-
-
BESCHREIBUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ausrüstungen zur spanenden
Formung von Metallen, genauer auf eine Einrichtung zur spanend-deformierenden Bearbeitung
der Aussenflächen von drehkörperähnlichen Werkstücken (Wellen), und kann im Traktorenbau,
Landmascllinenbau, im Kfz-Bau, im Strassenbau- und Schwermaschinenbau verwendet
werden.
-
Gegenwärtig sind Einrichtungen zur spanend-deformierenden Bearbeitung
der Aussenflachen von drehkörperähnlichen Werkstücken weit bekannt. So ist in der
DE-Anmeldung Nr. P. 3108994.1 eine zur spanend-deformierenden Wellenbearbeitung
verwendet Einrichtung beschrieben, die ein Gehäuse, einen Schneidkopf, der von einer
Scheibe mit einer an deren Stirnfläche eingearbeiteten durchgehenden Nut gebildet
ist,- in der senkrecht zur Werkseückdrehachse ein t.eisselhalter mit sich gegenüberliegend
befestigten Meisseln 11schwimnd" angeordnet ist, sowie einen Deformierkopf enthält.
-
Diese Einrichtung gewährleistet gegenüber den bekannten Einrichtungen,
die beispielsweise nach dem Wirbelverfahren des Spanens funktionieren, eine hohe
Bearbeitungsgenauigkeit und -güte, dabei ist die Standzeit der Meissel dank gleichmässiger
Verteilung der Schnittkräfte zwischen den Meisseln und durch\11schwi:nrrr.ide" Anordnung
des Meisselhalters erhöht.
-
Jedoch sind in dieser Einrichtung die Bearbeitungsregime eingeschränkt,
so z.B. sind die Schnittgeschwindigkeit wegen der maximal zulassigen Wälgeschwinidgkeit,
die für die Mehrrollenplanetengetriebe 50-60 m/min nicht übersteigen darf, und die
zulässige Drehgeschwinidgkeit der Welle begrenzt, die durch die Grösse ihrer dJrnnmischen
Unwucht begrenzt ist.
-
Die erwähnten Einschränkungen machen die i3earbeitung von grossen,
mit Unwucht behafteten Wellen unmöglich. Ausserdem erweist sich die Anwendung neuer
Sorten
von superharten Schneidmaterialien als wenig effektiv, weil
sie hohe Schnittgeschwindigkeiten in der Grössenordnung von 300-400 m/min voraussetzen,
und die Bearbeitung mit hohen '.{älzgeschwindigkeiten wirkt sich auf die Bearbeitungsgüte
nachteilig aus und vorringert stark die Betriebsdauer der Deformierelemente. Darüberhinaus
stützt sich der Meisselhalter in der Ausgangsstellung über die .5eissel auf einer
gehärteten Führungshülse der hinteren Spitze ab, so dass die kräfte, die bei dererkstückumdrehung
entstehen, im ersten Augenblick von den Meisseln aufgenommen werden, was zum Ausbrechen
derselben bzw. zum raschen Ausfall der hinteren Führungshülse führt, wodurch die
Bearbeitungsgüte gemindert wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur spanend-deformierenden Bearbeitung von drehkörperähnlichen Werkstücken mit einer
solchen konstruktiven Ausführung des Schneidkopfes zu schaffen, die es gestattet,
die technologischöglichkeiten der Einrichtung bei der Bearbeitung von Werkstücken
aus verschiedenen Materialien zu erweitern, die Arbeitsleistung zu erhöhen und die
3earbeitungsgüte zu verbessern.
-
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Einrichtung
zur spanend-deformierenden Bearbeitung von drehkörperähnlichen Werkstücken, die
ein Gehäuse enthält, in dem ein Schneidkopf und ein Deformierkopf untergebracht
sind, wobei der Schneidkopf von einer scheibe mit einer an deren Stirnfläche ausgeführten
durchgehenden Nut gebildet ist, in der senkrecht zur Werkstückdrehachse ein Meisselhalter
mit sich gegenüberliegend befestigten Meisseln "schwimmend" angeordnet ist, erfindunj;sgenass
der Schneidkopf im Gehäuse mittels Lagern gelagert und mit einem Drehantrieb versehen
ist, und der TTeisselhalter mit sich gegenüberliegenden und in gegeneinander weisender
Richtung elastisch angedrückten
Anschlägen versehen ist, die den
Xleisselhalter in der 11Schwimm'1 ebene orientieren, Vorzugsweise sind die Anschläge
am Meisselhalter einstellbar montiert und als Rollen gestaltet.
