Titel: Ueber neuere Fräsmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1887, Band 265 (S. 481–489)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj265/ar265118

Neuere Fräsmaschinen.

Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 24 und 25.

Die Fräse wirkt ununterbrochen und höchst gleichförmig, sie ist für die Bearbeitung beliebig gestalteter Flächen ein sehr geeignetes Werkzeug. Seitdem die Fräser selbst, auf eigens gebauten Maschinen gerifft und ihre abgestumpften Riffenschneiden ebenfalls auf Sondermaschinen bequem und aufs richtigste nachgeschliffen werden können, erreicht die Fräsearbeit einen hohen Grad von Vollkommenheit, während sich die Herstellungskosten der Fräsewerkzeuge gleichzeitig erniedrigen.

Die besondere Eigenthümlichkeit der Fräse, daſs immer nur ein kleiner Theil des Fräserumfanges im Eingriffe mit dem Werkstücke steht, jede einzelne Schneide nur während eines kurzen Zeitraumes wirkt und Wärme aufnimmt, hingegen in der übrigbleibenden Zeitdauer einer Umdrehung frei bleibt und sich abzukühlen vermag, gibt derselben einen groſsen Werth für die Metallbearbeitung.

In ihr erscheinen die Vorzüge der Dreh- und Hobelstähle gleichsam |482| vereinigt. Weil aber die genaue Ausbildung der einzelnen Schneiden einer Fräse möglich ist und bei richtigen Abmessungen ein Einhaken derselben in das Werkstück nicht stattfindet, so werden mit der Fräse Schnittgeschwindigkeiten angewendet, die weit über die Grenze reichen, die allen übrigen Schneidwerkzeugen gesteckt ist.

Bei Formfräsern und bei Fräsescheiben, die mit ihren Seitenflächen wirken, kann allerdings diese groſse Schnittgeschwindigkeit kaum eingehalten werden. Es ist daher für allgemeine Arbeit der gerade, cylindrische, sogen. Kolbenfräser mit kleinem Durchmesser und schraubenförmig steilgewundenen Riffen, aus dem Grunde empfehlenswerth, weil die Schnittgeschwindigkeit an allen Punkten gleich, der tangentiale Schnittdruck wegen des kleinen Hebelarmes, bei gleichbleibendem Riemenzuge groſs und der Eingriff in Folge der Furchenwindung ununterbrochen gleichmäſsig ist. Die Beschränkung der Fräserlänge und die rasche Abnutzung sind jedoch Nachtheile, welche entstehen, wenn man genöthigt ist, Kolbenfräser schwach zu nehmen.

In richtiger Erkenntniſs des inneren Werthes des Fräsewerkzeuges, hat in den letzten Jahren kaum eine Arbeitsmaschine eine so weitgehende Durchbildung erfahren und so groſse Verbreitung gefunden wie die Fräsmaschine.

Es sind namentlich die Versuche bemerkenswerth, andere in der Werkstätte schon vorhandene Arbeitsmaschinen oder auch neue von schwerer Bauart, für zeitweilige Fräsearbeit geeignet zu machen. Wohl dürfte aber eine Erweiterung der Fräsearbeit auf groſse Werkstücke, kaum aber auf gröſsere Flächen derselben zu erwarten sein.

Gestalt und Zweck des Werkstückes sind fast stets bestimmend für die Ausbildung der Fräsmaschine und obwohl dieselbe beinahe immer geeignet ist, die verschiedenartigsten Flächenformen zu bilden, so bleibt jede einzelne doch nur mit Vortheil auf die Bearbeitung einiger Werkstücksarten beschränkt.

Es werden Maschinen gebaut für das Schneiden der Fräsewerkzeuge, selbst für das Ausfräsen der Reibahlen, Spiralbohrer und dergleichen Werkzeuge, in leichter Ausführung und mit beschränkten Theilvorrichtungen. Dagegen ist die Theilvorrichtung sehr ausgebildet bei denjenigen Maschinen, die zum Ausfräsen der Zahnlücken an Stirn-, Winkelrädern und Zahnstangen dienen.

