Handbuch der Fräserei: Kurzgefaßtes Lehr- und Nachschlagebuch für den allgemeinen Gebrauch

344 Pages·1923·16.786 MB·German

by  Emil Jurthe, Otto Mietzschke (auth.)

Handbuch der Fraserei
KurzgefaBtes Lehr- und Na chschlagebuch
fur den allgemeinen Gebrauch
Gemeinverstandlich bearbeitet
von
Emil .Jnrthe und Otto Mietzschke
Ingenieure
Sechste, (iul'chgesehene und vel'mehrte An flage
Mit 351 Abbildungen, 42 Tabellen und einem Anhang fiber
Konstruktion der gebrltuchlichsten Zahnformen an
Stirn-, Spiralzahn-, Schneck en- und Kegelrltdern
Berlin
Verlag von .J uEus Springer
1923
ISBN-13: 978-3-642-89406-0 e-ISBN-13: 978-3-642-91262-7
DOl: 10.1007/978-3-642-91262-7
AIle Rechte, insbesondere das der
DbersetzWlg in fremde Sprachen, vorbehalten.
Copyright by Julius Springer in Berlin.
Softoover reprint of the hardcover 6th edition 1923
Ans dem Vorwort znr dritten Anflage.
Mit vorliegendem Werk "Handbuch der Fraserei" iibergeben wir
der Offentlichkeit ein Hilfs- und Nachschlagebuch, dessen Zweck darin
bestehen solI, den Techniker, Meister und strebsamen Maschinenbauer
in das wichtige Gebiet der Fraserei einzufUhren.
Das Werk behandelt alles Wissenswerte, was zur griindlichen Kennt
nis der Herstellung, Erhaltung und Anwendung der Fraser und zur
Bedienung der dazu erforderlichen Maschinen und Vorrichtungen unbe
dingt notig ist. Die heute so vielseitige Anwendung des Frasers gebot
uns, auch kurz auf die gesamte Entwicklung von Fraser und Fras
maschinen einzugehen und zugleich darauf hinzuweisen, daB fUr die
weitere Entwicklung der Frastechnik die wirtschaftliche Frage aus
schlaggebend sein wird. Bei der Neubearbeitung der vorliegenden
3. Auflage hat deshalb die wirtschaftliche Seite in den Vordergrund
gestellt werden miissen. Die durch die allgemeine Einfiihrung des Schnell
stahles bedingten groBeren Betriebsmittel erfordern eine wesentlich
hohere Ausnutzung von Maschinen und Werkzeugen und zwingen
sehr oft neue Wege einzuschlagen.
Die Neuerungen sind bis auf die letzte Zeit beriicksichtigt, so daJl
die Abbildungen und Beschreibungen dem neuesten Stande dieses
Metallbearbeitungsgebietes entsprechen.
Besonderen Dank sind wir allen denen schuldig, die uns ihre Er
fahrungen in Frii.sereibetrieben des In- und Auslandes durch miindliche
und schriftliche Berichte bereitwillig zur Verfiigung stellten.
Ebenso wie bei der ersten und zweiten Auflage wurde uns wieder
um die weitgehendste Unterstiitzung seitens der ersten Firmen zu teil;
ihnen, sowie auch der Verlagsbuchhandlung, die fUr eine zeitgemaJle
Ausstattung'Sorge trug, sei an dieser Stelle ebenfalls gedankt.
Frankfurt a. Main, im November 1911.
Die Verfasser.
Vorwort zur fiinften Auflage.
Das Erscheinen der fiinften Auflage fallt in die Zeit der Ubergangs
wirtschaft zum Frieden und es ist deshalb notwendig auch auf dem
wichtigeu Gebiete der Fraserei eine erschopfende Dbersicht des Vor
handenen und alles dessen zu geben, was zum Aufbau der Friedens
wirtschaft dienlich sein konnte.
Die Kriegswirtschaft hat die Vorteile der Massen- und Reihen
fertigung allgemein erkennen lassen und die daraus gezogenen Lehren
solI ten auch fernerhin weitgehendste Anwendung finden. Sie werden in
Verbindung mit den allerorten aufgegriffenen Normenbestrebungen auf
die Fertigung un serer Werkstatten grossen EinfluB haben und in hoheren
Leistungen alsbald erkennbar werden. Die noch immer anhaltende
Knappheit wichtiger Rohstoffe drangt dazu, Mittel und Wege zu finden,
durch Sparen und EinfUhren von Ersatzstoffen den gestellten Aufgaben
gerecht zu werden.
