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Hinterschleifvorrichtung für mit Einkerbungen versehene Schneidwerkzeuge
Die Erfindung betrifft eine Hinterschleifvorrichtung für mit Einkerbungen versehene
Schneidwerkzeuge, in erster Linie für Gewindebohrer, einstellbare oder nicht einstellbare
Reibahlen, Bohrer und Spiralbohrer und für alle Werkzeuge dieser Art mit geradlinigen
oder schraubenförmigen Einkerbungen, die eine hinterdrehte Führung aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Schärfmaschine vorgesehen
sein, die hauptsächlich zur Schärfung vonWerkzeugen dieserArt bestimmt ist; sie
kann aber auch ein zur Durchführung dieses Vorganges auf verschiedenen Werkzeugmaschinen
geläufiger Verwendungszwecke bestimmtes Zubehörteil darstellen, wie z. B. auf einer
normalen Schärfmaschine, Drehbank, Schleifmaschine usw.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie
ein drehbares Hauptorgan und ein von diesem getragenes, mit einem Haltemittel für
das Werkzeug versehenes Halteorgan aufweist, wobei die Achse des Haltemittels exzentrisch
in bezug auf die Rotationsachse des Hauptorgans angeordnet ist und das Haltemittel
die Drehung des Werkzeuges um seine eigene Achse ermöglicht, und daß ein von einem
der genannten Organe getragener Anschlag vorgesehen ist, der nacheinander mit den
verschiedenen Zähnen des Werkzeuges zusammenwirkt, das Ganze so, daB zur Vornahme
des Hinterschleifens eines Werkzeugzahnes jeder Zahn in Berührung mit dem Anschlag
gebracht wird und unter Aufrechteihaltung der Berührung dem Hauptorgan eine wechselnde
begrenzte- Rotationsbewegung um seine Achse auferlegt
wird, während
ein Schleiforgan auf die Zahnoberfläche wirkt, wobei dieser Vorgang für die verschiedenen
Zähne des Werkzeuges wiederholt wird.
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Das Hauptorgan der Vorrichtung wird vorteilhaft von einem. Zwischenelement
getragen, das leicht auf die Spindel einer Werkzeugmaschine aufgebracht werden kann,
wobei das zu hin@terschleifendeWerkzeug zwischen Spitzen eingespannt ist, d. h.
zwischen einer das Haltemittel des Werkzeuges der Vorrichtung bildenden Spitze und
der mit der genannten Spindel ausgerichteten Gegenspitze der Maschine.
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Die Zeichnung stellt .eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
dar.
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Fig. i ist ein Aufriß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei diese
Vorrichtung als ein auf die Spindel einer Werkzeugmaschine zu befestigendes Zubehörteil
ausgebildet ist und wo das zu hinterschleifende Werkzeug zwischen Spitzen eingespannt
ist; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. i, auf welcher die
Stellung des aus einer konischen Schleifscheibe bestehenden Schleiforgans angegeben
ist; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 111-1I1 der Fig. i in kleinerem Maßstab;
Fig.4 ist ein Querschnitt durch einen Gewindebohrer, bei dem die Hinterdrehung stark
übertrieben und das Schleiforgan schematisch dargestellt ist.
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Die dargestellte Vorrichtung weist ein aus einer Spindel i bestehendes
Hauptorgan auf, welches fest mit einer Platte 2 verbunden ist; diese Spindel ist
drehbar in einem Zwischenelement 3 befestigt, welches mittels eines Kegels 4 schnell
auf der nicht dargestellten Spindel einer Werkzeugmaschine festgemacht werden kann.
