DE496860C - Verfahren zur Herstellung eines walzenfoermigen Werkzeugs mit abwechselnd entgegen-gesetzt gerichteten Schraubenzaehnen gleicher Steigung und gleichen Querschnitts - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von walzenförmigen Schneidwerkzeugen, wie Fräser, Reibahlen u. dgl., bei welchen die Schneidkanten die Drehachse des Schneidwerkzeuges kreuzen. Es sind Werkzeuge dieser Art bekannt, bei dienen die Schneidzähne abwechselnd in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Steigung verlaufen und gleichen Querschnitt besitzen. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung beruht nun darauf, daß solche Werkzeuge dadurch erzeugt werden, daß das eine Relativbewegung gegenüber dem Werkzeug, z. B. einem Profilfräser, in Richtung seiner Längsachse ausführende zylindrische Werkstück Pendelbewegungen um seine Längsachse ausführt, deren Schwingungsweite während der Relativbewegung in Richtung der Werkstückachse stetig zu oder

ao abnimmt. Auf diese Weise können rasch und genau in Schraubenlinien beliebiger Steigung verlaufende 7Ji&m& aus dem Vollen ausgefräst werden. Zum Durchführen des Verfahrens kann eine der an sich bekannten Fräsmaschinen verwendet werden, bei welcher zur Erzielung verschiedener Steigungen der Zähne die das Werkstück tragende Spindel mittels eines Zahnrades in pendelnde Bewegung um ihre eigene Achse versetzt wird. Es ist schon vorgeschlagen worden, zu diesem Zwecke eine die Werkstückachse rechtwinklig kreuzende Zahnstange zu verwenden. Während nun die Größe der Pendelbewegung bis jetzt durch, eine Leitschiene erzielt wurde, wird gemäß vorliegender Erfindung eine Leitschiene zur Steuerung der Zahnstange und damit der Werkstückspindel verwendet, welche während des Tischvorschubes dauernd um einen festen Punkt hin und her schwingt, während das Werkstück gemäß dem Vorschub des Frästisches gegenüber der Leitschiene verstellt wird und dabei das die Pendelbewegung veranlassende Antriebsorgan in der Leitschiene verstellt. Die Größe der Pendelbewegung wird von der Stellung des Werkstückes in bezug auf den festen Drehpunkt der Leitschiene verändert.

Abb. ι zeigt die Maschine im Grundriß, Abb. 2 in Seitenansicht.

Abb. 3 zeigt die Stirnansicht der Maschine.

Abb. 4, 5, 6, 7, 8 zeigen schematisch die Arbeitsweise der Maschine.

Abb. 9 und 10 zeigen Teile eines nach dem neuen Verfahren hergestellten Fräsers.

Abb. 11 zeigt in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eine zweite Ausführungsform der Maschine.

Abb. 12 ist ein Grundriß.

Abb. 1.3 ist eine Stirnansicht.

Abb. 14 und 15 zeigen Einzelheiten der Maschine.

Die Maschine nach Abb. 1 bis 10 wird in Verbindung mit einer an sich bekannten und in der Zeichnung nicht dargestellten Fräs-

maschine verwendet. Die Fräsmaschine be sitzt einen in einem Bett bin und bier verschiebbaren Werktisch. T₁ über dem die zur Aufnahme eines Fräsers H: bestimmte Fraserspindel Z drehbar gelagert ist, derart, daß die Drehachse der Fräserspindel Z senkrecht zur Bewegungsbahn des Schlittens T liegt. Der Antrieb des Tisches 7! und der Fräserspin del Z kann in bekannter Weise stattfinden, ίο Auf dem Tisch T- ist ein Gehäuse ι fest verschraubt. Im Gehäuse ι ist eine Hohlwelle 2 drehbar angeordnet. An der Hohlwelle 2 ist ein Zahnsegment 3 (Abb. 3) starr befestigt. Mit dem Zahnsegments steht eine Zahnx 5 stange 4 in Eingriff, die im Gehäuse 1 vertikal verschiebbar in Führungen geführt ist. Die Zahnstange 4 trägt einen Zapfen 6, auf dem ein Gleitstück 5 drehbar angeordnet ist. Das Gleitstücks ist verschiebbar in einem Schlitz 8 eines Armes 28 (Abb. 1), der mittels eines Zapfens 7 drehbar in einem Lager 9 angeordnet ist. Das Lager 9 ist mit dem Querschlitten S der Fräsmaschine fest verbunden, in dem der Längsschlitten T verschiebbar angeordnet ist. Der Hebel 28 ist doppelarmig und hat eine Gabel 29, in der ein Gleitstück 10 mit dem Kurbelzapfen 30 einer Kurbelscheibe 11 verschiebbar angeordnet ist. Die Kurbelscheibe sitzt auf der im Lager 12 drehbar gelagerten WeEe 14, deren Antrieb vom Antrieb der Fräserspindel Z aus durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel erfolgt. In der Hohlspindel 2 ist eine mit einer Teilscheibe 16 fest verbundene Spindel 32 drehbar gelagert. Ein am Ende der Hohlspindel 2 befestigter Bügel 15 trägt einen mit den Löchern 33 der Teilscheibe 16 zusammenarbeitenden Bolzen 17, mit dem die Welle 32 in bezug auf die Hohlwelle 2 zur Bestimtnung der Zähnezahl des herzustellenden Fräsers eingestellt wird. Das Werkstück 4 ist auf einem Dorn 20 mittels Muttern 21 befestigt. Der Dorn wird von der Spindel32 und einer Reitstockspitze 23 gehalten. Der Dorn 20 ist ferner mittels einer Kupplungsmuffe 19 (Abb. 1) mit der Spindel 32 so verbunden, daß sich der Dorn 20 nicht gegenüber der Welle 32 verdrehen kann.

