DE19836771A1 - Formbearbeitungsverfahren, Verwendung desselben zum Herstellen von Formwerkzeugen und Angriffswerkzeug zur Verwendung darin - Google Patents
Formbearbeitungsverfahren, Verwendung desselben zum Herstellen von Formwerkzeugen und Angriffswerkzeug zur Verwendung darinInfo
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Abstract
Um ein Eindrehen, Einfräsen oder sonstiges spanabhebendes Einbringen von Nuten mit ganz bestimmten, genau einzuhaltenden Profilformen in gehärtete Werkstücke wirtschaftlicher und universeller einsetzbar zu gestalten, wird vorgeschlagen, ein insbesondere plattenartiges Angriffswerkzeug (70) zu verwenden, das wenigstens einen, entsprechend der gewünschten Profilform ausgebildeten Angriffsbereich (72) aus spröden, unverformbaren und bei Überbelastung aus- oder abbrechenden zum Hartbearbeiten geeigneten Material wie CBN, Keramik oder Diamant aufweist. Das Formgebungsverfahren ist zum Herstellen zylindrischer und nichtzylindrischer Gewinderollen, von Kaschier- und Abrichtrollen, Automatikrollen, Sonderwerkzeugen zum Einbringen von Kugelumlaufnuten und vieles mehr verwendbar. Vorteilhafterweise weist der Angriffsbereich (72) eine erste Negativform (80) für die herzustellende Nut und daran anschließend eine zweite Negativform (92) für eine die Nut begrenzende Erhebung auf.
Description
Die Erfindung betrifft ein Formbearbeitungsverfahren nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1. Ein solches ist aus der DE 34 28 692 C2 bekannt. Außerdem betrifft die
Erfindung eine Verwendung eines solchen Formbearbeitungsverfahrens und ein darin
verwendbares Angriffswerkzeug nach den Ansprüchen 9 bis 11.
Gehärtete Werkzeuge, wie Roll- oder Walzwerkzeuge zum Rollen oder Walzen von
Gewinden, Kugelrollspindeln, Kerbverzahnungen oder dergleichen in Metallprodukte,
um so zum Beispiel Schrauben, Spindeln, Schnecken, Gewindestäbe, Keilriemen
scheiben, Kugellagerwellen oder dergleichen zu fertigen, müssen zum Ausformen die
ser Metallprodukte mit exakten Nuten und Erhebungen versehen sein. Da fast immer
bei solchen Werkzeugen die Einhaltung genauester Toleranzen notwendig ist, werden
bis heute die notwendigen Nuten (und Erhebungen) nahezu ausschließlich durch
Schleifen in die gehärteten Werkstücke eingebracht. Diese Art der Bearbeitung hat
gravierende Nachteile, sowohl bezüglich des Material-, Kosten- und Zeitaufwandes,
als auch mit Bezug auf Umweltaspekte, da beim Schleifen Unmengen ölhaltiger
Schmier- und Kühlmittel anfallen. Daher ist schon lange nach alternativen Ferti
gungsmethoden für solche gehärteten Werkzeuge gesucht worden, wie der in der DE 34 28 692 C2
(auf die für nähere Ausführungen hierzu verwiesen wird) zitierte Stand
der Technik belegt. Die DE 34 28 692 C2 selbst schlägt vor, die Formbearbeitung auf
einer üblichen CNC-Drehmaschine vorzunehmen. Nach diesem bekannten Formver
fahren wird hierzu in einem aufwendigen Vorverfahren eine Formplatte mit einer eine
Negativform für die einzubringende Nut bildenden Spitze versehen. Die dabei ver
wendeten Formplatten sind aber naturgemäß nicht verschleißfest. Bei dem aus der DE 34 28 692 C2
bekannten Verfahren wird daher die Formplatte selbst nur in einem
letzten Schritt zum Formen der Nut verwendet, um den Verschleiß gering zu halten.
Dennoch tritt Verschleiß auf, und dadurch geraten die Angriffsbereiche außer Form
und müssen nachgeschliffen werden. Dabei kann eine lange Zeit vergehen, bis ein sol
ches außer-Form-geraten überhaupt bemerkt wird. Es ist daher nicht auszuschließen,
daß teurer Ausschuß produziert wird, bei dem die Toleranzen nicht eingehalten wer
den. Damit ist das bekannte Verfahren aber nicht geeignet, einen brauchbaren, wirt
schaftlich sinnvollen Ersatz für das Schleifen gehärteter Werkstücke zu bieten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formbearbeitungsverfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein dabei zu verwendendes Angriffswerkzeug nach
Anspruch 11 derart weiterzubilden, daß eine gegenüber Schleifen im Hinblick auf
ökologische und ökonomische Aspekte wesentlich verbesserte Formbearbeitung er
möglicht ist. Außerdem sollen vorzugsweise gegenüber dem Stand der Technik die
Verwendungsmöglichkeiten wesentlich erweitert werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Formbearbeitungsverfahren und ein Angriffswerkzeug
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 11 gelöst. Damit mögliche neuartige Ver
wendungen sind in den Ansprüchen 9 und 10 angegeben.
Wie im Stand der Technik nach der DE 34 28 692 C2 wird anstelle von Schleifen ein
spanabhebendes Verfahren unter Verwendung eines austauschbaren Angriffswerkzeu
ges vorgeschlagen. Das Angriffswerkzeug kann, um einen Angriff für Spanneinheiten
z. B. in Werkzeugrevolvern einer Drehmaschine zu bieten, plattenförmig oder -artig
ausgebildet sein oder alternativ einen plattenartigen oder plattenförmigen Befesti
gungsabschnitt aufweisen. Jedoch wird als Material für den Angriffsbereich des An
griffswerkzeug kein Hartmetall oder dergleichen abnutzbares Material verwendet, das
nachzuschleifen ist, sondern ein sprödes Material zum Hartbearbeiten, wie z. B. CBN
(kubisches Bornitrit), Schneidkeramik oder Diamant, d. h. insbesondere synthetisch
hergestellter oder herzustellender Industriediamant verwendet. Das Material wird der
art spröde ausgewählt, daß es sich nicht wie dasjenige bei der DE 34 28 692 C2 ab
nutzt, sondern bei Überbeanspruchung bricht oder ausbricht. Bis zum Brechen weist
der Angriffsbereich die gewünschte Form in allen Fertigungstoleranzen auf. Das Bre
chen kann von der Bearbeitungsmaschine (beispielsweise einer CNC-Maschine) sofort
bemerkt werden, so daß der Vorgang sofort abbrechbar ist, ohne Ausschuß zu erzeu
gen. Zudem sind solche Materialien im allgemeinen enorm widerstandsfähig, so daß
weitaus höhere Standzeiten für die Angriffswerkzeuge erzielbar sind. Dies hat den
Effekt, daß das Angriffswerkzeug während des gesamten Formvorganges, der bei
tiefen einzubringenden Nuten mehrere Durchgänge erfordern kann, zum Einbringen
der Nut verwendet werden kann, und nicht erst wie im Stand der Technik im letzten
Schritt einzusetzen ist. Dies alles erspart enorm viel Zeit und Geld. Zudem sind die
Kosten für solche Materialien und deren Bearbeitung relativ gering. So haben Versu
che gezeigt, daß sich mit dem erfindungsgemaßen Verfahren individuell profilierte
Sonderwerkzeuge, Rollwerkzeuge oder dergleichen weitaus wirtschaftlicher herstellen
lassen als mit den bisher bekannten Verfahren. Gegenüber Schleifen hat das erfin
dungsgemäße Verfahren zudem große Vorteile mit Bezug auf den Umweltschutz und
die Verringerung gesundheitlicher Gefahren des Produktionspersonals durch Schad
stoffe. Während das Verfahren nach der DE 34 28 692 C2 nur zum Gewindedrehen
an zylindrischen Werkzeugen verwendbar ist, hat bei dem erfindungsgemäßen Verfah
ren außerdem gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zum Gewinde
drehen sowohl an zylindrischen als auch an nichtzylindrischen Werkstücken geeignet
ist, sondern auch zum Fräsen von z. B. axialen Nuten für Kerbverzahnungen, Riffelun
gen oder dergleichen. Außerdem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hochgenaue Nuten auch in außergewöhnliche Werkstückformen eingebracht werden,
was bisher nur durch Schleifverfahren für möglich gehalten worden ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Grundsätzlich ist es zwar möglich, nur den Angriffsbereich des Angriffswerkzeugs aus
dem spröden Material auszubilden, was zum Beispiel durch Wachsen lassen eines In
dustriediamanten an einem Werkzeugkern aus anderem Material geschehen kann.
