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Verfahren zum Abdrehen von gegossenen Geschoßr®hlingen mit kleinem
Mundloch Das übli ;he Verfahren zum Gießen von Geschoßrohlingen bringt es mit sich,
daß sich der Kern gegenüber dem Außendurchmesser an der dem Boden zugewandten Seite
oftmals versetzt, was ungleiche Wandstärken zur Folge hat. Das Abdrehen des Rohlings
muß aber so erfolgen, däß sich gleiche Wandstärken ergeben. Die wegzudrehende, durch
die Kernversetzung bedingte und um den Umfang ungleichmäßig verteilte Werkstoffmenge,
in der Fachsprache Schlaggenannt, wird noch durch die Bearbeitungszugaben vergrößert
und ist derart reichlich, daß es unmöglich ist, den Geschoßrohling in einem Zuge
oder mit einer einzigen Aufspannung so weit abzudrehen, daß nur die für das Schlichten
notwendige gleichmäßige Bearbeitungszugabe von etwa f mm stehenbleibt. Das Ziel
der Erfindung ist. es, die Zahl der erforderlichen Arbeitsgänge möglichst zu- verringern
und die Bearbeitung zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Werkstück in zwei Arbeitsgängen
in der folgenden Weise bearbeitet wird, wobei die innere Bodenfläche als Bezugsebene-dient-Zunächst
wird es am Außendurchmesser der Mundlochseite durch ein Backenfutter eingespannt
und gleichzeitig durch die Reitstockspitze abgestützt. Mit dieser Einspannung wird'
das Werkstück dann an der Mantel- und der Bodenfläche abgedreht, wobei man an der
Bodenfläche einen zur Innenhöhlung gleichachsigen Einspannansatz stehen läßt. Dann
wird das \,\"erkstück ausgespannt und umgedreht und im zweiten Arbeitsgang -mittels
eines Backenfutters an dem angedrehten Einspannansatz am Boden eingespannt und im
Mundloch #durch eine Reitstockspitze abgestützt. Mit dieser Einspannung wird es
dann an der Mantelfläche bis auf die Bearbeitungszugabe für das Schlichten abgedreht.
-Da das Backenfutter bei beiden Arbeitsgängen an einem verhältnismäßig großen Durchmesser
angreift und daher ein starkes. Drehmdment auf das Werkstück übertragen kann, bietet
das Verfahren nach der Erfindung die Möglichkeit, das Werkstück bei beiden Arbeitsgängen
gleichzeitig mit mehreren Stählen zu bearbeiten.
Da die Bezugsebene
für die Bearbeitung des Werkstückes von der inneren Bodenfläche gebildet wird, wird
nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Einspannlage für den ersten Bearbeitungsgang
durch einen -in das Werkstück eingelegten, den Abstand zwischen dem inneren Geschoßboden
und dem Spannfutter festlegenden Abstandsdorn und für den' zweiten Arbeitsgang durch
sich auf dem abged'tehten Geschoßboden abstützende Anschläge bestimmt.
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Beim Abdrehen von Wellen ist es bekannt, zum Einhalten gleicher Wellenlängen
eine Einrichtung mit einer beweglichen Spitze in der Arbeitsspindel zu verwenden,
die durch eine Schraubenfeder stets nach rechts geschoben wird. Hierbei wird die
abzudrehende Welle durch den Reitstock an eine vor der Spitzenhülse befindliche
Deckscheibe gedrückt. Zuerst dreht man unter Benutzung eines Längsanschlages die
rechte Stirnseite der Welle und nachher wiederholt man dies in der zweiten Spannung.
Auf diese Weise «,=erden unabhängig von der Tiefe der Zentrierungen genau gleich
lange Arbeitsstücke erzielt. Die bisher üblichen Verfahren sind wesentlich umständlicher.
Sie erfordern mindestens fünf Arbeitsgänge, auch wenn man gleichzeitig mit mehreren
Drehstählen arbeitet.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung
sei nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen auch zur näheren Erläuterung
des erzielten Fortschrittes die bekannten Verfahren veranschaulicht sind.
