Titel: | Die geometrischen Verhältnisse des Fräsewerkzeuges. |
Autor: | Pregél |
Fundstelle: | Band 296, Jahrgang 1895, S. 254 |
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Die geometrischen Verhältnisse des
Fräsewerkzeuges.
Von Prof. Pregél in
Chemnitz.
Mit Abbildungen.
Die geometrischen Verhältnisse des Fräsewerkzeuges.
In Folgendem ist eine übersichtliche Darstellung der Bewegungszustände und der darauf
begründeten Grössenverhältnisse des Fräsewerkzeuges, sowie eine dem praktischen
Gebrauch dienende Zusammenstellung der Schnitt- und Schaltgeschwindigkeiten
desselben versucht worden. Das diesem wichtigen Werkzeuge entgegengebrachte
allgemeine Interesse der Fachkreise dürfte auch diese Arbeit rechtfertigen.
Der Arbeitsweg der Fräserschneiden.
Wird das Werkstück in gerader Richtung gegen den Umfang der kreisenden Fräse geführt,
so verläuft die Schnittwirkung nach einer Bahncurve, welche die Resultirende aus der
Schaltbewegung des Werkstückes und der Kreisbewegung der Fräse ist. Wenn die
Schaltbewegung verschwindet, so ist die Schnittwirkung Null; wenn aber die
Hauptbewegung der Fräse verschwindet, wenn die vorher kreisende Fräse stillsteht, so
wird die Schaltbewegung zur Hauptbewegung, sofern überhaupt eine hobelartige Wirkung
möglich ist. Da aber gewöhnlich die Schaltung vom Hauptbetrieb der Spindel
abgeleitet ist, so folgt beim Stillstand der Spindel auch der Stillstand des
Tisches.
Soll aber überhaupt eine Schnittwirkung durch Fräsen möglich werden, so muss die
Schnittgeschwindigkeit bedeutend grosser als die Schaltgeschwindigkeit werden. Die
Bahnen der einzelnen Fräserschneiden sind Rollcurven eines erzeugenden Kreises,
dessen Halbmesser r um so kleiner im Verhältniss zum
Schnittkreis R wird, je kleiner das Verhältniss der
geradlinigen Schaltgeschwindigkeit u zur tangentialen
Schnittgeschwindigkeit v der Fräse wird.
Da
\frac{2\,\pi\,.\,r\,.\,n}{2\,\pi\,.\,R\,.\,n}=\frac{u}{v}
ist, so folgt
\frac{r}{R}=\frac{u}{v}
und daher
r=\frac{u}{v}\,R
als Halbmesser des Rollkreises.
Ist aber der Rollkreis r kleiner als der Schnittkreis
R, so entstehen als Rollcurven die verlängerten
Radlinien oder Orthocykloiden.
Ebenso wird beim Rundfräsen eines äusseren Cylinders mit zur Fräsespindel paralleler
Drehungsachse als Bahncurve irgend eine verlängerte Aufradlinie (Epicykloide) und
beim Rundfräsen eines Hohlcylinders eine verlängerte Jeradlinie (Hypocykloide)
entstehen. Das Wesen dieser Rollcurven in Anwendung auf die Fräsen hat in
eingehender Weise Prof. Hartmann in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1893 Bd.
37 Nr. 4 * S. 95 bezieh. Nr. 20 * S. 587, Nr. 21 * S. 603, behandelt.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 3.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 4.
In Folgendem wird eine Darstellung dieser für das Verständniss des Fräserprocesses
wichtigen Bewegungsvorgänge versucht. Ist M (Fig. 1) Mittelpunkt des Grundkreises G, auf welchem der Rollkreis K mit dem Mittelpunkte O sich abwälzt, und
ist ferner S der augenblickliche Berührungspunkt der
beiden Kreise, zugleich der Schnittpunkt der Mittelpunktslinie MO (Centrale oder Hauptstrahl) mit den Kreisen, ist
ferner P ein erzeugender Punkt im Rollkreis K, sowie D sein
Gegenpunkt, so lautet bekanntlich das Gesetz der Rollcurven:
1) Die Normale PC zu einem Curvenpunkt geht stets durch
den Berührungspunkt S.