Kostengünstiger ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der als plattenartiges Angriffs
werkzeug insgesamt eine Wendeplatte zum Hartbearbeiten, insbesondere mit mehr
eckigen oder runden Hauptflächen, aus dem spröden Material verwendet wird. Vor
zugsweise ist dabei an wenigstens einer Kante oder Ecke dieser Wendeplatte der An
griffsbereich mit einer die Negativform der herzustellenden Nut bildenden, d. h. mit
einer der gewünschten Nutenform negativ entsprechenden Erhebung (Spitze), aus
gebildet. Dabei könnte eine zweite Wendeplatte eine zweite Negativform in Form
einer Ausnehmung zum Formen, insbesondere zum Abrunden der die Nut begrenzen
den Erhebungen aufweisen. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, bei der
beide Negativformen an demselben Angriffsbereich ausgebildet sind, da so in einem
Arbeitsschritt z. B. sowohl eine Gewindenut als auch ein sich daran anschließender
Gewinderücken oder eine daran anschließende Gewinderippe eines Rollwerkzeuges
geformt werden kann. Demgemäß ist oder wird vorzugsweise anschließend an die
erste Negativform, die zum Herstellen der Nut dient, eine zweite Negativform vorge
sehen, die einer herzustellenden, die Nut begrenzenden Erhebung oder eines Teils
davon als Negativ entspricht.
Zum Herstellen eines Gewindes eines Gewinderollwerkzeuges wird weiter bevorzugt
der Angriffsbereich an einer Ecke der Wendeplatte mit lediglich je nur einer Negativ
form für die Gewindenut und die daran anschließenden Gewinderippe und derart aus
gebildet wird, daß beim Einarbeiten der Gewindenut nur die beiden Negativformen
das Werkstück erfassen. Mit einem dermaßen ausgebildeten Angriffsbereich können
Nuten und Erhebungen auch unter veränderlichen Winkeln, also auch schräg zu der
Fläche, an der die Nuten und Erhebungen ausgebildet werden sollen, hergestellt wer
den. Es ist also möglich, daß auch Gewinderollen mit nichtzylindrischen Mantel- oder
Formflächen hergestellt werden können. Zum Beispiel haben solche Rollen zunächst
einen nichtzylindrischen Einführungsbereich, um das Einführen eines mit Gewinde zu
versehenden Produkts wie eines Stabes oder Rohres zu erleichtern. Dieser Einfüh
rungsbereich, der konisch oder als Kreisbogen hergestellt werden kann, geht oft mit
einem gekrümmten Übergangsbereich in einen zylindrischen Bereich zum Einarbeiten
des Gewindes über, der am anderen Ende wieder in einem Auslauftrichter, also einem
weiteren konischen Bereich, übergeht. Selbst solche aufwendige gehärtete Werkstüc
ke können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Gewinde versehen werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die erste
Flanke der zur Herstellung der Gewindenut dienenden ersten Negativform durch eine
die Ecke begrenzende erste Kante der Wendeplatte gebildet. Weiter ist bevorzugt,
daß die zweite Flanke der zur Herstellung der Gewindenut dienenden ersten Negativ
form in eine Krümmung zum Bilden der die Gewinderippe abrundenden zweiten Ne
gativform übergeht und daß die Krümmung am gegenüberliegenden Ende in einem
gegenüber der ersten Negativform in einer in Richtung auf das Zentrum der Wende
platte zurückgezogenen Endbereich übergeht, der insbesondere an der zweiten die
Ecke begrenzenden Kante endet. Damit wird mit minimalen Materialabtrag der An
griffsbereich in der vorteilhaften, eine Bearbeitung auch konischer Werkstücke er
möglichenden Form ausgebildet. Vorteilhafterweise wird der Angriffsbereich insge
samt in etwa in der Form eines "W" gebildet, mit einer weit hervorgestreckten ersten
"V"-Spitze als erster Negativform und einer zurückversetzten, entsprechend dieser
Versetzung kleineren, zweiten "V"-Spitze mit einer gegenüber der ersten Flanke der
ersten "V"-Spitze flacher verlaufenden ersten Flanke, wobei der Übergang zwischen
den beiden "V"-Spitzen zum Bilden der zweiten Negativform abgerundet ist oder
wird.
Sollen mit dem Angriffswerkzeug zylindrische Werkstücke bearbeitet werden, ist
vorteilhaft, wenn anstatt nur zwei Negativformen vorzusehen, neben der ersten Nega
tivform für die Gewindenut und der zweiten Negativform für die daran anschließen
den Gewinderippe auch noch eine dritte Negativform zum Angreifen an dem Werk
stück vorgesehen wird. Die dritte Negativform wird auf der der zweiten Negativform
entgegengesetzten Seite an die erste Negativform anschließend vorgesehen, so daß
die Negativform für die Nut an beiden Seiten mit Negativformen für die benachbarten
Erhebungen umgeben ist. Die dritte Negativform kann dabei einerseits zum Vorbear
beiten der Gewinderippe oder sonstigen Erhebung ausgebildet sein. Andererseits kön
nen die zweite und die dritte Negativform jeweils für unterschiedliche Bereiche der
Gewinderippe, also z. B. für die sich an die Scheitellinie anschließenden Flanken- oder
Übergangsbereich der Gewinderippe dienen.
Vorteilhafterweise weist dabei die als Angriffswerkzeug dienende Wendeplatte nicht
nur einen einzelnen Angriffsbereich auf. Zum Beispiel kann die Wendeplatte in Drauf
sicht auf die Hauptflächen im wesentlichen als gleichseitiges Dreieck ausgebildet sein,
bei dem an jeder der drei Ecken ein Angriffsbereich ausgebildet ist. Die einzelnen An
griffsbereiche können verschieden sein, um verschiedene Nutenformen mit ein und
derselben Wendeplatte herstellen zu können. Vorzugsweise sind die Angriffsbereiche
aber gleich ausgebildet, was einerseits die Herstellung der Wendeplatten erleichtert.
Andererseits braucht so, falls der gerade verwendete Angriffsbereich ausbricht, die
Wendeplatte nur gedreht werden, um mit der Bearbeitung fortfahren zu können.
Selbstverständlich sind auch runde oder mehreckige Wendeplatten möglich.
Um den Angriffsbereich in die der gewünschten Nutenform entsprechenden Form zu
bringen, sind sämtliche für das verwendete Material bekannten Formbearbeitungsver
fahren denkbar. Grundsätzlich ist z. B., denkbar, daß der Angriffsbereich gleich bei der
Bildung des Materials in die gewünschte Form gebracht wird. Dies ist insbesondere
bei Keramik, die gleich in der entsprechenden Form gebrannt oder gesintert wird, und
bei Industriediamanten oder anderen industriell herzustellenden kristalline Materialien
vorteilhaft, die in dieser Form auf einen entsprechenden Kristallisationskeim oder -
kein aufwachsen gelassen werden. Andererseits ist natürlich auch denkbar, daß der
Angriffsbereich durch Materialabtrag des spröden Materials, insbesondere durch La
serbearbeitung oder ein OPG-Verfahren, ein Verfahren unter Verwendung optischer
Meßverfahren und Schleif- oder Polierwerkzeugen, wie es ähnlich auch beispielsweise
bei der Bearbeitung von optischen Gläsern verwendet wird, gebildet wird.
