DE4011586A1 - Verfahren zum vorbereiten stangenfoermigen gutes, wie wellen, rohre o. dgl. fuer das schaelen und die weitere verarbeitung und fraeswerkzeug fuer die durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten stangenförmigen Gutes, wie Wellen, Rohre od. dgl. für das Schälen und die weitere Verarbeitung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Fräswerkzeug für die Durchführung des Verfahrens.

Stangenförmiges Gut, wie Wellen, Rohre od. dgl., wel­ ches einem Schälprozeß unterworfen werden soll, kommt als im wesentlichen endloser Gutstrang vom Walzwerk od. dgl. und wird in einzelne Stangen bestimmter Länge aufgeteilt. Dieses Aufteilen wird in der Regel durch Warmscheren vor­ genommen, wobei das Gut zwischen den beiden Schneiden ei­ ner Schere abgeschert wird. Dabei werden die unmittelbaren Enden des getrennten Gutes oft so deformiert, daß der Querschnitt an diesen unmittelbaren Enden gegenüber der im wesentlichen geraden Achse des getrennten Gutes versetzt ist.

Wird dieses Stangenende nun in eine Schälmaschine eingeführt, so greifen die drei oder vier Schälmesser des Messerkopfes nicht nur an dem Gut ungleichmäßig an, ein einzelnes Schälmesser wird beim Umlaufen des Messerkopfes auch laufend be- und entlastet, wobei die Belastung je­ weils auch nur an einer einzelnen Stelle der gesamten Schneide, die aus Anschnitt- und Glättschneide besteht, auftritt. Dadurch werden die Schälmesser an bestimmten Stellen sehr schnell zerstört, die Standzeit der Messer wird dadurch stark verkürzt.

Durch Anfasen der Stangenenden in einer einer Schäl­ maschinenanlage vorgeordneten Fasanlage kann zwar ein Teil dieser Deformierung entfernt werden, die Exzentrizität des unmittelbaren Endes des Gutes läßt sich jedoch in der Re­ gel nicht entfernen.

Das Anfasen der Gutenden wird im wesentlichen auch nur durchgeführt, wenn das geschälte Gut zur Weiterverar­ beitung in anderen Werkzeugmaschinen an seinen Enden ange­ fast sein soll. Auch sind angefaste Gutenden, die nicht deformiert sind, beim Schälen vorteilhaft, da sich das Gut leichter in die Ein- und Auszugseinrichtungen der Schälma­ schinenanlage einführen läßt.

Für die spätere Weiterverarbeitung ist es darüber hin­ aus auch vorteilhaft, wenn die Stirnfläche(n) des Gutes schon bearbeitet, insbesondere plan, sind. Plane Stirnflä­ chen werden z. B. dadurch erhalten, daß die Stirnflächen plan gedreht oder gefräst werden. Das Planfräsen und das darauffolgende Entgraten der Enden ist z. B. aus der DE-A­ 12 00 645 bekannt.

Aus der DE-A-31 28 121 ist ein Drehwerkzeug für die Endenbearbeitung von Wellen, Zapfen, Rohren od. dgl. mit einem mit der Spindel einer Drehmaschine verbindbaren, scheibenförmigen Grundkörper bekannt. An diesem Grundkör­ per sind lösbar mehrere Werkzeughalter befestigt, von de­ nen jeder mindestens einen, mittels einer Stellschraube radial zur Drehachse verstellbaren und festklemmbaren, eine Schneidplatte tragenden Schneidplattenträger auf­ weist. Gemäß einer Ausführungsform können dabei Werkzeug­ halter benutzt werden, bei denen zwei Gruppen von Werkzeu­ gen vorgesehen sind, von denen eine ein Drehwerkzeug trägt, welches der Außenbearbeitung des Endes einer Welle dient, um dieses Wellenende auf einen bestimmten Durchmes­ ser abzudrehen, während eine andere Gruppe von Werkzeugen dem Anfasen des unmittelbaren Wellenendes dient.

