Verfahren zum Herstellen von Gewinden und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken (6) mit einem Gewinderollkopf (1) mit zwei Gewinderollen (3, 3'). Bei einem bekannten Verfahren wird der Gewinderollkopf dem Werkstück axial zugeführt und nach dem Rollvorgang werden die Gewinderollen radial vom Werkstück abgeschwenkt. Nach einem axialen Zurückfahren wird der Gewinderollkopf wieder geschlossen. Unter Anwendung eines NC- oder CNC-Drehautomaten mit einer Revolverscheibe für die Aufnahme eines Gewinderollkopfes (1) bedarf es eines erheblichen mechanischen Aufwandes, nach dem radialen Ausschwenken der Gewinderollen den Gewinderollkopf wieder zu schließen. Um diesen mechanischen Aufwand zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, daß die Gewinderollen (3, 3') nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes (1) quer zum Werkstück (6) unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück (6) tangential abgezogen werden. Die Zustellung des Gewinderollkopfes (1) kann dabei sowohl in axialer Richtung wie auch in radialer Richtung erfolgen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken mit einem Gewinderollkopf mit zwei Gewinderollen, der auf der Revolverscheibe eines numerisch gesteuerten Drehautomaten angeordnet ist, sowie eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens.

[0002] Es ist bekannt, zum Rollen eines Gewindes auf einem Werkstück den Gewinderollkopf axial zuzuführen und nach dem Rollen des Gewindes die Gewinderollen radial vom Werkstück abzuschwenken unter Zuhilfenahme von Exzentern und einem Mechanismus, durch welchen die Rollen radial vom Werkstück fortgeschwenkt werden. Danach wird der Rollkopf axial zurückgefahren. Anschließend muß der Gewinderollkopf wieder geschlossen werden. Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Herstellen von Gewinden werden die Gewinderollen nach dem Rollen des Gewindes zurückgedreht, so daß kein Abschwenken notwendig ist. Für die Anwendung auf CNC-Drehautomaten (Computer numbered controlled) mit einer queraxial und höhenmäßig auf einem Schlitten gelagert verstellbaren Revolverscheibe für die Aufnahme eines Gewinderollkopfes oder andersartigen automatisch gesteuerten Drehmaschinen sind bekannte Gewinderollköpfe nicht geeignet, weil es eines erheblichen Aufwandes bedarf, nach dem radialen Ausschwenken der Gewinderollen den Gewinderollkopf wieder zu schließen für die Durchführung eines weiteren Arbeitsganges. Ein weiterer Nachteil ist es, daß auf einem Werkstück nicht ein Gewinde zu rollen ist, wenn sich das Werkstück zwischen zwei Spitzen in einer Drehbank eingespannt befindet, da dann die axial Zuführung nicht möglich ist.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem zum Rollen eines Gewindes ein Gewinderollkopf auf einem Drehautomaten Anwendung finden kann, ohne daß es eines besonderen mechanischen Aufwandes bedarf, nach einem Rollvorgang den geöffneten Gewinderollkopf wieder zu schließen. Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß die Gewinderollen nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes quer zum Werkstück unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück tangential abgezogen werden.

[0004] Die Zustellung des Gewinderollkopfes zu Beginn des Rollvorganges kann dabei sowohl in axialer Richtung wie auch in radialer Richtung erfolgen, so daß also auch das Rollen eines Gewindes auf einem Werkstück möglich ist, welches zwischen zwei Spitzen eingespannt ist.

[0005] Wenn vorstehend von einem tangentialen Fortbewegen der Gewinderollen gesprochen ist, so bezieht sich dieser Hinweis auf die Umfangsfläche der Gewinderollen in bezug auf den Außenumfang des Werkstückes, so daß also der Gewinderollkopf an sich radial abgezogen wird vom Werkstück. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Achsen der Gewinderollen in einem gabelförmigen Bügel des Gewinderollkopfes bzw. einem Träger starr gehalten sein, wobei es jedoch zweckmäßig ist, wenn die Achsen der Gewinderollen als Exzenterbolzen ausgebildet sind und wenn darüber hinaus die Gewinderollen axial verschiebbar gelagert sind, eventuell auch gegen den Druck von Federn. Die Gewinderollen sitzen dabei lose drehbar auf den Achsen. Sie brauchen zu Beginn des Rollvorganges keine feste Ausgangs-. stellung zueinander einzunehmen. Anwendung finden dabei Rillenrollen, die in etwa dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes schräg mit ihren Achsen zueinander ausgerichtet sind, wobei also ihre Achsen nicht parallel zueinander stehen. Die Achse der einen Rolle ist dabei zu der Achse der anderen Rolle derart schräg gestellt, daß die Achsen nicht, aufeinander zugerichtet sind, sondern in parallelen Ebenen schräg zueinander stehen.

[0006] Der Winkel zwischen den schräg gerichteten Achsen und der Achse des Gewinderollkopfes entspricht etwa dem Steigungswinkel des zu rollenden Gewindes. Bei dem Verfahren und der Gestaltung des Gewinderollkopfes brauchen die Gewinderollen nicht nach einer Fortbewegung vom fertigen Werkstück in der Art eines Schließvorganges des Gewinde- rollkopfes wieder zueinander verstellt zu werden, so daß sich mit im Aufbau besonders einfachen Axialgewinderollköpfen neue Einsatzmöglichkeiten an NC- oder CNC-Drehautomaten ergeben und das Rollen beliebig langer Gewinde möglich ist.

[0007] Weitere Merkmale der Erfindung bilden Gegenstand von Unteransprüchen und sind nachstehend erläutert unter bezugnahme auf eine Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: Die verschiedenen Stellungen eines Gewinderollkopfes im Verlaufe eines Rollvorganges;

Figur 2: ein Gewinderollkopf in der Seitenansicht;

Figur 3₁ die Draufsicht auf einen Gewinderollkopf;

Figur 4: die Anordnung eines Gewinderollkopfes auf einer Revolverscheibe eines Drehautomaten und

Figur 5: ein Teilausschnitt eines Gewinderollkopfes mit Werkstück unter Angabe der mathematischen Beziehungen.

[0008] Der in der Zeichnung wiedergegebene, im Aufbau besonders einfache Axialgewinderollkopf 1 besitzt eine einseitig offene Gabel 2, die zwei Gewinderollen 3 und 3' trägt. Die beiden Gewinderollen 3 und 3' stehen im festen Abstand zueinander und sind frei drehbar gelagert auf Exzenterbolzen 7 durch die sich Maßungenauigkeiten ausgleichen lassen, die sich ergeben durch eine Auffederung der Gabel 2 des Gewinderollkopfes. Der Mittelabschnitt der Exzenterbolzen 7 mit der Achse A-A ist versetzt zu der Achse B-B der Gewinderolle. Dabei entspricht die Achse A-A der Drehachse der Gewinderolle 3 und die Achse B-B der Drehachse des Exzenterbolzens 7, der die Gewinderolle 3 trägt. Durch eine Drehung des Exzenterbolzen 7 läßt sich die Gewinderolle 3 radial einstellen.

[0009] Die Achsen A₁ und A₂ der beiden Gewinderollen 3 und 3' sind zueinander entsprechend Figur 3 schräg ausgerichtet, wobei der Winkel α, den die beiden Achsen zur Achse des Gewinderollkopfes 1 bilden, etwa dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes entspricht.

[0010] Bei der Anordnung des Gewinderollkopfes 1 auf der Revolverscheibe 5 eines Drehautomaten entsprechend der Figur 4 kann die Zustellung des Gewinderollkopfes 1 zum Herstellen eines Gewindes auf einem Werkstück 6 sowohl radial wie auch axial erfolgen, entsprechend den Stellungen 1 und 2 der Figur 1. Die Herstellung des Gewindes erfolgt danach durch axiale Bewegung des Gewinderollkopfes entsprechend der Stellung 3 der Figur 1. Beim Abschluß des Rollvorganges wird der Gewinderollkopf radial entsprechend der Stellung 4 der Figur 1 vom Werkstück 6 abgezogen. Dabei werden die Gewinderollen 3 und 3' vom Werkstück 6 tangential fortbewegt. Diese tangentiale Fortbewegung unter einem blitzschnellen Arbeitsablauf kann senkrecht zu der Achse des Werkstückes 6 erfolgen, zumal die Gewinderollen verschiebbar und zwar gegen den Druck einer Feder 4 auf ihren Achsen gelagert sind, so daß sie axial beim Eilrückhub ausweichen können, ohne das geformte Gewinde zu beschädigen. Die Federn 4 dienen einer Rückstellung der Gewinderollen 3 und 3' nach Abschluß eines Rollvorganges. Würden die Federn 4 nicht vorhanden sein, so würden die Gewinderollen 3 und 3' zum Abschluß eines Rollvorganges in axial verschobener Stellung stehen bleiben. Sie würden dann jedoch zu Beginn eines neuen Rollvorganges durch das Werkstück 6 in die notwendige Ausgangslage zurückversetzt Werden können, so daß es also nicht unbedingt der Anordnung der Federn bedarf.