Bei der Neubearbeitung des Buches wurde zu diesen wichtigen
Fragen iiberall Stellung genommen und so lieB sich, obwohl manches
gekiirzt und Unwesentliches weggelassen wurde, eine Vermehrung des
Stoffes urn so weniger umgehen, als auch wieder eine Anzahl Neukon
struktionen aufgenommen werden muBte.
Frankfurt a. Main, im Juli 1919.
Die Verfasser.
Vorwort zur sechsten Auflage.
Seit Erscheinen der letzten Auflage sind auf den groBen Gebieten
der Frastechnik und des Frasmaschinenbaues wertvoHe Fortschritte
gemacht worden. Die Richtung, die der amerikanische ]'rasmaschinen
bau fiir die Zwecke: gr6Bte Massenfertigung, eingeschlagen hat, ist
noch weiter von der des deutschen Frasmaschinenbaues: Herstellung
von Maschinen ffir beschrankte Massenfertigung, abgewichen. Dies
driickt sich vor aHem sehr deutlich in dem Bau der Frasmaschinen
£iir ununterbrochenes Frasen aus. Der amerikanische FraEmaschinen
bau fertigt hierfiir Frasmaschinen fUr derartig hohe Leistungen an,
wie sie £iir uns nicht in Frage kommen k6nnen. Unsere heutigen
Fertigungsweisen gestatten uns nicht die gleirhen Wege zu gehen.
Besondere Bedeutung hat in letzter Zeit die mit dem Fraser
verwandte Raumnadel erlangt, die als vielschneidiges Wer kzcug des
halb nicht iibergangen werden konnte. Die dazugehorige Raumnadel
ziehmaschinc muBte in der Neuauflage Aufnahme findcn. Es ist zu
erwarten, daB dieses wertvolle Erganzungswerkzeug deB Frasers Behr
rasch Eingang finden wird.
Frankfurt a. Main, im Oktober 1922.
Die Verfasser.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
I. Das Frasewerkzeug. 1
1. Das Frasewerkzeug und seine Arbeitsweisen ...... . 1
a. Der mehrschneidige Fraser im Vergleich zu den einschneidigen Dreh·
und Hobelstahlen ..................... . 1
b. Die Fraser fiir hohe Schnittgeschwindigkeiten (Schnellstahlfraser) 9
2. Die Ein teil ung der Fraser II
a. Die Entwicklung der Fraser 11
b. Die Fraserarten . . . . . . 17
c. Die Einspannarten der Fraser 26
3. Die Konstruktion der Fraser und ihre Schnitt· und Schalt-
gesch windigkei ten ....... . 33
a. Die Form und Teilung der Schneidzahne . . . . . 33
b. Die s-piralgewundenen Schneidzahne . . . . . . . . 39
c. Die Schnitt- und Schaltgeschwindigkeiten der Fraser 43
4. Die mechanische Bearbeitung der Fraser .... 53
a. AUgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
b. Die Bearbeitung der Fraser auf den Werkzeugmaschinen 54
c. Das Hinterdrehen der Fraser . . . . . . . . . . . . 58
Die Universal-Hinterdrehbank von J. E. Reinecker 60
d. Hinterschleifen der Fraser . . . . . . . . . . . . . 68
Die Universal-Hinterdrehbank von Schaerer & Co. 68
5. Die Feuerbehandlung der Fraser ......... . 70
a. Das Erwiirmen des Stahles zum Schmieden 'und Gllihen 70
b. DaB Hiirten der Friiser. . . . . . . . . . . . . . . . 72
6. Das Schleifen und Sahiirfen der Friiser ...... . 88
a. Die Wirkungsweise und Leistungsfiihi/Zkeit der Schleifarbeit 88
Grundsatze, betr. den Betrieb von SchmirgeIscheiben vom Jahre
1897; Allderungen It. ErIaB vom 8. Oktober 1909 . '. . . . . 93
b. Das Rundschleifen der Fraser und die dazu erforderlichen Schleif-
maschinen ........................ . 94
Die Universalrundschleifmaschine der Naxos-Union . . . . . . 97
c. Das Scharfen der Fraser und die dazu erforderlichen Fraserscharf-
maschinen .................... . 103
1. Die Fraserscharfmaschinen von J. E. Reinecker. 109
2. Die Fraserscharfmaschinen der Naxos-Union 114
3. Die Metallkreissage-Scharfmaschine der Naxos-Union 121
II. Die Friismaschinen . 123
7. Die Entwicklung der Frastechnik ..... 123
Die Raumnadelziehmaschine von Forst 139
8. Richtlinien fiir den Bau der Frasmaschinen . 14~
a. Der EinfluB der Kriegserfahrungen. . . . . . . 142
b. Die wichtigsten Konstruktionsteile der Frasmaschinen . 145
VI Inha.ltsvet,zeiohni:,;.