Das erfindungsgemaße Verfahren ist an einer insbesondere rechnergestützten oder -
gesteuerten Drehmaschine durchführbar. Damit können dann Preß-, Kaschier-, oder
Abrichtrollen, zylindrische und, wie bereits erläutert, insbesondere nichtzylindrische
Preß-, Schleif- oder Rollwerkzeuge, insbesondere Gewindewalzen und -walzsegmente
und Automatikrollen mit einem nichtzylindrischen Auswurfbereich, Sonderrollwerk
zeuge wie Rollwerkzeuge zum Prägepolieren, Glätten von Kugelköpfen, Rollen oder
dergleichen, oder Gewinderollwerkzeuge mit konischen oder sonstwie nichtzylindri
schen Mantelbereichen mit im wesentlichen sich im Umfangsrichtung versehenen Nut
profilen versehen werden. Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Band-,
Ketten-, Walzen- oder Radfräsvorrichtung mit einer mit den Angriffswerkzeugen be
stückbaren Fräsband-, Fräsketten-, Fräswalzen- oder Fräsradeinrichtung verwendet,
so ist es auch zum Herstellen von Werkzeugen zum Bilden von Längs- oder
Schrägnuten, insbesondere Kerbverzahnungen, Rändelungen oder dergleichen geeig
net, d. h. von Werkzeugen zum Einrollen axialer oder im wesentlichen in axialer
Richtung verkaufender Profile.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer rechnergesteuerten Drehmaschi
ne zum Eindrehen von sich im wesentlichen in Umfangsrichtung er
streckenden Nuten in ein Werkstück,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer rechnergesteuerten
Walzenfräsmaschine zum Einfräsen von sich im wesentlichen in axialer
Richtung erstreckender Nuten in ein Werkstück,
Fig. 3 perspektivische Ansichten verschieden geformter Wendeplatten als
Rohlinge für in den Maschinen nach den Fig. 1 und 2 verwendbare An
griffswerkzeuge zum Herstellen der Nuten,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine fertig profilierte, als Angriffswerkzeug ver
wendbare Wendeplatte in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines mit X gekennzeichneten Angriffsbe
reichs der Wendeplatte von Fig. 4 im Eingriff mit einem Werkstück,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Wendeplatte in einer zweiten Ausführungs
form,
Fig. 7 Draufsichten auf Angriffsbereiche von Wendeplatten in einer dritten
und vierten Ausführungsform im Eingriff mit einem Werkstück,
Fig. 8 vier Darstellungen, die eine mögliche Vorgehensweise der Herstellung
der Wendeplatte nach der ersten Ausführungsform aus einem in Fig. 3
gezeigten Rohling anhand von vier Fertigungsschritten A-D verdeutli
chen sollen,
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Wendeplatte in einer fünften Ausführungsform,
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Wendeplatte in einer sechsten Ausführungs
form,
Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Angriffsbereich einer Wendeplatte in einer
siebten Ausführungsform,
Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Wendeplatte in einer achten Ausführungsform
im Eingriff mit einem Werkstück,
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Angriffsbereich einer Wendeplatte in einer
neunten Ausführungsform,
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine Wendeplatte in einer zehnten Ausführungs
form,
Fig. 15 eine Draufsicht eines mit der Maschine nach Fig. 1 herstellbaren Roll
werkzeuges in Form einer Automatikrolle,
Fig. 16 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung von mit der Maschine
nach Fig. 1 herstellbaren Gewinderollen im Eingriff mit einer zu rollen
den Schraube, und
Fig. 17 eine schematische Seitenansicht einer mit der Maschine nach Fig. 1
herstellbaren Abrichtrolle im Eingriff mit einer abzurichtenden Schleif
scheibe.
In Fig. 1 ist eine rechnergesteuerte Drehmaschine (CNC-Drehvorrichtung) 10 gezeigt,
wie sie grundsätzlich zum Durchführen vielfaltiger Drehbearbeitungsaufgaben bekannt
ist und eingesetzt wird. Die Drehmaschine 10 weist eine mit einer Spindel 12 versehe
ne Spanneinheit 14 zum Einspannen eines in Drehbewegung zu versetzenden Werk
stücks 16 auf. Weiterhin ist ein rechnergesteuert bewegbarer Werkzeugrevolver 18
vorgesehen, an dem verschiedene Angriffswerkzeuge 20 in Spanneinrichtungen 22
befestigbar sind. Außerdem ist eine Steuereinheit 24 mit einer Tastatur 26 und einem
Bildschirm 28 vorgesehen, über die die Drehmaschine 10 bedienbar und überwachbar
ist. Insbesondere kann das jeweils mit dem Werkzeugrevolver 18 in Angriffsposition
gedrehte Angriffswerkzeug 20 über Bewegung des Werkzeugrevolvers 18 mittels
Spindeln 30 und Stelleinrichtungen 32 genauestens relativ zu dem Werkstück 16 be
wegt werden, und dies auch in Abhängigkeit von der Winkelposition des Werkstücks
16, so daß gezielte Angriffe zum Einbringen von Nuten 34 und zum Abtragen von
Material an bestimmten Umfangs- oder Segmentbereichen des Werkstückes 16 mög
lich sind. Die Angriffswerkzeuge 20 sind, wie weiter unten näher erläutert, dazu aus
gebildet, sich im wesentlichen in Umfangsrichtung an dem Werkstück erstreckende
Nuten 34 mit ganz bestimmten Profilformen in das Werkstück 16 einzudrehen.
In Fig. 2 ist eine rechnergesteuerte Walzenfräsvorrichtung 40 gezeigt. Sie weist eine
mit austauschbaren Angriffswerkzeugen 42 bestückbare Fräswalze 44 und eine Span
neinheit 46 für ein Werkstück 48 auf. Die Spanneinheit 46 und damit das Werkstück
48 ist relativ zu der Fräswalze 44 um vielfaltige Freiheitsgrade rechnergesteuert be
weglich, um Nuten 47 in gewünschter Anordnung in das Werkstück 48 zu fräsen. Die
hierzu notwendigen Stelleinrichtungen können sehr vielfaltig sein, solange sie sich nur
sehr genau steuern lassen. In dem dargestellten Beispiel umfassen die Stelleinrichtun
gen eine Dreheinrichtung 50 zum Drehen des Werkstücks 48, eine Spindeleinrichtung
52 zum Auf- und Abbewegen des Werkstückes 48, zwei Kolbenzylinder 54 zum Be
wegen des Werkstückes 48 zu der Fräswalze 44 hin und von ihr weg, und eine Kipp
einrichtung 56 zum Kippen oder Verschwenken des Werkstückes 48 in einer senk
rechten Ebene. Auch hierbei sind die Angriffswerkzeuge 42 ganz konkret für die her
zustellenden Nutenformen ausgewählt. Die Angriffswerkzeuge 42 sind in der Fräs
walze 44 in einzelnen Spanneinrichtungen 58 gehalten. Alternativ sind sie fest mit der
Fräswalze 44 verbunden, also z. B. in deren Material eingebettet. Die Fräswalze 44 ist
austauschbar. Eine nicht dargestellte Ausführungsform umfaßt anstatt der Fräswalze
44 ein Fräsband oder eine Fräskette, an dem bzw. der die Angriffswerkzeuge in ana
loger Weise befestigt sind. Selbstverständlich sind auch Ausführungen möglich, bei
denen die Spanneinheit 46 für das Werkstück 48 ortsfest ist und die Fräseinrichtung,
also z. B. die Fräswalze 44, gesteuert beweglich ist.
