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Formfräser Bei Fräsern größerer Breite ist es üblich, den Fräsnuten
Schraubenform zu geben, um einen Ausgleich der Arbeitsdrücke und damit einen erschütterungsfreien
Lauf der Fräser zu erhalten. Die Herstellung derartiger Schraubennuten und das Hinterdrehen
der Gähne machen jedoch große Schwierigkeiten bzw. sind in vielen Fällen mit den
üblichen Methoden unmöglich, wenn der Fräser nicht zylindrisch ausgebildet ist,
sondern in Richtung der z@chse des Fräsdornes eine unregelmäßige Krümmung aufweist,
wie dies beispielsweise bei Formfräsern für Turbinenschaufeln der Fall ist.
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Bei Satzfräsern, die aus mehreren zu einem Satz. vereinigten Einzelfräsern
bestehen, ist es bekannt, die Einzelfräser so gegeneinander zu versetzen, daß die
Fräsnuten nicht durchlaufen, sondern gegeneinander abgesetzt sind und gegebenenfalls
Steigungen entgegengesetzter Richtung aufweisen. Hierbei bestehen jedoch für die
Herstellung der Fräsnuten in den Einzelfräsern die gleichen Schwierigkeiten, wie
sie vorstehend erwähnt sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß der einzelne Formfräser, also bei
einem aus mehreren Einzelfräsern bestehenden Satz zweckmäßig jeder Einzelfräsen
aus mehreren scheibenförmigen Fräsern besteht, die zusammengesetzt die gewünschte
äußere Form des Fräsers ergeben, wobei die Fräsnuten innerhalb jeder Einzelscheibe
achsparallel
verlaufen, jedoch in den aufeinanderfolgenden Scheiben
so zueinander versetzt sind, daß für den ganzen Fräser ein abgestufter, annähernd
schraubenlinienförmiger Verlauf der Fräsnuten entsteht.
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Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Fräsnuten der Einzelscheiben
parallel zur Achse derselben verlaufen, wird eine entsprechende Vereinfachung beim
Fräsen dieser Nuten und dem Hinterdrehen der ,Zähne erzielt, so daß die eingangs
erwähnten Schwierigkeiten in Fortfall kommen. Dabei steht jedoch der erfindungsgemäße
Fräser in seiner Wirkung den bekannten Fräsern nicht nach.
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Um den stufenförmig abgesetzten Verlauf der Fräsnuten zu erhalten,
können beispielsweise die den Gesamtfräser bildenden Einzelscheiben gegeneinander
jeweils um einen entsprechenden Winkel verdreht werden. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft
die Bohrung einer jeden Einzelscheibe mit einer der Zahl der Scheiben entsprechenden
Anzahl von Längsnuten versehen, die gleichmäßig über den Umfang der Bohrung verteilt
sind und über eine Längsnut wahlweise mit der Nut des Fräsdorns in' Eingriff gebracht
werden können. Bei der Zusammensetzung der Einzelscheiben zu dem fertigen Formfräser
werden dann die Einzelscheiben fortlaufend um je eine Keilnut zueinander versetzt,
wodurch der abgestufte Verlauf der Fräsnuten zustande kommt.
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Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Fräsnuten vor
dem Verdrehender Einzelscheiben gegeneinander hergestellt werden können, so daß
die Fräsnuten in Richtung der Fräsdörnachse, d. h. jeweils in einer Ebene gefräst
und hinterdreht werden können. Erst wenn die Fräsnuten vollständig bearbeitet sind,
werden die Einzelscheiben des Fräsers um das gewünschte Ausmaß gegeneinander versetzt.
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Die Anzahl der Keilnuten muß in einem bestimmten Verhältnis zur Teilung
des Fräsers, d. h. der gewählten Anzahl der Fräszähne stehen. Um einen gleichmäßigen
Anstieg der Fräsnuten über die ganze Breite des fertigen Formfräsers zu erhalten,
empfiehlt es sich, dieses Verhältnis so zu wählen, daß die Teilung des Fräsers um
einen Zahn größer oder kleiner ist als die Anzahl der Keil- _ nuten oder eines Mehrfachen
derselben. Versetzt man dann, von dem einen Ende des Formfräsers beginnend, jede
Scheibenfräser gegenüber dem vorausgehenden fortlaufend um eine Keilnut, so eilen
die Zähne jedes Scheibenfräsers den Zähnen des vorausgehenden Fräsers um einen durch
die Anzahl der Keilnuten bestimmten Bruchteil der Zahnbreite voraus öder bleiben
dahinter zurück, je nachdem, ob diese Zähnezahl größer oder kleiner ist als die
Anzahl der Keilnuten. Man hat es also in der Hand, durch dieses Verhältnis sowohl
die Größe als auch die Richtung der Steigung der Fräsnuten zu bestimmen.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. i einen der scheibenförmigen Fräser, welche in ihrer Gesamtheit den
Formfräser bilden, in Seitenansicht, Abb. 2 in Ansicht den aus Einzelscheiben bestehenden
Formkörper vor dem Fräsen und Hinterdrehen der Fräsnuten, Abb. 3 eine der Fräsnuten
im Grundriß nach der Herstellung derselben, Abb. q. die gleiche Fräsnut nach dem
Verstellen der Scheiben zueinander, auf einer Ebene abgewickelt.