2) Der Mittelpunkt C des Krümmungskreises pp liegt im Durchschnitt der Verbindungslinie DM (Gegenpunkt-Grundkreismittelpunkt) mit der Normalen.
Krümmungskreis einer Curve pp im Punkte P ist der Kreis, welcher diesen Punkt und die beiden
Nachbarpunkte gemein hat.
Der Abstand des Krümmungsmittelpunktes PC = ρ ist der
Krümmungshalbmesser des Ergänzungskreises pp. Für den
oberen Scheitelbogen aa (Fig.
2) der Rollinie kann dieses Verfahren keine unmittelbare Anwendung haben,
weil der Schnittpunkt der Normalen AS mit der
Verbindungslinie AM unbestimmt bleibt. Werden jedoch
die Krümmungsmittelpunkte C1 und C2
zweier oder mehrerer Nachbarpunkte A1 und A2 gesucht, so kann im Schnitt der
Verbindungscurve mit der Centralen OM der
Krümmungsmittelpunkt C ermittelt werden. In Fig. 3 ist links das bekannte Verfahren, durch
Abwälzung des Rollkreises K den Curvenpunkt d zu ermitteln, gezeigt, wobei S3d = S3S ist. Die Methode mit ruhendem Rollkreis ist rechts
gezeichnet. Diese letztere lautet:
Mit Sehne Sb aus a einen
Kreisbogen gezeichnet, mit ab als Zwischenstrecke den
Kreisbogen aus S geschnitten, so ist der Schnittpunkt
C ein Punkt der Aufradlinie.
Weil aber Sb = Sa ist, so
kann diese Methode auf alle gleichabständige Bogenpunkte 1,
2 u.s.w. Anwendung finden. Ist ferner Sa =
SS3 und Sb =
Sd, so liegen die Curvenpunkte C und d symmetrisch zur Centralen MO.
Der geometrische Ort sämmtlicher Krümmungsmittelpunkte einer Curve heisst Evolute.
Sf ist Evolute zur Aufradlinie Sg (Fig. 4).
Wird der Grundkreis unendlich, also zur Geraden, so entsteht die gemeine Radlinie Sc (Fig. 5). Liegt aber
für den Rollkreis SO = r
der erzeugende Punkt im grösseren Kreise OB, so folgt
eine verlängerte Radlinie Be. Ist d ein Punkt dieses Kreises, welcher dem Punkt b im Fahrstrahl Od
entspricht, und ist Bogen Sb gleich Strecke Sa, so wird der Curvenpunkt nach der Methode Fig. 3 gefunden, indem mit Sd aus a ein Kreisbogen gezeichnet wird,
welcher, durch Strecke ad aus S geschnitten, den Punkt d der verlängerten
Radlinie ergibt.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 5.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 6.
Textabbildung Bd. 296, S. 255
Fig. 7.
Weil nun bei den Fräsen im Gegensatz zu den Flankencurven der Radzähne gerade das
Scheitelstück der Radlinie von Bedeutung ist, der Krümmungshalbmesser erst nach
Aufzeichnung der ganzen Curve gefunden werden kann, so ist ein Verfahren, mit
welchem der Krümmungshalbmesser unmittelbar zu ermitteln ist, sehr vortheilhaft.
Sind ρ (Fig. 6) die
Nachbarnormalen zu einem Element Δ der Curve aa und ist ferner ε der
unendlich kleine zugehörige Centriwinkel, so ist A Δ =
ρε die Bogenlänge und der Schnittpunkt C der
Normalen zugleich der Krümmungsmittelpunkt für das Curvenelement Δ.
Dieser Krümmungsmittelpunkt C (Fig. 7) kann auch gefunden werden, wenn man die tangentialen
Geschwindigkeiten v und u
des Punktes A und eines Zwischenpunktes B kennt, dieselben als Normalen aufträgt und die
Verbindungslinie der Endpunkte bis zum Schnitt mit der Normalen AC verlängert.