-
Die Erteilung der Drehbewegung dem Schneidkopf gestattet: die technologischen
und Betriebscharakteristiken der Einrichtung dank der Möglichkeit der Bearbeitung
von grossen, dynamisch unausgewuchteten Wellen sowie der Bearbeitung von Werkstücken
aus schwer bearbeitbaren Materialien zu erweitern, wenn das Spanen und das oberflachlichrplastisches
Umformen mit wesentlich verschiedenen Geschwindigkeitei durchgeführt werden müssen;
- die Bearbeitungsgüte vorwiegend durch Regelung der Schnittgeschwindigkeit zur
Ausbildung einer optimalen Form und Tiefe von Rauhigkeiten für das nachfolgende
oberflächlich-plastische Umformen zu erhöhen; - die Arbeitsproduktivität durch Angleichen
des Axialvorschubs des Schneid- und des Peformierkopfs zu steigern, was durch eine
Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit zur Kompensierung des ungleichen Axialvorschubs
von Schneid- und Deformierkropf pro Werkstückumdrehung erreicht wird.
-
Das Anbringen der sich gegenüberliegenden, aneinander elastisch angedrückten
Anschlägen an einem "schwimmenden" Meisselhalter gestattet: - den Ninfluss der Schneidkopfunwucht
auf die Gleichmässigkeit der abzuhebenden i3earbeitungszugabe zu beseitigen; - die
beim Spanen entstehenden Vibrationen dank zusätzlichen Reibpaarungen zu löschen,
die durch die berührung der Anschlage mit dem zu bearbeitenden Slerkstück gebildet
werden; - den Meisselbruch beim Lauf der Iteissel an cter gehärteten Führungshülse
dank des Leitens des Meisselblocks
durch dip sich gegenüberliegenn
verstellbaren Rollenanschläge zu vermeiden.
-
Also ermöglicht es die erfindungsgemäss vorgeschlagen Einrichtung,
die Bearbeitung von grossen wie auch von unausgevuchteten Zellen vorzunellmen, Einzelteile
aus schwer bearbeitbaren reaterialien herzustellen, neue Sorten von Schneidmaterialien
mit hohen Schnittgeschwindigkeiten effektiv einzusetzen, die Standzeit der /teisse1
durch .Beseitigung von beim Spanen entstehenden Vibrationen zu erhöhen.
-
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Einrichtung zur spanend-deformierenden Bearbeitung von drehkörperähnlichen Werkstücken
unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert, in der die Einrichtung im Längsschnitt
schematisch dargestellt ist.
-
Die Einrichtung zur spanend-deformierendm 3earbeitung von drehkörperähnlichen
Werkstücken, beispielsweise von Wellen, enthält ein Gehäuse 1, in dem ein Schneidkopf
2 und ein Deformierkopf 3 untergebracht sind, wobei das Gehäuse 1 der Einrichtung
auf einem Tisch 4 einer bekannten Teta11bearbeitungsmaschine mit der Möglichkeit
des axialen Längsvorschubs (durch Pfeil S angedeutet) angeordnet ist.
-
Der Deformierkopf 3 enthält Arbeitsrollen 5, die in einem Käfig 6
untergebracht und auf der Negelflache eines Druckrings 7 abgestützt sind.
-
Der Schneidkopf 2 ist im Gehäuse 1 auf Lagern 8 gelagert und mit
einem Drehantrieb versehen, der einen Elektromotor 9, eine Treibscheibe 10, einen
Keilriementrieb 11 einschliesst, der den Schneidkopf 2 umfasst, wie dies in der
Figur dargestellt ist.
