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Universal-Fräsvorrichtung an Konsol-Planfräsmaschinen, insbesondere
Gleichlauffräsmaschinen Die Erfindung betrifft eine T-Tniversal-Fräsvorrichtung
an Konsol-Planfräsmaschinen, insbesondere Gleichlauffräsmaschinen, um auch auf einfachen
Fräsmaschinen mit nicht verschwenkbarer Aufspannschlittenführung Spiralfräsarbeiten
ausführen 2 11 können.
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Es sind Universal-Fräsvorrichtungen bekannt, die bei einfachen Frästnaschinen
zu verwenden sind, um auf diesen Maschinen Spiralfräsarbeiten auszuführen. Bei diesen
bekannten Universal-Fräsvorrichtungen, bei denen die Frässpindel nicht nur in waagerechter,
sondern auch in senkrechter Ebene geschwenkt werden kann, ist der Fräser außerhalb
des schwenkbaren Gehäuses, also in weitem Ab-
stand von den Drehachsen dieses
Gehäuses auf dem Fräsdorn gelagert. Hierdurch tritt unter dem Fräsdruck ein erhebliches
Drehmoment auf, das zu einer Unsicherheit in der Lagerung des Fräsers führen kann.
Derartige Vorrichtungen lassen sich für das Gleichlauffräsen nicht verwenden, weil
bei diesem ,die aus dem Schneidvorgang herrührenden Kräfte sich anders auswirken
als beim Gegenlauffräsen. Außerdem ist bei -den bekannten Universal-Fräsvorrichtun,gen
für gewisse Spiralfräsarbeiten die Verstellbarkeit der Aufspannschlittenführung
erforderlich.
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Gemäß der Erfindung ist an einem Auslegerarm des Maschirtenständers
ein in waagerechter Ebene einstellbarer und feststellbarer Schwenkkopf für einen
Fräsdorn gelagert, dessen von der Hauptfrässpiridel
'angetriebene
Antriebsmittel derart angeordnet sind, daß# ein Fräser unmittelbar unter der zenkrechten
Drehachse des Schwenkkopfes auf dem Fräsdorn befestigt werden kann. Hierdurch wird
erreicht, daß bei schweren Spiralfräsarbeiten, insbesondere beim Gleichlauffräsen,
keine auf ein Verdrehen des Schwenkkopfes hinwirkende Drehmomente auftreten. Außerdem
wird erreicht, daß für das Ausführen der Spiralfräsarbeiten eine einstellbare Aufspannschlittenführung
nicht erforderlich ist und eine sichere Tischabstützung erhalten ble;bt.
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Gemäß der Erfindung kann die Anordnung #d>erart sein, daß der - in
waagerechter Ebene einstell-und feststellbare Schwenkkopf für einen Fräsdorn und
die Antriebsmittel für diesen an einem Auslegerarm gelagert sind, der in der am
Maschinenständer befindlichen Führung des Gegenhalterarines einer Konsol-Planfräsmaschine
auswechselbar angeordnet ist. Wenn die besondere Gestaltung einer vorhandenen Planfräsiuaschine
es erfordert, kann der Schwenkkopf gemäß der Erfindung am Gegenhalterarm des Fräsdorns
angebracht werden, und zwar einschließlich eines Gehäuses für die Antriebsr mittel
des Fräsdorns.
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Zweckmäß,ig ist der gemäß der Erfindung zu verwendende Ailslegerarm
derart ausgebildet, daß er sich mit einer Planfläche an &r Brustfläche des Maschinenständers
abstützt und an dieser befestigt werden kann. Durch diese zusätzliche Befestigung
wird auch bei schwer-en Spiralfräsarbe-iten eine sichere Abstützung des Frägers
gewährleistet.
