DE896893C - Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere zylindrischer Werkstuecke - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere zylindrischer Werkstücke Es ist bekanntgieworden, die Obierfl,äch-e!nb-e;arb,eitung von zylindrischen Werkstücken ;aus Stahl usw., insbesondere :das Ausrüsten dieser Werkstücke mit Gewinde, mittels billiger hartmietallbestücktier, !einspitzger Werkzeuge bei früher unvorstellbaren S,cbniit4ges#chwin,digkeiten vorzunehmen, die radial um .einte Achsre rotieren, in früher bei spmödem H.artmie-tall @eb,enso unvorstellbar hochfrequent unterbrochenem Schnitt arbeiten, sich so nicht nennenswert erhitzen und dadurch beim Schnitt in @fe volle Gewndetiefe ungewohnt günstige Fertigungszeiten. zulassen.
• Solche Werkzeuge ergebiendurch ihre geringe Durchschnittstemperatur überraschende Standzeiten, insbesondere dann, wenn bei der Erzeugung von Spitzgewinden die Einflankens,chnittmethodie angewandt wird. Im allgem@elnen gilt bei diesem vorteilhaften Zersp,anun,gsverfahren die Regel, daß sich dem Schnittweg des Werkzeugs .ein etwa vierfach s:o großer Freiweg anschließen soll, der für die notwendige Abkühlung dies hartmetallhestückten Werkzeugs in, der umgebenden Luft ausreicht. Diese Regel kann bei der Erzeugung von Inn emgewinden für alle Werkstückdurchmessier ihre Berechtigung haben, da der Spitzenkreisdurchmieis ier des Werkzegges niicht unbedingt mit dem Werkstückdurchmes,ser zu wachsen braucht. Indessen hat @es, sich herausgestellt, :daß bei dieser Art des Sichneidfensi von: AußeIgewinden :die Oberfläche sio sfehr s!chnittma:rlkenbieha@tet .ist, @daß sie nicht als technisch ein.-wandfrei ibiezeichnfet werden kann. Aus diesiem Grund mußte man :sich entschließen, bei Außengewindien dien Stahl das Werkstück exzentrisch umkreisen, zu lasisen, wodurch miau wieder ;gute Oberflächen verhält. Bei dieser Art sind Schnittmarken in, keiner Weisse sichtbar, jedoch ist bei ,großen Durchmessern solcher Außengewinde der einzelne Schnittweg .,unter Umständen so lang, daß der mit gewohnter Schnittgeschwindigkeit umlaufende U,artmietallstabl seine Standfähigkeit in einern einzigen solchem, Zangen Schnitt einbüßt, so daß ihm :der .;anschließende vierfach langte Kühlweg nicht mehr helfen kann. Die Standzeiiten lassen daher hierbei erheblich nach, -so daß für diese großen Außendurchmesser ;ein bis zu den Durch=s.sern vom; etwa, :zoom bisher gewohntes ,außerordentlich wirtschaftliches : Gewindeherstellen nicht mehr gegebien ist.
• Diese biet großen. Außengewincledurchmes gern in Erschein,umg tretenden Nachteile werden gemäß. der Erfindung durch eine Vorrichtung mit einem Antrieb: vermieden, der das Schneidwerkzeug durch radial zur Werkstückachse geriehbaate Schwingungen fortlaufend kurzfristig mit der zu bearbeitenden. Fläche in, Eingriff bringt.
• Dabei kann es zweckmäßig sein, einen Antrieb zu wählen:, der die Schwngbewegung ;des Werkzeugs in einer geschlossenen Kurve ausführt, die einen Tangentnalschnitt :dies Werkzeugs :ergibt.
• Ferner kann @es bei der Herstellung von Gewinden vorteilhaft sein, daß man einen: Antrieb. vorsieht, der :das Werkzeug mit umgleicher Geschwindigkeit über :die Sichm@tfäche führt.
• In, der Zeichnung ist eine als Beispiel :dienende Ausführunigsforni einer Vorrichtung dargestellt, die insbesondere zur Herstellung von Außengewinden großem, Durchmessers geeignet ist.
