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Verfahren zur Herstellung von Gewinden auf der Drehbank.
Es ist bekannt, auf Drehbänken Werkstücke, z. B. Fräser oder Gewindebohrer, deren Querschnitt von Teilen von Spiralen begrenzt ist, dadurch herzustellen, dass man mittels einer schraubenförmigen, sich drehenden Führung dem Werkzeug eine hin-und hergehende Bewegung senkrecht zur Drehachse
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gänge, als das Werkstück Zähne oder Nuten aufweist. Gemäss der Erfindung wird eine derartige Hinund Herbewegung des Werkzeuges dazu verwendet, um auf einer normalen Drehbank bei zylindrischen Arbeitsstücke Schraubengewinde von beliebigem Dreieekprofil und beliebiger Gangzahl in einem einzigen Arbeitsgange herzustellen.
Bekanntlich ist man bei der Herstellung von Gewinden auf der Drehbank in der Gewindesteigung beschränkt, da diese nicht grösser sein kann als der grösste Längsvorsehub des
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Erfindung dadurch aus, dass die Gewindesteigung vom Längsvorsehub des Werkzeugsehlittens vollständig unabhängig gemacht ist ; es können z. B. Gewindesteigungen von 20-30 cm bei einem Vorschub von der Grössenordnung O'l mm erzielt werden. Das Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von selbsthemmen-
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triches Dreiecksprofil aufweisen, bei dem die beiden Gewindeflanken unter verschiedenen Winkeln gegen die Achse geneigt sind. Das Verfahren ist jedoch auch zur Herstellung andrer Dreiecksgewinde, z. B. mit symmetrischem Profil und geringer Steigung, anwendbar.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht im Wesen darin, dass man der Führung des Werkzeuges die Form einer Schraubenwindung mit einer Ganghöhe gleich der Tiefe des herzustellenden Gewindes gibt, die Schneidkante des Werkzeugs entsprechend der Neigung der zu schneidenden Flanke gegen die Drehachse schrägstellt und dass man das Verhältnis der Drehzahlen der Führung und des Werkstücks oder das Verhältnis der Vorschübe des Werkzeugs je Umdrehung der Führung und je Umdrehung des Werkzeugs entsprechend einer weiter unten abgeleiteten Formel in Abhängigkeit von der Gangzahl und der Steigung des herzustellenden Gewindes wählt. Damit eine fortlaufende Gewindefläche erhalten wird, muss hiebei die Länge der Schneidkante des Werkzeuges gleich oder grösser als der Vorschub des Werkzeugs je Umdrehung des Werkstückes sein.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Grundriss einer Ausführungsform einer Drehbank zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 2 und 3 zeigen die Werkzeugführung in Draufsicht und Ansicht, Fig. 4 und 5 dienen zur Erläuterung des Verfahrens und Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch ein gemäss der Erfindung hergestelltes Stück mit selbsthemmendem Gewinde.
Bei der Drehbank nach Fig. 1 wird ein Zahnrad ao über ein oder mehrere Zahnräder bo von dem an einem Ende der Drehbankachse do angeordneten Zahnrad Co angetrieben. Auf dem andern Ende der
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striches m, verstellt werden.
Das Zahnrad k greift in ein Kegelrad Q ein, das auf einer Welle 01. befestigt ist. An dem einen Ende der Welle 01. ist eine Hülse p angeschraubt (Fig. 2 und 3). Sie trägt eine Führung von der Form einer
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In Fig. 4 und 5 ist die Herstellung eines selbsthemmenden eingängigen Gewindes von der Ganghöhe Q und der Gewindetiefe Z mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung veranschaulicht. Das Gewinde weist wenig geneigte Flanken y und steile (in der Zeichnung senkrechte) Flanken x auf, d. h. es schliesst die Gewindeachse mit den Flanken y einen kleineren Winkel ein als mit den Flanken. B. Der Hub der Hin-
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nach links (in Fig. 4) bewegt.
Zum besseren Verständnis der Vorgänge sei der Umrisskreis des Werkstückes m6 in n gleiche Teile geteilt, wobei n eine beliebige ganze Zahl sein kann. Um m dieser Teile eilt das Werkstiick bei einer Um-
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in das Werkstück eingedrungen. Die Bahn 0, 0', a1, die sich in Fig. 5 als archimedisehe Spirale projiziert, entspricht einer ganzen Umdrehung der Führung ; der Vorschub des Messers in der Achsenrichtung ist dabei q. Nun bewegt sich das Messer längs des Halbmessers 1 von al nach b, von wo aus die zweite Rille bis 0"geschnitten wird. Während einer Umdrehung des Werkstückes beschreibt die Messerspitze
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hat. Der beschriebene Vorgang wiederholt sieh und die gesamte Bahn der Messerspitze ist : 0, 0', a1, b1, O", a2, b2, a3, b3 ........ a12, b12.
Es ist klar, dass jeder andere Punkt der Sehneidkante des Messers ähnliche Kurven beschreibt.
Nach Beendigung des Schnittes ist bereits das in stark ausgezogenen Linien dargestellte Gewinde
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übertrieben gross gezeichnet sind, während sie in der Praxis nur Bruchteile der Ganghöhe Q betragen. Es wird somit durch einen einzigen Arbeitsgang ein Gewinde erhalten, dessen Steigung den Vorschub des Werkzeuges je Umdrehung des Werkstückes um ein Vielfaches übertrifft.
Das zur Erzielung eines bestimmten Gewindes erforderliche Verhältnis der Drehzahlen von Führung und Werkstück bzw. des Vorschubes q des Werkzeuges je Umdrehung der Führung zum Vorschub q' des Werkzeuges je Umdrehung des Werkstückes sowie die Beziehung dieser Grössen zur Neigung der Gewindeflanke, Gangzahl usw. gehen aus folgender Überlegung hervor :
Bei jeder Umdrehung der Führung pl verdreht sich das Werkstück m0 um einen Winkel von n ¯ m
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haben gleiche Entfernung von der Achse und liegen auf einer Schraubenlinie. Wenn man jeden zweiten dieser Punkte miteinander verbindet, so erhält man ein Gewinde mit zwei Gängen, bei Verbindung jedes N-ten Punktes ein Gewinde mit N-Gängen.
Der in der Aehsenriehtung gemessene Abstand zwischen
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die Gewindesteigung
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Hieraus ergibt sich :
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Es ist somit : n.K = ¯ m, woraus m bestimmt werden kann, wenn n gewählt wird (beispielsweise n = 10.000). Das gesuchte Verhältnis
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Wenn somit die Schneidkante des Messers unter dem Winkel ss angestellt und die Führung und das Werkstück mit Umdrehungszahlen entsprechend dem Verhältnis q' : q angetrieben werden, so erhält man ein Gewinde mit N Gängen, der Ganghöhe Q und der Gewindetiefe Z.
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Wenn man also für N verschiedene Werte einsetzt, n, m, q unverändert lässt und nach obiger Formel berechnet, so kann man Gewinde mit verschiedenen Steigungen und verschiedener Gangzahl herstellen.
In Fig. 6 ist ein nach dem beschriebenen Verfahren herstellbares Gewindestück mit dreieckigem, unsymmetrischem Profil im Schnitt dargestellt.