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Die Ausgestaltung Ader Einrichtung nach der Erfindung kann ferner
derart sein, daß ein auf dem Spindelkopf der Hauptfrässpindel aufgestecktes Zahnrad,
mitdein die Antriebsmittel für den Fräsdorn kuppelbar sind, durch Mitnehmer von
-dem Spindelkopfflansch mitgenommen, wird, die am größten Durchmesser dieses Flansches
wirken. Hierdurch wird eine einfache und schnelle Verbindung der Antriebsmittel
für den Fräsidorn mit der antreibenden Hauptspindel der Maschine erreicht, und außerdem
wird die Übertragung eines größleren Drehmoments ermöglicht als -bei der üblichen
Verbindung des Fräsdorns mit der Hauptspindel durch einen Innenkegel.
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Um mit der Einrichtung nach der Erfindung auch Spiralfräsaribeiten
an einseitig eingespannten Werkstücken ausführen -zu -können, ist weiterhin
erfindungsgemäß die Anürdriung getroffen, daß, das durch den Frästisch eine Vorschubbewegung
erhaltende Werkstück in einer Führung gleitet, die am Vorschub nicht teilnimmt und
die für das Eintauchen des Fräsers in das Werkstück mit einer der Steigung der Spirale
entsprechenden schrägen Ausnehmung versehen ist. Da es ferner beim Fräsen von Spiralnuten
für bestimmte Zwecke erforderlich ist, die Tiefe dieser Nuten allmählich zu verringern,
so daß sie nach der Oberfläche des Werkstücks zu auslaufen, beispielsweise bei Spiralbohrern
zur Verhinderung einer Schwächung des Schaftquei,-schnitts, kann die Ausgestaltung
-des Gegenstands der Erfindung derart sein, daß die an der Vorschubbewegunä nicht
teilnehmende Führung fürdas Werkstück auf einer geradlinig geführten Stütze ruht,
unter der sich ein mit dem Frästisch bewegender Tragkeil befindet, dessen Keilwinkel,dem
Neigungswinkel der Nutentiefe der zu fräsenden Spiraleentspricht. Die Ausbildung
und Anordnung dieses Tragkeils kann derart sein, daß der Keilwinkel den Erfordernissen
entsprechend einstellbar ist. Es wird hierdurch beispielsweise das Fräsen von Spiralbohrern
auf einer einfachen Planfräsmaschine möglich. Bei der erwähntenAusgestaltung der
Erfindung ist es zweckmäßig, daß die Geradführung für die Stütze der Werkstückführung
entsprechend dem Tiefenwinkel der zu fräsenden Nut schräg eingestellt ist und sich
an einem am Querbett der Maschine befestigten Arm befindet.
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In der Zeichnung ist -der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
und. in Anwendun.g bei einer üblichen Gleichlauf-Konsolfräsmaschine dargestellt.
Es zeigt Ab-b. i eine Seitenansicht ödes in Betracht kommenden Teils einer Fräsmaschine
mit einer Einrichtung nach der Erfindung, Abb.:2 den Grundriß eines Teils der in
Abb. i dargestellten Maschine, Abb. 3 einen senkrechten Schnitt nach Linie
I-1 der Abb. i, - Abb- 4 eine Stirnansicht der Fräsinaschine bei Einstellung
des Schwenkkopfes fürdas Fräsen einer Zahnstange, Abb. 5 eine der Abb. i
entsprechende Seitenansicht der Fräsinaschine, Abb. 6 einen senkrechten Schnitt
nach Linie II-11 ,der Abb. 5 und Abb- 7 einen waagerechten Schnitt
nach Linie III-III der Abb. 6.