Selt"
9. Die Aufspannvorrichtungen fiir Frasmaschincn 148
Die Maschinenschtaubstocke ..... . 148
ll,.
b. Die Aufspannvorrichtungen . . . . . . . 151
10. Die Prasmaschinen fur allgemeine und hCllondere Arbeiten
in der Metallbearbeitung . . . . . . . 159
a. Die Einteilung der Frasmaschinen. . . . 159
h. Die Beschteibungen der Frasmaschillen 161
1. Die Wagetechtfrasmaschinen 161
Die Universalftasmaschine mit Vorschubraderkasten von L.
Lowe & Co. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Die Universalfrasmaschine mit selbsttii.tigem Teil-und SchaH.-
apparat von L. Lowe & Co. . . . . . . . . . 163
Die Universalfrasmaschine der Wanderer-Werke . . . . . 165
Die schwete Universalfrasmaschine von Reinecker 168
Die Wagerecht-Hochkraft-Frasmaschine von Biernatzki
& Co. . .... _ . . . . . . . . . . . . . . 172
Die einfache Wagerechtfrasmaschine von S c h ii t t e 180
Die Langfrasmaschine von Droop & Rein . . . . 180
Die Wagerecht- und Senkrechtfrii.smaschine von Reinecker 181
Die einfache Wagerechtfrii.smaschine von Zimmermann 182
Die Doppelfrasmaschine von Reinecker . 183
2. Die Senkrech tfrasmaschinen. . . . . . . . . 183
Die Senkrechtfrasmaschine von Reinecker . . . 183
Die groBe Senkrechtfrasmaschine von Reinecker 187
Die Senkrecht-Hochkraftfrasmaschine von Biernatzki & Co. 189
Die Senkrechtfrasmaschinen von Droop & Rein . 189
Die Senkrechtfrasmaschine von S c h ii t t e 194
Die Parallelfrasmaschine von Reinecker . . . . . 194
3. Die Sonderfrii.smaschinen . . . . . . . . . . . 194
Die doppelte Keillochfrasmaschine von Droop & Rein 194
Die Spiralbohrerfrasmaschine von Biernatzki & Co. 197
11. Die Berechnungen fiir Teil- und Spiralarbeiten . . . . 198
a. Die Teilvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
b. Das Teilen und die Teilscheiben ............ 204
c. Die Herstellung spiralgewundener Nuten, Zahne und Riefen 218
d. Das Schtagstellen der Supporte . . . . . . . . . . . . . 240
12. Das Kopieren und die dazu erforderlichen Kurvenfrii.s maschinen
und -vorrich tungen ...... 242
a. Die Kurvenarten ................. 242
b. Die Kopier- und Kurvenfrasmaschinen. . . . . . . . 245
Die doppelte Kopierfrii.smaschine von L. L (j w e & Co. 245
Die Fassonfriismaschine von Nube . . . 247
Die Kurvenfrasmaschine von Reinecker 248
Die Kurvenfrasmaschinen von Nube 248
c. Die Kurvenfrasvorrichtungen 251
1. Die Lii.ngskurveri . 251
2. Die Stirnkurven 253
3. Die Mantelkurven 255
13. Das Frasen der Schraubengewinde 257
a. Aligemeines . . . . . . . . . . . 257
b. Die Gewindefrii.smaschinen . . . . 260
Die Universalgewindefrasmaschine der Wanderer-Werke 261
Die Gewindefrasmasohinen von Schilling und Kramer 262
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
14. Das Frasen der Zahngetriebe ............ . 265
a. Die Erzeugung richtiger Zahnformen ........ . 265
b. Das Frii.sen der Zahnrader auf der Universalfrasmaschine 279
c. Die Zahnraderfrii.smaschinen .. . . . . . . . . . . . 283
Die selbsttii.tige Stirnraderfrasmaschine von Rei n e c k e r . 283
Die selbsttatige Raderfrasmaschine von Biernatzki. . . 285
Die Stirnraderfrasmaschine nach dem Walzverfahren von Rei n e c ke r 288
Die Schneckenraderfrasmaschine von Reinecker 289
Die selbsttatige Raderfrasmaschine von Pfauter ...... . 294
Die Zahnstangenfrii.smaschine von Reinecker ....... . 300
Die Kegelmdvorfrasmaschine nach dem Walzverfahren von Rein-
ecker ........................ . 302
III. Anhang . . . . . . . . . 302
15. Die Zahnrii.der 302
a. AlIgemeines . . . . . . . 302
b. Die Bestimmung der Abmessungen 304
1. Die Stirnrader • . . . . . . 304
2. Die Spiralzahn- und Schraubenrader 307
3. Die Schneckengetriebe ...... . 312
4. Die Kegelrii.der . . . . . . . . . . 316
c. Die Vor- und Nachteile der gebrauchlichen Verzahnungsarten 320
d. Die Aufzeichnung der normalen Evolventenverzahnung 325
e. Die Diametral-pitsch-Teilung 328
Sachregister ......... . 332
Tabellenverzeichnis.