Die Spindel i ist mittels zweier im Zwischenelement 3 befindlicher zylindrischer
Lagerschalen 5 und 6 in dieses eingebaut; diese Lagerschalen verbürgen infolge ihres
Abstandes eine einwandfreie Führung der Spindel i; eine durch einen mit Gewinde
versehenen Zapfen 8 an ihrem Platz gehaltene Kugel 7 dient als axialer Anschlag,
während eine in das Zwischenelement eingelassene Schraube 9, deren Ende in eine
ringförmige Rille io der Spindel i eindringt, die Spindel in dem Zwischenelement
3 festhält. Die Platte 2 ist mit der Spindel i mittels eines Stiftes i i fest verbunden,
und eine von einer Torsionsfeder 12 gebildete Rückzugsfeder, von der sich ein Ende
in einem ins Element 3 eingelassenen Loch 13 befindet, während ihr anderes Ende
in ein im Ring 15 der Spindel i eingebrachtes Loch 14 eingelassen ist, kennzeichnet
eine Ruhelage des Hauptorgans in bezug auf das Zwischenelement und ist bestrebt,
die Spindel i und die Platte 2 in die genannte Lage zu bringen. Die Peripherie 2'
der Platte 2 ist gerändelt zwecks Erleichterung des manuellen Antriebs der Vorrichtung,
wie dies später beschrieben wird.
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Ein Halteorgan 16 für das zu hinterschleifende Werkzeug, welches ein
Haltemittel für das Werkzeug trägt und aus einer Spitze 17 besteht, ist am Ende
der Spindel i angebracht. Das Halteorgan 16 ist mit Hilfe einer Kulisse 18 mit der
Spindel i verbunden; dieseKulisse ermöglicht dieEinstellung der Exzentrizität e
der Spitze 17 in bezug auf die Rotationsachse der Spindel 1.
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Die Spitze- 17 kann durch eine Hohlspitze ersetzt sein oder evtl.
durch ein Haltemittel von der Art eines Spannfutters oder einer Klemme. Es ist immerhin
notwendig, daß das genannte Haltemittel es dem Werkzeug ermöglicht, sich um seine
eigene Achse zu drehen. So ist es z. ß. im Fall der Verwendung eines Futters oder
einer Klemme nötig, daß diese rotierbar auf dem Halteorgan 16 befestigt sind.
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Um die Spitze 17 leicht durch eine Hohlspitze oder durch ein anderes
Haltemittel ersetzen zu können, ist sie mit dem Trägerorgan 16 mittels eines Konus
i9 befestigt.
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Die Kulisse 18 wird durch eine 'Mikrometerschraube 20 verstellt, auf
welcher mittels eines Stiftes 21 ein Steuerknopf 22 befestigt ist. Der Steuerknopf
trägt eine mit einer Gradeinteilung versehene Trommel 23.
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Die Vorrichtung umfaßt auch einen Anschlag, der dazu bestimmt ist,
nacheinander mit verschiedenen Zähnen des Werkzeuges zusammenzuarbeiten, um die
relative Lage der Schnittfläche des hinterdrehten Zahnes zum Hauptorgan festzulegen.
Dieser Anschlag kann sowohl vom Hauptorgan als auch vom Halteorgan des Werkzeuges
getragen sein. In der dargestellten Ausführungsform wird er vom Hauptorgan getragen.
Dieser Anschlag besteht aus einer Metallklinge 24, die einstellbar auf einer Trägerstange
25 angeordnet ist, welche in eine geradlinige Öffnung 26 in der Platte 2 eingelassen
ist. Die l\-Zetallklinge 24 ist auf der Stange 25 mittels einer gerändelten Mutter
27 befestigt, während die Stange selbst auf der Platte 2 durch eine Mutter 28 regelbar
befestigt ist. Das freie Ende der Klinge 24 trägt einen leicht gekrümmten Teil 29,
so daß es nur in einem Punkt mit der Schnittfläche des Gewindebohrers in Berührung
kommt.
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Eine zweite geradlinige Öffnung 26' ist symmetrisch mit der Öffnung
26 angeordnet, um eine Umkehrung der Lage des Anschlages zu ermöglichen, im Fall
er mit einem Werkzeug rechts oder links zusammenwirkt.
