DE2849270A1 - Rotationsmeissel - Google Patents

Description

Fiziko-Tekhnichesky Institut Akademii Nauk Belorusskoi SSR

KöTA-rlOiiSKEISSüL

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der spangebenden Bearbeitung, insbesondere auf Rotationsmeißel.

Es ist am zweckmäßigsten, die Erfindung für maßhaltige Schlichtbearbeitung von großformatigen Oberflächen beim Drehen, Ausdrehen, Hobeln, Fräsen anstatt der arbeitsintensiveren Schleifoperationen anzuwenden.

Außerdem kann die Erfindung beim Zerspanen von schwerbearbeitbaren Werkstoffen (hitzebeständigen Legierungen, Titanlegierungen, nichtrostenden Stählen, Glasfaserkunststoffen) angewendet werden.

Bekannt sind Rotationsmeißel, die ein topffönniges Schneidelement enthalten, das an einem im Meißelgehäuse mittels Lagerungen angeordneten Halter befestigt ist (siehe das Buch von E.G.Konovalov u.a. "Progressive Schemas der Rotationsspa_nung", Verlag "Nauka i tekhnika", Minsk, 1972, S. 30-31, 192, 203, 231). Ihr gemeinsamer Nachteil ist die geringe Steifigkeit.

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Zur Erhöhung derselben ist es erforderlich, im Meißel Lager von hoher Tragfähigkeit und Lebensdauer zu verwenden, die große Ausmaße besitzen und folglich die Abmessungen des Gehäuses vergrößern, vermittels dessen der Meißel im Meißelträger befestigt wird. In Verbindung damit wird neben der Erhöhung der Steifigkeit der Metallbedarf des Meißels und seine Abmessungen vergrößert. Der letztere Betriebsparameter ist bei solchen Arten der spangebenden Bearbeitung wie Fräsen und Ausdrehen von Bohrungen besonders wichtig.

Bekannt ist ein Rotationsmeißel nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 222120, der sich durch die Gedrungenheit der Konstruktion auszeichnet und eine abgestufte Achse mit Lagerungen enthält, in denen ein Halter mit einem topfförmigen Schneidelement angeordnet ist.

Der Halter ist in Form einer Außenfassung ausgebildet, die mit kegeligen Innenflächen auf Wälzkörpern (Kugeln oder Rollen)gelagert ist, welche gleichachsig mit der genannten Achse angeordnet sind, die ein in einem Meißelträger befestigtes Endstück aufweist.

Der Nachteil des Rotationsmeißels nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 222120 ist dessen geringe Steifigkeit, was vor allem dadurch bedingt ist, daß die Lagerungen, in denen der Halter angeordnet ist, sich auf der Konsole der Achse befinden. Der gleiche Umstand gestattet es nicht, die Lagerungen in einem optimalen Abstand voneinander anzuordnen, der eine hohe Steifigkeit und Lebensdauer der Lagerung gewährleistet. Um die Länge der Konsole der Achse zu verringern, ist man gezwungen, die Lagerungen praktisch dicht beieinander anzuordnen.

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Die geringe Steifigkeit des Meißels ruft bei der Zerspanung erhöhte Durchfederungen seiner Schneide unter Abdrücken derselben von der zu bearbeitenden Oberfläche hervor, und bei unbeständiger Bearbeitungszugabe, beispielsweise beim Umfangeschlagen des Werkstüels, sind diese Durchfederungen ungleich, was die Genauigkeit und Güte der Bearbeitung stark herabmindert. Die niedrige Steifigkeit bedingt eine verminderte Vibrationsfestigkeit des gesamten Zerspanvorgangs, was die Bearbeitungsleistung begrenzt und die Standzeit des Meißels herabsetzt. Der letztere ist sehr empfindlich gegenüber der Veränderung der Schnittbedingungen. Der Ände lungsbereieh der Schnittbedingungen, bei dem der Vorgang ohne Vibrationen verläuft, ist sehr eng, und die Wahrscheinlichkeit der Entstehung derselben ist sehr hoch. Bei ihrer Entstehung wird nicht nur die Bearbeitungsgenauigkeit und -gute schlechter, sondern es findet ein intensives Ausbrechen der Schneidkante statt, die Standzeit des Meißels geht stark zurück und seine Lebensdauer wird geringer. Somit sind seine technologischen Möglichkeiten in bezug auf die Gewährleistung einer hohen Leistung, Güte und Genauigkeit der Bearbeitung begrenzt.