Seite
1. Bearbeitungstabelle . . . . . . 7
2. Tabelle der Schnellstahl-Analysen 10
3. Tabelle fur Fraserringe . . . . . 26
4. Tabellen der Morsekegel 31
5. Tabellen der metrischen Kegel 32
6. Tabelle der Langskeile fUr Fraser und der Fraserbohrungen 32
7. Tabelle der Mitnehmer fUr Fraser . . . . . . . . 33
8. Tabelle der Mitnehmer fUr ReibahIen und Senker 33
9. Tabelle der Zahnteilungen fUr gerrefte Ji'raser 36
10. Tabelle fUr die Ziihnezahl geriefter Fraser . . . . 37
n.
Tabelle fUr hinterdrehte, geradlinige Fraser 38
12. Tabelle fUr die Zahnezahl der Schnellstahlfraser (Cincinnatti-Comp.) 39
13. Tabelle der Spirallangen bei gegebenen Winkeln •.......• , 40
14. Gradtabellen fiir Zahnwinkel bei gegebenen Spirallangen . . . .. 41
15. Tabelle fUr Schnitt- und Schaltgeschwindigkeiten . . . . . . . .. 47
16. Tabelle fUr Versuche bei wechselnder Geschwmdigkeit und gleichbleiben-
dem Vorschub. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48
17. Tabelle fiir Versuche bei gleichbleibender Geschwindigkeit und wechseln-
dem Vorschub. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
18. Schnittgeschwindigkeitstabelle fiir Werkzeugstahlfraser . 50
19. Schnittge,chwindigkeitstabelle fiir Schnellstahlfraser . 51
20. Bearbeitungstabelle . . . . . . . . 52
21. Tabelle der Gliihfarben . . . . . . 74
22. Tabelle der Schmelzpunkte der &lze 84
23. Tabelle der Anlal3farben . . . . . . 88
24. Tabelle fUr Umlaufszahlen der !::ichleifriider . 95
25. Tabelle der EinstellmaBe 106
26. Teiltabelle fUr e = 40 209
27. Teiltabelle fUr e = 60 210
28. Sinus- und Kosinustabelle 225
29. Tangens- und Kotangenstabelle 228
30. Formeltabelle fur die Spiralarbeiten 234
31. Gradtabelle fUr die Supportstellungen 236
32. Gradtabelle fUr die Schragstellung beirn ~'rasen der Schneckenrader
nach Zoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
33. Gradtabelle fiir die Schragstellung beirn Ji'rasen der !::ichneckenrader nach
Millimeter ........................... 238
34. Gradtabelle fUr die Schragstellung beim .Frasen der Schneckenrader nach
Modulteilung .......................... 240
35. Wechselraclertabelle fUr Modulsteigung bei 1/2 Zoll eng!. Leitspindel-
steigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
36. Malltabelle fiir korrigierte Zahnformen. . . . . . . 323
37. Grants-Tabelle fUr normale Evolventenverzahnung . 327
38. Tabelle fUr den achtteiligen Zahnradfrasersatz . . 328
39. Tabelle fiir den fiinfzehnteiligen Zahnradfrasersatz 328
40. Tabelle fiir Diametral-pitch 331
41. Tabelle fiir circular pitch 331
42. Tabelle fiir ModuIteilung . . 331
I. Das Frasewerkzeug.
1. Das Frasewel'kzeng und seine Arbeitsweisen.
a. Der mehrschneidige Fraser im Vergleich zu den einschneidigen
Dreh- und Hobelstahlen.
Das Frasewerkzeug, kurz der Fraser genannt, hat nach und nach
so durchgreilende Verbesserungen erfahren, seine Widerstandsfahigkeit
ist so vervollkommnet, seine Anwendung ist, dank der vortrefflich kon
struierten Maschinen, eine so vielseitige geworden, daB es keinen Zweig
der Metallbearbeitung gibt, auf dem er sich nicht mit Erfolg verwenden
lieBe. Es ist daher unbedingtes Erfordernis eines jeden Technikers,
Meisters und Maschinenbauers, sich mit der Herstellung, Anwendung
und Erhaltung der Fraser durchaus vertraut zu machen.