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Die Arbeitsweisc und die Verwendung der auf den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Vorrichtung seien im einzelnen für das Hinterschleifen eines Gewindebohrers genauer
erläutert. Die Fig.4 zeigt einen Schnitt durch einen Gewindebohrer, auf welchem
die Radien und Mittelpunkte der Krümmungen und die Schnittwinkel aufgetragen sind,
die für ein Werkzeug mit hohem Nutzeffekt beachtet werden müssen. A bezeichnet die
Achse d°s Gewindebohrers, R - D/2 bezeichnet den Radius des Kreises, der den Gewindebohrer
an den Punkten umgibt, wo der Schnitt durchgeführt wird; a ist das Zentrum der Krümmung
des hinterdrehten Teils des Zahnes Dl, a der Schnittwinkel des Gewindebohrers und
ß der Hinterdrehwinkel des Gewinde-
Bohrers, wobei diese Winkel
von dem Material abhängen für welches der Gewindebohrer verwendet werden wird. e
ist der Abstand zwischen A und a oder die Exzentrizität. Der dar=gestellte Gewindebohrer
weist vier Zähne Dl, D2, D3, D4
auf, welche die Schnittflächen Cl, C2, C3,
C4 bilden.
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Zur Vornahme des Hinterschleifens eines Gewindebohrers wird die Vorrichtung
mit Hilfe des Konus 4 des Zwischenelements in die Spindel des Tisches einer Scharfmaschine,
einer Drehbank oder einer Schleifmaschine eingebracht. Die Kulisse 18 ist so angeordnet,
daß sie der Spitze 17 eine Exzentrizität in einer Richtung verleihen kann, die praktisch
senkrecht zur Ebene liegt, welche durch die Rotationsachsen der Vorrichtung und
der Schleifscheibe hindurchführt. Mit Hilfe der Einstellschraube der durch den Knopf
22 gesteuerten Kulisse wird der Spitze 17, welche das Halteelement darstellt, eine
Exzentrizität e in Bezug auf die Drehachse A-a der Vorrichtung verliehen; der Wert
dieser Exzentrizität ist durch den Hinterdrehwinkel ß bestimmt, den man zu erreichen
sucht, sie hängt vom Durchmesser des Gewindebohrers ab und kann in Form von Tabellen
als Funktion des Durchmessers des Gewindebohrers für die verschiedenen vom Gewindebohrer
zu bearbeitenden Materialien zum voraus bestimmt sein. Die Richtung der Exzentrizität,
ob negativ oder positiv in Bezug auf die Ebene der Rotationsachsen der Vorrichtung
und der Schleifscheibe, wird vom Drehsinn des zu hinterschleifenden Werkzeuges nach
rechts oder nach links bestimmt. Es ist nicht .schwer, den Sinn festzulegen, welchen
man der Exzentrizität geben muß, weil diese Exzentrizität immer in der durch das
freie Ende des Anschlages angezaeigten Richtung gegeben ist, welches gegen die Schnittfläche
des zu hinterschleifenden Zahnes liegt.
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Der Gewindebohrer wird dann zwischen Spitzen eingespannt, und zwar
zwischen der Spitze 17 der Vorrichtung und einer Gegenspitze 30, welche auf der
Maschine in der Achse a-a des Hauptorgans der Vorrichtung angeordnet ist, wobei
das Führungsende des Gewindebohrers gegen die dezentrierte Spitze 17 der Vorrichtung
gerichtet ist, wie auf Fig. i dargestellt.
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Der Anschlag 24 befindet sich dann also in einer praktisch tangential
zum Gewindebohrer verlaufenden Stellung, gerade gegenüber der Schleifscheibe, und
sein freies Ende 29 liegt in der Ebene der Rotationsachsen der Vorrichtung und der
Schleifscheibe in der Einkerbung, welche der Schnittfläche Cl des zu hinterschleifenden
Zahnes entspricht, der in Bezug auf den Gewindebohrer in der Art einer Sperrklinke
auf einem Sperrad angeordnet ist (s. Fig. 4).