• Danach ist ein mit Gewinde zu versehendes zylindrisches Werkstück i in eine nicht dargestellte Spannvorrichtung eingespannt, vorn der es: in Umdrehung versetzt werden kann. : Ein trat zwei Schneldflanken 2, 3 versehener G;ewindestah14 ist von einem Stahlhalter 5 .gehalten, der in. an sich bekannter Weise parallel zur Werkstückachse einen Vorschub erhalten, kann.
• Am: dein Stahlhalter 5 ,greifen drei Exzeniter 6, 7 und 8 an, deren leinner, 6, das Stahlhalberende in eine radiial zur Werkstückachsie schwingende Bewegung versetzt, während der zweite Exzenter, 7, mittels ietines Exzenberzap:fens g in eine Führung io des. Stahlhalters 5 eingreift und dien Schneidstahl 4 eine ,auf und ab, schwingende Bewegung erteilt. Durch .das Zusammenwirken dieser beJiden Exzenterantriebie :erhält :der Gewindestab14 eine in einer Ellipsembahn a verlaulende Bewegung, deren Form durch Einstellung ges zweiten Exzenters 7 gegenüber dem Werkstück i bestimmbar ist.
• Der dritte Exzenter 8, der irn Ausführungsbeispiel durch ein, Exzenterpaar gebildet ist (Fig. 2), greift am Stahlhalter 5 nahe dem Gewindestahl 4 an und versetzt dessen Spitze zusätzlich in eine parallel zur Achsrichtum;g des Werkstücks gesteuerte Schwingung, deren Ausschlag annähernd der doppelten Span;stärke ;entspricht und somit fortlaufend die beiden, Schnei:d$anken 2, 3 des Werkzeugs wechselweise mit den, :einander zugekehrteaz Flanken- .des Gewindeganges in Eingriff bringt. An :denn Anlenkpumkt i i zwischen dem Exzenterantrieb, 6 und :denn Stahlhalter 5 greift über einen LehkeT 13 ein Exzenterantneb 12 an, der so dinrensiomilert sein kann, daß der den Schnittweg des Werkzeugs 4 bildende Teil der Kurvenbahn dieses Werkzeugs der zu erzeugenden Umfangslinie des Werkstücks i @angepaßt ist.
• Werden, ° :die sämtlichen Exzenter, deren Bewegung lauf 'euzainder abgestimmt isst, angetrieben während- sich das Werkstück i dreht und das Werkzeug 4 seinen Vorschub :erhält, so führt die Werkzewgspitzeeine Schwingbewegung aus, durch -die sie einerseits mit schnellen Unterbrechungen gegen das umlaufende Werkstück i hin und dort ;auf der zu erzeugenden Umfangslinie entlang geführt wird, während sie gleichzeitig zwischen den .einander gegenüberliegenden Flanken des zu bildenden Gewindeganges schnell bin und her vibriert und somit dort wechsielweisie zum Schnitt kommt. Hierbei fallen, Rache Späne an, was einerleichterte, die Standzeit fördernde Schnittarbeit bedeutet und ,auuch besonders ;glatte Schnittflächen ;ergibt. Dadurch kann in seinem einzigen Schnitt bei. sehr hoher Geschwindigkeit ;ein sehr sauberes Gewinde geschnttm werden.
• Dias zweiflankige Schnittprofil des. Stahles 4 entspricht ,genau dien Gewindeprofil, wie sich aus der Zeichnung erkennen läßt, die den Stahl im. seiner tiefstem, Schnittstellung zeigt.
• Wird ein; znehrzähniger Stahl 4a verwendet, so dienen, wile dies laus Fig. 3 ersichtlich ist, :die ersten; Zähmte ;als Vors.chnelder, während :das Profil des letztem, Zahnes ;auch hier dem Profil des Gewindes genau entspricht. Die Exzenterantriebe 6, 7 bewirken ferner, daß die Spitze des Stahles 4 bei der Bewegung in der gezeichngben Ellpsenbahn ihre Geschwindigkeit dauernd verändert, so daß der Schnitt selbst int unterschiedlichen Geschwindigkeiten verläuft. Dies hat zur Folget, :daß sich der lösende Spinn. unter einem stich fortlaufend ändernden Winkel vom Werkzeug 4 abhebt, und dadurch wird erreicht, daß die Schnittbrust nicht dauernd an .der gleichem Stelle beansprucht und dadurch ,erhitzt wird; sondern ;daß sich die beim Schneiden :eartstehendä Wärme ,auf ;eine ;größere Oberfläche des Werkzeugs verteilt, dvelses dadurch schont und dessen Standzeit vergrößert.
