Hobelmaschine erklärt: Definition, Komponenten und Betrieb

Was ist eine Hobelmaschine?

Eine Hobelmaschine (Shaper) ist eine Werkzeugmaschine, die die lineare Relativbewegung zwischen Werkstück und einem Einzelschneiden-Werkzeug nutzt, um einen linearen Werkzeugpfad zu bearbeiten. Ihr Schnitt ist analog zu dem einer Drehmaschine, außer dass er (archetypisch) linear statt helical verläuft.

Eine Holzhobelmaschine ist ein funktional unterschiedliches Holzbearbeitungswerkzeug, typischerweise mit einem angetriebenen rotierenden Schneidkopf und manuell zugeführtem Werkstück, in Nordamerika einfach als Shaper und in Großbritannien als Spindelschneider bekannt.

Eine Metallhobelmaschine ist einer Metallhobelmaschine (Planer) etwas analog, wobei der Schneider auf einem Stößel (Ram) sitzt, der sich relativ zu einem stationären Werkstück bewegt, anstatt dass sich das Werkstück unter dem Schneider bewegt.

Der Stößel wird typischerweise durch eine mechanische Kurbel im Inneren der Säule angetrieben, wobei hydraulisch angetriebene Hobelmaschinen zunehmend eingesetzt werden. Das Hinzufügen von Bewegungsachsen zu einer Hobelmaschine kann helixförmige Werkzeugpfade erzeugen, was auch in der Helixhobelbearbeitung realisiert wurde.

Die Hobelmaschine ist eine hin- und gehende Maschinentyp, die im Wesentlichen zur Herstellung horizontaler, vertikaler oder ebener Flächen verwendet wird. Die Hobelmaschine hält das Einzelschneiden-Werkzeug im Stößel und das Werkstück ist auf dem Tisch fixiert.

Während des Vorwärtshubs bewegt sich der das Werkzeug haltende Stößel hin und her über das Werkstück, um es in die erforderliche Form zu schneiden. Während des Rückhubs wird kein Metall geschnitten. In der Hobelmaschine wird die Drehbewegung des Antriebs in die hin- und gehende Bewegung des das Werkzeug haltenden Stößels umgewandelt.

Daher, um die Gesamtmaschinenzeit zu reduzieren, sollte der das Werkzeug haltende Stößel während des vorderen Schneidhubs langsamer bewegen und im Rückhub schneller zurückkehren. Dies kann durch einen Mechanismus namens Schnellrücklaufmechanismus erreicht werden.

Hobelmaschinen-Prozess

Der Hobelprozess kann als Prozess zur Entfernung von Metall von der Oberfläche in horizontalen, vertikalen und winkligen Ebenen definiert werden, indem ein Einzelschneiden-Werkzeug verwendet wird, das in einem Stößel gehalten wird, der das Werkzeug in linearer Richtung über das auf dem Maschinentisch gehaltene Werkstück hin- und herbewegt.

Der Tisch kann am äußeren Ende unterstützt werden. Der Stößel bewegt sich hin und her, und das Schneidwerkzeug, das im Werkzeughalter gehalten wird, bewegt sich vorwärts und rückwärts über das Werkstück. In einer Standard-Hobelmaschine erfolgt die Materialabtragung während des Vorwärtshubs des Stößels, während der Rückhub leer läuft.

Der Rückhub wird durch einen Schnellrücklaufmechanismus gesteuert. Die Schnitttiefe wird durch Bewegen des Werkstücks inkrementiert, und der Werkstückvorschub erfolgt durch einen Klinken- und Sperrradmechanismus (Pawl and Ratchet).

Wer hat die Hobelmaschine erfunden?

Ein englischer Ingenieur namens Samuel Bentham war Ingenieur und bekannter Marinearchitekt. Er war Erfinder vieler mechanischer Engineering-Gegenstände. Er erfand die Hobelmaschine 1791 und 1793. Diese Maschine war im mittleren 19. Jahrhundert und frühen 20. Jahrhundert weit verbreitet.

Funktionsweise der Hobelmaschine

Das Werkstück wird auf den Tisch montiert, der starr und kastenförmig ist und vor oder nahe der Maschine platziert wird.

Die Höhe des Tisches ist leicht einstellbar und wird an das Werkstück angepasst. Die Bewegung des Tisches wird manuell gesteuert. Haben Sie jemals an eine andere Art der Tischbewegung gedacht?

Der Tisch ist mit einem automatischen Vorschubmechanismus ausgestattet und arbeitet mit einer Vorschubschraube. Dies dient dem Schneiden, und der Stößel ist für den Hub einstellbar.