Wälzt sich ein Kreis K (Fig. 8) auf dem
Grundkreis G ab und ist S
der augenblickliche Berührungspunkt beider Kreise, ist ferner u die tangentiale Geschwindigkeit der Wälzungsbewegung,
so kennt man ohne weiteres die tangentiale Geschwindigkeit v des Mittelpunktes O des Rollenkreises K.
Textabbildung Bd. 296, S. 256
Demnach gibt die Verbindungslinie vu im Schnitt mit der
Centralen OM den Krümmungsmittelpunkt M für die Bahn des Kreismittelpunktes O an, welche nur eine Kreislinie vom Halbmesser (R + r) sein kann. Der am schrägliegenden Fahrstrahl SA im Abstande ρ
abliegende Punkt A hat selbstverständlich in dieser
Lage eine grössere tangentiale Geschwindigkeit vα als der Kreismittelpunkt O.
Diese Geschwindigkeit vα bestimmt sich aus der Gleichheit der
Winkel ASvα und
OSv = δ oder aus der Aehnlichkeit der Dreiecke O1Sv1 und ASvα
, welche wieder durch die Gleichheit der
Winkelgeschwindigkeit Begründung findet, und da
Dreieck O1Sv1 ≌ OSv
daher
O1S = OS und v1
=v
ist, so folgt
\frac{v_a}{v}=\frac{\rho}{r}
wobei das Verhältniss
\frac{v}{u}=\frac{R+r}{R}
ist.
Wird daher auf den Schrägstrahl SA im Polpunkt S eine Normale gezogen und die tangentiale
Wälzgeschwindigkeit u darauf bezogen, so ist uα die
Componente dieser Geschwindigkeit.
Die Verbindungslinie vα
uα der
Endpunkte dieser Geschwindigkeitsstrecken schneidet der Schrägstrahl AS im Krümmungsmittelpunkte C für das Curvenstück A,
Wenn nun ω die Winkelgeschwindigkeit des
Hauptstrahles MS (Fig. 8) ist, so muss
nothwendigerweise die tangentiale Wälzgeschwindigkeit u = R
. ω sein.
Ebenso wird die Geschwindigkeit des Mittelpunktes O
v = (R +
r) ω
also
\frac{v}{u}=\frac{R+r}{R}
sein müssen.
In gleicher Weise wird aber
\frac{v_a}{u_a}=\frac{\rho_1+\rho}{\rho_1}
am Schrägstrahl SA, der gegen die
Richtung von u um den Winkel α abweicht, sein.
Nun ist
uα= u . cos (90 – α)
bezieh.
u
α
= u . sin α
und
vα = ρω
so dass das Verhältniss
\frac{\rho_1+\rho}{\rho_1}=\frac{\rho\,.\,\omega}{u\,.\,sin\,\alpha}
bezieh.
\left(1+\frac{\rho}{\rho_1}=\frac{\rho}{sin\,\alpha}\,.\,\frac{\omega}{u}\right)
oder
\left(\frac{1}{\rho}+\frac{1}{\rho_1}\left)\,sin\,\alpha=\frac{\omega}{u}
die Gleichung von Euler und Savary ist.
Für α = 90° und sin α = 1,
entsprechend ρ = r und ρ1
= R1 wird
\left(\frac{1}{r}+\frac{1}{R}\right)=\frac{w}{u}
eine Constante sein.
Wird nun über u als Durchmesser ein Kreis gezeichnet, so
liegt der Endpunkt uα im Kreis, weil der Winkel uuαS ein Rechter
über dem Durchmesser ist. Die Sehnen dieses Kreises aus S, welche normal zu den Schrägstrahlen liegen, sind Componenten der
tangentialen Wälzgeschwindigkeit u.
Wird in Fig. 9 aus C eine Normale zum Schrägstrahl CA gezeichnet, so bestimmt der Schnittpunkt D
dieser Normalen mit dem Hauptstrahl den Krümmungsmittelpunkt für den Scheitelpunkt
B, welcher ebenfalls in der Normalen AB liegt. Alsdann ist ub = u die
tangentiale Wälzgeschwindigkeit und vb die tangentiale Geschwindigkeit dieses
Punktes B, welcher Schnittpunkt der Normalen AB mit dem Hauptstrahl ist.
