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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum drehenden Räumen
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der Umfangsfläche eines runden Werkstücks, von der dabei durch ein
oder mehrere im wesentlichen tangential bewegte Räumwerkzeuge Material abgetragen
wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Räummaschine für runde Werkstücke, insbesondere
Kurbelwellen, mit einem auf einem Maschinenbett angebrachten Räumtisch, auf dem
ein wenigstens ein Räumwerkzeug tragender Schlitten verschieblich gelagert ist.
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Ein typisches Kennzeichen des Außenräumvorgangs besteht darin, daß
zwischen der Räumnadel und dem Werkstück während des Räumens nur eine Relativbewegung
vor sich geht, bei der die Schneiden des Werkzeugs nacheinander am Werkstück zum
Eingriff kommen. Beim Sonderfall des Kopierräumens hat man das Werkstück auch bereits
gedreht. Zum Räumen der äußeren Kurvenfläche einer Turbinenschaufel wird beispielsweise
die Drehbewegung der Werkstückaufnahme von zwei am Räumschlitten rechts und links
angebrachten Kurvenschienen über Stößel, Zahnstangen und Ritzel abgeleitet.
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Das Werkstück rotiert dabei nur um einen Bruchteil einer vollen Umdrehung.
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Es erfolgt kein allseitiger Materialabtrag von der Umfangsfläche und
es entsteht auf diese Weise kein rotationssymmetrischer Rundkörper.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fertigung
von Außenrundkörpern zu schaffen, die bisher durch Drehen, insbesondere Kopierdrehen,
hergestellt werden. Es soll insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Rundkörpern
geschaffen werden, das sich bei der Herstellung hoher Stückzahlen durch eine erhebliche
Kostenersparnis, insbesondere durch Einsparung von Arbeitszeit und Werkzeugverbrauch,
auszeichnet. Insbesondere soll das Verfahren die Herstellung von Rundgeführt
werden,
so daß sich gegenüber dem herkömmlichen Kopierdrehe Nachbearbeitung eine wesentliche
Arbeitsersparnis ergibt.
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Während beim herkömmlichen Räumen eine vc. der Räumläng gige große
Anzahl von Schneiden gleichzeitig mit dem Werkstück in E ist und demzufolge die
Schnittkraft beträchtliche Werte erreicht, i! Räumlänge beim erfindungsgemäßen drehenden
Räumen wegen der Krümmung zu bearbeitenden Umfangsfläche kurz so daß nur wenige
Schneiden bzl Zähne gleichzeitig im Eingriff sind und die Schnittkraft demgemäß
gs ist.
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Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäf Verfahrens
trägt man zudem das Material von einem Rande der Umfangsl quer fortschreitend ab.
Dies wird erreicht durch zur Verschiebungsri tung des Räumwerkzeugs schräg angeordnete
Schneiden, die in Verbind mit der Rundung der zu bearbeitenden Fläche eine räumlich
sehr begre Schnittfläche ergeben. Demzufolge wird die Schnittkraft bzw. die Zuc
mit der das Räumwerkzeug gegen das Werkstück gezogen werden muß, wei reduziert.
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Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä Verfahren
dreht man das- Werkstück mit einer Umfangsgeschwindigkeit s 100 bis 150 m/min gegen
die Bewegung der Räumwerkzeuge. Die Drehzahl können beispielsweise in der Gegend
von 500 bis 550 Ulmin liegen und sind damit wesentlich größer als die bei der Drehbearbeitung
übliche weise benutzten Drehzahlen, selbst unter Benutzung von Hartmetall-Sc platten.
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körpern mit mehreren zu bearbeitenden Außenrundflächen, wie z.B. Kurbelwellen,
einfacher, schneller und kostengünstiger als durch Drehen und Fräsen ermöglichen.