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Um das Hinterschleifen des entsprechenden Zahnes des Werkzeuges zu
vollziehen, hält der Arbeiter die Schnittfläche des genannten Zahnes gegen den Anschlag
und schleift den genannten Zahn durch Eintauchen, indem er dem Hauptorgan mit Hilfe
der Platte 2 eine wechselnde Rotationsbewegung vermittelt, d. h. entweder eine Einführ-Bewegung
bis über den Zahn hinaus und eine Rückzugsbewegung, um die Schleifscheibe wieder
wegzunehmen. Zur Ausführung dieser Operation :hält der Arbeiter den Gewindebohrer
mit einer Hand gegen den Anschlag und betätigt das Hauptorgan mit der anderen Hand
mittels der gerändelten Oberfläche der Platte 2. Es ist dabei zu bemerken, daß während
der Einführungsbewegung die Rückzugsfeder i2 gespannt wird und daß sie zur Rückführung
des Hauptorgans in seineAusgangsstellung während der Rückzugsbewegung des Gewindebohrers
beiträgt.
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Nachdem ein Zähn hinterschliffen ist, genügt es, den Gewindebohrer,
wenn er sich nicht mehr in Kontakt mit der Schleifscheibe befindet, um seine eigene
Achse zu drehen in der Richtung des Pfeiles F der Fig. 4, um den folgenden Zahn
einzubringen, wobei der Anschlag von einem Zähn auf den anderen springt, indem er
sich in der Arteiner Sperradklinke biegt.
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Auf diese Weise kann das Hinterschleifen aller Zähne des Gewindebohrers
rasch durchgeführt werden, ohne eine Regelung der Vorrichtung zwischen den verschiedenen
Zähnen nötig zu machen.
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Durch dieTatsache, daß derAnschlag dieWinkelstellung des Gewindebohrers
um seine eigene Achse festlegt, indem er sich auf die Schnittfläche des Zahnes selbst
anlegt, werden die Zähne nach dem gleichen Winkel hinterschliffen, und ihre Schneideränder
befinden sich alle auf einem konzentrisch zur Achse des Gewindebohrers verlaufenden
Kreis, und zwar unabhängig von den Teilungsfehlern der Kerben des Gewindebohrers.
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Das Führungsende des Gewindebohrers kann in der Weise hinterschliffen
werden, daß man entweder die Rotationsachsen der Vorrichtung und der Schleifscheibe
gegeneinander in der senkrecht zur Kulisse liegenden Ebene neigt oder aber mittels
einer konischen Schleifmaschine im Fall, daß die beiden genannten Achsen parallel
verlaufen. Diese beiden Möglichkeiten können miteinander kombiniert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der gleichen Weise für das
Hinterschleifen von anderen mit Einkerbungen versehenen Schneidwerkzeugen verwendet
werden.
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Die Schleifscheibe ist in der Regel genügend lang, um den Vorderteil
des Werkzeüges in einer einzigen Eintauchung zu,hinterschleifen (s. Fig. 2). Im
Fall von sehr langen Führungsenden kann man das Hinterschleifen in verschiedenen
Operationen durchführen, indem man die Schleifscheibe und das Werkzeug zwischen
den Eintauchoperationen in der Längsrichtung gegeneinander verschiebt; im Fall schräger
oder schraubenförmiger Einkerbungen muß auch der Anschlag in axialer Richtung verschoben
werden, um gerade gegenüber der Schleifscheibe zu verbleiben.
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Infolge der Tatsache, daß die Gegenspitze 30 mit der Rotationsachse
a-a der Vorrichtung ausgerichtet ist, verschiebt sich die Achse des Werkzeuges während
dem Eintauchen und dem Rückzug längs
der Erzeugenden eines Kegels,
bei welchem die genannte Gegenspitze den Scheitel bildet. Diese Tatsache beeinflußt
die Hinterdrehung praktisch nicht.
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Wenn die Spitze 17 der Vorrichtung durch ein Spannfutter oder durch
eine Spannklemme ersetzt ist, wird das Hinterschleifen in der gleichen Weise vollzogen;
wobei das Werkzeug dann von dem genannten Spannfutter oder der Klemme an seinem
hinteren Teil frei vorstehend gehalten wird.