Reibahle
Die Erfindung betrifft eine Reibahle mit ungleicher Winkelteilung der Schneiden.
Beim Reiben von Bohrungen mit mehrzähnigen Reibahlen treten Abweichungen von der angestrebten genau zylindrischen Gestalt auf, die zur Vermeidung der Überschreitung der vorgeschriebenen Toleranzgrenzen möglichst klein gehalten werden müssen. Abgesehen von Fehlerquellen, die unabhängig von der Kon struktion der Reibahle liegen, beispielsweise Versatz der Reibahlenachse zur vorgearbeiteten Bohrungsachse oder fehlende Parallelität zwischen diesen beiden Achsen, und die durch entsprechende Führung und Halterung der Reibahle ausgemerzt werden müssen, können auch Formfehler dann auftreten, wenn die Reibahle beim Anschneiden des Bohrlochrandes nicht mit gleichzeitigem Eingriff aller Hauptschneiden arbeitet.
Schneidet nämlich die Reibahle einseitig an, so wird sie unter der Einwirkung der beim Anschneiden des ersten Zahnes auftretenden Schnittkraft, die eine resultierende Komponente rechtwinklig zur Reibahlenachse aufweist, seitlich ausgelenkt. Dieses erste Ausweichen der Reibahle ist seiner Grösse nach abhängig von dem Einstellwinkel und dem Freiwinkel sowie vom Werkstoff und der Biegesowie Torsionssteifigkeit der Reibahle wie auch von der Spandicke. Es kann wenige Tausendstel Millimeter, aber auch einige Hundertstel Millimeter betragen. Die Folge davon ist, dass die Reibahlenachse sich bei der drehenden Schnittbewegung exzentrisch um die Werkzeugspindelmitte entgegen der Drehrichtung der Schnittbewegung bewegt und dadurch Ausbuchtungen in die Lochwandung eingeschnitten werden. Die Reibahle weicht bei jeder Umdrehung mindestens so oft aus ihrer Mitte aus, wie sie Schneidzähne hat.
Dieser Vorgang kann solche Ausmasse annehmen, dass die Reibahle hörbar rattert. Hierbei entsteht eine kurvenförmige Lochwandung, welche von der zylindrischen Sollform in der Weise abweicht, dass z. B. ein Grenzlehrdorn mit dem gleichen Durchmesser der Reibahle nicht in die damit geriebene Bohrung passt. Der Kleinstdurchmesser einer solchen Bohrung, ihr Inkreis, ist also kleiner als der Schneiddurchmesser der sie erzeugenden Reibahle.
Es ist nun bekannt, dass sich derartige Rattererscheinungen dadurch bekämpfen lassen, dass eine gleich periodische Folge des Zahneingriffes vermieden wird, was sich durch eine ungleiche Winkelteilung der Schneiden erzielen lässt. In der Praxis wurden bisher Reibahlen verwendet, deren Ungleichteilung um verhältnismässig geringe Werte, die in ziemlich engen Grenzen festliegend bei allen Reibahlenkonstruktionen vorgesehen werden, von den vergleichbaren Werten einer Gleichteilung abweicht. Bei einer Reibahle mit fünf Zähnen, deren Gleichteilung somit einem Zentriwinkel von 360 : 5 720 entspräche, ist es gebräuchlich, eine Teilungsfolge (bezogen auf den Zentriwinkel) von 69 bis 72 bis 75 . . . vorzusehen, d. h. die kleinste Un- gleichteilung unterscheidet sich um 30 (bezogen auf den Zentriwinkel) von der Gleichteilung.
Eine solche Abweichung von etwa 2 bis 4 Winkelgrad findet für Reibahlen bis zu etwa 12 Zähnen Verwendung. Mit zunehmender Zähnezahl und damit kleiner werdendem Zentriwinkel der Gleichteilung werden naturgemäss auch die Abweichungen der Ungleichteilung von der Gleichteilung kleiner werden müssen; bei einer Reibahle mit 20 Zähnen wurden so schon Teilungsabweichungen von 40 Winkelminuten aufeinanderfolgender Zahnteilungen vorgesehen.