Durch gezielte Auswahl und Behandlung der Angriffswerkzeuge 20, 42 lassen sich
mit Hilfe dieser Maschinen 10 und 40 die im wesentlichen umfangsgerichteten Nuten
34 bzw. die im wesentlichen axial gerichteten Nuten 47 mit Fertigungstoleranzen im
µ-Bereich auch in gehärtete Werkstücke 16, 48, wie z. B. in Rohlinge für Rollwerk
zeuge zum Gewinderollen oder zum Eindrücken von Kerbverzahnungen oder derglei
chen, rechnergesteuert einbringen.
Rohlinge, aus denen sich solche Angriffswerkzeuge 20, 42 fertigen lassen, sind in Fig.
3 dargestellt. Es handelt sich dabei um sogenannte Wendeplatten 60, 62, 64 zur Hart
bearbeitung, wie sie im wesentlichen für Drehmaschinen bereits im Handel erhältlich
sind. Jedoch bestehen sie nicht wie früher meist gebräuchlich aus Hartmetall oder
dergleichen abnutzbaren Materialien, die bei Abnutzung nachgeschliffen werden müs
sen, sondern aus spröden, bei Überbeanspruchung in größeren Stücken ausbrechenden
Materialien, die jedoch vor einem solchen Bruch genügende Härte zur Bearbeitung
auch gehärteter Werkstücke aufweisen. Beispiele für solche Materialien sind kubi
sches Bornitrid (CBN), Schneidkeramiken zur Hartbearbeitung und hartkristalline
Materialien wie Diamant, vorzugsweise Industriediamant.
In Fig. 3 sind als Beispiele für verschiedene Grundformen eine dreieckige Wendeplatte
60 mit zwei die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisenden Hauptflächen,
eine parallelogrammförmige Wendeplatte 62 mit zwei rautenförmigen Hauptflächen
und eine runde Wendeplatte 64 mit zwei kreisförmigen Hauptflächen dargestellt. Beim
Einspannen erfassen die Spanneinrichtungen 22, 58 die Hauptflächen der Wendeplatte
60, 62, 64. Deswegen ist - wenn man von einer vorteilhaften gegenüber dem Angriffs
bereich liegenden Anlagekante einmal absieht -die Grundform und die Ausrichtung
der Wendeplatte in der Spanneinrichtung frei wählbar. Regelmäßige Formen haben
den Vorteil, daß die Wendeplatten gewendet werden können, wenn ein Angriffsbe
reich durch Überbeanspruchung unbrauchbar geworden sein sollte.
Die Wendeplatten 60, 62, 64 dienen als Rohlinge für Angriffswerkzeuge 20, 42, die
zum Durchführen eines Formbearbeitungsverfahrens zum Einbringen bestimmter Nu
tenformen in die gehärteten Werkstücke 16, 48 in den Maschinen 10, 40 verwendbar
sind. Hierzu werden Negativformen für die gewünschten Nutenprofile in Angriffsbe
reiche der Wendeplatten 60, 62, 64, d. h. an Ecken und/oder Kanten eingebracht.
Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer derart profilierten Wendeplatte 70, die
aus der dreieckigen Wendeplatte 60 (deren Kontur in gestrichelten Linien dargestellt
ist) durch Ausbilden von Angriffsbereichen 72 an allen drei Ecken hergestellt worden
ist. Die Wendeplatte 70 ist zum Formen von Gewindeprofilen an zylindrischen, kegel
förmigen oder sonstwie sich verjüngenden oder erweiterten Umfangsbereichen des
Werkstückes 16 geeignet.
Der mit X gekennzeichnete Angriffsbereich 72 ist in Fig. 5 vergrößert bei der Arbeit
an dem Werkstück 16 dargestellt. Der Angriffsbereich 72 ist derart geformt, daß
damit als Nut 34 eine Gewindenut 74 und gleichzeitig ein sich daran anschließender
Gewinderücken oder eine sich daran anschließende Gewinderippe 76 herstellbar sind.
Hierzu weist der Angriffsbereich 72 eine erste Spitze 78, die im wesentlichen die
Form eines "V" aufweist, als eine erste Negativform 80 für die herzustellende Gewin
denut 74 auf. Dabei ist wie aus Fig. 4 ersichtlich eine Kante 82 der Wendeplatte 60
zum Bilden einer ersten Flanke 84 in soweit stehen gelassen worden. Die Spitze 78 ist
entsprechend des gewünschten Radius am Grund der Gewindenut 74 abgerundet. An
den derart gebildeten abgerundeten Spitzenbereich 86 schließt sich zur Vervollständi
gung der ersten Negativform 80 eine zweite Flanke 88 zum Bilden der entsprechend
geformten Gewindenutenflanke 90 an.
Weiter weist der Angriffsbereich 72 anschließend an die erste Negativform 80 eine
zweite Negativform 92 zum Ausbilden der Gewinderippe 76 auf. Diese zweite Nega
tivform 80 ist in einer durch Materialabtrag von der Wendeplatte 60 gebildeten Aus
nehmung 94 in der Wendeplatte 70 angeordnet, welche Ausnehmung 94 auch die
zweite Flanke 88 aufweist. Die zweite Negativform 92 ist mit einer Abrundung oder
Krümmung 96 mit einem zum Abrunden der Gewinderippe 76 gewünschten Radius
versehen.
Die Krümmung 96 geht auf ihrem der ersten Negativform 80 entgegengesetzten Seite
in eine zweite Spitze 98 in Form eines "V" über. Diese zweite Spitze 98 ist derart
ausgebildet, daß sie bei Eingriff der Negativformen 80, 92 bereits ausgeformte Teile
des Werkstücks nicht erfaßt. Die zweite Spitze 98 hat also keine Formfunktion, sie
entsteht durch Ausbildung der Ausnehmung 94 mit der zweiten Flanke und der
Krümmung 96. Bei entsprechender Ausbildung dieser beiden Teile könnte die Krüm
mung auch direkt an der ursprünglichen Kante 102 der Wendeplatte 60 enden. Damit
die zweite Spitze 98 bereits geformte Profile auch bei konischen oder konisch ge
krümmt verlaufenden Bereichen des Werkstückes nicht berührt, ist sie weitaus kleiner
als die erste Spitze 78 ausgebildet und eventuell sogar ganz abgetragen (nicht darge
stellte Ausführung). Die der Krümmung 96 entgegengesetzte zweite Flanke 100 der
zweiten Spitze 98 wird durch die ursprüngliche Kante 102 der Wendeplatte 60 gebil
det (siehe Fig. 4). Die erste Flanke 104 der zweiten Spitze 98 verläuft nicht parallel zu
der ersten Flanke 84 der ersten Spitze 78, sondern flacher, so daß sie eine durch die
erste Flanke 84 der ersten Spitze 78 bereits gebildete, sich an die Gewinderippe 76
anschließende Gewindenutenflanke 106 nicht berührt. Wichtig ist dabei nur, daß die
Krümmung 96 auch über den Scheitelpunkt der Gewinderippe 76 diesen formend
hinwegreicht, so daß das Gewinde insgesamt nur mit dem einen Angriffswerkzeug
bildbar ist.