Die ausgedehnteste Verwendung findet die Fräse als Sondermaschine, in der Gewehr- und Nähmaschinenfabrikation und in ähnlichen Betrieben. Erst in neuerer Zeit wird die Fräsmaschine im allgemeinen Maschinenbau vortheilhaft zur Bearbeitung oft wiederkehrender Theile verwendet, wo sie alsdann in zweckentsprechender schwerer Bauart ausgeführt ist.

Spindelkopf und Aufspanntisch sind die Haupttheile der Maschine. Die Schnitt- oder Hauptbewegung besitzt stets die rotirende Fräserspindel, |483| hingegen werden die Einstell-, Vorschub- oder Schaltbewegungen in der gröſsten Mannigfaltigkeit entweder durch einen Haupttheil allein ausgeführt oder auf beide, auf Fräser und Werkstück vertheilt. Um aber eine vielseitige Flächenbildung zu erreichen, wird die Lage der Spindel gegen die Bewegungsebene des Tisches dadurch veränderlich gemacht, daſs entweder der Spindelkopf in loth- und wagerechter Richtung verstellt werden kann, oder hierzu der Aufspanntisch geeignet gemacht ist.

Auſserdem wird nach Bedarf dem Werkstück eine langsame, ununterbrochene Drehung ertheilt, welche, in Verbindung mit der gleichzeitigen geraden Tischverschiebung, als resultirende Bewegung eine Schraubenlinie ergibt, in welcher die Schnittstelle liegt.

Sehr oft gestattet man entweder dem Werkzeug oder dem Werkstücke eine freie Bewegung längs einer Lehre (Schablone), wodurch beliebig gestaltete Flächen mit absoluter Gleichheit wiederholt werden können, wie dies in gleicher Vollkommenheit mit einer anderen Maschine kaum möglich ist. Bei kleineren Maschinen, welche hauptsächlich zur Herstellung von Werkzeugen dienen, ist die Fräserspindel in einem schwingenden Rahmen gelagert, welcher die durch die Schablone vorgeschriebene Führung mittels Hand enthält.

Bei gröſseren Maschinen wird der Fräserschlitten durch Gewichtshebeldruck an die Lehrschiene angeschoben, oder es ist in den Aufspannsupport eine weitere Supportplatte noch eingelegt, die ohne Bewegungsspindel, bloſs durch Gewichtdruck verschoben wird. Hierbei ist aber stets eine Anordnung vorgesehen, bei welcher ein freiwilliges Austreten des Fräsers aus dem Werkstücke möglich ist, sobald irgend eine Fehlstellung o. dgl. vorkommt.

Gewöhnlich hat jede Maschine bloſs eine Fräserspindel, die entweder loth- oder wagerecht liegt oder im Winkel verstellbar ist. Zum Ausfräsen der Spiralbohrer verwendet man auch Maschinen mit zwei versetzten, unter dem Steigungswinkel der Bohrerspirale geneigte Fräserspindeln, um jede schädliche einseitige Druckwirkung auf den Bohrer zu vermeiden und die Arbeit zu beschleunigen.

Auch bestehen Maschinen für allgemeine Fräsearbeit, die mit einer stehenden und einer liegenden Spindel abwechselnd arbeiten. Dies wird durch Verdrehung des Spindelkopfes in der Wagerechten erreicht, wobei abwechselnd eine der beiden, sonst festgelagerten Fräserspindeln über den Aufspanntisch zu stehen kommt.

Schwache Fräserspindeln laufen nur zwischen Spitzen ruhig, deshalb sind auch manche Fräsemaschinen mit einem übergreifenden, stellbaren Arm ausgerüstet, in welchem die Gegenspitze für die Spindelführung liegt, sofern diese nicht schon in einem Lagerrahmen sich dreht. Allgemein wird aber der Fräser am freien Spindelende angebracht.

Gewöhnliche Antriebsmittel sind der Schnurtrieb und der auf Stufenscheiben |484| laufende Riemen, mit und ohne Räderübersetzung. Der selbstspannende Schnurtrieb ist bei solchen kleineren Maschinen unentbehrlich, wo die Schnurrolle die freie Bewegung der Fräserspindel mitmacht. Bei Maschinen mit unveränderlich gelagerter Fräserspindel erhält der Aufspanntisch nicht nur Einstellbewegung in der Höhenrichtung, sondern auch selbstthätige winkelrechte Verschiebung der wagerechten Supportplatten, sowie Vorrichtungen, um auch das Werkstück zeitweilig oder dauernd zu drehen und die Achse desselben parallel oder schräg gegen die Bahnen der Tischschlitten zu stellen. Winkeleinstellung des oberen Tischschlittens gegen die festgelagerte Fräserspindel ist für das Ausarbeiten von gewundenen Nuthen unerläſslich. Eine Neigung der Tischfläche gegen die Wagerechte ist selten und nur bei stehenden Spindeln angewendet.

Die Schaltbewegungen der Tischschlitten werden nach gewöhnlicher Art mittels Riementriebes und Bewegungsschrauben ausgeführt, wobei Reibungsauslösungen und Hubbegrenzungen vielfache Anwendung finden. Selbstthätigen Vorschub ertheilt man häufig nur jenen Tischschlitten, welche winkelrecht zur Fräserspindel stehen.

Die Schnittgeschwindigkeit der Fräser hängt von der Härte, der Beschaffenheit des Werkstückmateriales und von dem Arbeitsvorgange hauptsächlich ab, und wird im Mittel für Stahl 80mm für 1 Secunde angenommen, beträgt für Guſseisen 200 bis 300mm und steigt für Rothguſs bis 500mm.

Der gerade Vorschub nimmt mit dem Fräserdurchmesser ab, die Sauberkeit der Arbeit mit kleinerem Vorschübe zu; derselbe wird im Mittel 15 bis 45mm in einer Minute gemacht.

Da die Riffentheilung des Einhakens wegen nicht zu groſs sein darf, so entfällt auf einen Riffenzahn ein gerader Vorschub von 0,01 bis 0mm,02 im Mittel.

Der Schneidwinkel wird annähernd 55° gemacht, wovon 51° auf die Zuschärfung und 4° auf die Anstellung entfallen. Mit kleineren Schneid winkeln erhöht sich wohl die Schnittwirkung, dagegen leidet der Bestand der Schneiden.

Nach diesen allgemeinen Bemerkungen dürfte eine kurze Beschreibung einer Reihe neuerer Fräsmaschinen angemessen sein, welche den verschiedensten Zwecken dienend, besondere constructive Eigenthümlichkeiten aufweisen.

Universalfräsmaschine von Smith und Coventry. Nach Armengaud's Publications industrielles, 1887 Bd. 30 * S. 163 ist diese, für allgemeine Fräsearbeit gebaute Maschine (vgl. P. Huré 1887 264 * 150) mit einer starken, liegenden und festgelagerten Spindel A (Fig. 3 und 4) ausgerüstet, welche durch eine vierstufige Riemenscheibe P unmittelbar bethätigt wird. Die Spindellager sind am Gestellfuſse angegossen. Der Fräserdorn F mit dem Fräser f steckt freitragend in der Spindel. Der |485| Tischwinkel C verstellt sich lothrecht, durch Vermittelung der Tragspindel c und der Handkurbelwelle c1 an der Seitenbahn des Gestelles. In der wagerechten Schlittenplatte D (Fig. 1 bis 6) ist in einer durch das Verschluſsstück D1 gebildeten Aussparung eine Platte E drehbar eingelegt, welche dem langen Quertische G Führung und Verschiebung durch die Bewegungsspindel g gewährt. Der Selbstgang wird von der kleinen Stufenscheibe H2 auf der Hauptspindel, durch Vermittelung einer Leitrolle H3 nach H1 geleitet, von wo eine ausschiebbare Gelenkwelle h2 (Fig. 2 und 3) die Verbindung mit der Bewegungsspindel g herstellt. Der Selbstgang wird durch Verschiebung der Zahnkuppelung I (Fig. 5 und 7) mittels des Griffbügels I1 aus dem Winkelrade H abgestellt. In der Längsnuthe des Quertisches ist der Werkstückhalter K und nach Bedarf ein kleiner Reitstock Q einzustellen. Das Büchsenlager M (Fig. 5) erhält Winkelverstellung um die Schneckenwelle n, welche in ein auf der Spannbüchse L gestecktes Schneckenrad greift, so daſs diese Büchse L in jeder Lage auch gedreht werden kann.

Diese Drehbewegung ist entweder eine nach jedem Schnittvorgange, behufs Erzielung der Riffeneintheilung absetzende oder eine während des Fräsens ununterbrochene.

Die Schnecken welle n wird durch eine Schlitzkurbel N2 (Fig. 9 und 10) unmittelbar gedreht, deren Federstift in eine Theilscheibe N1 eingesetzt, welche lose auf der Schneckenwelle steckt und durch den Stellstift K2 gehalten wird. Durch den Kurbelschlitz wird eine Verschiebung des Federstiftes auf die verschiedenen Kreise der Theilscheibe bezweckt. Die fortdauernde Drehung des Werkstückes wird von der Bewegungsspindel g abgeleitet und durch Vermittelung von entsprechend gewählten Versatzrädchen g1 und o bei ausgehobenem Stellstifte K2 und eingelegtem Kurbelstifte n2 auf die Schneckenwelle n übertragen. Die Reitstöcke, deren Bau aus den Fig. 5 und 11 bis 14 ersichtlich ist, dienen zum Einspannen langer Werkstücke. Damit beim Fräsen sehr kleiner Kegel die Reitstockspitze q durch das Werkzeug nicht beschädigt werde, ist dieselbe einseitig nach oben verlegt.

Die Fräser (Fig. 15 bis 19) sind sowohl Werkzeuge als auch Werkstücke dieser Maschine.

J. Traill's Fräsmaschine mit Doppels findet. Eine einfache und recht hübsche Anordnung mit einer stehenden und einer liegenden Fräserspindel zeigt nach Armengaud's Publications industrielles, 1887 Bd. 30 * S. 67 die Maschine von J. Traill, Constructeur in Albert, welche Verwandtes mit jener von Huré (1887 263 * 16) besitzt,

Der Spindelkopf E (Fig. 1 bis 5 Taf. 25) ist auf dem Fuſsgestelle zu verdrehen, so daſs von beiden winkelrechten und in einer wagerechten Ebene liegenden Stufenscheiben immer je eine, genau über die Stufenscheibe P des am Gestellfuſse angebrachten Vorgeleges zu stehen kommt. Die Stufenscheibe I bethätigt durch ein Paar Winkelräder H |486| die stehende Fräserspindel h, während die liegende Spindel g von der anderen Stufenscheibe F durch Stirnräder G betrieben wird. Beide Spindeln haben feste Lagerung. Der Tischwinkel B ist auf der Schlittenplatte des Gestelles zum Verdrehen bezieh. zum Schiefstellen eingerichtet, wodurch die erforderlichen Lagenänderungen des Werkstückes gegen die Fräserspindeln erhalten werden. Der auf dem Tischwinkel B befindliche Kreuzsupport C und D besitzt weder selbstthätige Verschiebung noch Auslösung zum Fräsen nach der Schablone.

Groſse Fräsmaschine von Gebrüder Bouhey. Nach der Revue général des machines-outils, 1887 Bd. 4 * S. 27 haben in dieser Maschine sowohl der Fräserschlitten, als auch der Aufspanntisch selbstthätige Vorschubbewegung in der Wagerechten, Höhenverstellung und Winkellage in loth- und wagerechter Ebene. Ueberdies kann bei abgestelltem Selbstgange der Fräserschlitten längs einer Schablone geführt werden. (Vgl. L. Corpet's Fräsmaschine für Locomotivtheile, 1886 261 * 290.)

