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Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen, insbesondere für die Massenfertigung
Bei der Bearbeitung von durch ebene und gekrümmte Flächen begrenzten Werkstücken auf Werkzeugmaschinen ist es fast immer erforderlich, ur jeden Bearbeitungsvorgang, wie Fräsen, Hobeln, Bohren, Schleifen u. dgl., eine besondere Für diesen Zweck herzustellende Vorrichtung zu verwenden. Durch das dann jedesmal erforderliche Umspannen des Werkstückes von der einen auf eine andere Vorrichtung werden aber nicht nur erhebliche Zeitverluste verursacht, sondern entstehen auch leicht Ungenauigkeiten und Fehler.
Diese Nachteile werden durch die Vorrichtung nach der Erfindung vermieden, denn sie ermög- licht nicht nur eine vielseitige Verwendung, sondern eignet sich auch ganz besonders für die Massenerzeugung und gewährleistet grosse Herstellungsgenauigkeit der Werkstücke bei geringstem Zeitaufwand. Insbesondere können mit dieser Vorrichtung bei nur einmaliger Aufspannung des Werkstückes sowohl ebene als auch konvexe und konkave sowie Kugel-und Kegelflächen und aus mehreren dieser zusammengesetzte Flächen mit dem jeweils in Betracht kommenden Werkzeug bearbeitet werden. Die Vorrichtung kann ferner auch als Bohrschablone für in genauem gegenseitigem Abstand oder unter verschiedenen Winkeln zueinander auszuführende Bohrungen verwendet werden, ohne dass vorheriges Anreissen des Werkstückes erforderlich ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht im Wesen darin, dass sie Lager oder Führungen für das Werkstück aufweist, die jedem der zu bearbeitenden Werkstückteile zugeordnet sind, derart, dass das Werkstück durch Wechsel der
Lagerstellen bzw. der Führungen an allen zu bearbeitenden Teilen bearbeitet werden kann, ohne dass eine Neueinstellung des Werkzeuges zum Werkstück erforderlich ist. Die Achsen dieser Lager fallen bei zylindrischen Flächen in die Zylinderachse, bei unter einem Winkel zu- einander angeordneten ebenen Flächen in deren
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Teilkopfes od. dgl. zu lagern und beim Hobeln oder Fräsen mit an sich bekannten Mitteln gegen- über dem stillstehenden Werkzeug um einen Winkel zu verschwenken, welche der Bogenlänge der jeweils zu bearbeitenden Fläche entspricht.
Zum Zweck der Bearbeitung einer der ausserdem vorhandenen ebenen Flächen, wie der zwischen den Zylinderflächen 3 und 4 befindlichen Fläche, kann das Werkstück bzw. der Werkstückträger längs einer parallel zur zu bearbeitenden ebenen Fläche im Träger vorgesehenen Führung, wie einer Nut, bewegt werden, während das Werkzeug nicht verschoben wird. Bei gekrümmten Flächen kann naturgemäss eine entsprechend gekrümmte Führung vorgesehen sein. Ist das Werkstück 35 (Fig. 7,8) z. B. durch Behobeln mit zylindrischen Flächen 33, 34 und mit diese verbindenden ebenen Flächen 37, 38 zu versehen, so wird in der Seiten platte 36 eine Nut 39 für das den Feststellungsstift 40 enthaltende Führungsorgan 41 angeordnet. Die Wandungen dieser Nut verlaufen konzentrisch bzw. parallel zu den anzuarbeitenden, zylindrischen bzw. ebenen Flächen.
Sind am Werkstück 42 (Fig. 9) zylindrische Flächen 43, 44 zu bearbeiten, deren Achsen z. B. unter rechtem Winkel zueinander liegen, so wird das Werkstück zweckmässig auf einer Zwischenplatte 45 befestigt, die mittels eines an ihrer Unterseite befindlichen Zapfens 46 in der Grundplatte 1 drehbar gelagert ist, so dass es bequem in die für die Bearbeitung der genannten Flächen erforderlichen, um 900 voneinander verschiedenen Lagen gegenüber der Grundplatte 1 verdreht werden kann. Die Platte 1 kann auch an mehr als zwei, z. B. an vier Seiten Lagerplatten besitzen.
In anderen Fällen, wenn z. B. zwei parallelachsige Flächen 47 (Fig. 10) von halbzylindrischem Profil 48 zu bearbeiten sind, wird das Werkstück 49 zweckmässig auf einer Zwischenplatte 50 befestigt, die mittels einer an sich bekannten Schlittenfuhrung 51 auf ihrer Unterseite gegenüber der Grundplatte 1 längsverschiebbar ist.
Statt die Lagerbohrungen in fest an der Grundplatte angebrachten Seitenplatten 7, 8 vorzusehen, kann man sie m Gleitstücken 11 (Fig. 3,4) anbringen, die in Längsschlitzen 12 von Armen 13 verschiebbar und z. B. mittels in Bohrungen ein- greifenden Bolzen feststellbar sind, wobei die
Arme um Zapfen 14 in die erforderliche Lage verschwenkt werden. Die Einstellbarkeit der Gleitstücke in verschiedener Höhe über der
Grundplattenoberfläche ermöglicht ferner die
Bearbeitung von Rotationsflächen des Werkstückes, deren Achse 15 (Fig. 4) unter einem Winkel zur Werkstückgrundfläche verläuft.
