindlige Räummaschine in Vorderansicht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 9 sind in einem Aufnahmekörper A je nach dem zu bearbeitenden Durchmesser eine bestimmte Anzahl rechteckiger Löcher B (in diesem Fall 24) radial und in gleichen Abständen eingearbeitet. Genau zwischen den rechteckigen Löchern B sind runde Sacklöcher C eingebohrt. Außerdem hat der Aufnahmekörper A auf seinem Umfang die zwei Eindrehungen D und B. In die runden Sacklöcher C passen Druckfedern F mit Druckstücken G. In die rechtwinkligen Löcher B sind die Räumstähle H eingebracht. Jeder Stahl hat oben einen dachförmigen Kopf / und unten Zähne, die leicht konisch geschliffen sind. In die Eindrehung D der Aufnahmekörper A "passen zwei Ringhälften K, die durch Schrauben L gehalten und fest verbunden werden, und zwar so, daß der zu einem Ganzen gewordene Ring K sich in der Eindrehung D des Aufnahmekörpers A drehend bewegen kann. Der Ring X" hat weiter an seinem Innenumfang Vertiefungen M₁ N, und zwar in doppelter oder mehrfächer Anzahl als die Räumnadeln (vgl. Fig. 1 bzw. Fig. 4a). Die Raste M ist 0,2 mm tiefer als die Raste N. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, greifen die Stähle H mit den dachförmigen Köpfen / in die Rasten N, d. h. wenn die Stähle im Schnitt sind. Dieser erfolgt in der Weise, daß der Werkzeughalter mit den Räumstählen in Schnittstellung der zu bearbeitenden Außenfläche des eingespannten Arbeitsstückes entlang durchgedrückt wird. Ist der Schnitt beendet, so muß ein entsprechender Maschinenanschlag .mit Momentumschaltung den Ring K an den Knaggen K' um den Betrag von der Raste N zur Raste M umschalten, so daß also die Stähle um 0,2 mm zurückweichen, d. h. die Stähle laufen beim Rückgang im Grund frei und, da sie konisch geschliffen sind, in den Flanken ebenfalls. In beiden Arbeitsgängen werden die Köpfe / der Stähle H durch die Druckfedern F mit dem Druckstück G fest in die Rasten M oder TV des Ringes K gedrückt.

Bei einem Arbeitsstück kleineren Durchmessers müssen die Räumstähle näher zur MitteP kommen, d. h. die Köpfe/ der Stähle H ebenfalls näher zur Mitte P verschoben werden. Hierzu bekommt der Ring /C entsprechend mehr Rasten (Fig. 4a), die den gewünschten Durchmesser ergeben; oder der Ring K wird ausgewechselt.

Die Anwendung des Verfahrens wird im folgenden an zwei Beispielen gezeigt:

Beispiel 1

Es soll ein Kolben von 65 mm Durchmesser bearbeitet werden mit einer Schleifzugabe von 0,3 mm. Jeder Zahn der Räumstähle H hat eine Erhöhung von 0,4 mm gegenüber dem vorstehenden (Fig. 6). Der Kolben muß also im Guß eine Bearbeitungszugabe von 2,7 mm im Durchmesser haben. Nach Einspannen des Kolbens in ein Spannfutter wird das Werkstück in drehende Bewegung gesetzt, wobei durch Plandrehen die beiden Stirnflächen bearbeitet und die Rillen für die Kolbenringe eingedreht werden. Danach wird die Maschine stillgesetzt und das Spannfutter festgeklemmt. Nun wird der Schneidkopf in einem Schlitten gelagert, und zwar so, daß die Räumstähle H in gleichen Abständen von der Achse P stehen. In dieser Lage wird der Schlitten mit Schneidkopf in Richtung Q durchgedrückt (bis zum Ende des Werkstücks). Der schon beschriebene Maschinenanschlag tritt in Aktion, der Rifig K wird verdreht, die Räumstähle H werden 0,2 mm gehoben, und der Schlitten mit dem Schneidkopf läuft zurück. Das Werkstück hat nach dem ersten Arbeitsgang eine Anzahl Längsnuten erhalten. Der Schlitten mit dem Schneidkopf schwenkt nun um einen Betrag derart, daß die stehengebliebenen Stege mit den Räumstählen in gleiche Fluchtlinie kommen. Danach wird der Schlitten mit Schneidkopf zum zweiten Male durchgedrückt, und der Teil ist fertig für die Schleifmaschine. 10c