Die Verringerung des Durchmessers über einen Abschnitt am Ende des Gutes erfolgt in der Regel auf einen Durchmes­ ser, der im wesentlichen dem Durchmesser des Gutes nach dem Schälen entspricht. Dabei wird am Ende dieses Ab­ schnittes eine Fase angebracht, deren Neigung der Neigung der Anschnittschneide des Schälmessers entspricht.

Aus der DE-A-35 28 083 ist ein Verfahren zum Vorbe­ reiten stangenförmigen Gutes, wie Wellen, Rohre od. dgl., für das Schälen bekannt. Dabei wird an dem Gut an minde­ stens einem Ende die beim Trennen des Gutstranges entstan­ dene Endendeformation vor dem Schälen gesondert entfernt, in dem das Gut an seinem Ende bzw. an seinen Enden über eine axiale Länge angeschält wird, die etwa einem Viertel bis einer ganzen Länge der axialen Länge der beim nachfol­ genden Schälen in einer Schälmaschine mit dem Gut in Ein­ griff zu bringenden Glättschneide entspricht, wobei das Ende bzw. die Enden des Gutes mit einem Durchmesser ange­ schält werden, der dem Durchmesser des späteren Schälens im wesentlichen entspricht. Das Ende bzw. die Enden werden zuerst nur angeschält und dann im selben Arbeitsgang auch angefast. Dazu sind in einem umlaufenden Messerkopf An­ schälmesser angeordnet, denen in einem bestimmten Abstand Fasmesser nachgeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zum Vorbereiten stangenförmigen Gutes, wie Wellen, Rohre od. dgl. für das Schälen und die weitere Verarbeitung zu schaffen, bei dem in einem einzigen Arbeitsgang die Stirnfläche des Gutes plan bearbeitet, das unmittelbare Ende des Gutes mit einer Fase versehen, ein kleiner Ab­ schnitt am Ende des Gutes im Durchmesser verringert und darüber hinaus am Ende dieses Abschnittes eine weitere Fase angebracht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst. Die Ausbildung eines Fräswerk­ zeuges zur Durchführung des Verfahrens wird im Anspruch 4 beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gut an seinem Ende bzw. an seinen Enden durch umlaufendes Fräsen im Orbit des zu bearbeitenden Gutes bearbeitet, d. h., ein Fräswerkzeug wird fräsend um die Achse des Gutes herum ge­ führt. Dabei wird mit einem speziellen Fräswerkzeug in ei­ nem Fräsgang die Stirnfläche des Gutes plangefräst, das Gut an seinem unmittelbaren Ende angefast, der Umfang des Gutes bis zu einen bestimmten Abstand von dem unmittelba­ ren Ende in radialer Richtung gefräst und eine weitere Fase gefräst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Um­ fang des Gutes über eine axiale Länge in radialer Richtung gefräst, die etwa einem Viertel bis einer ganzen Länge der axialen Länge der beim nachfolgenden Schälen in einer Schälmaschine mit dem Gut in Eingriff zu bringenden Glätt­ schneide entspricht. Dabei werden das Ende bzw. die Enden des Gutes auf einem Durchmesser gefräst, der dem Durchmes­ ser des späteren Schälens im wesentlichen entspricht. Da­ durch kann das Stangenende als Zentrierung zwischen den Schälmessern der Schälmaschine dienen.

Vorzugsweise wird die vom unmittelbaren Ende des Gu­ tes beabstandete Fase mit einer Neigung gefräst, die etwa der Neigung der Anschnittschneide des Schälmessers der da­ nach zu benutzenden Schälmaschine entspricht.