Schließlich soll eine Außenräummaschine für runde Werkstücke, insbesondere Kurbelwellen,
geschaffen werden, durch welche die Herstellung von Rundkörpern, insbesondere solchen
mit profilierter Mantelfläche, im Vergleich zur Herstellung durch Kopierdrehen vereinfacht
und verbilligt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren
dadurch gelöst, daß man das Werkstück axial zwischen Spindelstock und Reitstock
einer Drehmaschine aufnimmt und durch die Maschine während der Bearbeitung gegen
die Bewegung der Räumwerkzeuge dreht. Im Gegensatz zum herkömmlichen Außenräumen
wird erfindungsgemäß sowohl das Räumwerkzeug als auch das Werkstück bewegt, und
zwar wird das Räumwenkzeug in üblicher Weise linear bewegt und das Werkstück gegenläufig
zu dieser Linearbewegung gedreht. Das Räumwerkzeug kommt dabei mit der gesamten
Umfangsfläche des Werkstücks in Eingriff und trägt das Aufmaß des Werkstücks ab.
Entsprechend der Kontur der Schneiden bzw. Zähne des Räumwerkzeugs kann dabei die
gewünschte Profilierung der Umfangsfläche erreicht werden. Das Verfahren ist insbesondere
geeignet zum Mehrfachräumen. Dabei werden mehrere, auf Abstand gehaltene, parallele,
ggfs. unterschiedlich profilierte Räumnadeln gleichzeitig an dem rotierenden Werkstück
entlang geführt, so daß an diesem gleichzeitig mehrere Umfangszonen geräumt werden,
wobei die Zonen unterschiedlich profiliert sein können. Das Verfahren ist daher
in besonderem Maße für die Bearbeitung der Mittellagerzapfen einer Kurbelwelle geeignet.
Mit einem Durchgang der Räumwerkzeuge kann das Schruppen, Schlichten und Glätten
der gesamten Umfangsfläche durch-
Die eingangs genannte Außenräummaschine
ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Maschinenbett ein an einen
Drehantrieb' angeschlossener Spindelstock und ein Reitstock angebracht sind, deren
Drehachse mit Abstand quer zu dem Verschiebungsweg des Räumschlittens verläuft.
Das zwischen Spindelstock und Reitstock aufgenommene Werkstück kann unabhängig von
dem Vorschub des Räumwerkzeugs gedreht werden. Das Räumwerkzeug hat eine Vielzahl
von mit fortschreitendem Vorschub tiefer in Eingriff kommenden Schneiden bzw. Schneidzähnen
entsprechend der gewünschten Materialabtragung und Oberflächenprofilierung. Dabei
sind die Drehachse und die Verschiebungsbahn des Räumschlittens vorzugsweise horizontal
angeordnet.
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Vorzugsweise sind die Schneiden bzw. Zahnfolgen des bzw. der Räumwerkzeuge
unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung bzw. Längsachse des Werkzeugs angeordnet.
Hierdurch wird in Verbindung mit der Krümmung des Werkstücks ein flächenmäßig begrenzter
Schneideingriff (Schnitttiefe x Schnittbreite) zwischen der. Räumnadel und dem Werkstück
erreicht, so daß sich eine wesentlich geringere Schnittkraft als beim Abräumen ebener
Flächen ergibt. Das Drehmoment kann daher durch übliche Mitnehmerfutter oder z.B.
durch eine selbsttätige Mitnehmerscheibe von der Antriebsspindel auf das Werkstück
übertragen werden. Zweckmäßigerweise liegt der Neigungswinkel der Schneiden zur
Querrichtung des Werkzeugslin dem Bereich von 10 bis 300. Da die Hauptschnittkraft
aus den dargelegten Gründen vergleichsweise gering ist, sind auch die durch die
Schneidenschräge bedingten Seitenkräfte gering.