Die Arbeitsweise ist folgende: Nachdem der zu bearbeitende Fräserkörper A₁ wie vorhin beschrieben, zwischen Spitzen eingespannt ist, wird der Längsschlitten T so weit zurückgestellt, bis, die Stirnfläche & des Werkstückes A hinter dem Frä- sex H. zu liegen kommt. Hierauf wird der Schlitten T entsprechend der zu bearbeitenden Tiefe des Werkstückes A höhergestellt. Die Stirnfläche & des Werkstückes .Ä ist die Anstellungskante, bei welcher die Bearbeitung beginnt. In dieser Stellung befindet sich das am Zapfen 6 der Zahnstange 4 drehbar gelagerte Gleitstück 5 entsprechend der Dicke bzw. Länge des zu bearbeitenden Werkstückes .A weiter links von dem Drehpunkt des Zapfens 7 entfernt in der Nut 8 des Schwingarrnes 28. Wird nun die Maschine in Bewegung gesetzt, so dreht sich auch die den Kurbelzapfen 30 treibende Welle 14, wodurch der Schwingarm 28 ausschwingt. Die mit diesem verbundene, im Gehäuse 1 geführte Zahnstange 4 gleitet auf und ab und schwingt mittels des Zahnsegmentes 3 die Hohlspindel 2 und mit ihr das Werkstück A hin und her. Gleichzeitig wird der Arbeitsschlitten T gegen den Fräser H geführt, und da sich, wie oben beschrieben, das Werkstück A entsprechend der Schwingung des Armes 28 in den beiden Richtungen d, d' dreht, so entsteht im Werkstück A bei Beginn des Tischschlittenvorschubes ein breiter Ausschnitt/ bei b. Da entsprechend des fortschreitenden Vorschubes des Schlittens T auch^ das in der Nut 8 befindliche Gleitstück 5 dem* Drehpunkt des Schwingarmes 28 sich nähert, so wird naturgemäß die pendelnde Bewegung des Werkstückes A immer kleiner, und wenn sich der Drehzapfen 6 des Gleitstückes 5 genau gegenüber dem Lagerzapfen 7 des Schwingarmes 28 (Abb. 1 und 2) befindet, so wird die Bewegung der Zahnstange 4 und mithin auch die Drehung des Werkstückes A gleich Null. Dadurch, daß das Gleitstück 5 in der Nut 8 des während des Arbeitsganges der Maschine ortsfest gelagerten Schwingarmes 28 sich immer mehr der Achse des letzteren nähert, entsteht im Werkstück A ein keilförmiger Ausschnitt f, dessen Kanten c und c' entsprechend dem eingestellten Schwingungswinkel des Armes 28 Schraubenlinien ergeben. Die Kante c des Ausschnittes/ bildet hierbei die Schneidkante eines Zahnes, während die Kante c' den Rücken eines benachbarten Zahnes gemäß dem Profil des Fräsers H ergibt. Die in dieser Weise im Werkstück A erzielten Zähne besitzen überall einen gleichmäßigen Querschnitt.

Die Vorrichtung nach Abb. 11 hat einen Unterteil R₁ der auf einem Tisch F einer Fräsmaschine mittels Schrauben 61 lösbar befestigt ist. Am Unterteil/? ist mittels eines Zapfens 69 ein Rahmen B drehbar gelagert, der zur Aufnahme des Werkstückes A dient, das auf einem zwischen zwei Spitzen 42, 4,3 ehaltenen Dorn 46 mittels Mutter 50 festgespannt ist. Am Dorn 46 ist ein Mitnehmer 47 befestigt, der abgebogen ist und in eine Gabel 48 eingreift (Abb. 12), die fest auf einer im Rahmen B gelagerten, die Spitze 42 tragenden Welle 49 sitzt. Auf der Welle 49 sitzt ferner eine Teilscheibe 44, die am Umfang mit Kerben versehen ist. In jede Kerbe der Scheibe 44. kann ein Hebel 45 eingelegt