Das Verhältniss
\frac{v_b}{u}=\frac{\rho+\rho_0}{\rho_0}
also ebenfalls
\frac{\rho+\rho_0}{\rho_0}=\frac{\rho\,\omega}{u}
bezieh.
\right(\frac{1}{\rho_0}+\frac{1}{\rho}\right)=\frac{\omega}{u}
wird, wie vorher angegeben, eine Constante sein.
Daraus folgt, dass die Krümmungsverhältnisse der Bahnen, welche von den Punkten eines
beliebig geneigten Strahles des Systems K durchlaufen
werden, Projectionen der Krümmungsverhältnisse des Hauptstrahles sind.
Bei der Radlinie (Fig. 10) hat der Mittelpunkt
O des Rollkreises K
die Geschwindigkeit u auch gleich der
Wälzgeschwindigkeit. Der obere Scheitelpunkt A hat
jedoch die tangentiale Geschwindigkeit v, welche aus
dem Verhältniss
\frac{v}{u}=\frac{2\,r}{r}
gefunden wird.
Dagegen ist der Krümmungshalbmesser aus dem Verhältniss
\frac{C\,A}{C\,S}=\frac{v}{u}
zu ermitteln.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 10.
Es ist nämlich
CA = CS + SA und CA = CS + 2r
daher
\frac{C\,S+2\,r}{C\,S}=\frac{v}{u}
bezieh.
1+\frac{2\,r}{C\,S}=\frac{v}{u}=\frac{2\,r}{r}=2
\frac{2\,r}{C\,S}=\frac{v}{u}-1=2-1=1
und daher
2r = CS also CA = 4r
der Krümmungshalbmesser von A.
Ebenso sind ve
und vb die
tangentialen Geschwindigkeiten der ausserhalb des Rollkreises K liegenden Punkte E und
B, welche verlängerte Radlinien ergeben, wobei Ce und Cb die
entsprechenden Krümmungsmittelpunkte für die Scheitelstellen E und B sind.
Für den unter der geraden Bahn liegenden Punkt B wird
die Geschwindigkeit vb, rückläufig, und zwar ist
\frac{v_b}{u}=\frac{r}{S\,B} und für SB = r angenommen, wird Vb
= u werden.
Ist dies der Fall, so wird auch S\,C_b=B\,C_b=\frac{r}{2} der
Abstand des Krümmungsmittelpunktes, auch zugleich der Krümmungshalbmesser des
Scheitelstückes des unteren Zweiges bb der verlängerten
Radlinie sein.
Die Anwendung dieser Rollcurven auf die Bewegung der kreisenden Fräsescheibe folgt
aus der Betrachtung der Fig. 11 bis 15.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 11.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 12.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 13.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 14.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 15.
Textabbildung Bd. 296, S. 257
Fig. 16.
Wird der festgelagerten, mit der Umfangsgeschwindigkeit v rechts kreisenden Fräse O (Fig. 11) das Werkstück mit der rechts gerichteten
Schaltgeschwindigkeit u zugeführt, so wird im unteren
schneidenden Scheitelpunkte B eine relative
Geschwindigkeit (v – u) vorhanden sein, und während der
augenblickliche obere Scheitelpunkt A eine resultirende
Geschwindigkeit (v + u)
besitzt, wird dem Fräsermittelpunkt O eine der
Schaltgeschwindigkeit u entsprechende relative
Geschwindigkeit zukommen.
Der Schnittpunkt P der Verbindungslinie der
Geschwindigkeitsstrecken (v + u) und (v – u) in den Punkten A und B mit dem
Hauptstrahl A B ist ein Punkt mit der relativen
Geschwindigkeit Null. Wird mit OP = p der Rollkreis K gezeichnet und ist S der
Berührungspunkt der zur Schaltrichtung parallelen Grundlinie GG mit dem Rollkreise, so ist nach dem Vorhergehenden die
Wälzgeschwindigkeit c des Scheitelpunktes B aus dem Verhältniss
\frac{c}{u}=\frac{r+\rho}{\rho} bestimmbar.