Die Praxis hat gezeigt, dass Reibahlen mit einer Ungleichteilung dertobengenannten Grössenordnung nur dann einwandfreie Ergebnisse liefern, wenn die Anschnittverhältnisse besonders günstig sind. Es kommt aber z. B.
praktisch nur in den seltensten Fällen vor, dass insbesondere bei der Folgebearbeitung: Bohren - Senken Reiben auf verschiedenen Stationen in der Serienfertigung die drei Achsen der vorbearbeiteten Bohrung, der Bohrspindel und der Reibahle exakt fluchten und keinen Versatz aufweisen. Anderseits besteht auch noch die Schwierigkeit, dass in Fällen, in denen die anzuschneidende Oberfläche bezüglich der Reibahlenachse schief liegt und schwer zu bearbeitendes Material vorliegt, sich Rattererscheinungen und damit entsprechende Formfeh ler nicht vermeiden lassen. Eine Besserung oder Abhilfe war nur in der Weise möglich, dass eben im Bereiche des auszureibenden Loches eine im wesentlichen rechtwinklig zur Reibahlenachse verlaufende Fläche vorgesehen werden musste, was jedoch oft einen zusätzlichen Arbeitsgang erforderlich macht.
Ziel der Erfindung ist es, hier abzuhelfen und eine Reibahle zu schaffen, die es gestattet, auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen, d. h. bei schief liegender, anzuschneidender Oberfläche, nicht exakt fluchtenden Werkstücks- und Werkzeugachsen, und bei ungünstigem Material eine hervorragende Formgenauigkeit der auszureibenden Bohrung zu erzielen und das Auftreten von Rattererscheinungen auszuschalten oder zumindest auf ein innerhalb der Tolenranzgrenzen liegendes und damit unbeachtliches kleines Mass zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe Reibahle mit ungleicher Winkelteilung der Schneiden derart ausgebildet, dass zumindest abschnittsweise längs des Umfanges sich die Winkelteilungen benachbarter Schneidenpaare für eine Zähnezahl z rn 6 um zumindest
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und für die Zähnezahlen z = 2-6 um zumindest 8 bis 100 unterscheiden.
Bei Reibahlen, deren Zähnezahl kleiner als z2=66 ist, wurde gefunden, dass im Hinblick auf die durch die geringe Zähnezahl bedingten, sehr ausgeprägten Ausbuchtungen und die verhältnismässig grosse an den einzelnen Schneiden auftretende Schnittkraft sich geometrische Verhältnisse ergeben, die gute Ergebnisse zeitigen, wenn die Reibahle für diese niedrigen Zähnezahlen derart ausgebildet ist, dass der Unterschied der Winkelteilungen benachbarter Schneidenpaare zumindest 8 bis 100 beträgt.
Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass die erfindungsgemäss ausgebildeten Reibahlen gerade unter ungünstigen Betriebsverhältnissen ganz hervorragende Ergebnisse liefern.
Der erfindungsgemässe Gedanke geht von der tSber- legung aus, dass beim Anschneiden des ersten Zahnes einer Reibahle mit der eingangs erwähnten bekannten geringen Ungleichteilung der Zähne, wie sie zur Verringerung der Rattererscheinungen normalerweise vorgesehen ist, und dem dabei auftretenden und praktisch nicht zu verhindernden Ausweichen der Reibahlenachse die Formabweichungen über die ganze Länge der Bohrung dadurch zustande kommen, dass alle nachfolgenden Reibahlenzähne immer mehr oder minder zwangläufig wiederum in die von dem ersten Reibahlenzahn beim Anschnitt erzeugte Ausbuchtung eintreten.
Eine genaue Betrachtung der Schnittverhältnisse bringt die überraschende Erkenntnis, dass sich die unerwünschte Tatsache, dass die nachfolgenden Schneiden zwangläufig der vom ersten Zahn vorgeschnittenen Kurvenbahn folgen, durch die Ungleichteilung der Schneiden verhindern lässt. Diese Ungleichteilung erreicht, dass mit fortschreitendem Axialvorschub, mit dem alle Schneiden schliesslich zum Eingriff kommen, eine Bohrung ohne Ausbuchtungen und Markierungen entsteht. Durch die Schneiden anordnung bei der erfindungsgemässen Reibahle wird nämlich erreicht, dass die zwischen den bei gleicher Teilung an sich theoretisch entstehenden Ausbuchtungen liegenden Felder stets von mehr als einer Schneide weggeschnitten werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt eine Reibahle gemäss der Erfindung in einer Ansicht in der Achsrichtung.
Die dargestellte Reibahle weist sechs Zähne auf, die im vorliegenden Falle hartmetallbestückt sind. Die einzelnen Schneiden sind ersichtlich ungleich geteilt angeordnet. Hierbei ist die Ungleichteilung folgendermassen:
00, 700, 600, 500
700, 600, 500.
Die Winkelteilungen benachbarter Schneidenpaare unterscheiden sich somit um 100 und um 200, je nachdem, welche Schneiden betrachtet werden. Da dieser Wert grösser ist als
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ist gewährleistet, dass die Reibahle im dargelegten Sinne wirkt.