Beispiel 2

Es soll ein Ventil bearbeitet werden mit einer Schleif zugabe von 0,3 mm. Jeder Zahn der Räumstähle if hat eine Erhöhung von 10= 0,15 mm gegenüber dem vorstehenden. Das Preßstück muß also eine Bearbeitungszugabe von 1,2 mm haben. Das Ventil wird in ein Spannfutter eingespannt und durch Einschalten der Maschine in Drehung gesetzt, worauf 11c das Plandrehen der Stirnfläche, Bearbeiten des Bunddurchmessers und der Schräge sowie das Eindrehen von drei Rillen nach Fig. 7 vorgenommen wird. Danach wird das Spannfutter bei stillgesetzter Maschine feslge- 11· klemmt. Eingestellt werden die Stähle in der ersten Reihe auf 10,9 mm, in der zweiten Reihe auf 10,6 mm und in der dritten Reihe auf 10,3 mm. Der Schneidkopf wird in Richtung Q durchgedrückt (Fig. 8), und zwar so 12c •>veit, daß die Zähne auf die Mitte der drei geschnittenen Rillen kommen. Der Maschi-

nenanschlag tritt in Aktion, verdreht den Stellring, und der Schneidkopf läuft mit angehobenen Räumstählen zurück. Der Schlitten mit dem Schneidkopf schwenkt um einen bestimmten Betrag, so daß die stehengebliebenen Stege mit den Stählen in eine Fluchtlinie kommen. Der Schneidkopf wird zum zweitenmal durchgedrückt, und das Werkstück erhält ein Aussehen, wie es in Fig. 9 dargestellt ist.

Die stehengebliebenen Durchmesser 10,9 und 10,6 mm werden durch zwei Planstähle auf 10,3 mm gebracht, und das Werkstück ist fertig bearbeitet. Die Rillen von 10,3 mm stören nicht, da sie beim Schleifen mit wegkommen.

Besonders groß ist die Zeitersparnis bei Bearbeitung von langen Werkstücken. Hat das Werkstück mehrere Absätze, so werden dementsprechend viel Rasten in den Ring K

ao eingearbeitet (Fig. 4a), oder es wird mit mehreren Schneidköpfen gearbeitet.

Bei dem neuen Verfahren arbeiten die Räumstähle auf Druck; sie werden senkrecht zur Schnittebene geführt und beim Rücklauf aus dem Schnitt gehoben. Demnach werden die Vorteile des Räumverfahrens bei einer völlig neuen Arbeitsweise zur Bearbeitung von runden Körpern nutzbar gemacht.

Bei der in den Fig. 10 bis 14 dargestellten Vorrichtung zum Räumen langer Löcher ist in einem Aufnahmekörper 1 eine schwach konische dornähnliche Räumnadel 2 fest eingespannt (Fig. 13). Unmittelbar darunter ist der zu bearbeitende Zylinderblock 3 angeordnet, gegen den die Räumnadel in axialer Richtung hin und zurück bewegt wird. Um hierbei ein Abdrücken der Räumnadel durch die Unebenheiten des Gusses zu vermeiden, wird die Nadel durch vier Führungsnuten 4 in einer Führungsbüchse 5 geführt. Außerdem ist die Nadel so konstruiert, daß sie sich nach etwa 30 mm Anschnitt selbst führt. Die Nadel hat nämlich an dem Umfang acht in radialer Richtung verteilte Zahnreihen (Fig. 11), in denen eine Anzahl von Schneidezähnen 6 mit entsprechenden gleich hohen Führungszähnen 7 abwechseln (Fig. 10). Ein Schneidzahn und ein Führungszahn bilden eine Einheit. Will nun beispielsweise die Xadel nach etwa 150 mm Bearbeitungstiefe nach einer beliebigen Richtung ausweichen, so wird dies dadurch verhindert, daß die Führungszähne in der gleichen Höhe der Schneidezähne auf den vorgeschnittenen Flächen gleiten und die Nadel zentrieren. Es tritt wohl eine gewisse Pressung ein; auf keinen Fall kann aber die Nadel von der richtigen Schnittlinie abweichen. Die Nadel ist also doppelt geführt, einerseits durch die Führungsbüchse 5, die nur für den Anschnitt nötig ist, andererseits in sich selbst durch die Führungszähne 7.

Beim Durchstoßen der Räumnadel durch das Loch des Werkstückes schneidet diese entsprechend der an ihrem Umfang verteilten acht Zahnreihen acht Nuten in die Lochwandung, wie dies in Fig. 12 klar zu sehen ist. Diese Unterteilung hat neben der Nuten- und Zahnführung den Vorteil, daß die Druckkraft zum Durchstoßen der Nadel nicht zu groß wird. Hierbei werden die zuerst mit dem rohen Guß in Berührung kommenden Zähne besonders abgenutzt. Um nicht gleich die ganze, an. sich teure Räumnadel erneuern zu müssen, sind die ersten Zähne der Zahnreihen zum Anschnitt auf einem Ring 8 angeordnet, der auf dem vorderen Ende der Räumnadel leicht abnehmbar befestigt ist. Dieser Ring kann leicht nachgeschliffen und bei Unbrauchbarwerden unabhängig von der Räumnadel erneuert werden.