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Es zeigen` Abb. i und 2 zwei gegossene Geschoßrohlinge an Hand eines
Längsschnittes, Abb. 3 den ersten Arbeitsgang und ,AM. .I den zweiten Arbeitsgang
des Verfahrens nach der Erfindung, Abb. 5 bis 7 die einzelnen Arbeitsgänge eines
bekannten Verfahrens und die Abb.8, 9 und io die Arbeitsgänge eines anderen
bekannten Verfahrens.
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In den Abt>. i und 2 sind Geschoßrohlinge mit kleinem Mundloch veranschaulicht,
die so zu bearbeiten sind, daß sich die strichpunktierte Gestalt ergibt. Bei dem
in Abb. -: veranschaulichten Werkstuck hat sich beim Gießen der Kern nach der Bodenseite
zu um das Maß a versetzt, so daß man beim Abdrelien außer der reichlichen Bearbeitungszugabe
einen Schlag von 2 a. zusätzlich zu überwinden hat. Beläuft sich der Schlag auf
8 mm, so muß man also auf der einen Seite zusätzlich i6 mm abdrehen. Abb.-i läßt
deutlich die erhebliche Bearbeitungszugabe erkennen, welche selbst bei einem genau
gegossenen Rohling am Durchmesser in Richtung Bodenleite vorhanden ist. Das Verfahren
nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, das Werkstück, das zunächst auf einer
besonderen Maschine gleichachsig zum Innenhohlraum bei v gekörnt wird, bis zum Schlichtei
mit der angestrebten gleichmäßigen Bearbeitungszugabe von etwa i min in nv°i ArLeit#-gängen
vorzudrehen.
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Für den ersten Arbeitsgang, Abb. 3, wird das Werkstück am Außendurchmesser
der Mundlochseite durch ein Backenfutter, beispielsweise durch ein kraftbetätigtes
und zentrisch spannendes Dreibackenfutter i., eingespannt und durch die Reitstockspitze
o abgestützt. Hierbei wird die genaue Lage <fei, Werkstückes innerhalb der Maschine
durch einen vorher in das Werkstück einrelegte_i Abstandsdorn h bestimmt, der an
der inneren Bodenfläche p des Werkstückes anliegt, welche die Bezugsfläche für die
Bearbeitung bildet. Dieser Dorn ragt durch das Mundloch hindurch und legt sich gegen
einen an der Maschine befindlichen _3£nschlag 1. In dieser Einspannung wird das
Werkstück finit einem oder vorzugsweise gleichzeitig mit inehrereei Stählen g längs
gedreht, wobei gleichzeitig der Boden durch einen Stahl r- plangedreht wird. Beim
Plandrehen läßt man jedoch einen Ein-Spannansatz s von möglichst großem
Durch-
messer stehen. Da die Spannbacken i auf das Werkstück ein erhebliches
Drehmoment ül).itragen, bietet die gleichzeitige Bearbeitung des Werkstückes durch
eine Reihe von Stuhlen keine Schwierigkeiten. Auch können die Stähle bis zur zulässigen
Beanspruchung ausgenutzt werden, so daß sich eine kurze Drehzeit ergibt. ran kann
daher bei diesem Arbeitsgang die mit is bezeichnete Werkstoffmenge abdrehen, so
daß das Werkstück die in Abb. 3 veranschaulichte Gestalt erhält. Alsdann wird das
Werkstück ausgespannt, und es folgt nun der zweite Arbeitsgang, <fer in Abb.
4. dargestellt ist.
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Beim zweiten Arbeitsgang wird das Werkstück in umgekehrter Lage eingespannt,
und zwar greift wiederum ein Backenfutter, z. B. ein kraftbetätigtes und zentrisch
spannende Dreibackenfutter in, an dem im ersten Arbeitsgang angedrehten Einspannansatz
am Boden an, während eine Reitstockspitze .z das Werkstück im Mundloch abstützt.