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Der Maschinenständer i trägt in einer oberen Prismenführun#g:2 den
üblichen Gegenh ' alterarm für den Fräsdorn. Dieser Gegenhalterarm wird gemäß
der Erfindung bei der Ausführung von Spiralfräsar,beiten durch einen in die Prismenführung
2 eingeschobenen Auslegerarm 3 ersetzt, der in derselben Weise wie #derGegenhalterarm
#durch Spannbolzen 4 am Maschinenständer festgehalten wird. Ein an dem Auslegerarm
3 befindlicher Ansatz 5 liegt mit einer Planfläche 6 an der
Brustfläche des Maschinenständers i und stützt sich somit an diesem ab. Mittels
Schrauben 7 ist der Ausleger 3 außerdem mit dem Maschineriständef
i fest verbunden. An'.dem Ausleger 3 ist ein als Lagergehäuse ausgebildeter
Schwenkkopf 8 um eine senkrechte Achse 9 (Abb. i) drehbar. Dieser
Schwenkkopf enthält ein Hauptlager io und ein Stützlager ii für einen Fräsdorn i-q.
Auf einer axial zum Fräsdorn 12 liegenden Antriebswelle 13 für diesen ist
ein Zahnrad 14 befestigt, das in ein zweites auf einer Welle i,# befestigtes Zahnrad
16 eingreift. Über Kegelräder 17, 18, ig, 2,o wird Welle 15 von einer im Ausleger
3
gelagerten Welle:zi angetrieben. Das auf letzterer befestigte Zahnrad 2,2
-greift in ein auf -dem Spindelkopf :23 der Hauptfrässpindel 2,4 aufgestecktes Zahnra-d-2:.5
ein, von dem der Fräsdorn 12 seinen Antrieb erhält. Solange die Maschine als gewöhnliehe
Planfräsin-aschine
'verwendet wird, dient der Spindelkopf 23 bekanntlich zur Zentrierung und
Mitnahme des üblichen Fräsdorns.
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Das Zahnrad 25 greift mittels zweier Mitnehmer :26 am äußerenUmfang
eines Flansches des SpindelkOPfts 23 in entsprechende Ausschnitte ein und
ist außerdemdurch Schrauben 27 (Abb. 3) mit diesem Spindelflansch
verbunden. Durch die am größten Durchmesser des Spindelflansches angreifenden
26 wird die Übertragung eines sehr großen Drehmoments ermö-licht. Die Getriebeübersetzung
zwischen der Hauptfrässpindel 2-1 und dem im Schwenkkopf 8 gelagerten Fräsdorn
12 ist derart gewählt, daß der Fräsdorn mit derselben Drehzahl und Drehrichtung
läuft wie die Hauptfrässpindel 24. -
Der Schwenkkopf 8 kann entsprechend
der Steigung 1, beispielsweise einer zu fräsen-den Spiralnut, an Hand einer
Kreisteilung waagerecht eingestellt werden, die an einem kreisförmigen Flansch
28 des
Auslegers 3 angebracht ist. In der eingestellten Lage kann der
Schwenkkopf 8 am Ausleger 3-mittels Schrauben 29 festgeklemmt werden. Die
Anordnung und Gestaltung ist derart, daß der Schwenkkopf 8 und somit der
Fräsdorn aus seiner Mittelstellung nach beiden Seiten um je go' verschwenkt
werden kann (Abb. :2).
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Bei dem Anwendungsbeispiel nach Abb. i und 2 ist ein Nutenfräser
30 zwischen den beiden Lagern i o und i i unterhalb der Drehachse
9 des Schwenkkopfes auf einem Fräsdorn i-- befestigt, und zwar zum Fräsen
von Spiralnuten an einem einseitig eingespannten Werkstück w. Zu diesem Zweck ist
auf dem Frästisch V ein Teilkopf 32 bekannter Art befesti,gt, in dem das
eine Ende des Werkstücks up eingespannt ist, wobei die Längsachse des Werkstücks
parallel zur Tischebene liegt. Der Teilkopf 32 erhält seinen Antrieb (s.
Abb. 6) über Wechselräder 33 von der Tischgewindespindel 34, um die
für die Erzeugung der Spirale erforderliche Drehung des Würkstücks zu erzielen.