Am Bette (Fig. 6 und 7 Taf. 25) befindet sich eine wagerechte Seitenwange T, als Hauptbahn für den Tischschlitten, an welchem in veränderlicher Höhenstellung der Tischwinkel C angebracht wird, in dessen wagerechter, mit Aufspannnuthen und Randleisten versehener Tischfläche D eine kleine kreisrunde, drehbare Plattform derart versenkt ist, daſs ihre Oberfläche mit jener des Tisches in eine Ebene fällt. Zudem ist am Tischschlitten noch ein Schablonenträger K angeschraubt.

Auf der hinteren Betterweiterung ist ein Gestellwinkel befestigt, welcher den Antrieb trägt und dessen frei vorragender Arm die Bahn für den Fräserschlitten bildet. Fräserschlitten und Tischschlitten bewegen sich selbstthätig in lothrechten Ebenen, die winkelrecht zu einander stehen.

Der Betrieb der Fräserspindel wird von der durchgehenden Antriebswelle durch zwei Paar Winkelräder und ein querliegendes kurzes Wellenstück vermittelt. Um diese Zwischenwelle dreht sich ein Führungsstück B, auf welchem erst der Lagerrahmen A für die Fräserspindel gleitet. Hierdurch kann der Fräserspindel Winkelstellung ertheilt werden. Seitlich am Fräserschlitten ist ein kleiner Winkel M angeschraubt, auf welchem sich mittels einer Schraubenspindel das Leitrollenlager einstellen läſst. Der Andruck der Leitrolle N an die Schablone wird durch eine, am Fräserschlitten befestigte wagerechte Zahnstange in der Weise hervorgerufen, daſs nach erfolgter Auslösung der getheilten Mutter der Spindel Z das Zahnstangengetriebe B mit den Gewichtshebeln P und P1 gekuppelt wird. Behufs Druckregelung sind zwei Gewichtshebel vorhanden, die mittels Sperrklinken in ein Zahnrädchen in verschiedenen Winkellagen einsetzen, so daſs damit die verschiedensten Druckmomente erzielt werden können. Für den Selbstgang ist je eine Steuerwelle für den Tisch und Fräserschlitten vorgesehen, von welchen in bequemer |487| und vollkommener Weise die erforderlichen Bewegungen abgeleitet werden.

Die fünfstufige Riemenscheibe hat 175 bis 350mm Durchmesser und 70mm Stufenbreite.

Die Universalfräsmaschine von Liot bietet nach der Revue industrielle vom 15. Januar 1885 * S. 21 manches Bemerkenswerthe. (Vgl. Saget 1886 261 * 290.)

Am oberen Theile eines C-förmigen Gestelles (Textfig. 1) verschiebt sich in wagerechter Bahn der Fräskopf, welcher überdies die wagerechte Antriebswelle mitnimmt. Fig. 1. Um dieselbe verdreht sich das Fräserlager, mit der Haupt- und einer dazu parallelen Nebenspindel, welche zwischen Spitzen läuft und zum Fräsen von Zahnstangen bestimmt ist. Der Tischschlitten, welcher in seitlicher Führung lothrechte Verstellung erhält, trägt ein starkes Lager für eine drehbare Plattform, auf welcher sich der eigentliche Kreuzsupport befindet.

Selbstgang besitzt der Fräskopf, selbstthätige Drehung die Plattform. Soweit die Ausladung des Gestelles es zuläſst, erhält hierdurch das Werkstück die denkbar gröſste Bewegungsfähigkeit in wagerechten Ebenen.

Fig. 1., Bd. 265, S. 487
Schwere Fräsmaschine mit stehender Spindel von Bement, Miles und Comp. in Philadelphia. Der untere Lagerwinkel gleitet an seitlicher Bahn eines C-förmigen Gestelles (Textfig. 2) und nimmt bei der Verschiebung die Fräserspindel mit. Nach dem American Machinist, 1887 Bd. 10 Nr. 3 beträgt diese Höhenverstellung 250mm.