Hiernach kann ohne weiteres aus dem Verhältniss
\frac{C\,B}{S\,B}=\frac{c}{c-u} der Werth für CB = x ermittelt werden, und da SB = (r + ρ)
ist, so folgt \frac{x}{(r+\rho)}=\frac{c}{c-u}.
Weil aber c = v + u ist, so
wird \frac{x}{r+\rho}=\frac{v+u}{v} sein.
Nun ist ferner \frac{v+u}{v-u}=\frac{r+\rho}{r-\rho} bezieh. nach
gehöriger Ausrechnung 2 (ur – vρ) = ρ
vρ = ur
\rho=\frac{u}{v}\,r
der Halbmesser des Rollkreises.
Wird dieser Werth für ρ in die Gleichung für
x=\frac{v+u}{v}\,(r+\rho)
eingeführt, so folgt nach durchgeführter Rechnung als
Krümmungshalbmesser
C\,B=x=r\,\left(1+\frac{u}{v}\right)^2
Für die Schaltgeschwindigkeit u =
o wird \frac{u}{v}=0 und x =
r.
In Fig. 12 ist
\frac{u}{v}=\frac{1}{9} und daher
x=r\,\left(1+\frac{1}{9}\right)^2-\frac{5}{4}\,r
Dahingegen wird für die Gleichheit der Schaltung und
Kreisgeschwindigkeit, also für u = v auch x = 4r werden.
Bei zunehmender Schaltungsgeschwindigkeit tritt die Fräsewirkung gegen die
Hobelwirkung zurück, z.B. bei \frac{u}{v}=2 wird x = r (1 + 2)2 = 9r, und wenn v = o, also
\frac{u}{v}=\frac{u}{o}=\infty wird, so wird auch x = ∞ die resultirende Bewegung zur geradlinigen
Tischbewegung GG werden.
Sowie in Fig. 11 und 12
die Schaltung der Schnittbewegung entgegengesetzt gerichtet ist, ebenso ist in Fig. 13 bis 15 die
Schaltung mit der Schnittbewegung gleichläufig. Für diese gleichläufige Schaltung
(Fig. 13) folgt:
\frac{C\,A}{S\,A}=\frac{v-u}{v}\mbox{ und
}C\,A=\frac{v-u}{v}\,.\,S\,A
Nun ist
S\,A=(r-\rho)\mbox{ und }C\,A=x=\frac{v-u}{v}\,(r-\rho)
Da aber
\rho=\frac{u}{v}\,r
ist, so folgt
x=\frac{v-u}{v}\,\left(1-\frac{u}{v}\right)\,r
x=\left(1-\frac{u}{v}\right)\left(1-\frac{u}{v}\right)\,r=\left(1-\frac{u}{v}\right)^2\,.\,r
also allgemein
x=\right(1\,\pm\,\frac{u}{v}\right)^2\,r
worin (+) für die gegenläufige und (–) für die gleichläufige
(incorrecte) Schaltung gilt.
Aus Fig. 14 ist bei einem angenommenen Verhältniss
\frac{u}{v}=\frac{3}{4} die hackende Fräserwirkung gut
ersichtlich, während in Fig. 15 bei einem Verhältniss
\frac{u}{v}=\frac{1}{9} der Krümmungsmittelpunkt C in die Nähe des Fräsermittels O fällt, so dass der Schnittbogen fast mit den Kreisbogen Ad zusammenfällt, was für die Schaltgeschwindigkeit u = o streng der Fall ist.
Die Theilung der Fräsezähne.
Die an der Bearbeitungsfläche zurückbleibenden Wellen, Kerben oder Fräsemarken sind
für die Beurtheilung der Arbeitswirkung stets maassgebend. Ihr Abstand λ (Fig. 13) ist durch
den Halbmesser ρ des Rollkreises und die Zähnezahl z des Fräsewerkzeuges bedingt.