Zweckmäßig erfolgt die Bearbeitung des Loches oder der Bohrung am Arbeitsstück in drei Zügen. Nach dem ersten Zug ergibt sich ein Loch, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Durch Schwenken der Nadel mit der Führungsbüchse S und dem Aufnahmekörper 1 um etwa 23⁰ kommt die Nut 9 der Räumnadel auf die Nut 10 des Loches zu liegen, und die Zahnreihen der Räumnadel gelangen in gleiche Fluchtlinien mit den Leisten 11 der Lochwandung. Hierauf wird die Nadel zum zweitenmal durchgestoßen, und das Lochprofil ist fertig vorgearbeitet. Der dritte Zug dient nun zum Kalibrieren, was mit einer Räumnadel bewirkt wird, die ohne Nuten ist und einige Polierzähne hat.

Zur Erläuterung des Verfahrens ist in der Fig. 14 die Bearbeitung eines Vierzylinderblocks 12 für einen Benzinmotor auf einer Räummaschine dargestellt. Die Maschine arbeitet hydraulisch. Zwei Aggregate 13, 14 nehmen je vier Zylinder mit Kolben und Zuführungsleitungen auf, die vier Räumnadeln 2 bzw. vier Kalibriernadeln 2' betätigen. Im Sockelteil 15 der Maschine sitzen die Pumpen, die durch Hebel 16 gesteuert werden. Zwei weitere Hebel 17 dienen zum Anlassen der Motoren, während ein Hebel iS das Umschalten der vier Nadeln 2 um 23 ° besorgt. Sämtliche vier Bohrungen des Arbeitsstücks werden zusammen in zwei Zügen durch das Aggregat 13 bearbeitet, worauf der Zylinderblock in das Aggregat 14 eingespannt und durch Durchstoßen der Nadeln 2' kalibriert wird.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Räumen von zylindrischen Außen- und Innenflächen von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß die mit nur geringer Bearbeitungs-

   zugabe im Gesenk geschlagenen bzw. vorgegossenen Werkstücke an ihren zu bearbeitenden zylindrischen Flächen mittels in Abstand \^roneinander verteilter, radial zum Werkzeugträger angeordneter und auf den zu räumenden Durchmesser einstellbarer Schneidezähne in einem Arbeitshub durchgeräumt werden, worauf die zurückgebliebenen Stege, nachdem sie mit

   >o den Schneidezähnen durch entsprechende Drehung des Werkzeugträgers in eine Fluchtlinie gebracht worden sind, in einem zweiten Arbeitshub abgeräumt werden.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 für die Außenflächen von Rundkörpern, gekennzeichnet durch einen verdrehbaren Schneidkopf mit in radialen Nuten (B) eines ringför-

   *'" migen Werkzeughalters angeordneten Räumstählen (H), deren Enden sich unmittelbar an Umfangskurven eines Stellringes (K) abstützen und unter dem Einfluß von Federn (F) in ständiger Anlage gehalten werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Stellring (K) für jeden Räumstahl (H) je zwei oder mehr verschieden tiefe Absturzstellen (M, N) vorgesehen sind, derart, daß durch Lageänderung des Stellringes am Werkzeughalter die abgestützten Enden der Räumstähle aus der einen Abstützstelle in die andere gelangen, wodurch eine Verstellung in radialer Richtung erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen je zwei benachbarten Räumstählen (H) in einer nicht durchgehenden Bohrung des Werkzeughalters abgestützte Druckfeder 4"

   (F) mittels eines eingesetzten Druckstücks

   (G) gegen die erweiterten Kopfenden der benachbarten Räumstähle drückt und diese dadurch in ständiger Anlage mit dem Stellring (K) hält. ·
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 .- und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang des Werkzeughalters mehrere Ringstufen (D, E) vorgesehen sind, in welche Stellringe (K) verschiedener Größe einsetzbar sind. -1
6. 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 beim Räumen von zylindrischen Hohlflächen, langen Löchern, Bohrungen u. dgl. mittels einer axial verschiebbaren Räumnadel mit radialen Schneidezähnen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schneidezahnreihen an der Räumnadel Nuten (4) zur Führung der Räumnadel (2) in einer entsprechend profilierten Führungsbüchse (5) vorgesehen sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Schneidezähnen (6) in den Zahnreihen abwechselnd Führungszähne (7) von gleicher Zahnhöhe folgen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Zähne der Zahnreihen auf einem auf dem vorderen Ende der Räumnadel leicht lösbar befestigten Ring (8) sitzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen