Fräsewerkzeuge mit Einsatzstählen. Mit Abbildungen. Fräsewerkzeuge mit Einsatzstählen. Einsatzstähle sind bei Planfräsescheiben schon seit langer Zeit in Anwendung. An der Stirnseite des Planscheibenkörpers werden die Stähle in einem oder zwei Kreisen angeordnet und dieselben nach einer Stichzahl (t : π) = 15 bis 25 bei kleineren Scheiben bis 250 mm und (t : π) = 27 bis 33 bei grösseren Scheiben bis 1000 mm Durchmesser gleichmässig vertheilt. Die Anordnung der Einsatzstähle nach einer Spiralcurve ist selten angewendet. Gewöhnlich erhalten diese Einsatzstähle eine verhältnissmässig schmale Schneidkante, doch sind längere Messer nicht selten. Weil jedes einzelne Werkzeug einer Stirnfräse nur mit der äussersten Schneidkante wirkt, so wird bei geringer Schichthöhe oder kleiner Eingriffstiefe diese wirksame Schneidkante sich auf die Ecke oder die Spitze beschränken. Es kann daher der übrigbleibende, nach einwärts radial gerichtete Theil der in der Drehungsebene liegenden Schneidkante erst nach entsprechender Abnutzung der Schneidstahlspitze zur Wirkung kommen, wobei sich diese Angriffswirkung nur auf dem der Spitze zunächst liegenden Element der Schneidkante erstreckt. Weil nun der Durchmesser der Schnittkreise grösser als die Breite des Werkstückes bezieh. der Bearbeitungsfläche sein soll, so wird die Anordnung der Einsatzstähle nach Spiralcurven zu einer Beschränkung des Arbeitsfeldes führen. Auch die frühere Umständlichkeit des Zuschärfens der einzelnen ausgehobenen Einsatzstähle wird in neuerer Zeit dadurch beseitigt, dass die Stähle im Plankopf, also im regelrecht eingespannten Zustande, auf der Arbeitsspindel durch besondere Schmirgelscheibenschleifvorrichtungen zugeschärft werden. Neuerdings werden die Einsatzstähle auch gleichmässig und gleichzeitig vorgestellt, so dass die Einrichtung möglich wird, einen Messerkreis zum Vorarbeiten und den zweiten zur Fertigarbeit heranzuziehen. Wenn auch mit der Plan- oder Stirnfräse die Herstellung einer genauen ebenen Arbeitsfläche am einfachsten gelingt, so wird doch die Leistungsfähigkeit oder die Volumspanleistung einer Stirnfräse bei geringer Eingriffstiefe nur klein sein können. Da aber die Herstellung grosser Fräsewerkzeuge durch Anwendung von Einsatzstählen verbilligt, ja sogar erst ermöglicht wird, so werden in neuester Zeit auch die cylindrischen Fräsewerkzeuge mit Einsatzstählen hergestellt. Lorenz' Planfräsekopf. Der neue Planfräsekopf der Maschinenfabrik Lorenz in Karlsruhe (D. R. P. Nr. 65471 vom 26. März 1892) besteht aus dem Kopftheile a (Fig. 1 bis 3) mit Längskeilnuthen für die Einsatzstähle b, welche durch eine Ueberwurfmutter c mit kegelförmiger Druckfläche in diese Keilnuthen gepresst werden. Um nun sowohl eine Verstellung der einzelnen Stähle zu ermöglichen, als auch eine Sicherung ihrer Lage zu erreichen, sind kegelförmige Schrauben d vorgesehen, die in entsprechenden Aussparungen des Hauptkörpers liegen und durch eine Deckplatte e am Ort gehalten werden. In diese greifen die Einsatzstähle b mit ihrem in der schmalen Unterfläche eingeschnittenen Gewinde ein. Mit dieser vorzüglichen Sicherung können die Einsatzstähle einen starken Schnittdruck gut aushalten. Textabbildung Bd. 296, S. 207 Lorenz' Planfräsekopf. Bei grösseren Planfräseköpfen a (Fig. 4 bis 7) erhalten die Einsatzstähle b ihre Sicherung durch seitlich angeordnete Schrauben d, die durch verbohrte Schlussbüchsen e drehbar festgehalten werden. Textabbildung Bd. 296, S. 207 Lorenz' Planfräsekopf. Diese Sicherungsschrauben d, welche an der flachen Seitenwand dieser Schlussbüchsen etwas vorragen, greifen in die Gewindriffen der Einsatzstähle ein und schieben diese nach Bedarf vor oder zurück, oder dienen zu deren Sicherung. Zudem werden die über den Kegeltheil (1 : 8) des Kopfes a etwas vorragenden Rückenflächen der Einsatzstähle b durch die Ueberwurfmutter c in die