Bei dieser Einspannung wird die genaue Lage des Werkstückes durch Anschläge n bestimmt,
die sich gegen die bearbeitete äußere Bodenfläche -,c des Werkstückes anlegen und
zweckmä ßiri zwischen den drei Backen des. Spannfutters in sitzen. -Mit dieser Einspannung
erfolgt <las #,lidrehen der Werkstoffmenge z, gleichzeitig durch mehrere Stähle
g, wobei die im ersten :'#,rbeitsgang unbearbeitet gebliebene spannstelle auf einen
Zug mit weggedreht wird, was
wegen des geringen Schlages des Werkstückes
an dieser Stelle und wegen der geringen Bearbeitungszugabe ohne weiteres geschehen
kann. Nunmehr ist das Werkstück bis zum Schlichten fertig bearbeitet. Der durch
die Erfindung erzielte Fortschritt wird bei einem Vergleich mit den nachstehend
erläuterten bekannten Verfahren ersichtlich.
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Bei dem bekannten Verfahren, dessen Arbeitsgänge in den Abb. 8 bis
io veranschaulicht sind, muß am Werkstückrohling ein Überkopf b angegossen werden,
der sich beim Verfahren nach der Erfindung erübrigt. In diesen Überkopf wird im
ersten Arbeitsgang eine Mitnehmernut c eingefräst, wobei darauf zu achten ist, daß
das Maß d von innerer Bodenfläche bis Nutengrund bei allen Werkstücken gleich gehalten
wird. Im zweiten Arbeitsgang muß der beim Nutenfräsen entstandene Grat, welcher
sich in die Mundlochbohrung gedrückt hat, entfernt werden, damit das Werkstück im
nächsten Arbeitsgang (Abb. 9) durch deri Zentrierkegel e genau zentrisch aufgenommen
«wird. Im dritten und vierten Arbeitsgang wird gedreht. Hierbei wird das Werkstück
durch die Reitstockspitze mit dem Mundloch auf einen federnden Zentrierkezel e gedrückt
und durch die Mitnehmerlappen f, welche in die Nut eingreifen und am Nutengrund
anliegen, mitgenommen. Da bei- dem ersten Arbeitsgang auf die richtige Nutentiefe
geachtet worden ist, so hat das Werkstück innerhalb der Maschine die richtige Lage
(Stellung zu den Schneidwerkzeugen). Dadurch ist es möglich, in dieser Spannung
gleichzeitig mit dem vierten Arbeitsgang auch die Bodenfläche bis auf den stehenbleibenden
Zentrierbutzen zu drehen, wobei die vorgeschriebene Bodenstärke mit Sicherheit eingehalten
wird. - Infolge der reichlichen Bearbeitungszugabe und des Schlages gegen das Bodenende
zu ist es jedoch unmöglich, die gesamte Bearbeitungszugabe auf einen Zug wegzudrehen.
Das würden die Stähle wegen übergroßer Spantiefe und des Schlages nicht aushalten.
Deswegen muß mit dem dritten Arbeitsgang erst die mit 3 bezeichnete Werkstoffmenge
weggedreht werden und dann im vierten Arbeitsgang die mit q. bezeichnete. Werkstoffmenge.
