Fräsen mit Teilapparaten

Gesperrt
Benutzeravatar
Allemool
Moderator
Moderator
Beiträge: 1396
Registriert: Fr 5. Nov 2010, 21:08
Wohnort: 66450
Germany

Fräsen mit Teilapparaten

Beitrag von Allemool » Mo 27. Dez 2010, 14:32

Teilapparate dienen zum spannen und herstellen von Werkstücken die am Umfang verteilt kreisförmige Ausfräsungen, Bohrungen, Sechskante, Nuten usw. haben sollen. Die Werkstücke werden dazu in einem 3 Backenfutter, direkt auf der Aufspannplatte oder zwischen den Spitzen gespannt.

Direktes Teilen
Beim direkten Teilen genügt ein Teilapparat der nur eine Teilkopfspindel mit aufgesetzten Teilscheiben (Lochscheiben, Rasterscheiben) besitzt. Bei einem Universalteilapparat wird die Schnecke zum direkten Teilen ausgekoppelt. Die Teilscheiben, die mit einem Teilstift festgehalten werden haben unterschiedliche Loch- bzw. Kerbenraster (16, 24, 36,42,60). Beim direkten Teilen muss die Teilzahl ganzzahlig in der Lochzahl der Teilscheibe enthalten sein.

Indirektes Teilen
Beim indirekten Teilen wird die Spindel des Teilkopfes von der Teilkurbel über das Schneckengetriebe angetrieben. Das Übersetzungsverhältnis des Schnekcenradgetriebes ist 1:40 oder 1:60. Das heißt 40 Umdrehungen der Teilkurbel bewirken 1 Umdrehung der Spindel. Die n Zahl der Kurbelumdrehungen errechnet sich somit

nKurbel= i/T bei Winkelteilungen nKurbel =i*Alpha/360°

Für eine 10-er Teilung ergeben sich also 4 ganze Umdrehungen. Bei 32 Teilungen sind 32/40=1 8/32 = 1 ¼ Umdrehungen notwendig. Für die ¼ Umdrehung setzt man eine Lochscheibe ein, die einen Lochkreis hat dessen Lochzahl durch 4 Teilbar ist (z.B. 16). Die radial verschiebbare Teilkurbel wird auf diesen Lochkreis eingestellt und dann eine ganze Umdrehung und 4 Lochabstände weitergedreht. Damit sich die Lochscheibe nicht mit dreht wird diese mit einem Feststellstift gesichert.
Die auswechselbaren Lochscheiben haben 6 oder 8 konzentrische Lochkreise mit unterschiedlichen Lochzahlen (z.B. Lochscheibe 1 15, 16, 17, 18, 19,20, Lochschiebe 2 21, 23, 27, 29, 31, 33, Lochscheibe 37, 39, 41, 41, 43, 49). Die Abstände der Bohrungen innerhalb der Lochkreise sind gleich. Mit der Teilschere erspart man sich das Abzählen der Lochabstände. Zwischen den Scherenarmen muss sich immer ein Loch mehr befinden als Lochabstände berechnet wurden.
Hier eine weitere Erklärung zurm direkten und indirekten Teilen.

Differentialteilen (Ausgleichsteilen)
Das Differentialteilen wird dann verwendet, wenn ein indirektes Teilen aufgrund fehlender Lochkreise der Lochscheibe nicht möglich ist.
Man wählt zunächst eine Hilfsteilzahl T1, die in der Nähe der gewünschten Teilzahl T liegt und indirekt geteilt werden kann.
nKurbel = i/T1
Die Hilfsteilzahl kann größer oder kleiner als die verwendete Teilzahl sein. Dabei entstehende Differenz gleicht man durch ein gleichlaufendes oder gegenläufiges Drehen der Lochscheibe aus, wobei der Feststellstift gelöst sein muss. Diese Ausgleichsbewegung erfolgt von der Teilkopfspindel über die Wechselräder und den Lochscheibenantrieb. Dazu müssen die Wechselräder berechnet werden.
Z treibend/ Z getrieben = i/T1 * (T1-T)
Ist die gewählte Teilzahl T1 > T muss die Teilscheibe mit der Teilkurbel gleichlaufen, damit der Teilschritt nicht zu klein wird.
Ist die gewählte Teilzahl T1< T, muss die Teilscheibe mit der Teilkurbel entgegen laufen damit der Teilschritt nicht zu groß wird.