[0011] Aus der Figur 5 ist ersichtlich, daß es zweckmäßig ist, wenn der Zwangsvorschubweg X_Z kleiner ist, als der steigungsbedingte Vorschub X_G und zwar sollte die Differenz dem Betrag S_O/2 entsprechen, wenn die Länge ℓ des herzustellenden Gewindes der Größe X_G entspricht. Dabei ergibt sich, daß der mögliche Weg der Verschiebung einer Gewinderolle auf ihrer Achse bzw. das Spiel "S" der Größe entspricht.

Der Zwangsvorschubweg X_Z entspricht dann der Größe:

wobei der steigungsbedingte Vorschubweg X_G = n_E · p ist bzw. dem Produkt aus der Anzahl der Umdrehungen des Werkstückes mit der Teilung der Gewindegänge entspricht.

[0012] Wird ein solcher Zwangsvorschubweg X_Z gewählt, so stehen die Gewinderollen 3 und 3' bei Abschluß des Rollvorganges über die volle Gewindelänge ℓ in der Mittelstellung S_O/2 ihres axialen Spieles, so daß sie beim Abziehen des Gewinde- rollkopfes 1 beide infolge der Schrägstellung ihrefAchsen gleich weit nach entgegengesetzten Richtungen axial ausweichen können und dadurch eine Beschädigung des Gewindes beim Abziehen des Gewinde-rollkopfes verhindern.

[0013] Bei dieser Betrachtung ist ausgegangen von der Herstellung eines eingängigen Gewindes dessen Teilung dem Wert "p" entspricht wie auch der Rillenteilung der Gewinderollen und der Gewindesteigung des Werkstückes 6.

[0014] Während des Rollvorganges entsprechend der Stellung 3 der Figur 1 teilt sich der Spielraum S_o auf in S₁ und S₂. Zweckmäßig ist es, wenn zum Abschluß des Rollvorganges die Größen S₁ und S₂ gleich groß sind bzw. dem Wert S_O/2 entsprechen und zwar bei beiden Gewinderollen 3 bzw. 3', so daß sie in entgegengesetzten Richtungen beim Abschwenken des Gewinderollkopfes ausweichen können. Die Verschiebung der Gewinderollen ergibt sich im übrigen durch die Programmierung des Zwangsvorschubes X_z der Maschine. Dabei ist davon auszugehen, daß der Zwangsvorschub des Gewinderollkopfes 1, der von der Maschine ausgeübt wird, kleiner ist als der Vorschub X_G der Gewinderollen 3 und 3' der sich ergibt aus der Steigung des hergestellten Gewindes. Dadurch verschiebt sich die einzelne Gewinderolle 3 und 3' auf ihrer Achse in dem Sinne, daß anstelle des ursprünglichen Spieles S_o ein Spiel auftritt in der Größe S_O/2, das zweckmäßig ist, um beim tangentialen Abziehen der Gewinderollen keine.Beschädigung des fertiggestellten Gewindes des Werkstückes 6 hervorzurufen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken, mit einem Gewinderollko^pf mit zwei Gewinderollen, der auf der Revolverscheibe eines numerisch gesteuerten Drehautomaten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderollen (3, 3') nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes quer zum Werkstück (6) unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück (6) tangential abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewinderollen (3, 3') beim Abziehen gegenseitig axial verschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwangsvorschub (X_Z) des Gewinderollkopfes (1) gewählt wird, bei dem die axial verschiebbaren Gewinderollen (3, 3') beim Abschluß des Rollvorganges in der Mittelstellung (S_o/2) ihres axialen Spiels (S_o) stehen.

4. Einrichtung zum Rollen von Gewinden mit einem Axialgewinderollkopf der zwei Gewinderollen aufweist, deren Achsen schräg zueinander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit festem Achsabstand zueinander stehenden Gewinderollen (3, 3') in einem einseitig offenen gabelförmigen Gewinderollkopf (1) axial verschiebbar gelagert sind und daß der Axialgewinderollkopf auf der Revolverscheibe eines NC.Drehautomaten angeordnet ist.

5. Axialgewinderollkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderollen (3, 3') gegen den Druck von Federn (4) axial verschiebbar gelagert sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß de Achsen A₁, A₂) der Gewinderollen (3, 3') als Exzenterbolzen (7) ausgebildet sind.

Zeichnung