Ein Fräswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens weist bevorzugt folgende in von seinem Schaft weggerichte­ ter Reihenfolge angeordnete Fräserabschnitte auf:

• - einen zu seinem Schaft benachbarten, senkrecht zur Achse des Fräsers wirkenden, dem Bearbeiten der Stirnfläche des Gutes dienenden ersten Fräserab­ schnitt,
• - einen, letzterem benachbarten, dem Anfasen des unmit­ telbaren Endes des Gutes dienenden zweiten Fräserab­ schnitt, der eine Fase mit z. B. 45° erstellt,
• - einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen, dem Frä­ sen des Umfanges des Gutes dienenden dritten Fräser­ abschnitt, und
• - einen am Ende des Fräsers angeordneten, eine weitere Fase fräsenden vierten Abschnitt.

Durch dieses Fräsen werden an den Enden des Gutes nicht nur die vom Abscheren herrührenden Deformationen entfernt, die Enden können darüber hinaus auch schon auf einen Durchmesser gebracht werden, der ein leichteres Ein­ führen des Gutendes nicht nur in die Ein- und Auszugsein­ richtungen der Schälmaschine, sondern auch zwischen die Messer der Schälmaschine mit den dabei sehr hohen Vor­ schubgeschwindigkeiten gestattet, ohne daß die Schälmesser der Schälmaschine den großen Beanspruchungen ausgesetzt sind, die bisher insbesondere bei besonders deformierten Enden auftraten. Da beim Schälen nun auch das Gutende ei­ nen Querschnitt aufweist, dessen Achse in der Längsachse des Gesamtgutes liegt, üben die Schälmesser auf den Gutan­ fang und das Gutende keine besonderen ungleichmäßigen Kräfte mehr aus.

Im Messerkopf der Schälmaschine dienen die sogenann­ ten Glättschneiden oder Nachschneiden auch als Führungen für das zu schälende Gut, weshalb sie auch als Führungs­ schneiden bezeichnet werden. Dadurch, daß zumindest das eine Stangenende schon etwa auf den Schäldurchmesser ge­ fräst ist, können die Glättschneiden schon den Stangenan­ fang führen, bevor das eigentliche Schälen des gesamten Gutes beginnt. Dadurch wird der Stangenanfang schon bei Beginn des Schälens von den Glättschneiden zentrisch ge­ führt, was sich auch positiv auf die Standzeit der Schäl­ messer auswirkt.

Die einzige Figur zeigt schematisch die Zuordnung ei­ nes Fräswerkzeuges 1 zu dem - hier - schon bearbeiteten Ende eines stangenförmigen Gutes, hier einer Welle 2.

Ein entsprechend dem Verfahren bearbeitetes Stangen­ ende weist vier verschiedene bearbeitete Bereiche auf, die mittels vier verschiedenen Fräserabschnitten erhalten wer­ den, die im folgenden der Zeichnung entsprechend von rechts nach links erläutert werden:
Am unmittelbaren Stangenende wird mittels des planen, auf der Achse des Fräswerkzeuges 1 senkrecht stehenden Fräserabschnittes die Stirnfläche des stangenförmigen Gu­ tes bearbeitet. Dieser Fräserabschnitt greift über die Achse des Gutes hinaus, wodurch die Stirnfläche des Gutes auch im unmittelbaren Bereich ihrer Achse sauber bearbei­ tet werden kann.

Ein sich unmittelbar daran anschließender zweiter Fräserabschnitt schließt mit der Achse des Fräswerkzeuges und mit dem ersten Fräserabschnitt einen Winkel von z. B. 45° ein und dient dazu, am unmittelbaren Ende des stangen­ förmigen Gutes 2 eine Fase anzubringen, die insbesondere das Einführen des Gutes in andere Maschinen erleichtert.

Der dritte Fräserabschnitt ist im wesentlichen kreis­ zylinderförmig ausgebildet. Damit wird am Ende des Gutes dieses auf einen konstanten Durchmesser gefräst, der etwa dem späteren Schäldurchmesser entspricht oder geringfügig größer ist. Dieser Bereich des Stangenendes kann später ohne oder mit geringer Schälarbeit in die nachgeordnete Schälmaschine geschoben werden, da hier nicht oder nur ge­ ringfügig abgespant werden muß. Er dient der Führung und Zentrierung des Gutes im Messerkopf der Schälmaschine.