Gruß

Stieven
Drehbank: VDF Böhringer RO10
Fräsmaschine: Aborga EM 825
3D Drucker: Anycubic Mega, Ender 3D Pro

Benutzeravatar
TeraVolt
Beiträge: 619
Registriert: So 14. Nov 2010, 21:34

Re: Fräsen mit Teilapparaten

Beitrag von TeraVolt » Mo 27. Dez 2010, 17:19

Hallo Ihr Teiler,
Als Ergänzung zum Beitrag von Allemool hab ich auch mal was verfasst:

Teilarbeiten mit Teilkopf oder Rundtisch sind in der Industrie dank CNC am aussterben. Aber in den Hobbykellern und -räumen liegen jetzt wahrscheinlich mehr Teilapparate und Rundtische als früher Industriell genutzt wurden.

Teilarbeiten kommen öfter vor als man denkt, und es müssen ja nicht gleich Zahnräder sein, schon ein Sechskantansatz an einem Rundstahl ist ohne Teilapparat schwierig zu Fertigen, mit Teilapparat dagegen geradezu ein Kinderspiel und das auch noch mit hoher Präzision.

Was ist nun ein Teilkopf und was ein Rundtisch?

Der Teilkopf (z.B. von Vertex http://www.vertex-tw.com.tw/).
vertex-teilapparat.jpg
vertex-teilapparat.jpg (100.38 KiB) 81103 mal betrachtet
Baut üblicherweise recht hoch, bei relativ kleinem Nutzdurchmesser. Wird meistens mit einem Futter ausgerüstet und normalerweise mit einem dreiteiligem Satz Lochscheiben ausgeliefert, die wie die Scheiben von einem Fleischwolf aussehen. Auch ein Reitstock gehört normalerweise zum Lieferumfang. Winkelteilungen sind nicht die Stärke eines Teilkopfes, wenn überhaupt ist nur eine einfache, recht kleine Winkelskala eingraviert. Wird hauptsächlich dazu verwendet gleichmäßige Teilungen aller Art in rundes Material einzubringen (Vielkante, Zahnräder usw.)

Daneben der Rundtisch (z.B. von Vertex http://www.vertex-tw.com.tw/).
vertex-rundtisch.jpg
vertex-rundtisch.jpg (59.99 KiB) 81103 mal betrachtet
Baut sehr flach und wird im Durchmesser sehr groß gewählt. Lochscheiben und Reitstock sind normalerweise Sonderzubehör, denn die Stärke des Rundtisches ist die genaue Teilung nach Winkelgrade. Diese Winkelskala ist oft mit Nonius versehen und es lässt sich auf Winkelminuten genau arbeiten. Teilarbeiten mit gleichmäßiger Teilungen ist nicht die Stärke des Rundtisches. Er wird üblicherweise dazu verwendet, um an unregelmäßigen Werkstücken Schrägen, Abrundungen, schräge Lochreihen usw. anzubringen.

Gut, jetzt zum eigentlichen Teilen das ja eigentlich beide Geräte beherrschen, wenn mit Lochscheiben ausgerüstet.
Hier gibt es schon wieder verschiedene Begriffe:

1. Direktes Teilen.
Diese Einrichtung hat nur der Teilkopf. Er hat er außer dem Lochscheibensatz noch eine spezielle Teilscheibe fest eingebaut. Diese trägt meistens 24 Löcher (im obigen Bild vom Teilkopf gut sichtbar). Warum nun genau 24? Ganz einfach, durch 24 lassen sich 2 - 3 - 4 - 6 - 8 - 12 und 24 ohne Rest teilen. Und das sind Teilungen, die oft benötigt werden. Um die Direktteileinrichtung zu benutzen wird die Schneckenübersetzung außer Eingriff gebracht (Betriebsanleitung beachten). Dadurch kann jetzt die Spindel mit montiertem Futter leicht von Hand gedreht werden. Jetzt wird einfach das Futter von Hand gedreht bis der Sperrstift in das passende Loch der 24er Teilung eingeklinkt ist und fertig quick 'n dirty.