Die mit Längsnuth versehene Fräserspindel schiebt sich hierbei durch die im oberen Gestellarme lagernde Hülse eines Winkelrades, welches von einer oberhalb liegenden Antriebswelle durch ein starkes Vorgelege bethätigt wird. Der vollständig selbstthätig bewegte und nach Stoſsmaschinenart ausgeführte Aufspanntisch besteht aus Kreuzsupportschlitten, welche 710 und 840mm gerade Verschiebung haben und welche einen Drehtisch von 1070mm Durchmesser tragen. Die Ausladung der Fräserspindel beträgt 815mm.

Kleine Räderfräsmaschine von Cunliff und Croom. Nach der Revue industrielle vom 15. Oktober 1884 * S. 415 hat diese kleine Maschine in der Anlage eine groſse Aehnlichkeit mit einer Quer- oder Rundhobelmaschine.

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Die, in einem Schlittenkopfe lagernde, Fräserspindel wird unmittelbar durch eine Schnurrolle angetrieben. Der Schlittenhub wird durch ein als Kurbelscheibe ausgebildetes Schneckenrad durch eine direkt betriebene Schnecke hervorgebracht.

Fig. 2., Bd. 265, S. 488
Die Drehung des Aufspanndornes erfolgt nach jedem Hubwechsel mittels Anschlaghebels, Sperrrad auf Schnecken welle und Schneckenrad auf den Aufspanndorn. Die Theilzahlen werden durch verschiedene Sperrräder und durch die Schaltungsgröſse bestimmt. (Vgl. Gould, Eberhardt 1887 264 * 366 und Sloan 1887 264 * 545.)

Zahnstangenfräsmaschine von Gould und Eberhardt. Querhobelmaschinen dieser Firma werden nach dem American Machinist, 1887 Bd. 10 Nr. 6 zu Fräsmaschinen dadurch umgewandelt, daſs an Stelle des gewöhnlichen Stichelgehäuses ein Fräserkopf gesetzt wird. Der Antrieb der wagerechten Fräserspindel erfolgt von einem selbstspannenden Riemen durch Vermittelung von Räderumsetzungen (Textfig. 3).

Die Verstellung des Tischwinkels mit dem Werkstücke erfolgt nach jeder Schnittvollendung durch Hand mittels einer Theilvorrichtung bekannter Bauart.

Als ein zweites Beispiel der Verwendung gewöhnlicher Arbeitsmaschinen zu Fräserarbeit sei hier noch die Stoſs- und Fräsmaschine von Kendal und Gent in Manchester angeführt. Nach dem Engineer vom |489| 4. December 1885 * S. 433 liegt im Stoſsschlitten seiner Länge nach eine Fräserspindel gelagert, welche am oberen Stoſsschlittenende ein Stirnrad trägt, welches durch ein, ebenfalls am Schlitten gelagertes, Getriebe bethätigt wird, dessen Keilnuthwelle durch die Büchse eines am Maschinengestelle gelagerten Winkelrades sich schiebt.

Fig. 3., Bd. 265, S. 489
Die Hauptantriebswelle, mit Stufenscheibe und Schwungrad, geht entgegen der gewöhnlichen Anordnung, quer durch das Stoſsmaschinengestell und betreibt abwechselnd die Kurbelwelle des Stoſsschlittens oder die Fräserspindel. Selbstverständlich ist der Selbstbetrieb des Tischschlittens nicht nur absetzend für die Stoſsarbeit, sondern auch ununterbrochen nach beiden Richtungen für das Fräsen und dies sehr, vollkommen ausgeführt. (Vgl. Bouhey 1884 252 * 498 und Desgrandchamps 1886 261 289.) Das an dieser Maschine zulässige Werkstück hat 1880mm bei 685mm Breitenabmessungen.

Nach Bauart gewöhnlicher Tischhobelmaschinen, wobei dem Tische die Einstellungs- oder Vorschubbewegung zuertheilt wird, werden Fräsmaschinen ausgeführt zur Bearbeitung von Zahnstangen (vgl. Wilkinson und Lister 1886 262 484) und für lange Werkstücke, z.B. Locomotivtheile (vgl. Corpet 1886 261 * 290).

Pregél.

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