Zu den vorstehend aufgezählten Nachteilen dieses Meißels ist auch noch ζ \ rechnen, daß seine Konstruktion keine Möglichkeit zu einem zwangsläufigen Wärmeentzug von dem Schneidteil und den Lagern vorsieht, die sich wahrend des Arbeitsablaufs erhitzen. Möglich ist nur die primitivste Methode, nämlich die Zuführung eines Kühlmittels unmittelbar zum Meißel. Jedoch hat diese Methode eine beschränkte Anwendung in An-

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betracht der sanitärwidrigen Verhältnisse und der Intensivierung des Ausbrechens des Hartmetall-Schneidteils des Meißels.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorerwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsmeißel zu schaffen, bei dem der Halter und die abgestufte Achse derart ausgeführt und gegenseitig verbunden sind, daß eine ausreichende Steifigkeit des Meißels neben seiner hohen Gedrängtheit gewährleistet wird.

Die gestellte Aufgabe wird mittels eines ßotationsmeißels gelöst, der eine abgestufte Achse mit Lagerungen enthält, in denen ein Halter mit topfförmigem Schneidelement angeordnet ist, und bei dem erfindungsgemäß der Halter in Form einer hohlen Welle und einer diese umfassenden Hülse ausgebildet ist, die seitens des Schneidelementes auf einer Lagerung gelagert ist, welche sich auf der Außenfläche der abgestuften Achse befindet, die eine Mittenbohrung aufweist, in der eine andere Lagerung untergebracht ist, die die genannte, in der Bohrung der Achse befindliche Welle trägt.

Dank einer solchen Bauart des Meißels wird die Länge

der Konsole des Schneidteils verringert, die zum Unterschied

Ausbildung
von der bekannten^durch. die Breite nicht zweier, sondern nur einer Lagerung bestimmt ist.

Die Abstände zwischen den Lagerungen sind ausgehend von der Bedingung der Gewährleistung einer maximalen Steifigkeit bei vorgegebenen Außenmaßen gewählt (dieser Abstand soll mindestens um das 2- bis 3fache die Länge der Konsole übersteigen)

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Beim Ausgangspunkt ist dies unmmöglich, da die Vergrößerung dieses Abstandes um gleiches Maß auch die Länge der Konsole vergrößert, was die Meißelsteifigkeit stark herabsetzt.

Durch Anordnung der am meisten beanspruchten Lagerung, die sich seitens des Schneidelementes befindet, auf der Außenfläche der abgestuften Achse wird es möglich, Lager mit vergrößerten Abmessungen und folglich mit erhöhter Steifigkeit und Lebensdauer zu verwenden. Hierbei werden die Abmessungen der abgestuften Achse, mittels welcher der Meißel im Meißelträger befestigt wird, praktisch nicht verändert. Da der Durchmesser der Sitzfläche des Halters auf der Lagerung den Durchmesser des topfförmigen Schneidelementes übersteigt, wird die Laufgenauigkeit der Schneidkante höher, was die Bearbeitungsgenauigkeit und -gute erhöht.

Die nach der Erfindung vorgeschlagene konstruktive Ausbildung des Rotationsmeißels gestattet es außerdem, den zwangsläufigen Wärmeentzug von dem Schneidelement und den Lagern mittels eines Kühlmittels, das durch die hohle Welle zugeführt wird, zu realisieren, wodurch die Standzeit und Leistungsfähigkeit des Meißels erhöht werden.

Das Aufgezählte in seiner Gesamtheit trägt zur Erhöhung der Steifigkeit des Meißels unter Beibehaltung seiner Gedrängtheit bei, was wiederum die technologischen Möglichkeiten des Meißels hinsichtlich seiner Standzeit m^ Leistungsfähigkeit, Genauigkeit und Güte der Bearbeitung erweitert.

Es ist technologisch zweckmäßig, daß die Außenflächen der abgestuften Achse exzentrisch untereinander sind. Dann wird

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die Einstellung der Meißelspitze (der Punkt der Schneidkante, der dem maximalen Eindringen in das zu bearbeitende Material entspricht) in bezug auf die Spitzenachse der Werkzeugmaschine durch Drehen der abgestuften Achse um deren geometrische Achse vorgenommen·

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, in der die Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Rotationsmeißels im Längsschnitt dargestellt ist.