Die Vorschubbewegung erfolgt durch den Frästisch 3 1. Der Fräser
30 ist durch Drehen des Schwenkkopfes 8 entsprechend der Steigung
der Spirale beispielsweise unter einem Winkel a (Abb. 2) eingestellt. In Abb. i
und 5 ist der Schwenkkopf 8 der einfacheren Darstellung halber rechtwiniklig
zum Werkstück w liegend gezeichnet. Das freie Ende des Werkstücks ruht in einer
auswechselbaren Führungsbüchse 35, in der es el beim Vorschub -leitet. Diese
Büchse ist mit einer der Steigung der zu fräsen#den Spirale entsprechend schrä
g angeordneten Ausnehmung 36 versehen, in die der Fräser
30 eintaucht. Die Büchse ist in einer auf dem Frästisch 3 1 ruhenden
StÜtze 37 gelagert, die von einem auf dem Querbett 38 der Maschine
befestigten Arm 39 gehalien wird und somit an der Vorschubbewegung nicht
teilnimmt.
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Dader Fräsdorn 12 aus der Mittelstellung um 9,o' verschivenkt werden
kann, ist, wie Abb. 4 zeigt, mit der Universal-Fräsvorrichtung nach der Erfindung
beispielsweise das Fräsen einer Zahnstange z mit Geradverzabnung möglich, weil ein
Formfräser -14 auch auß,erhalb,der beiden La,-er io und i i auf dein Fräsdorn 12
befestigt werden kann. Däs#Werlzstüclz ist auf dem Frästisch 31 aufgespannt. Da
der Schwenkkopf 8 sich an dem Auslegtrarm 3 ab#stützt und somit ein
festes Widerlager besitzt,werden auch in diesem Fall die aus dem Fräs,druck herrührenden
Kräfte von dem Ausleggerarin aufgenommen.
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Sollen Spiralnuten im Gleichlauif f räsen hergestellt werden,
deren. Tiefe, beispielsweise wie bei Spiralbohrern, nach dem Schaftende des Werkstücks
züi allmählich -geringer wird, so erfolgt das Einspannen des Werkstücks w am TeilkOPf
32 derart, daß die Längsachse !des Werkstücks unter einem Winkel
ß
(Abb. 6) zur Tischebene liegt. Dieser Winkel ß entspricht
dem Neigungswinkel der Nutentiefe. Die Stütze 37 für die Führungsbüchse
35 ist in diesem Fall verschiebbar in einer Kulissenführung4o des Halterarmes
39 und gegenüber der Senkrechten um den Winkel ß schräg gestellt.
Die Kulissenführung 4o am Halterarm 39 ist zweckmäßig einstellbar, um die
Lage Ader StÜtze 37 von o' -bis zu dem jeweils erforderlichen Neigungswinkel
der Nutelitiefe ändern zu können. Die Kulissenführung kann aber auch unverstellbar
am Halterarm 39 angebracht sein. Infolge der schrägen Einspannung des Werkstücks
w
wird die StÜtze 37# bei der Vorschtibbewegung nach unten bewegt. Um der
Stütze hierbei diauernd eine feste Unterlage zu geben und :den nach unten gerichteten
Fräsdruck aufzunehmen, ruht die Stütze 37 mit einem Gleitschuh 41 auf einem
auf,diem Frästisch 31 befestigten Trag-keil 42, der sich bei der Vorschubbewegung
unter,der StÜtze 37 entlang bewegt. Die Keilsteigung der Gleitflächen entspricht
dem Neigungswinkel ß der Niltentiefe. Durch Nachstellen des Tra-gkeils 42,
der auf dem Frästi-sch 3 1 nach Lösen der Befestigungsschrauben 43 verschoben
werden kann, läßt sich ein etwa vorhandenes Spiel zwischen Keil 42 und Gleitschuh
41 beseitigen, um eitie kraftschlüssige Abstützung,der Werkstückführun-35 währenddesFräsvorgangges
zuerreichen. Der Tragkeil 42 kann zwecks Äniderns seines Steigungswinkels verstellbar
s,-vin.