Keilnuth gedrückt und derart festgeklemmt, dass nebst der vorerwähnten Schraubensicherung die acht Stück Einsatzstähle gegen den stärksten Schnittdruck und namentlich gegen das Locker werden durch Stösse vollkommen gesichert sind. Textabbildung Bd. 296, S. 207 Lorenz' Schleifvorrichtung. Diese Planfräseköpfe können sowohl an Drehbänken als auch an Fräsemaschinen mit liegender und stehender Spindel angebracht werden. Zu einer besonders vortheilhaften Verwendung können diese Werkzeuge an den sogen. Hobeltischfräsemaschinen kommen. Lorenz' Schleifvorrichtung für Einsatzstähle der Planfräseköpfe. Zum Anschleifen der Einsatzstähle wird die in Fig. 8 und 9 dargestellte Schleifvorrichtung gebraucht. An einem tragbaren Säulenböckchen a (Fig. 8 und 9) ist eine wagerechte Führungsbahn b vorgesehen, auf welcher mittels Spindel c und Stellmutter d ein Winkelschlitten e eingestellt werden kann. Durch einen Handhebel g wird der unter dem sogen. Anstellungswinkel i des Schneidstahles gegen die Lothrechte geneigte Lagerschlitten f in Schwingung versetzt, in welchem das mittels Schnurtrieb bethätigte Schleifrad h kreist. Um die richtige Lage des abzuschleifenden Einsetzstahles des Plankopfes zum Schleifrad zu bestimmen, dient der Stützstab l, welcher in der Führungsbahn b befestigt ist. Brown und Sharpe's Planfräseköpfe. Der in Fig. 10 und 11 nach American Machinist, 1894 Bd. 17 Nr. 2 * S. 2, zur Ansicht gebrachte Planfräsekopf ist mit 20 Einsatzstählen für einen Schnittkreis von 255 mm Durchmesser und für einen Spindelkopf von 128 mm Stärke eingerichtet. Textabbildung Bd. 296, S. 208 Brown und Sharpe's Planfräseköpfe. In die Bohrung des Fräsekopfes a ist Flachgewinde von 12,5 mm Steigung der Hauptspindel entsprechend eingeschnitten, an die Nabe jedoch Flachgewinde von 6,25 mm Steigung angeschnitten, während in den vorderen Bordrand 15 mm breite rechteckige, oben offene Zahneinschnitte gefräst sind, in welche die Einsatzstähle b parallel zur Drehungsachse, jedoch unter einem Richtungswinkel von 19° gegen das Durchmesserkreuz passend eingelegt werden. Textabbildung Bd. 296, S. 208 Brown und Sharpe's Planfräseköpfe. Ueberdeckt sind diese Einschnitte durch einen warm aufgezogenen Stahlring c von 280 bezieh. 259 mm äusserem und innerem Durchmesser, in welchem die Ringmutter d sich führt, durch welche die Stähle b gleichmässig vorgestellt werden, die mittels Stellschrauben e durch Zwischenklötzchen f festzustellen sind. Bemerkenswerth ist der doppelte Fräsekopf a (Fig. 12 und 13), indem der innere Zahnkreis zum Vorarbeiten, der äussere jedoch zum Schlichten gebraucht wird. In jedem Kreise sind 36 Einsatzstähle angebracht, und zwar liegen die groben Stähle b in Zahneinschnitten des Hauptkörpers a, während die Schlichtstähle c in den inneren Zahneinschnitten des Aussenringes d liegen. Zwischen beiden ist der Mittelring e eingeschoben und gegen Verdrehung durch drei Keile versichert. Am hinteren Theil dieses Mittelringes e ist äusseres und inneres Flachgewinde geschnitten, auf welchem die Ringmuttern f und g zur Verschiebung der Einsatzstähle b und c sich befinden. Zum Festlegen der Einsatzstähle sind Stellschrauben h und i vorgesehen, während zur Sicherung der Ringmuttern Klemmklötzchen k und l vorhanden sind. Collet-Engelhardt's Planfräsekopf. Die radial gerichteten kurzen Fräsemesser (Fig. 14) werden in den Schlitzrinnen des Fräsekopfes von durchgehenden Rundkopfschrauben gehalten, die mittels ihrer schrägen Abflachung am Kopf ein Zwischenklötzchen an die Stirnseite des Messers drücken und dadurch das letztere festhalten. Textabbildung Bd. 296, S. 208 Fig. 14.Collet-Engelhardt's Planfräsekopf. Brown-Sharpe's Fräsen. Brown und Sharpe haben nach American Machinist, 1894 Bd. 17 Nr. 35 * S. 1, eine der vorigen ähnliche Befestigung an der Winkelfräse in Anwendung gebracht und dabei Schrauben mit schwach kegelförmigem