Es wird ein Rotationsmeißel vorgeschlagen, der eine abgestufte Achse 1 mit Lagerungen enthält. In diesen Lagerungen, die beispielsweise in Form von Badial-Schrägkugellagern 2 und 3 ausgeführt sind, ist ein Halter 4 mit einem auf diesem mittels einer Mutter 5 befestigten topfförmigen Schneidelement 6 angeordnet.

Erfindungsgemäß ist der Halter als hohle Welle 7 und diese umfassende Hülse 8 ausgebildet. Die letztere ist auf dem Lager 2 gelagert, das sich seitens des Schneidelementes 6 auf der Außenfläche 1a der abgestuften Achse 1 befindet, die eine Mittenbohrung aufweist. Die hohle Welle 7 ist in dem anderen Lager 3 angeordnet, das sich in der Mittenbohrung der Achse 1 befindet.

Einstellung

Die ν der Verspannungsgröße in den Lagerungen wird vermittels eines Anschlagringes 9 und der Muttern 10 und 11 vorgenommen. Zur Vereinfachung der Werkzeugeinstellung sind die Außenflächen der abgestuften Achse 1 exzentrisch untereinander ausgeführt.

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Zum wirkungsvollen Wärmeentzug von den Lagerungen 2 und 3 und dem Schneidelement 6 ist ein Eohr 12 vorgesehen, welches mit einem Spalt 13 innerhalb der hohlen Welle 7 untergebracht ist. Das Rohr 12 wird in einem Deckel 14 befestigt, der eine öffnung 15 aufweist, die den Hohlraum der Welle 7 mit dem (in Fig. nicht dargestellten) Kühlsystem der Werkzeugmaschine verbindet.

Der Rotationsmeißel wird in einem Meißelträger 16 mittels einer Schraube 17 eingespannt.

Der Rotationsmeißel arbeitet folgenderweise.

Vor dem Arbeitsbeginn wird der Meißel samt dem Meißelhalter 16 in dem (in der Zeichnung nicht abgebildeten) Support der Maschine befestigt. Aus dem Kühlsystem der Werkzeugmaschine wird durch das Rohr 12 Kühlflüssigkeit zugeführt, die über den Spalt 13 zwischen dem Rohr 12 und der Innenfläche der Welle 7 durch die Öffnung 15 im Deckel 14 in das Kühlsystem der Werkzeugmaschine strömt.

Man führt das topfförmige Schneidelement 6 des Meißels an ein zu bearbeitendes Werkstück

heran, macht einen Probeschnitt, wählt nach dem Nonius der Maschine eine Schnittiefe, schaltet den selbsttätigen Vorschub der Werkzeugmaschine ein und führt die Bearbeitung des Werkstücks durch.

Bei Nachschliffen der Schneidkante nimmt deren Durchmesser ab. Die Einstellung der Meißelspitze auf die erforderliche Hohe bezüglich des Maschinenmittels wird durch Drehung der abgestuften Achse 1 in der Aufnahme des Meißelträgers 16 vorgenommen.

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Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Rotationsmeißel zeichnet sich durch hohe Gedrängtheit, niedrigen Metallbedarf und ausreichend hohe Steifigkeit aus, die die Vibrationsfestigkeit des ganzen Zerspanvorgangs bedingt und folglich zur Erhöhung die Standfestigkeit und Leistungsfähigkeit des Meißels, der Bearbeitungsgenauigkeit und -gute beiträgt. Die vorhandene zwangsläufige Kühlung der Lager und des Schneidelementes senkt die Spanungstemperatur und erhöht zusätzliche die Standfestigkeit des Meißels sowie verlängert die Lebensdauer seiner Lagerungen.

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Claims (2)

1. 284927Q

   PATENTANSPRÜCHE

   x Λ. fiotationsmeißel, der eine abgestufte Achse mit Lagerungen enthält, in denen ein Halter mit topfförmigem Schneidelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Halter in Form einer hohlen Welle (7) und einer diese umfassenden Hülse (8) ausgebildet ist, die seitens des Schneidelementes (6) auf einer Lagerung (2) gelagert ist, welche sich auf der Außenfläche der abgestuften Achse (1) befindet, die eine Mittenbohrung aufweist, in der eine andere Lagerung (3) untergebracht ist, die die genannte, in der Bohrung der Achs· (1) befindliche Welle (7) trägt.
2. 2. ßotationsmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen der Achse (1) exzentrisch in bezug auf-einander ausgeführt sind.

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