Ist
2\,\pi\,.\,\rho\,.\,\frac{n}{60}=u secundliche
Schaltgeschwindigkeit
und
2\,\pi\,.\,r\,.\,\frac{n}{60}=v secundliche
Schnittgeschwindigkeit,
so ist
\frac{\rho}{r}=\frac{u}{v}
und
\rho=\frac{u}{v}\,.\,r der Halbmesser des
Rollkreises.
Die auf einen Fräsezahn entfallende Schaltungsgrösse folgt
\lambda=\frac{2\,\pi\,.\,\rho}{z}=\frac{2\,\pi\,.\,r}{z}\,.\,\frac{u}{v}
und da
\frac{2\,\pi\,.\,r}{z}=t
die Zahntheilung ist, so entsteht für die Spandicke oder den
linearen Abstand der Fräsewellen
\lambda=t\,.\,\frac{u}{v}
Ebenso folgt für die Höhe δ der Wellenköpfe, welche vom
Krümmungshalbmesser x des Rollcurvenscheitels und vom
Abstande λ abhängig ist, mittels analytischer
Rechnung
\delta=x-\sqrt{x^2-\frac{\lambda^2}{4}}
oder angenähert
\delta=x-\frac{1}{2}\,\left(2\,x-\frac{\lambda^2}{4\,x}\right)
bezieh.
\delta=\frac{1}{4}\,\frac{\lambda^2}{x}
als Scheitelhöhe.
Werden für λ2
und x die früher gefundenen Werthe
\lambda=t\,\frac{u}{v}\mbox{ und
}x=r\,\left(1\,\pm\,\frac{u}{v}\right)^2
eingesetzt, so folgt
\delta=\frac{1}{4}\,\frac{t^2}{r}\,.\,\frac{\left(\frac{u}{v}\right)^2}{\left(1\,\pm\,\frac{u}{v}\right)^2}
worin für gegenläufige Schaltung das +– und für gleichläufige
das –-Zeichen gilt.
Zum Beispiel wird für t = 10, z =12 und r = 19, sowie
\frac{u}{v}=\frac{1}{10}
\delta=\frac{1}{92}\mbox{ mm} für
gegenläufige
und
\delta=\frac{1}{62}\mbox{ mm} für gleichläufige
Schaltung
folgen.
Ist ferner λ die auf einen Fräsezahn entfallende
Schaltung, so ist (λz) die einer Umdrehung
entsprechende, so dass
u=\lambda\,\left(\frac{n}{60}\right)\,z
die Schaltgeschwindigkeit in mm/Sec. ist.
Nun ist
v=2\,\pi\,r\,.\,\frac{n}{60} die
Schnittgeschwindigkeit,
daher
\frac{v}{2\,\pi\,r}=\frac{n}{60} die secundliche
Umlaufszahl,
welche, in die Gleichung für u
eingeführt,
u=\lambda\,\left(\frac{v}{2\,\pi\,r}\right)\,z=\lambda\,.\,\left(\frac{z}{2\,\pi\,r}\right)\,v
ergibt, und weil
\frac{z}{2\,\pi\,r}=\frac{1}{t} ist, so entsteht
u=\lambda\,.\,\left(\frac{1}{t}\right)\,.\,v
oder
\frac{u}{v}=\frac{\lambda}{t}
d.h. das Verhältniss der Schalt- zur Schnittgeschwindigkeit
ist dem Verhältniss Spandicke λ zur Fräsezahntheilung
t gleich.
Dieses Verhältniss \frac{u}{v}=tg\,\gamma (Fig. 16) ist um so genauer der Tangente des
Eindringungswinkels γ gleich, je kleiner das
\frac{u}{v} bezieh. je kleiner der Rollkreishalbmesser ρ im
Verhältniss zu r wird.
Wichtig für einen ruhigen Arbeitsgang ist die Grösse der Fräsezahntheilung t, welche möglichst kleiner als der Eingriffsbogen oder
der entsprechenden Sehne AE (Fig. 16) zu machen ist.