• Außerdem .durcheilt -das Werkzeug im, seiner Ellipsenbahm den Freiweg in der Zeiteinheit schneller als den Schnittweg. Auch dadurch wird die Produktion, :durch schnellere Schnittfolge gesteigert.
• Schließlich kann man durch eine entsprechende Bemessung der Exzenterantrnebe 8 erreichen, daß man Sp;ne mit fortlaufend sich änderndem Querschnitt erhält. Auch dadurch ändert sich der Winkel, unter ,dem: sich der Span vom Werkstück abhebt, und man erhält dadurch eine Verteilung der Werkzeugbeanspruchung auf eine größere Brustfläche und damit eine größere Standzeit.
• Die verwendeten ExzenterantrIebe können zum Ausgleich ;der Massenwucht mit entsprechenden, Schwungmassen ;ausgebildet und ebtenso auch in ihnen, Abmiessungen veränderlich sein. Man kann sie auch durchäquivalente elektrische, hydraulische oder pneumatische Elemente @ersietzen.
• Nahe der Werkzeugspitze kann eine Kühllnittelleitwng 1 ¢ enden, durch die man eint Kühlmittel auf ,die Werkzeugbrust richten kann,. Dieser wirksam kühlende Strahl kann gleichzeitig zum Fortschaffen der anfallenden Späne dienen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere zylindrischer Wierkstücke, mit einem absatzweise mit verhältnismäßig großer Schnittgeschwindigkeit gegen ein sich verhältnismäßig langsam bewegendes Werkstück geführtem Schnedwerkzeug, das von dem Werkstück bei: jedem Umlauf jeweils nureinen kurzen Span abhebt, gekennzeichnet .durch einen Antrieb, der das Schneidwerkzeug durch radial zur Werkstückachsie .,gerichtete Schwingungen fortlaufend kurzfristig mit der zu bearbeitenden Fläche in Eingriff bringt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Antrieb, der die Schwingbewegung des Werkzeugs in einer geschlossenen Kurve ausführt, die einen Tarigentialschnitt des Werkzeugs ergibt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch einen Antrieb, der das Werkzeug mit ungleicher Geschwindigkeit über die Schnittfläche führt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 Folder 3, gekennzeichnet durch !einen. Antrieb, der das Werkzeug im, einer Bahn führt, die: eine fortlaufende Änderung des S,panquerschnitts ergibt.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehen-,den Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Antrieb, .der das auf dem Schnittweg erhitzte Werkzeug mit großer Geschwindigkeit durch ,den Leerweg führt, wobei der Geschwindigkeits;-überlgang zwiechen .den beiden Wegen sich stetig .ändernd erfolgten kann.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Antrieb, der das Werkzeug zusätzlich .derart in Schwingungen parallel zur Werkstückachse versetzt, daß aufeimanderfolgende Schnitte wechselweise an den beiden Flanken, eines Gewindes erfolgen..
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch i bzw. 2 ioider 6 mit einer -das Werkstück in Umdriehunng versetzenden Spannvorrichtung und einem relativ zum Werkstück parallel zu dasisen Achse, vorzuschieben-den Stahlhalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlhalter (5) mit einem Exzenberiantrieb (6) versehen ist, durch den er radial zur Werkstückachs!e bewegt und gegebenenfalls zur Erzielung der Tangentüalschnittie durch einen weiteren Exzenberantriieb (7) in der geschlossenen Kurvenbahn geführt wird, wobei, eindritter Exzenterantrneb (8) vorgesehen sein kann, um dem Werkzeug (4) außerdem die in Achsrichtung des Werkstücks schwingende Bewegung zu erteilen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in radialer Richtung wirkenden Schwingantrieb (6) eine Lenkerführung (12, 13) angreift, .die den den Schnittweg des Werkzeugs (4) bildenden Teil einer Kurvenbahn (a) der zu: !erzeugenden Umfangslinie des Werkstücks (i) anipaßt. g. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingantriebe für den Werkzeughalber (3) in ihrem Hub verstellbar sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 575 057; Zeitschrift »Der Maschinenmarkt« vom 3.5.5o, S. i 2.