Schlitzkopf gebraucht, die sich in die Messerrückenfläche einlegen. Hingegen ziehen bei der Cylinderfräse Fig. 15 die Schlitzkopfschrauben die Ringbüchsen an, die mittels einer Fläche sich an die Brust der Messerfräse anlegt. Wegen der vorhandenen Neigung gegen die Messerfläche entsteht eine Keilwirkung, durch welche die Messerfräse an die Zahnfläche gepresst wird. Textabbildung Bd. 296, S. 208 Brown-Sharpe's Fräsen. Eine ähnliche Einrichtung zeigt die Fräse Fig. 16, in deren Scheibenrand Zahnlücken ausgefräst sind, in welcher zwei Messer und ein Keilklötzchen passen, welches durch eine Schlitzkopfschraube angezogen wird. Damit nun die Messer gegen eine Seitenverschiebung gesichert werden, sind die Scheibenzähne mit radial gerichteten schmalen Leisten versehen, die in entsprechende Mittelnuthen der Messer passen. In Folge dieser Anordnung fällt diese Nuth abwechselnd immer in die Stirnfläche der Messerfräse, wodurch die Schnittbreite Zahn um Zahn unterbrochen wird. Pratt-Whitney's Fräsen. Diese in der Fräserei wohlerfahrene Maschinenbauanstalt stellt die Messerfräsen nach American Machmist, 1894 Bd. 17 Nr. 2 * S. 2, in der in Fig. 17 ersichtlichen Ausführung her. Die schwach keilförmigen Fräsemesser werden durch Kegelkopfschrauben nach aussen gegen die schwalbenschwanzförmigen Zahneinschnitte angedrückt und dadurch festgehalten. Weil aber sowohl die Herstellung der nach innen sich erweiternden Zahneinschnitte je einen Doppelschnitt erfordert, als auch das Einlegen der Messerfräsen nur von der Seite stattfinden kann, so ist eine zweite Bauart (Fig. 17) angewendet worden. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Fig. 17.Pratt-Whitney's Fräsen. Zwischen je zwei radial stehenden Zahnnuthen von gleichbleibender Weite bleibt ein voller Zahn stehen, an dessen Flanken sich zwei Messer anlegen. Nun wird jeder zwischen zwei festen Zähnen befindliche Zahn durch einen schwachen Querschlitz federnd gemacht, so dass mittels eines kegelförmigen Stahldornes diese Flügel an die Messer gepresst werden können. In Fig. 18 bis 20 sind diese Fräsekopfconstructionen zusammengezogen. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Pratt-Whitney's Fräsen. Ingersoll's Fräsen. Eigenartig in der Bauart sind die von der Ingersoll Milling Machine Co. in Rockford, Ill., hergestellten Fräsen, welche nach American Machinist, 1892 Bd. 15 Nr. 31 bezieh. 41 * S. 5 und 3, in Fig. 21 und 22 vorgeführt werden. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Ingersoll's Fräsen. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Fig. 22.Ingersoll's Fräsen. Nach Schraubenlinien angeordnet und entsprechend vertheilt werden zapfenartige Einsätze, die in Schneiden endigen, in die Grundkörper eingesetzt, während flache Messereinsätze die mittlere Theilungsfuge wechselweise übergreifen. Unter Umständen können sogar kugelförmige Grundkörper (Fig. 21) mit solchen Einsatzstählen versehen und Form fräsen ausgebildet werden, welche mit seitlichen Messerfräsen einen Satz geben, der zur Bearbeitung eines Werkstückes (Fig. 23) Verwendung finden kann. Zur Ergänzung sei noch eine aus einzelnen Zahntheilen zusammengesetzte Formfräse von J. Thomson in Hartford, Conn., angeführt, welche nach dem amerikanischen Patent Nr. 509145 vom 23. Januar 1893 in Fig. 24 gezeigt ist. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Fig. 24.Formfräse von Thomson. Wie die Speichen eines Wagenrades setzen die Enden der einzelnen Formzähne in entsprechende Kerben des Fräserdornes ein, werden durch Seitenscheiben mit angedrehten Ringleisten im Mittel gehalten und zwischen Bund und Mutter festgeklemmt. In der Wirkung den Fräsen mit Einsatzmesser vergleichbar ist die Cylinderfräse Fig. 25 von Brown und Sharpe in Providence, R. I. Die rechtsgängig steil gerichteten, nach links schneidenden Zahnriffen werden durch eine schraubenförmige, linksgängige, schwach ansteigende, 3 mm tiefe, 10 bis 17 mm breite flache Rille derart unterbrochen, dass abwechselnd in der Drehungsebene eine Lücke durch den Zahn der folgenden Riffe gedeckt wird. Dadurch wird eine Zerkleinerung der Fräsespäne und ein leichteres Arbeiten angestrebt. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Fig. 25.Cylinderfräse v. Brown. In Fig. 26 ist nach dem amerikanischen Patent Nr. 509301 vom 7. Januar 1893 eine Fräse mit Einsatzstählen für Holzbearbeitung angeführt. Dieses von H. Ernsberger in North Creek, Ohio, verbesserte Fräsewerkzeug besteht aus einem Scheibenkörper mit sechs ausgefrästen cylindrischen Randlöchern, in welche die aus Stahlröhren abgestochenen Messer mittels zweier Klötzchen gehalten werden, die durch eine Spannschraube an die Lochwand gepresst werden. Textabbildung Bd. 296, S. 209 Fig. 26.Ernsberger's Fräsewerkzeug. C. Raabe's Formfräse mit eingesetzten Stählen. Nach dem D. R. P. Nr. 64309 vom 1. September 1891 besteht diese, Carl Raabe in Berlin patentirte zusammengesetzte Formfräse (vgl. Zeitschrift für Instrumentenkunde, 1892 Bd. 12 Nr. 7 * S. 231) aus einer mittleren Scheibe a (Fig. 27 bis 30) mit angesetzten Nabenwarzen b, in die wechselseitig je drei durch Schräubchen d versicherte Stiftschrauben c eingesetzt sind. An diese mittlere Nabenscheibe a werden Deckelscheiben f durch Schraubenmuttern c angeschlossen, die wieder je drei rechts- bezieh. linksseitige Fräsemesser g einklemmen. Diese sechs Fräsemesser werden aus einer Stahlscheibe mit Formquerschnitt geschnitten, in Folge dessen die vorderen Schneidkanten h nach einem Zugkreis gerichtet sind, wodurch die Rückenkante des eigentlichen fertigen Formzahnes g in einem excentrischen Kreisbogen abfällt, wodurch die einzelnen vor dem in der Stirnfläche h enthaltenen und diesem folgenden radialen Formquerschnitte stetig zurücktreten. Hierauf werden von diesen Stücken je drei Fräsemesser an der linken und je drei an der rechten Flachseite (Fig. 31 und 32) zahnartig abgehobelt, so dass der eigentliche Formquerschnitt etwas über die Mittelebene vorstehend bleibt. Um nun diesen Fräsemessern (Fig. 32) noch eine seitliche Anstellung, einen besseren Flankenschnitt, die dem Reinecker'schen Schräghinterdrehen (D. R. P. Nr. 52042 vom 22. August 1889) entsprechend wäre, zu geben, werden dieselben nicht parallel zur Drehungsebene, sondern dem seitlichen Anstellungswinkel angemessen etwas schräg hierzu eingesetzt. Textabbildung Bd. 296, S. 210 Raabe's Formfräse. Zu diesem Behufe werden auch die in die Seitenscheiben f entfallenden Zahnnuthen mit schräger Berührungsfläche ausgehobelt, sonst aber der Fräsezahn g darin passend und durch einen Seitenstift gesichert eingesetzt. Nach wiederholtem Zuschärfen der Fräsezähne g an deren Stirnfläche h wird in Folge dieser Schräglage zur Drehungsebene auch die Seitenflanke, d. i. die eigentliche seitliche Schneidkante, immer mehr zurücktreten und dadurch der Schnittquerschnitt schmäler werden. Um nun die Richtigkeit des Formquerschnittes in der Breitenrichtung zu sichern, werden die beiden Deckelscheiben f gegen die Mittelscheibe a etwas verdreht, was ein Ansteigen des Fräsemessers an den schrägen Berührungsflächen h der Mittelscheibe a bedingt, wodurch der Breitenabstand der Fräsemesser grösser werden muss. Ermöglicht wird diese Drehverstellung durch Schlitzlöcher in den Deckelscheiben f und durch eine entsprechend grössere Breite der schrägen Fläche K an der Mittelscheibe a. Um aber diese beiden Deckelscheiben gleichzeitig und gleichmässig zu drehen, werden dieselben durch die Schraube l fest und abhängig verkuppelt. Nur wenn die Rückencurve n, n des Zahnes einer logarithmischen Spirale gleicht (vgl. Pregél, D. p. J. 1892 286 * 7), so entspricht diese zusammengesetzte Messerfräse den gestellten Bedingungen eines Werkzeuges mit gleichbleibendem Schnittquerschnitt.