In dieser Maschine wird ein Einzelschneiden-Werkzeug verwendet, das nur eine Schneide hat. Das Drehmeißel ist das beste Beispiel für ein Einzelschneiden-Werkzeug. Es wird in den Werkzeughalter eingesetzt und auch auf dem Stößel montiert.

Das Werkstück wird direkt auf dem Tisch für die Bearbeitung gespannt und kann am anderen Ende unterstützt werden. Der Stößel zeigt die hin- und gehende Bewegung. Und der Werkzeughalter bewegt sich rückwärts und vorwärts auf der Werkstückoberfläche.

Viele von Ihnen denken, dass der Stößel rotiert und in Hieben schneidet. Und es hängt von den Formen ab. Der Schnitt erfolgt beim Vorwärtshub in einer Standard-Hobelmaschine, und der Rückhub gilt als Leerlauf.

Das Schneidwerkzeug erhält seine Bewegung vom Schnellrücklaufmechanismus, und die Schnitttiefe wird durch Bewegung des Werkzeugs erreicht. Die Vorschubbewegung folgt dem Klinken- und Sperrradmechanismus.

Bauteile der Hobelmaschine

Die folgenden sind die Hauptteile der Hobelmaschine:

• Basis (Base)
• Säule (Column)
• Querführung (Cross-rail)
• Tisch (Table)
• Stößel (Ram)

1. Basis

• Sie ist der wichtigste Teil der Hobelmaschine. Die Basis bietet Halt für andere Bearbeitungswerkzeuge. Die Basis ist hohl und aus Gusseisen gefertigt. Die hohle Form minimiert Vibrationen.
• Die Konstruktion der Basis dient dazu, die Last der Maschine zu tragen.

2. Säule

• Sie ist auf der Basis montiert und aus Gusseisen gefertigt.
• An der Säule sind zwei Führungen vorgesehen, auf denen der Stößel hin- und hergeht.
• Die Säule trägt den hin- und gehenden Stößel und den Arbeitstisch.

3. Tisch

• Der Tisch kann in jeden Winkel geschwenkt werden.
• Der Tisch wird gespannt, um starr zu werden und schwere Anwendungen zu bewältigen.
• Er ist ein sehr wichtiger Teil der Hobelmaschine.
• Es werden T-Nuten-Schrauben zum Spannen auf der oberen und unteren Seite verwendet.

4. Stößel (Ram)

• Auf der Säule sind Führungen vorhanden, auf denen der Stößel hin- und hergeht und den Werkzeugkopf mit dem Einzelschneiden-Werkzeug trägt.
• Die Schneidwirkung erfolgt beim Vorwärtshub des Stößels aufgrund des Werkzeugkopfs im Klapperkasten (Clapper Box).
• Die Schnitttiefe wird durch die Abwärtsschubschraube (Down Feed Screw) vorgegeben.

5. Querführung (Cross-rail)

• Sie ist auf der Tischoberfläche montiert, wo der Schlitten sitzt.
• Mit der Hubschraube und der Querführung erhält der Tisch die vertikale Bewegung.
• Es gibt eine horizontale Bewegung des Tisches durch Bewegen des Schlittens mit der Quervorschubschraube.

Anwendungen der Hobelmaschine

Die häufigste Verwendung ist die Bearbeitung gerader, ebener Flächen, aber mit Einfallsreichtum und einigen Zubehörteilen kann eine breite Palette von Arbeiten ausgeführt werden. Weitere Beispiele für ihren Einsatz sind:

• Keilnuten im Nabenbereich einer Riemenscheibe oder eines Zahnrads können ohne dedizierte Nutstoßmaschine bearbeitet werden.
• Schwalbenschwanzführungen (Dovetail slides)
• Innere Verzahnungen und Zahnradzähne.
• Keilnut-, Verzahnungs- und Zahnschneiden in Sacklöchern.
• Nockenwellen mit Werkzeugpfaden, die in CNC-Fräsbegriffen 4- oder 5-Achs-Konturierung oder Drehfräsen-Zylinderinterpolation erfordern würden.
• Es ist sogar möglich, in einigen Fällen Draht-EDM-Arbeiten zu vermeiden. Ausgehend von einem gebohrten oder Kernloch kann eine Hobelmaschine mit einem Bohrstangen-Typ-Werkzeug innere Merkmale schneiden, die sich nicht für Fräsen oder Bohren eignen (wie unregelmäßig geformte Löcher mit engen Ecken).
• Glätten einer rauen Oberfläche