Es schließt sich ein vierter, konusförmiger Abschnitt des Fräswerkzeuges an. Dieser Fräsabschnitt erstellt eine Fase, deren Neigung etwa der Neigung der Anschnittschneide des Schälmessers der nachgeordneten Schälmaschine ent­ spricht.

Das Fräswerkzeug wird auf einer kreisförmigen Bahn um das Stangenende herum, also orbital, geführt, während das stangenförmige Gut orts- und drehfest insbesondere in der unmittelbaren Nähe des zu bearbeitenden Endes gehalten wird.

Diese Orbital-Bahn kann z. B. dadurch erhalten werden, daß das Fräswerkzeug in einer auf der Achse des Gutes senkrecht stehenden Ebene in deren X- und Y-Koordinaten auf einer Kreisbahn geführt wird, wie dies von modernen Werkzeugmaschinen allgemein bekannt ist. Das Fräswerkzeug kann aber auch in einer um die Achse des Gutes drehenden Einrichtung beabstandet von dessen Drehachse gehalten wer­ den.

Für das Bearbeiten der Stangenenden steht z. B. etwa dieselbe Zeit zur Verfügung, wie für das später er­ folgende Schälen des gesamten stangenförmigen Gutes.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitetes Gut 2 mit bearbeitenden Stangenenden läßt sich nicht nur leicht in die vorgenannten Einrichtungen und Maschinen einführen, das vorbearbeitete Stangenende kann in einen Messerkopf einer Schälmaschine auch schon vor dem dort erst noch erfolgenden Schälen - des gesamten Gutes 2 - mittels der Glätt- oder Führungsschneiden geführt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Vorbereiten stangenförmigen Gutes, wie Wellen, Rohre od. dgl. für das Schälen und die weitere Ver­ arbeitung, wobei an dem Gut an mindestens einem Ende die beim Trennen des Gutstranges entstandene Endendeformation vor dem Schälen gesondert entfernt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gut an seinem Ende bzw. an seinen Enden durch umlaufendes Fräsen im Orbit des zu bearbeitenden Gutes bearbeitet wird und in einem Fräsgang die Stirnflä­ che des Gutes plangefräst, das Gut an seinem unmittelbaren Ende angefast, der Umfang des Gutes bis zu einen bestimm­ ten Abstand von dem unmittelbaren Ende gefräst und eine weitere Fase gefräst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Gutes über eine axiale Länge in radia­ ler Richtung gefräst wird, die etwa einem Viertel bis ei­ ner ganzen Länge der axialen Länge der beim nachfolgenden Schälen in einer Schälmaschine mit dem Gut in Eingriff zu bringenden Glättschneide entspricht und daß das Ende bzw. die Enden des Gutes auf einen Durchmesser gefräst werden, der dem Durchmesser des späteren Schälens im wesentlichen entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vom unmittelbaren Ende des Gutes beab­ standete Fase mit einer Neigung gefräst wird, die etwa der Neigung der Anschnittschneide des Schälmessers der danach zu benutzenden Schälmaschine entspricht.

4. Fräswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende in von seinem Schaft weggerichteter Reihenfolge angeordnete Fräserabschnitte:

• - einen zu seinem Schaft benachbarten, senkrecht zur Achse des Fräsers wirkenden, dem Bearbeiten der Stirnfläche des Gutes dienenden ersten Fräserab­ schnitt,
• - einen letzterem benachbarten, dem Anfasen des unmit­ telbaren Endes des Gutes dienenden zweiten Fräserab­ schnitt,
• - einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen, dem Frä­ sen des Umfanges des Gutes dienenden dritten Fräser­ abschnitt, und
• - einen am Ende des Fräsers angeordneten, eine weitere Fase fräsenden vierten Abschnitt.