2. Indirektes Teilen
Braucht man dann, wenn die 24er Direktteilung nicht passt.
Beim indirekten Teilen wird die Teilkopfspindel über eine Schnecke und ein Schneckenrad angetrieben. Das Übersetzungsverhältnis ist bei Teilapparaten meistens 40:1 d.h. 40 Umdrehungen der Kurbel ergeben eine Umdrehung der Teilkopfspindel. Bei Rundtischen ist das Übersetzungsverhältnis größer, meistens 90:1.
Durch die mitgelieferten Teilscheiben sind alle Teilungen zwischen 1 und 50 möglich. Über 50 sind noch viele Teilungen möglich, außer den Primzahlen. Ein Zahnrad mit 73 Zähnen ist also nicht mehr herstellbar. Dafür gibt es dann das:

3. Ausgleichsteilen oder Differentialteilen
Seeeeeeeeeehr kompliziert, denn über ein Getriebe mit Wechselrädern wird von der Teilkopfspindel auch die Teilscheibe angetrieben (beliebtes Thema bei den Gesellenprüfungen anno Tobak). Wird kaum mehr angewendet, darum hier auch nicht besprochen. Allerdings lassen sich mit Differentialteilen alle Teilungen also auch alle Primzahlen herstellen. Aber wie gesagt - das ist eher Geschichte CNC macht das ohne groß nachdenken zu müssen.

Hier jetzt zum Indirekten Teilen, der wohl hauptsächlichen Teilungsanwendung.

Die Grundformel ist ultraeinfach:
Übersetzungsverhältnis dividiert durch gewünschte Teilung [n] ist gleich Kurbelumdrehungen [nK]
i / n = nK

1. Beispiel: Ein 5-Eck d.h. Teilung n=5 was mit direkt Teilen nicht möglich ist.
a) Teilapparat mit Übersetzung 40:1
40[Übersetzungsverhältnis] / 5[Teilung] = 8 Umdrehungen der Kurbel

b) Rundtisch mit Übersetzung 90:1
90[Übersetzungsverhältnis] / 5[Teilung] = 18 Umdrehungen der Kurbel

Was sagte ich? Das war noch einfach oder? Darum machen wir es uns jetzt auch schwer.

Ich erkläre das folgende jetzt mal anhand des Teilapparates mit Übersetzung 40:1 geht aber mit jeder anderen Übersetzung genauso.

2. Beispiel: Wir wollen ein Zahnrad mit 33 Zähnen fräsen. Oha Primzahl! Aber unter 50 also geht es.

Dafür müsst Ihr jetzt das Bruchrechnen aus euerer Schulzeit vorkramen. auch wenn Ihr gedacht habt ...brauch ich im Leben niiiiieeemals mehr - falsch gedacht.

40 [Übersetzungsverhältnis] / 33 [Teilung] = äääääh das sind 1,212121(Periode) Umdrehungen der Kurbel. Aber diese Zahl nützt uns absolut nix Versucht mal 1,212121(Periode) zu kurbeln - no chance.

also dann mit Bruchrechnung weiter:
gleichung-01.png
gleichung-01.png (1.6 KiB) 81103 mal betrachtet
OK, was soll uns das helfen? Ganz einfach, wir wissen jetzt, dass wir eine ganze Kurbelumdrehung brauchen und 7/33 Kurbelumdrehungen. Und wie es der Zufall so will, gibt es bei den Lochscheiben eine Scheibe mit einem 33 Löcher-Lochkreis.

Dann ist es ja wieder einfach: Eine ganze Kurbelumdrehung und dann noch schnell 7 Löcher weitergezählt:
Teilung-FALSCH.png
Teilung-FALSCH.png (4.43 KiB) 81103 mal betrachtet
Und das ist dann.... FALSCH.
Das ist eine große Falle in die praktisch jeder tappt, der es nicht gelernt hat.