werden, der am Rahmen B drehbar gelagert ist und unter der Wirkung einer Feder steht, die bestrebt ist, den Hebel 45 in Eingriff mit der Teilscheibe 44 zu halten.
Die Spitze 43 kann mittels einer Mikrometerschraube 51 verstellt werden. In einem Längsschlitz 65 am freien Ende des Rahmens B ist ein Gleitstück 59 verschiebbar angeordnet, das drehbar auf einem radial einstellbaren Kurbelzapfen 58 einer Kurbelscheibe 57 sitzt. Die Scheibe 57 sitzt auf einer Welle 44, die im Unterteil R drehbar gelagert ist. Sie trägt ein Schneckenrad 55, mit welchem eine Schnecke 54 in Eingriff steht. Die Schneckenwelle 53 ist in einem am Unterteil R befestigten Gehäuse C drehbar gelagert und trägt an ihrem freien Ende eine Riemenscheibe 52, mittels welcher die Welle 53 und damit der Kurbelzapfen 58 gedreht werden kann. Zu diesem Zwecke ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Antrieb vorgesehen. Zum Bearbeiten des Werkstückes A ist ein Fräser H vorgesehen, der in an sich bekannter Weise gelagert und angetrieben wird.

Der Tischt bewegt sich nun in der Richtung der Ebene des Fräsers H. Gleichzeitig wird aber auch die Welle 53 angetrieben, wodurch der Rahmen 2? mittels des Zapfens 58 hin und her geschwenkt wird.

Der Fräser arbeitet nun im Werkstück A eine Nut aus, deren Seitenwände winklig zueinander stehen. Ist eine Nut fertig, so wird das Werkstück A mittels der Teilscheibe 44 um eine Winkelteilung gedreht und wieder gesichert, so daß eine zweite Nut ausgearbeitet werden kann. Sind alle Nuten gefräst, so wird das Werkstück A vom Dorn gelöst, gewendet und wieder neu eingespannt, so daß nun eine Reihe von weiteren Nuten im Werkstück// gebildet werden kann.

Statt mit einem Fräser könnten beim neuen Verfahren die Nuten auch ausgehobelt oder sonstwie mit einem geeigneten Werkzeug herausgearbeitet werden. Statt Nuten am Umfang von zylindrischen Arbeitsstücken könnten auch Schlitze in flaschen Gegenständen ausgearbeitet werden. Die Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück kann z. B. in der Weise erfolgen, daß die Vorwärtsbewegung in der Richtung des Domes wie auch die Querbewegung schrittweise, also nicht kontinuierlich erfolgt, und zwar wird diese schrittweise Schaltung dann benutzt, wenn die Zähne durch einen Hobelstahl geformt werden. Ehe der Hobelstahl einen Arbeitshub beginnt, wird das Werkstück durch Drehung um seine Achse etwas vorgeschaltet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines walzenförmigen Werkzeugs mit abwechselnd entgegengesetzt gerichteten Schraubenzähnen gleicher Steigung und gleichen Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Relativbewegung gegenüber dem Werkzeug in Richtung seiner Längsachse ausführende Werkstück Pendelbewegungen um seine Längsachse ausführt, deren Schwingungsweite während der Relativbewegung in Richtung der Werkstück· achse stetig zu- oder abnimmt.

2. Fräsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher zur Erzielung verschiedener Steigung der Zähne die ein Zahnrad tragende Werk-Stückspindel eine pendelnde Bewegung um ihre eigene Achse mittels einer mit dem Werktisch verbundenen, die Werkstückachse rechtwinklig kreuzenden Zahnstange ausführt, deren Längsbewegung durch Führen auf einer zur Werkstückachse beliebig schräg einstellbaren Leitschiene veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Längsbewegung der Zahnstange (4) erzeugende Leitschiene (28) während des Tischvorschubes dauernd um einen festen Punkt (7) hin und her schwingt, so daß ein in einer radialen Nut (8) der schwingenden Leitschiene (28) gleitender Zapfen (5,6) der Zahnstange (4) diese in veränderlichem Maße hin und her bewegt, wodurch das Werkstück (A) während des Tischvorschubes beständig um seine Achse in stetig abnehmendem oder zunehmendem Maße hin und her schwingt (Abb. 1 bis 10).

3. Fräsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (A) eine während des Vorschubes des Werktisches gleichbleibende hin und her pendelnde Bewegung um eine zur Werkstückachse (46) senkrechte Achse (69) erhält (Abb. 11 bis 15).

4. Fräsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung der Pendelbewegungen der Leitschiene bzw. des Werkstücks um eine zur Werkstückachse senkrechte AcIi se von einer schwingenden Kurbelschleife erfolgt.

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