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Bei dem dargestellten Fräser handelt es sich um einen Teil eines für
Turbinenschaufeln bestimmten Formfräsers. Um den Aufbau dieses Fräsers besser verständlich
zu machen, soll nachstehend die Herstellung desselben an Hand des Ausführungsbeispiels
beschrieben werden.
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In diesem Fall geht man von sechs runden Platten oder Scheiben i bis
6 eines geeigneten Werkstoffes aus; deren Durchmesser so gewählt ist, daß man durch
Abdrehen den in Abb. i dargestellten Formkörper erhalten kann. Die Platten, die
zweckmäßig schon eine Bohrung geeigneten Durchmessers besitzen, werden zunächst
mit den erforderlichen sechs Keilnuten 7 bis 12 versehen, was z. B. durch Stoßen
der zusammengespannten und vorher zentrierten Platten erfolgen kann. Dann spannt
man die Platten auf einen Dorn auf, wobei bei allen Platten die gleiche Nut zur
Befestigung durch den Längskeil genommen wird, und stellt auf der Drehbank den in
Abb. z wiedergegebenen Drehkörper her. In diesen Körpern werden auf der Fräsmaschine
die Längsnuten 13 durchgehend über die ganze Breite desselben parallel zur Bohrungsachse
eingefräst. Die so erhaltenen Zähne werden hinterdreht, so daß die Zahnrücken die
in Abb. 2 bei einem der Zähne mit 14 bezeichnete Kurvenform aufweisen. Nach dem
Härten und Entfernen des Zunders durch Schleifen erhält man so einen zusammenhängenden
Formfräser mit den gewünschten Umrißlinien, bei dem jeder der einzelnen Scheibenfräser
i bis 6 die in Abb. 2 dargestellte Form besitzt. Die Fräsnuten verlaufen parallel
zur Fräsdornachse, so daß die benachbarten Zähne der einzelnen Scheiben sich zu
Fräszähnen ergänzen, die über die ganze Breite des Gesamtfräsers reichen und deren
Angriffskanten jeweils in einer gemeinsamen radialen Ebene liegen. Bei diesem Fräser
würde daher jeder Zahn über die ganze Breite des zusammengesetzten Fräsers in das
Werkstück eingreifen, so daß eine stoßweise Belastung des Fräsers und damit starke
Erschütterungen unvermeidlich sein würden. Aus diesem Grunde wäre der Fräser praktisch
nicht zu gebrauchen.
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Es ist daher erforderlich, die einzelnen Scheibenfräser der in ,.Abb.
2 dargestellten Form so zueinander zu versetzen, daß unter Beibehaltung der erforderlichen
Umrißlinien des Gesamtfräsers die benachbarten Zähne der Einzelfräser nacheinander
zum Eingriff in das Werkstück gelangen. Um dies zu erreichen, versetzt man, von
dem Fräser i der Abb. i beginnend, die aufeinanderfolgenden Fräser um je eine Keilnut
zueinander, und zwar im Uhrzeigersinn entsprechend dem in Abb. 2 eingezeichneten
Pfeil. Nimmt man an, &ß der (nicht dargestellte) Längskeil zur Befestigung der
Scheiben
auf dem Fräsdorn sich an der in Abb. 2 der Nut 7 entsprechenden
Stelle befindet, so würden also bei der Scheibe 2 die Nut 8, bei Scheibe 3 die Nut
9, bei Scheibe .I die Nut io usw. mit diesem Keil zum Eingriff kommen. Gegenüber
den Zähnen der Scheibe i würden dann die Zähne der Scheibe 2 um den in Abb.2 mit
a bezeichneten Betrag voreilen, diejenigen der Scheibe 3 um b, der Scheibe ,. um
c usw. bis e.
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Durch dieses Versetzen erhalten die Fräsnuten 13, die bis zu diesem
Zeitpunkt die in Abb. 3 für eine dieser Nuten im Grundriß wiedergegebene Form hatten,
die stufenartige Ausbildung der Abb. 4., wenn man sich die entsprechende Fräsnut
auf einer Ebene abgewickelt denkt. In Abb. 3 und 4. sind die Angriffskanten der
einzelnen Zähne mit 15 bis 2o bezeichnet. Man erkennt, daß in Abb. 3, also vor dem
Versetzen der einzelnen Scheiben zueinander, sämtliche Angriffskanten auf einer
Geraden liegen, d. h. in einer durch die Mitte der Fräserachse hindurchgehenden
gemeinsamen Ebene, so daß die nebeneinanderliegenden .Zähne gleichzeitig über die
ganze Breite des Fräsers in das Werkstück eingreifen würden. In Abb. 4. dagegen,
also nach dem Versetzen der Scheiben zueinander, zeigen die Angriffskanten 15 bis
2o einen abgestuften Verlauf, so daß die benachbarten Zähne nacheinander zum Eingriff
gelangen. Verbindet man bei den benachbarten Zähnen der Abb. 4 gleiche Punkte miteinander,
so erhält man gerade Linien. DadieseLinien inWirklichkeit auf den gekrümmten Körper
der Abb. i aufgewickelt sind, besitzen sie also Schraubenform.
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Der vorstehend beschriebene Formfräser ist in erster Linie für das
Schruppen geeignet. Zur Verwendung für das Schlichten werden zweckmäßig, um Riefenbildung
zu vermeiden, die Zähne in an sich bekannter Weise gekuppelt, d. h. die Zähne werden
so ausgebildet, daß die benachbarten Zähne teilweise übereinandergreifen.