Die erste, in den Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform für eine als Angriffswerk
zeug 20, 42 nutzbare Wendeplatte 70 zum Einbringen von Nuten in ein Werkstück ist
besonders bevorzugt, weil damit Nuten gleichzeitig mit die Nuten begrenzenden Er
hebungen an verschieden sich im Raum erstreckenden Flächen formbar sind. Eine
zweite Ausführungsform einer als Angriffswerkzeug 20, 42 verwendbaren Wendeplat
te 107, die jedoch nur für zylindrische Gewindeformen (oder dergleichen Nutprofile)
geeignet ist, ist in der Fig. 6 gezeigt. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform
weist jeder Angriffsbereich 72 gegenüber der ersten Ausnehmung 94 eine zweite Aus
nehmung 108 auf. Die erste Flanke 84 der die erste Negativform 80 für die Gewinde
nut 74 bildenden ersten Spitze 78 ist also nicht durch die ursprüngliche Kante 82 des
Wendeplattenrohlings 60 gebildet. In der zweiten Ausnehmung 108 ist eine dritte Ne
gativform 110 ebenfalls zum Abrunden von Gewinderippen 76 ausgebildet. Die dritte
Negativform entspricht spiegelbildlich der zweiten Negativform 92, weist also auch
die entsprechende Krümmung 96 auf.
In Fig. 7 sind eine dritte und eine vierte Ausführungsform von Angriffswerkzeugen
20, 42 in Form von Wendeplatten 112, 114 angedeutet, wobei aber nur einer ihrer
Angriffsbereiche 72 im Eingriff mit dem Werkstück 16 gezeigt ist. Die Angriffsberei
che 72 weisen jeweils nur eine der Negativformen 80, 92 auf. Zum Einbringen eines
vollständigen Gewindes mit Gewindenuten 74 und Gewinderippen 76 ist daher die
Anwendung beider Wendeplatten 112, 114 nacheinander nötig.
Im folgenden wird anhand von Fig. 8 ein Verfahren verdeutlicht, mit dem die An
griffsbereiche 72 der Wendeplatten 70, 107, 112, 114 ausbildbar sind. Es handelt sich
dabei um ein sogenanntes OPG-Verfahren (OPG: optical profil grinding), bei dem
Schleifwerkzeuge mit Hilfe optischer Meß- oder Sensoreinrichtungen derart gesteuert
werden, daß eine gewünschte Profilform in ein Werkstück eingebracht wird. Bei
Schritt A wird die Wendeplatte (auch zuweilen Formplatte genannt) 60 in einer relativ
zu einer Schleifscheibe 116 hin- und her- sowie auf- und abbewegliche und schwenk
bare Spanneinheit 117 festgespannt. Die Schleifscheibe wird zum Ausbilden eines
geeigneten Radius am äußeren Umfangsrand 118, der mit Diamant 120 belegt ist, von
einem ursprünglichen Winkel α0 auf eine Winkel α abgeflacht. Die so abgerichtete
Schleifscheibe 120 wird in Schritt B von oben in der Nähe der Ecke, an der der An
griffsbereich 72 eingebracht werden soll, wie dargestellt eingeführt, um die Ausneh
mung 94 (bzw. 108) auszuarbeiten. Anschließend wird die Wendeplatte 60 entspre
chend der gewünschten Form des Angriffsbereichs 72 wie bei Schritt C und D gezeigt
entlanggeführt. Dabei ist es möglich, daß die Form zunächst an einem Modell oder
einer Zeichnung, eventuell vergrößert dargestellt wird. Die Meß- oder Sensoreinrich
tung (nicht dargestellt) tastet diese Vorgabe optisch ab und überträgt die Form auf die
Bewegung der Wendeplatte relativ zu der Schleifscheibe 116. Um Krümmungen oder
Radien einzubringen, wird dabei die Wendeplatte 60 verschwenkt, wie dies bei Schritt
C angedeutet ist.
Bei anderen, nicht dargestellten Verfahren zum Ausformen der Angriffsbereiche 72
werden die Wendeplatten gleich bei der Herstellung mit entsprechend geformten Be
reichen ausgebildet, d. h. für Keramiken werden z. B. entsprechende Sinterformen ver
wendet, Industriediamanten kann man auf entsprechend geformte Kristallisationskei
me aufwachsen lassen. Dabei sollte klar sein, daß nicht das gesamte Angriffswerkzeug
aus dem spröden, bei Überbeanspruchung brechenden und daher unverformbaren
Material bestehen muß, es reicht aus, wenn nur der Angriffsbereich 72 aus einem sol
chen Material gebildet ist.
Zum Ausformen der Nuten 34 in das Werkstück 16 wird also zuerst das Angriffs
werkzeug 20 (z. B. die Wendeplatte 70) entsprechend der gewünschten Nutenquer
schnittsform profiliert, oder es wird ein bereits entsprechend profiliertes Angriffs
werkzeug 20 (z. B. die Wendeplatte 70) ausgewählt. Das Angriffswerkzeug wird in
der Spanneinrichtung 22 an einer Position des Werkzeugrevolvers 18 eingespannt.
Das Werkstück 16 wird in die Spanneinheit 14 eingespannt. An der Steuereinheit 24
wird über die Tastatur 26 und den Bildschirm 28 ein gewünschter Verlauf der Nut 34
am Werkstück 16 und eventuell eine gewünschte Endform des Werkstücks einpro
grammiert. Daraufhin läßt man die Drehmaschine 10 rechnergesteuert mit dem aus
gewählten Angriffswerkzeug 20 das Eindrehen der Nut durchführen. Wenn nun der
eingesetzte Angriffsbereich 72 durch diese Bearbeitung (das gesamte Einarbeiten der
Nut wird mit diesem Angriffsbereich durchgeführt, ein Vorverfahren mit anderen An
griffswerkzeugen zum Vorformen der Nuten entfällt) überbeansprucht wird, verformt
er sich aufgrund der Sprödität des Materials nicht, sondern er bricht aus. Dies gibt
einen Ruck, den die Drehmaschine 10 bei entsprechender Auslegung derselben erfas
sen kann. Die Drehmaschine 10 bricht dann sofort den Vorgang ab, so daß keine un
genaue Bearbeitung erfolgt. Das Angriffswerkzeug 20 wird dann entweder ausge
wechselt, oder aber bei Verwendung von Wendeplatten (z. B. 70) einfach gedreht, so
daß ein noch unbenutzter der weiteren Angriffsbereiche 72 zum Weiterdrehen ein
setzbar ist, und erneut festgespannt. Bei exakter Positionierung des neuen Angriffsbe
reichs 72 kann die Drehmaschine 10 die Drehbearbeitung an derselben Stelle fortfüh
ren, wo der Vorgang abgebrochen worden ist.
Ganz analog erfolgt das Einbringen axial oder schräg verlaufender Nuten 47 mittels
der Fräsvorrichtung 40, wobei hier aber zum Festspannen der Angriffswerkzeuge in
der Fräswalze 44 mehr Aufwand erforderlich ist. Eventuell wird die Fräswalze 44 mit
profilierten Wendeplatten bestückt speziell hergestellt, wobei die Wendeplatten 70,
112, 114 in das Material der Fräswalze eingebettet und somit fest befestigt werden.
Auch die Fräsvorrichtung 40 ist so ausgelegt, daß sie ein Ausbrechen des Angriffsbe
reiches bei Überbeanspruchung erfassen kann und den Fräsvorgang zum Auswechseln
o(Herumdrehen) des Angriffswerkzeuges 42 (z. B. 70) oder der gesamten Fräswalze 44
abbrechen kann.
Auf die geschilderte Weise sind verschiedenste Nutenprofile auch in gehärtete Werk
stücke wie zum Beispiel Gewinderollen oder Werkzeuge zum Einrollen oder Eindrüc
ken von Kerbverzahnungen oder dergleichen ohne großen Arbeits- oder Kostenauf
wand einbringbar. Das Verfahren ist zum Ausformen von Gewinden besonders geeig
net. Neben normalen Gewinderollen sind aber auch Werkzeuge zum Ausformen von
Kugelumläufen und Sonderrollwerkzeuge, insbesondere solche für Sondergewinde auf
einer normalen CNC-Drehbank oder einem Walzenfräser oder dergleichen herstellbar.