Da die Mitnahme gut ist, kann beim dritten und vierten Arbeitsgang mit einem oder
mehreren Stählen längs gedreht und auch gleichzeitig durch einen Planstahl die Bodenseite
bearbeitet werden. In Abb. 9 sind beispielsweise außer dem Planstahl zwei Langdrehstähl.e
angegeben und die Vorschubrichtungen durch Pfeile gekennzeichnet. Durch den fünften
Arbeitsgang wird der Überkopf abgesägt (Abb. io). Bis hierher sind also fünf Arbeitsgänge
erforderlich, während das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung nur zwei -Arbeitsgänge
erfordert und außerdem den Überkopf erspart.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren, das in den Abb. 5 bis 7 gezeigt
ist, kann zwar ebenfalls der Überkopf eingespart werden; auch fällt dort das Fräsen
der Nut fort. Das Verfahren hat jedoch andere Nachteile. Hierbei wird das Werkstück
durch die Reitstockspitze mit erheblichem Druck auf einen Krauskopf g gedrückt,
dessen Zähne sich dadurch in der Mundlochbohrung einbeißen (Abb.5). Alsdann wird
das Werkstück a» der Mantelfläche abgedreht. Diese Einspannung hat zwei schwere
Nachteile. Die Lage des Werkstückes innerhalb der Maschine wird nicht eindeutig
bestimmt, weil sich das Werkstück je nach Gußtoleranz mehr oder weniger über den
Krauskopf schiebt. Zusammen mit den ohnehin vorhandenen Längenabweichungen von der
inneren Bodenfläche p bis Mundlochvorderkante ergeben sich in der Praxis Längsverschiebungen
von durchschnittlich io, ja sogar bis. 15 mm. Es -ist deshalb ausgeschlossen, in
dieser Einspannung die Bodenfläche abzudrehen, weil sonst die Bodenstärke nicht
gleichmäßig eingehalten werden könnte. Auch ist es nicht möglich, bis auf die gleichmäßige
Schlichtzugabe von i mm herunterzudrehen,_weil eben diese Längsverschiebungen hei
-den:-verschiedenen Gußrohlingen innerhalb' der Maschine entweder am gewölbten Teil
der Mundlochseite oder am kegeligen Bodenteil zu viel oder zu wenig Bearbeitungszugabe
für das Fertigdrehen (Schlichten) stehen lassen würden. Man kann deshalb mit der.
Einspannung nach Abb. 5 höchstens. auf 3 mm Bearbeitungszugabe herunterdrehen und
ist gezwungen, die für das Schlichten notwendige gleichmäßige Bearbeitungszugabe
von etwa i mm durch einen weiteren besonderen Arbeitsgang zu erzielen. Der schwerstwiegende
Nachteil ist aber, daß der am kleinen Mundlochdurchmesser- eingreifende Krauskopf
nur ein geringes Drehmoment übertragen kann. Man muß daher mit derselben Einspannung
des Werkstückes nacheinander die in Abb. 5 mit i, 2 und 3 bezeichneten Werkstoffmengen
unter Verwendung eines einzigen Stahles wegdrehen, was sehr viel Zeit in Anspruch
nimmt. Auch kommt man nur bei gut laufenden Hülsen mit drei Drehgängen aus. Sobald
die Werkstücke Schlag aufweisen, muß man weitere Drehgänge einfügen.
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Im vierten Arbeitsgang (Abb. 6) wird die Bodenfläche gedreht. Hierbei
wird die Lage des Werkstückes innerhalb der Maschine durch einen Anschlag da bestimmt,
der an der inneren Bodenfläche gegenliegt, so daß beim Plandrehen (Wegdrehen der
Werkstoffmenge q.) die Bodenstärke bestimmt eingehalten, wird. Hierauf muß das Werkstück,
weil
im dritten Arbeitsgang zu viel und außerdem ungleiche Bearbeitungszahlen
stehengeblieben sind, in einem fünften Arbeitsgang nochmals überdreht (egalisiert)
werden. Hierbei wird mit dem Stahl an der durch den vierten Arbeitsgang bestimmten
äußeren Bodenfläche _ angesetzt, wodurch nach Wegdrehen der Werkstoffmenge g die
für das Schlichten (Fertigdrehen) notwendige gleichmäßige Bearbeitungszugabe von
etwa r mm erreicht wird (Abb. 7).
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Bei diesem Verfahren spart man zwar den Werkstoff für den Überkopf,
benötigt aber ebenfalls fünf Arbeitsgänge und außerdem eine wesentlich längere Arbeitszeit.