Es dürfen nämlich nicht die Löcher der Lochscheibe gezählt werden sondern die Lochzwischenräume! Richtig schaut das dann so aus:
Beginnend nicht mit 1 sondern mit Null
Teilung-RICHTIG.png
Teilung-RICHTIG.png (4.15 KiB) 81103 mal betrachtet
oder eben als Lochabstände. was leichter zu merken ist:
Lochabstaende.png
Lochabstaende.png (15 KiB) 81103 mal betrachtet
Jetzt wäre es natürlich umständlich und stark fehleranfällig, wenn man jedesmal die einzelnen Lochabstände abzählen müsste, drum haben angeblich clevere Ingenieure (ist aber bestimmt ein cleverer Mechaniker gewesen) die "Schere" erfunden. Damit nimmt man die errechnete Anzahl Lochabstände in die Schenkel und erspart sich fürderhin die Zählerei.
Schere-01.png
Schere-01.png (4.49 KiB) 81103 mal betrachtet
Wie geht jetzt die Teilarbeit vor sich?
Wichtig: Leider hat das Teilapparatgetriebe wie auch eine Trapezgewindespindel einen toten Gang. Deshalb bei versehentlichen zu weit gedrehter Kurbel nicht einfach auf das richtige Loch zurückdrehen, sondern soweit, bis sich das Futter sichtbar zurückdreht und dann wider bis zu richtigen Loch.
1. Bei 12 Uhr ist unser Loch Null - blau markiert.
Schere-01.png
Schere-01.png (4.49 KiB) 81103 mal betrachtet
2. Die Schere wird auf die errechneten 7 Lochabstände eingestellt
3. Der erste Zahn wird gefräst der Indexstift steckt im "blauen" Loch bis Fräsung fertig.
4. Die Kurbel wird jetzt um eine ganze Umdrehung weitergedreht bis wieder zum blauen Loch. Dann noch die 7/33 Löcher bis zum "grünen" Loch. Der Indexstift steckt jetzt im grünen Loch.
Schere-02.png
Schere-02.png (9.05 KiB) 81103 mal betrachtet
Jetzt WICHTIG: Die Schere sofort nachschlagen, sonst kommt man gerne ins schleudern ...hab ich jetzt schon nachgeschlagen oder nicht???
Desshalb nochmal: Schere immer sofort nachschlagen.
Das grüne Loch ändert seinen Status in blaues Loch.
Schere-03.png
Schere-03.png (4.86 KiB) 81103 mal betrachtet
5. der Zweite Zahn wird gefräst. Wenn fertig gefräst:
6. GOTO 4....

Also war doch auch nicht schwierig oder?



3. Beispiel: Wir wollen ein Zahnrad mit 26 Zähnen fräsen. Keine Primzahl - Prima - geht!
Jetzt schon geübt, setzen wir locker an:
gleichung-02.png
gleichung-02.png (1.67 KiB) 81103 mal betrachtet
Weise lächelnd wählen wir aus: 1 ganze Umdrehung und 14 Lochabstände auf dem 26er Lochkreis. Doch... das Lächeln gefriert... ein Schreck... es gibt keinen 26er Lochkreis... also nicht herstellbar...

Doch doch ist natürlich herstellbar. Und was kommt jetzt: richtig das Bruchrechnen, aus der 4. Klasse Volksschule, genauer: das allseits beliebte Kürzen von Brüchen:
gleichung-03.png
gleichung-03.png (2.28 KiB) 81103 mal betrachtet
Ein vooorsichtiger Blick auf die vorhandenen Lochscheiben.... aaaaaah einen 13er gibt es, also alles Klärchen. Eine Ganze Kurbelumdrehung und 7 Lochabstände auf dem 13er Lochkreis.

Der Rest ist ja nun schon Routine.

So und als Hausaufgabe werden bis Morgen folgende Teilungen durchgerechnet:
Vorgabe Teilkopf mit Übersetzung 40:1

15, 20, 67, 76, 100, 115

Schöne Grüße,
Harald
Es ist immer besser ein Werkzeug zu haben, das man nicht braucht, als ein Werkzeug zu brauchen, das man nicht hat.
http://www.eme-mechanik.de

Benutzeravatar
JollyRoger
Beiträge: 10768
Registriert: So 26. Dez 2010, 22:40
Austria

Re: Fräsen mit Teilapparaten

Beitrag von JollyRoger » Sa 22. Aug 2015, 20:36


Gesperrt