In den Fig. 9 bis 14 sind eine fünfte bis eine zehnte Ausführungsform von Wendeplat
ten 122, 126, 128, 130, 134, 136 mit verschieden geformten Angriffsbereichen 72
zum Ausbilden solcher verschiedener Nutenprofile teils in Drauf- teils in Detailansicht
und teils im Angriff an einem Werkstück 16 gezeigt.
Die Wendeplatte 122 der fünften Ausführungsform entspricht bis auf die Größe der
herzustellenden Gewindegänge im wesentlichen der Wendeplatte 70 nach der ersten
Ausführungsform. Die Wendeplatten 126, 128 nach den Fig. 10 und 11 dienen zum
Herstellen verschiedener Formen von Trapezgewinden, Holz- oder Blechgewinden.
Mit der Wendeplatte 130 der Fig. 12 lassen sich Werkzeuge zum Rollen von Kugel
umläufen, wie zum Beispiel Werkzeuge zum Herstellen von Kugelumlaufspindeln
oder dergleichen, herstellen. Bei der ebenfalls für Werkzeuge zum Rollen von Kugel
umläufen verwendbaren Wendeplatte 136 nach der Fig. 14 ist zudem noch in der er
sten Negativform 80 eine Vertiefung 138 zum Ausbilden einer zum Rollen einer
Schmiernut oder dergleichen dienenden Erhebung innerhalb der herzustellenden Nut
34 vorgesehen. Die Wendeplatte 134 nach Fig. 13 dient zum Herstellen von Roll
werkzeugen für Rippenrohre, Schneckengewinde oder Sondergewinde. Mit Wende
platten in nicht dargestellten Ausführungsformen lassen sich Sägezahngewinde, also
auch Werkzeuge zum Rollen von Sägegewinden oder Sägengewinden herstellen.
Wie bereits erläutert, müssen die herzustellenden oder zu bearbeitenden Werkstücke
nicht unbedingt zylindrisch ein. Durch Verwendung der Fräsvorrichtung 40 lassen sich
sogar nicht drehsymmetrisch Werkstücke handhaben. Zusätzlich ist es bei der Dreh
maschine 10 möglich, die Bewegung des Angriffswerkzeugs 20 entsprechend des ge
rade vorherrschenden Umfangswinkels des Werkstückes 16 zu steuern, so daß z. B.
auch Werkstücke mit elliptischen Querschnitt drehbearbeitbar sind. Weitere Beispiele
herstellbarer Werkstücke sind in den Fig. 15 bis 17 dargestellt.
Bei Fig. 5 ist eine Automatikrolle 140 dargestellt, mit welcher sich Schrauben auto
matisch herstellen und auswerfen lassen. Die Automatikrolle 140 weist einen mit klei
nerem Radius zurückversetzt verlaufenden gewindefreien Bereich 141, einen am äu
ßeren Umfang in Radialrichtung ansteigenden mit Gewinde versehenen Segmentbe
reich (Anstieg) als Einführungsbereich 142 zum Einführen eines Schraubenrohlings
und zum allmählich steigenden Eindrücken des Gewindes in denselben, einen ebenfalls
mit Gewinde versehenen zylindrischen Bereich oder Zylindersegmentbereich
(Zylinder) 144 mit gleichbleibendem Radius zum Ausformen des Gewindes, einen am
äußeren Umfang in Radialrichtung absteigenden Segmentbereich (Abstieg) 146 und
einen in Radialrichtung zurückgezogenen Segmentbereich (Auswerfer) als Werkzeug
auswurfbereich 148 zum Auswerfen der fertig gerollten Schraube auf. Zum Herstellen
der Schrauben wird die Automatikrolle in einer (nicht dargestellten) Gewinderollma
schine verwendet, die mit einer Gegenlagerrolle zum Gegenlagern der nicht dargestell
ten Schraube versehen ist. Das Gewinderollen erfolgt während einer halben Umdre
hung der Automatikrolle.
Obwohl die Automatikrolle 140 nicht vollständig zylinderförmig ist, sondern je nach
Segmentbereich unterschiedliche Radien aufweist, sind die zum Rollen der Gewinde
notwendigen Nuten 34 dennoch auf der Drehmaschine 10 unter Verwendung der hier
beschriebenen profilierten Wendeplatten 70, 112, 114, 122, 126, 128, 130, 134, 136
als Angriffswerkzeuge in die Rolle 140 einbringbar.
Die besondere Ausgestaltung der Wendeplatten 70, 122 macht es auch möglich, Ge
winde in wie in Fig. 16 in Funktion gezeigte Gewinderollen 156 mit einem Einlaufko
nus (Einlauftrichter) 158, einem zylindrischen Bereich 160 und einem Auslaufkonus
(Auslauftrichter) 162 einzudrehen.
In Fig. 17 ist schließlich noch eine auf der Drehmaschine 10 unter Verwendung einer
entsprechend profilierten (nicht dargestellten) Wendeplatte hergestellte Abrichtrolle
164 zum Abrichten einer Schleifscheibe 166 gezeigt, um zu verdeutlichen, daß das
hier beschriebene Formbearbeitungsverfahren nicht nur auf Werkzeuge zur Gewinde
herstellung, sondern auch für Abricht- und Kaschierrollen und vieles mehr anwendbar
ist.
Wichtige Aspekte des hier beschriebenen Formbearbeitungsverfahrens sowie der dazu
verwendeten Angriffswerkzeuge werden im folgenden anhand von Fig. 4 noch einmal
zusammengefaßt:
Um ein Eindrehen, Einfräsen oder sonstiges spanabhebendes Einbringen von Nuten mit ganz bestimmten, genau einzuhaltenden Profilformen in gehärtete Werkstücke wirtschaftlicher und universeller einsetzbar zu gestalten, wird vorgeschlagen, ein ins besondere plattenartiges Angriffswerkzeug (70) zu verwenden, das wenigstens einen, entsprechend der gewünschten Profilform ausgebildeten Angriffsbereich (72) aus spröden, unverformbaren und bei Überbelastung aus- oder abbrechenden zum Hartbe arbeiten geeigneten Material wie CBN, Keramik oder Diamant aufweist. Das Form gebungsverfahren ist zum Herstellen zylindrischer und nichtzylindrischer Gewinderol len, von Kaschier- und Abrichtrollen, Automatikrollen, Sonderwerkzeugen zum Ein bringen von Kugelumlaufnuten und vieles mehr verwendbar. Vorteilhafterweise weist der Angriffsbereich (72) eine erste Negativform (80) für die herzustellende Nut und daran anschließend eine zweite Negativform (92) für eine die Nut begrenzende Erhe bung auf.
Um ein Eindrehen, Einfräsen oder sonstiges spanabhebendes Einbringen von Nuten mit ganz bestimmten, genau einzuhaltenden Profilformen in gehärtete Werkstücke wirtschaftlicher und universeller einsetzbar zu gestalten, wird vorgeschlagen, ein ins besondere plattenartiges Angriffswerkzeug (70) zu verwenden, das wenigstens einen, entsprechend der gewünschten Profilform ausgebildeten Angriffsbereich (72) aus spröden, unverformbaren und bei Überbelastung aus- oder abbrechenden zum Hartbe arbeiten geeigneten Material wie CBN, Keramik oder Diamant aufweist. Das Form gebungsverfahren ist zum Herstellen zylindrischer und nichtzylindrischer Gewinderol len, von Kaschier- und Abrichtrollen, Automatikrollen, Sonderwerkzeugen zum Ein bringen von Kugelumlaufnuten und vieles mehr verwendbar. Vorteilhafterweise weist der Angriffsbereich (72) eine erste Negativform (80) für die herzustellende Nut und daran anschließend eine zweite Negativform (92) für eine die Nut begrenzende Erhe bung auf.