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Zweckmäßigerweise ist das Räumwerkzeug mittels Werkzeughalter
auf
einem Oberschlitten angebracht, der seinerseits auf dem Räumschlitten quer zu dessen
Verschiebungsweg verschiebbar ist. Durch den Oberschlitten kann das Räumwerkzeug
bzw. können die Räumwerkzeuge quer zu ihrer Hubrichtung verfahren und so auf definierte
Räumzonen am Werkstück eingestellt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen Figur 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Räummaschine; Figur 2
eine Teildarstellung der Figur 1 in vergrößertem Maßstab; Figur 3 einen Schnitt
nach der Linie III-III der Figur 2; und Figur 4 eine Draufsicht auf eine Ausführunsgform
eines Räumwerkzeugs.
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Nach Figur 1 ist auf einem Maschinenbett 1 entsprechend einer herkömmlichen
Drehbank ein Spindelstock 9 mit motorischem Antrieb 11 und ein Reitstock 8 angebracht.
Zwischen dem Spindelstock 9 und dem Reitstock 8 ist auf das Maschinenbett 1 ferner
ein sich in Querrichtung, d.h.
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senkrecht zur Zeichenebene, erstreckender Räumtisch 2 aufgeschraubt,
auf dem ein Räumschlitten 3 z.B. durch einen hydraulischen Antrieb (nicht dargestellt)
verschiebbar ist. Das Räumschlitten 3 trägt einen winklig zu seiner Verschiebungsbahn
verschiebbaren Oberschlitten 4, auf dem bei
der dargestellten Ausführungsform
mittels Werkzeughalter 5 fünf Räumwerkzeuge 6 gehaltert sind.
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Zwischen den Körnerspitzen 8a und 9a des Reitstocks 8 bzw. des Spindelstocks
9 ist eine Kurbelwelle 7 aufgenommen und auf seiten des Spindelstocks durch ein
Mitnehmerfutter 10 fest eingespannt, so daß die erforderlichen Drehmomente gegen
die Drücke der Räumwerkzeuge 6 auf die Welle übe tragen werden können. Bei der dargestellten
Ausführungsform werden die fünf Hauptlagerzapfen der Kurbelwelle 7 gleichzeitig
bearbeitet.
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Figur 2 zeigt den Angriff des Räumwerkzeugs 6 an dem Mittellagerzapfen
7b zwischen den Wangen 7a in vergrößertem Maßstab. Die Bearbeitung der Hubzapfen
7c ist auf diese Weise nicht möglich.
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Figur 3 zeigt den Angriff der Schneiden 6a des Räumwerkzeugs 6 b
an der Umfangsfläche des Lagerzapfens 7b der Welle 7, wobei die Drehrichtung des
Zapfens entgegengesetzt zur Vorschubrichtung 13 des Räumwerkzeugs 6 ist.
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Figur 4 ist eine Draufsicht auf das Räumwerkzeug 6, aus der ersichtlich
ist, daß die Schneiden mit der Vorschubrichtung bzw. Werkzeuglängsachse 13 des Räumwerkzeugs
6 einen spitzen Winkel oz bilden. Zur Bearbeitung der Hauptlagerzapfen 7b der Kurbelwelle
7 wird der Schlitten 3 mit den fünf Räumwerkzeugen 6 mit der üblichen Geschwindigkeit
von z.B.
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6 m/min vorbewegt, während gleichzeitig das Werkstück 7 mit hoher
Drehzahl, z.B. 500 U/min rotiert. Dabei werden die Lagerzapfen allseitig geschruppt,
geschlichtet und auf das gewünschte Maß feingeschlichtet. Auf diese Weise
wird
im Vergleich zur herkömmlichen Drehbearbeitung der Lagerzapfen besonders bei hohen
Stückzahlen eine erhebliche Zeit- und Arbeitsersparnis erzielt, so daß die Fertigung
wesentlich wirtschaftlicher möglich ist. Durch entsprechende Ausbildung der Räumwerkzeuge
und die udbhängige Einstellung von Werkzeugvorschub und Werkstückdrehzahl ist eine
Anpassung an den Werkstoff, die gewünschte Genauigkeit und Oberflächenqualität möglich.
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