Als kreisendes Werkzeug mit vielen Schneidzahnen hat der Fraser
eine ganz bedeutende Uberlegenheit gegeniiber den einschneidigen Dreh
und Hobelstahlen. Dieselben sind am Ende ihrer Leistungen, wenn sich
die arbeitenden Schneidspitzen so weit erwarmt haben, daB sie ausgliihen,
d. h. weich werden. Selbst der leere Riicklauf bei den Hobelmaschinen
hebt nicht ganz die Erwarmung des Hobelstahles auf. Er wird nach und
nach immer warmer und durch die zunehmende Abnutzung bald stumpf.
Nicht so der Fraser, dessen viele Schneidzahne nicht unausgesetzt zu
arbeiten haben, sondern sich in die Arbeit teilen. Bei ihm kiihlen sich
die Schneidzahne geniigend abo Sie sind nur einen verhaltnismaBig
kleinen Teil einer Umdrehung der Arbeitswarme ausgesetzt, die durch
das Abtrennen der Spane erzeugt wird. Es ergibt sich daraus von selbst,
daB den Frasern hohere Schnittgeschwindigkeiten zugemutet werden
konnen als den Dreh- und Hobelstahlen.
Durch die eigentiimliche Art der Spanabhebung ergeben sich beim
Fraser besonders giinstige Eigenschaften. Der arbeitende Fraserzahn
greilt stets auf reinem Material an und hebt die harte GuB-oder Schmiede
kruste, ohne daB sie beriihrt wird, mit seinem Span abo Die Dreh- und
Hobelstahle schleilen sich dagegen an den Krusten stumpf. Der Fraser
zahn beginnt ferner seine Arbeit mit einer Leistung, die gleich Null ist.
Jurthe ·Yietz8chke. Fritserei. 6. AntI. 1
2 DaB FraBewerkzeug.
Abb. 1 zeigt seinen Span, der in der Fortsetzung allmahlich starker
wird und einem kreisbogenformig auslaufenden Dreieck abc gleichtl).
Hervorgerufen wird diese Eigentumlichkeit durch die Schaltrichtung
des zu bearbeitenden Werkstuckes zum Fraser,
welche stets der Umdrehungsrichtung des
Frasers entgegen erfolgt. Eine Schaltungs
richtung gleichlaufend mit der Umdrehungs
richtung des Frasers ist falsch, da der Fraser
zahn an der harten GuJ3- oder Schmiedekruste
ungreift, mit seiner groJ3ten I.Jeistung beginnt
und dadurch sich in das Werkstuck formlich
einhakt.
a
Der Fraser verrichtet seine Arbeit auch
Abb. 1. Das Abheben der
wesentlich anders als die einschneidigen Dreh
Spane.
und Hobelstahle. So vollzieht sich das Hobeln
einer Platte, Abb. 2, durch aufeinanderfolgende Gange, mit der fUr das
Hobeln ublichen Schnittgeschwindigkeit (70-100 mm in der Sekunde
fur Werkzeugstahl, 150-250 mm fUr Schnellstahl). Dabei gleitet die
Platte a unter d~m Hobelstahle b durch und dessen Schneide arbeitet
2~f
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I
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Abb. 2. DaB Robeln einer Platte. Abb. 3. Das Frasen einer Platte.
das ihr entgegengefUhrte Material weg. Nach jedem Durchgange wird
der Hobelstahl- senkrecht zu der Arbeitsbewegung i-k - in Richtung
i-h weitergeschoben (geschaltet), um bei dem nachsten Durchgang
neues Material wegschneiden zu konnen. Diesen Vorgang, dem Werk
zeug immer neues Material zuzuteilen, nennt man Schalten, und den
dadurch zuruckgelegten Weg h--i Schaltweg. Der Fraser dagegen greift
diese Platte zwecks Bearbeitung in ihrer ganzen Breite an (Abb. 3). Die
Arbeitsbewegung wird hierbei yom Fraser ausgefUhrt, dem ununter
broehen durch Schalten in der Richtung e-f neues Material zuge
fUhrt wird.
Durch das Frasen werden viele Arbeiten erheblich vereinfacht, weil
sich das Profil eines Werkstuckes auf den Fraser ubertragen laJ3t. So
1) Sog. kommaahnliche Spane. Vgl. Fischer, Werkzeugmaschinen. Berlin
1901. Bd. I. S. 11.