Die Merkmale sämtlicher beschriebener Ausführungsformen sind selbstverständlich
zum Bilden weiterer Ausführungsformen beliebig untereinander kombinierbar.
10
Drehmaschine
12
Spindel
14
Spanneinheit (für Werkstücke)
16
Werkstück
18
Werkzeugrevolver
20
Angriffswerkzeug
22
Spanneinrichtung (für Werk
zeuge)
24
Steuereinheit
26
Tastatur
28
Bildschirm
30
Spindel
32
Stelleinrichtungen
34
Nut (im wesentlichen in Um
fangsrichtung)
40
Walzenfräsvorrichtung
42
Angriffswerkzeuge
44
Fräswalze
46
Spanneinheit (für Werkstück)
47
Nut (im wesentlichen axial oder
schräg)
48
Werkstück
50
Dreheinrichtung
52
Spindeleinrichtung
54
Kolbenzylinder
56
Kippeinrichtung
58
Spanneinrichtungen
60
dreieckige Wendeplatte
(Rohling)
62
parallelogrammförmige Wen
deplatte (Rohling)
64
runde Wendeplatte (Rohling)
70
Wendeplatte (erste Ausfüh
rungsform)
72
Angriffsbereich
74
herzustellende Gewindenut
76
herzustellende(r) Gewinderüc
ken oder Gewinderippe
78
erste Spitze
80
erste Negativform
82
erste Kante
84
erste Flanke
86
abgerundeter Spitzenbereich
88
zweite Flanke
90
Gewindenutenflanke
92
zweite Negativform
94
Ausnehmung
96
Krümmung
98
zweite Spitze
100
zweite Flanke der zweiten Spit
ze
102
zweite Kante
104
erste Flanke der zweiten Spitze
106
Gewindenutenflanke
107
Wendeplatte (zweite Ausfüh
rungsform)
108
zweite Ausnehmung
110
dritte Negativform
112
Wendeplatte (vierte Ausfüh
rungsform
114
Wendeplatte (fünfte Ausfüh
rungsform)
116
Schleifscheibe
117
Spanneinheit
118
Umfangsrand
120
Diamant
122
Wendeplatte (fünfte Ausfüh
rungsform)
126
Wendeplatte (sechste Ausfüh
rungsform)
128
Wendeplatte (siebte Ausfüh
rungsform)
130
Wendeplatte (achte Ausfüh
rungsform)
134
Wendeplatte (neunte Ausfüh
rungsform)
136
Wendeplatte (zehnte Ausfüh
rungsform)
138
Vertiefung
140
Automatikrolle
141
gewindefreier Bereich
142
Einführungsbereich
(ansteigender Segmentbereich;
Anstieg)
144
Zylindersegmentbereich
(Zylinder; zylindrischer Be
reich)
146
absteigender Segmentbereich
(Abstieg)
148
Werkstückauswurfbereich
(zurückgezogener Segmentbe
reich; Auswerfer)
156
Gewinderolle
158
Einlaufkonus
160
zylindrischer Bereich
162
Auslaufkonus
164
Abrichtrolle
166
Schleifscheibe
Claims (16)
1. Formbearbeitungsverfahren zum Herstellen von Nuten (34, 47, 74) in gehärte
te Werkstücke (16, 48; 140, 156, 164), insbesondere in Werkzeuge (140, 156, 164)
zum Rollen, Pressen, Abrichten oder dergleichen Herstellung gewindeartiger oder
verzahnender Profile, durch Drehen, Fräsen oder dergleichen spanabhebende Bearbei
tung unter Verwendung eines austauschbaren insbesondere plattenartigen Angriffs
werkzeuges (20, 42; 70, 107, 112, 114, 122, 126, 128, 130, 134, 136) mit einem An
griffsbereich (72), der entsprechend der gewünschten Nutenform profiliert wird oder
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Angriffsbereich (72) des insbe
sondere plattenartigen Angriffswerkzeuges (20, 42; 70, 107, 112, 114, 122, 126, 128,
130, 134, 136) aus zur Hartbearbeitung geeigneten spröden, insbesondere kristallinen,
Material wie CBN, Keramik, insbesondere Schneidkeramik oder Diamant besteht, das
bei Überbeanspruchung bricht, insbesondere ausbricht.
2. Formbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als plattenartiges Angriffswerkzeug eine Wen
deplatte (70, 107, 112, 114, 122, 126, 128, 130, 134, 136) zum Hartbearbeiten, ins
besondere mit dreieck-, mehreckig, insbesondere parallelogrammförmigen oder run
den Hauptflächen, aus dem spröden Material verwendet wird, an der an wenigstens
einer Kante (82, 102) oder Ecke der Angriffsbereich (72) mit einer ersten Negativ
form (80) für die herzustellende Nut (34, 47, 74) und vorzugsweise, daran anschlie
ßend einer zweiten Negativform (92) für eine herzustellende, die Nut (34, 47, 74)
begrenzende Erhebung (76) ausgebildet wird oder ist.
3. Formbearbeitungsverfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines Gewindes eines Gewinde
rollwerkzeuges (140, 156) der Angriffsbereich (72) vorzugsweise an einer Ecke der
Wendeplatte (70, 122) vorgesehen ist, lediglich nur die erste Negativform (80) für die
Gewindenut (74) und die zweite Negativform (92) für den durch die erste Negativ
form (80) nicht zu formenden Teil der daran anschließende Gewinderippe (76) auf
weist und derart ausgebildet ist bzw. wird, daß die Wendeplatte (70, 122) beim Form
bearbeiten nur mit diesen beiden Negativformen (80, 92) das Werkstück (140, 156)
erfaßt.
4. Formbearbeitungsverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsbereich (72) derart ausgebildet ist
oder wird, daß die erste Flanke (84) der zur Herstellung der Gewindenut (74) dienen
den ersten Negativform (80) durch eine die Ecke begrenzende erste Kante (82) der
Wendeplatte (70, 122) gebildet wird, daß die zweite Flanke (88) der zur Herstellung
der Gewindenut (74) dienenden ersten Negativform (80) in eine Krümmung (96) zum
Bilden der die Gewinderippe (76) abrundenden zweiten Negativform (92) übergeht
und daß die Krümmung (96) am gegenüberliegenden Ende in einem gegenüber der
ersten Negativform (80) in einer in Richtung auf das Zentrum der Wendeplatte (70,
122) zurückgezogenen Endbereich (98) übergeht, der insbesondere an der zweiten die
Ecke begrenzenden Kante (102) endet.
5. Formbearbeitungsverfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsbereich (72) insgesamt in etwa in
der Form eines "W" gebildet wird, mit einer weit hervorgestreckten ersten "V"-Spitze
(78) als erster Negativform (80) und einer zurückversetzten, entsprechend dieser Ver
setzung kleineren, zweiten "V"-Spitze (98) mit einer gegenüber der ersten Flanke (84)
der ersten "V"-Spitze (78) flacher verlaufenden ersten Flanke (104), wobei der Über
gang zwischen den beiden "V"-Spitzen (78, 98) zum Bilden der zweiten Negativform
(92) abgerundet ist.
6. Formbearbeitungsverfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Angriffsbereich (72) der Wendeplatte
(107, 126, 128, 134, 136) neben der ersten Negativform (80) für die Nut (34, 47, 74)
und der zweiten Negativform (92) für die daran anschließende Erhebung (76) auch
noch eine dritte Negativform (110) zum Angreifen an dem Werkstück (16, 48; 140,
164) vorgesehen ist oder wird, die sich auf der der zweiten Negativform (92) entge
gengesetzten Seite an die erste Negativform (80) anschließt und zum Vorbearbeiten
der Erhebung (76) oder zum Formen einer Flanke der Erhebung (76) dient, wobei im
letzteren Fall, die zweite Negativform (92) zum Formen der anderen Flanke der Erhe
bung (76) ausgebildet wird.
7. Formbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsbereich (72) durch Materialabtrag
des spröden Materials, insbesondere durch Laserbearbeitung oder ein OPG-
Verfahren, gebildet wird.
8. Formbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsbereich (72) durch entsprechendes
Formen des zumindest teilweise aus dem spröden Material gebildeten Angriffswerk
zeuges gleich bei der Herstellung, insbesondere durch Verwenden einer entsprechen
den Sinterform im Falle von Keramik oder durch Wachsen lassen eines Industriedia
manten in der entsprechenden Form, geformt wird.
9. Verwendung des Formbearbeitungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
8 an einer insbesondere rechnergestützten oder -gesteuerten Drehmaschine (10) zum
Herstellen von Preß-, Kaschier-, oder Abrichtrollen (164), von zylindrischen und ins
besondere nichtzylindrischen Preß-, Schleif- oder Rollwerkzeugen (140, 156), insbe
sondere Gewindewalzen und -walzsegmenten und Automatikrollen (140) mit einem
nichtzylindrischen Auswurfbereich (148), von Sonderrollwerkzeugen wie Rollwerk
zeugen zum Prägepolieren, Glätten von Kugelköpfen, Rollen oder dergleichen oder
von Gewinderollwerkzeugen (156) mit konischen (158, 162) oder sonstwie nichtzy
lindrischen Mantelbereichen.
10. Verwendung des Formbearbeitungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
8 in einer Band-, Ketten-, Walzen- oder Radfräsvorrichtung (40) mit einer mit den
Angriffswerkzeugen (42) bestückbaren oder bestückten Fräsband-, Fräsketten-, Fräs
walzen- oder Fräsradeinrichtung zum Herstellen von Werkzeugen, mit denen Längs-
oder Schrägnuten, insbesondere Kerbverzahnungen, Rändelungen oder dergleichen in
Metallprodukte eingebracht werden können.
11. Angriffswerkzeug (20, 42), insbesondere Form- oder Wendeplatte (70, 107,
112, 114, 122, 126, 128, 130, 134, 136) zur Verwendung in einem Formbearbei
tungsverfahren bzw. bei einer Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß es (20,42) bzw. sie (70, 107, 112, 114, 122,
126, 128, 130, 134, 136) wenigstens einen zum spanabhebenden Ausbilden von Nuten
(34, 47, 74) in gehärtete Werkstücke (16, 48), insbesondere Rollwerkzeuge (140,
156), dienenden Angriffsbereich (72) aus zur Hartbearbeitung geeigneten spröden,
insbesondere kristallinen Material wie CBN, Keramik, insbesondere Schneidkeramik,
oder Diamant, das bei Überbeanspruchung bricht, insbesondere ausbricht, aufweist,
der mit einer entsprechend profilierten ersten Negativform (80) für die herzustellende
Nut (34, 47, 74) versehen ist.
12. Angriffswerkzeug nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Kante oder Ecke der An
griffsbereich (72) mit einer die erste Negativform (80) der herzustellenden Nut (34,
47, 74) bildenden Spitze (78) und vorzugsweise, daran anschließend mit einer Aus
nehmung (94) zum Bilden einer zweiten Negativform (92) für eine herzustellende, die
Nut (34, 47, 74) begrenzende Erhebung (76) ausgebildet ist.
13. Angriffswerkzeug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines Gewindes eines Gewinde
rollwerkzeuges (140, 156) der Angriffsbereich (72) an einer Ecke der Wendeplatte
(70, 122) ausgebildet ist und lediglich je nur die erste und die zweite Negativform (80,
92) für die Gewindenut (74) und die daran anschließende Gewinderippe (76) aufweist
und derart ausgebildet ist, daß beim Einarbeiten des Gewindes nur die beiden Negativ
formen (80, 92) das Werkstück (16, 48; 140, 156) erfassen.
14. Angriffswerkzeug nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flanke (84) der zur Herstellung der
Gewindenut (74) dienenden ersten Negativform (80) durch eine die Ecke begrenzende
erste Kante (82) des Angriffwerkzeuges (70, 122) gebildet ist, daß die zweite Flanke
(88) der zur Herstellung der Gewindenut (74) dienenden ersten Negativform (80) in
eine Krümmung (96) zum Bilden der die Gewinderippe (76) abrundenden zweiten
Negativform (92) übergeht und daß die Krümmung (96) in einen gegenüber der ersten
Negativform (80) in einer in Richtung auf das Zentrum des Angriffswerkzeuges (70,
122) zurückgezogenen Endbereich (98) übergeht, der insbesondere an der zweiten die
Ecke begrenzenden Kante (102) endet.
15. Angriffswerkzeuge nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsbereich (72) insgesamt in etwa die
Form eines "W" aufweist, mit einer weit hervorgestreckten ersten "V"-Spitze als er
ster Negativform (80) und einer zurückversetzten, entsprechend dieser Versetzung
kleineren, zweiten "V"-Spitze (98) als Endbereich mit einer gegenüber der ersten
Flanke (84) der ersten "V"-Spitze (78) flacher verlaufenden ersten Flanke (104), wo
bei der Übergang zwischen den beiden "V"-Spitzen (78, 98) zum Bilden der zweiten
Negativform (92) abgerundet ist.
16. Angriffswerkzeug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsbereich (72) noch eine dritte Nega
tivform (110) zum Angreifen an dem Werkstück (16, 48, 140, 156, 164) aufweist, die
sich auf der der zweiten Negativform (92) entgegengesetzten Seite an die erste Nega
tivform (80) anschließt und zum Vorbearbeiten der Erhebung (76) oder zum Formen
einer Flanke der Erhebung (76) ausgebildet ist, wobei im letzteren Fall, die zweite
Negativform (92) zum Formen der anderen Flanke der Erhebung (76) ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998136771 DE19836771A1 (de) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Formbearbeitungsverfahren, Verwendung desselben zum Herstellen von Formwerkzeugen und Angriffswerkzeug zur Verwendung darin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998136771 DE19836771A1 (de) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Formbearbeitungsverfahren, Verwendung desselben zum Herstellen von Formwerkzeugen und Angriffswerkzeug zur Verwendung darin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19836771A1 true DE19836771A1 (de) | 2000-02-17 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998136771 Withdrawn DE19836771A1 (de) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Formbearbeitungsverfahren, Verwendung desselben zum Herstellen von Formwerkzeugen und Angriffswerkzeug zur Verwendung darin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19836771A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2213399A1 (de) * | 2009-01-28 | 2010-08-04 | VARGUS Ltd. | Dreiecks-Schneideeinsatz und Werkzeughalter dafür |
EP1507643B1 (de) * | 2002-05-29 | 2011-07-27 | 3M Innovative Properties Company | Verfahren zur Herstellung eines Mikroreplikationswerkzeugs |
JP2013063508A (ja) * | 2005-10-19 | 2013-04-11 | Three M Innovative Properties Co | 微細複製工具を作製するための整列マルチダイヤモンド切削工具組立体及び該切削工具組立体を作製する方法 |
CN107127406A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-05 | 中国船舶重工集团公司第七〇七研究所 | 一种钛合金细小螺纹孔的数控铣削方法 |
EP3909709A1 (de) * | 2020-05-13 | 2021-11-17 | CERATIZIT Austria Gesellschaft m.b.H. | Schneideinsatz, verwendung davon und zerspanungsverfahren |
-
1998
- 1998-08-13 DE DE1998136771 patent/DE19836771A1/de not_active Withdrawn
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WO2021228468A1 (de) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | Ceratizit Austria Gesellschaft M.B.H. | Schneideinsatz, verwendung davon und zerspanungsverfahren |
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