-
Der Schneidkopf 2 ist von einer Scheibe 12 mit einer durchgehenden
Nut 13 an deren Stirnfläche gebildet, in der senkrecht zur Werkstückdrehachse ein
gegenüberliegend
Meisselhalter 14 mit sich / befestigten S¢eisseln 15 angeordnet ist.
-
Der Meisselhalter 14 ist mit Anschlägen 16 versehen, die mit einem
zu bearbeitenden Werkstück 17 kontaktieren und den Teisselha1ter in der "Schwimm"ebene
orientieren. Die Anschläge 16 sind in der Anordnungsebene der Meissel 15 gegenüberliegend
angebracht und werden durch deren Federn 18 in Richtung aufeinander zu elastisch
beaufschlagt, Druck mittels Muttern 19 regelbar ist, was die Einstellung der Anschläge
16 vorzunehmen erlaubt. Die Anschläge 16 können als Rollen ausgebildet und am eisse1halter
auf die in der Fig. dargestellte oder auf eine beliebig andere bekannte Weise montiert
sein. Zum Unterbringen der Anschläge 16 ist in der Scheibe 12 ein Ringraum vorgesehen.
-
Zur Späneabführung sind am Gehäuse 1 der Sinrichtung Aussenmäntel
21 und 22 befestigt.
-
Die Bearbeitung eines Werkstücks geht in folgender Weise vor sich.
-
Das zu bearbeitende Werkstück 17 wird in der Vlerkzeugmaschinenspindel
auf die bekannte Weise gespannt und von der Führungshülse, die in der elastisch
angedrückten Reitstockspitze (nicht dargestellt) untergebracht ist, unterstützt.
Vor dem Arbeitsbeginn stützen sich die Anschläge 16 und die Deformierrollen 5 auf
der zylindrischen Oberfläche der Führungshülse ab, die als Fortsatz des Werkstücks
17 dient.
-
Die Einrichtung wird in die Ausgangsstellung gebracht, das Werkstück
17 wird orientiert und in der (nicht abgebildeten) Spannvorrichtung ein spannt,
die Zufuhr der Schmier- und Kühlflüssigkeit wird eingeschaltete, dem Werkstück 17
wird eine Drehbewegung mitgeteilt, danach wird der Scneidkopf 2 in Drehung versetzt
und dem Gehäuse 17 Axialvorschub erteilt.
-
Der t4eisselblock hebt den Span mit einer Schnittgeschwindigkeit
ab, wobei der D - Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstücks 17, die nl- Drehzahl
des Werkstücks 17 und die n Drehzahl des Schneidkopfs 2, bedeuten.
-
Der Unwuchteinfluss des Meisselhalters 14 wird durch die Anschläge
16 aufgehoben, die mit der bearbeiteten Oberfläche kontaktieren und den Meisslhalter
14 von der Bearbeitungsachse nicht abkommen lassen.
-
])ie Bearbeitung dauert in Richtung des Axialvorschubs S der
Einrichtung so lange, bis die Deformierrollen 5 ausser kontakt mit dem Werkstück
17 kommen.
-
Die Drehbewegung des Schneidkopfs 2 wird mit Hilfe eines Endschalters
und eines (nicht dargestellt) Anschlags an der Werkzeugmaschine nach beendetem Vorgrang
der durch die Meissel 15 vorgenommenen Spanabhebung ausgeschaltet.
-
Die Drehung des Werkstücks wird nach beendetem Vorgang des oberf1ach1ich-p1astischen
Umformens ausgeschaltet. Nach dem Ausschalten der Drehbewegung des Werkstücks hört
die Zufuhr der Schmier- und Kühlflüssigkeit auf, es wird der Eilrückiauf der Einrichtung
in die Ausgangsstellung eingeschaltet, wonach das bearbeitete Werkstück ausgespannt
und aus der Bearbeitunrogszone entfernt wird.
-
Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht es, lange Wellen, mit
Unwucht behaftete Wellen zu bearbeiten, erhöht die Arbeitsleistung, ermöglicht die
Anwendung von neuen superharten aterialien.