Aus dem Kreisverhältniss folgt
h : l = l : (2r – h)
bezieh.
h (2r –
h) = l2
oder
2\,r\,h=h^2+l^2=\overline{A\,E}^2.
Wenn nun A\,E=\frac{3}{2}\,t angenommen wird, so folgt
d=2\,r=\frac{9}{4}\,\frac{t^2}{h}
als Durchmesser der Fräse.
Umgekehrt folgt daraus
t^2=\frac{4}{9}\,.\,h\,.\,d
als Theilung.
Wird dieser Werth für t in die früher entwickelte
Gleichung \frac{u}{v}=\frac{\lambda}{t} eingeführt, so
entsteht
\frac{u}{v}=\frac{3}{2}\,.\,\frac{\lambda}{\sqrt{h\,.\,d}}
woraus folgt, dass dem Geschwindigkeitsverhältniss (u : v) das Verhältniss
Spandicke λ zum geometrischen Mittel
\sqrt{h\,d} aus Durchmesser und Schichthöhe gleicht.
Es ist ferner leicht, für eine gegebene Schichthöhe h
und eine angenommene Theilung t oder Stichzahl
\frac{t}{\pi} den Durchmesser d
bezieh. die Zähnezahl z für ein Fräsewerkzeug zu
ermitteln, welches der angeführten Bedingung entspricht.
Es war
\frac{4}{9}\,h\,.\,d=t^2
und für
h=1,5=\frac{3}{2}\,mm
folgt
\frac{2}{3}\,d=t^2
bezieh.
d=\frac{3}{2}\,t^2=\frac{3}{2}\,\pi^2\,.\,\left(\frac{t}{\pi}\right)^2
bezieh. wenn π2 = 10 gesetzt wird
d=15\,.\,\left(\frac{t}{\pi}\right)^2
als Durchmesser der Fräse.
Dementsprechend ist die folgende Tabelle I zusammengestellt, während eine Reihe
wirklich ausgeführter Fräser diese Annahme zu bestätigen scheint.
Tabelle I.
Fräser für eine Schichthöhe h = 1,5
mm.
\frac{t}{\pi}
1,0
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,5
3,0
3,5
d
15
21,6
26
29,4
33
38,4
42,5
48,6
53,2
60
95
135
185,5
z
15
18
20
21
22
24
25
27
28
30
38
45
53
Fräser von Brown und
Sharpe u.a.
z
12
15
16
20
20
24
–
–
27
35
40
–
50
d
2,7
20
19
25,4
30
38
–
–
50,8
70
100
–
175
Aus
\frac{4}{9}\,h\,d=t^2\mbox{ und }z\,.\,t=\pi\,d
folgt
\frac{4}{9}\,h\,.\,z=\pi\,t\mbox{ und
}z=\frac{9}{4}\,.\,\frac{\pi\,t}{h}
sowie
z=10\,.\,\frac{9}{4}\,.\,\left(\frac{t}{\pi}\right)\,.\,\frac{1}{h}
die gewünschte Riffenzahl für eine gegebene Schichthöhe h und eine angenommene Stichzahl (t : π) bezieh.
abgerundet
z=22\,.\,\left(\frac{t}{\pi}\right)\,.\,\frac{1}{h},
wonach die Uebersichtstabelle II berechnet ist.
Tabelle II.
Zähnezahlen z für Fräser mit geraden
Riffen und für Schichthöhen h = 0,1 bis 4 mm mit der
Stichzahl \left(\frac{t}{\pi}\right)=1,0\mbox{ bis }4,5.
h
\frac{t}{\pi}=1,0
1,2
1,5
1,7
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
0,1
225
270
340
380
–
–
–
–
–
–
0,5
45
54
68
76
90
112
136
–
–
–
1,0
23
27
34
38
45
56
68
80
90
100
1,5
15
18
22
25
30
37
45
53
60
66
2,0
11
14
17
19
23
28
34
40
45
50
2,5
9
11
14
15
18
22
27
32
36
40
3,0
–
9
11
13
15
18
23
27
30
34
4,0
–
–
–
9
11
14
17
20
23
25
(Schluss folgt.)