Der Längsschlitz
12 des Schwenkarmes kann zwecks Messung des
Mittenabstandes der Lagerachsen von der Schwenk- arm-Drehachse mit einer Längeneinteilung gege- benenfalls mit Feineinstellung versehen und am
Ende dieses Armes kann eine Gradeinteilung 17 angeordnet sein, über welcher ein mit dem
Schwenkarm verbundener Zeiger 16 spielt, der den Verstellungswinkel dieses Armes abzulesen gestattet. Die Arme 13 können sowohl einzeln als auch gemeinsam verschwenkbar sein und ihre Feststellung kann wie bei den Gleitstücken 11 durch in Bohrungen eingreifende Bolzen erfolgen.
Ausser den mit Gleitstücken für die Lagerung versehenen Schwenkarmen 13 (Fig. 3) für die Bearbeitung der äusseren Oberfläche des Werkstückes können ferner gemäss Fig. 11 mit Bohrbuchsen 30 für an verschiedenen Stellen des Werkstückes auszuführende Bohrungen versehene, um Bolzen 53 verschwenkbare Arme 31 an der Grundplatte 1 des Werkstückträgers angeordnet und die Bohrbuchsen in in Führungsschlitzen 52 bewegliche Gleitstücke 32 eingesetzt sein, die mittels Feststellschrauben 54 in der jeweils gewünschten Lage gehalten werden.
Die Gleitstücke können statt nur einer auch mehrere Bohrbuchsen enthalten oder es können mehrere Gleitstücke mit je einer Bohrbuchse auf dem Schwenkarm 31 angeordnet sein. Schliesslich kann die Grundplatte 1 an ihren Seiten auch mehrere Schwenkarme mit je einem Bohrbuchsengleitstück tragen In jedem dieser Fälle werden die Achsenabstände der Bohrbuchsen entsprechend den Abständen der am Werkstück auszuführenden Bohrungen eingestellt.
Sind Bohrungen von oben her auszuführen, so kann die Ausführung sinngemäss wie bei Fig. 3 und 4 durchgeführt werden, indem auf einer Querverbindung der Arme 13 die Bohrbuchsengleitstücke in Längsschlitzen geführt sind.
Eine für die Massenbearbeitung von Werkstücken besonders geeignete Ausführungsweise der Vorrichtung ist durch die Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Hier ist eine Mehrzahl von gleichzeitig und in gleicher Weise zu bearbeitenden Werkstücken 18 auf einer Grundplatte 19 festgespannt, die auf einer Seite eine unter rechtem Winkel zu ihr angeordnete Lagerungsplatte 20 trägt, die im Gegensatz zur Ausführungsweise nach Fig. l und 2 je entsprechend den zu bearbeitenden zylindrischen Flächen 21, 32 usw. nacheinander in einer Mehrzahl von Kömerspitzen der Zapfen 21', 23'einer Ständerplatte 28 gelagert wird, deren Achsen mit den Achsen der zu bearbeitenden zylindrischen Flächen zusammenfallen.
Die Lagerplatte 20 gleitet in einem Zwischenraum 29 der auf dem Tisch der Werkzeugmaschine befestigten Ständerplatte 28. Dadurch werden sowohl der Antrieb als auch die Lager (Körnerspitzen) vom Arbeitsdruck des Werkzeuges entlastet und wird der Vorrichtung bei eFweihgen Drehung der Grundplatte 19 umdie Zapfenachsen eine
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das Werkzeug die Bearbeitung der Fläche vornimmt. Am Ende der Bearbeitung dieser Fläche wird eine weitere Verschwenkung um das der nächsten Fläche zugeordnete Lager vorgenommen.
Wenn also beispielsweise nach Fig. 6 die zylindrischen Flächen 21 und 32 nacheinander zu bearbeiten sind, so wird vorerst die Körnerschraube 21'in die entsprechende Körnerbohrung der Platte 20 eingeführt und um diese die Platte 20 im Uhrzeigersinn mittels der Antriebsspindel 24, 25 bei gleichzeitiger Bearbeitung der Fläche 21 bis zum Ende dieser Fläche verschwenkt. Diese Endstellung des Werkstückes entspricht der strichliert gezeichneten Stellung 18'. Nun wird die Platte 20 entgegen der Uhrzeigerbewegung um den Zapfen 23'weiter gedreht, nachdem die Kömerschraube 21'zurückgeschraubt wurde, um die Fläche 32 zu hobeln, bis die strichpunktierte Stellung 18"des Werkstückes erreicht ist usw.
Bei Bearbeitung einer an eine zylindrische Fläche anschliessenden ebenen Fläche wird, wie bereits in bezug auf Fig. l gezeigt, die Lagerung des Werkstückträgers nicht geändert und nur das Werkstück in seiner Lage festgehalten bzw. gerade geführt. Beim Übergang von einer ebenen Fläche in eine anschliessende ebene Fläche wird das Werkstück um die Schnittlinie dieser beiden Flächen als Drehachse verschwenkt, bis die anschliessende Fläche die gleiche Lage einnimmt wie die vorher bearbeitete Fläche. Das Werkzeug kann dann seine Lage unverändert beibehalten.
Statt das Werkstück in der angegebenen Weise nach der während der Bearbeitung erfolgten Verschwenkung von seiner Endstellung aus um eine neue Achse zu verschwenken, die der ge- änderten Lage der daran anschliessend herzustellenden, weiteren zylindrischen Fläche entspricht, kann man es auch nach der zuerst genannten Verschwenkung wieder in seine Ausgangslage zurückdrehen. In diesem Fall erfolgt dann die Bearbeitung der zweiten zylindrischen Fläche unter Verschwenkung um die der ursprünglichen räumlichen Lage entsprechende Achse. Während also das Werkstück zwecks Anarbeitung der
Fläche um die Achse der Körnerschraube 21'im
Uhrzeigersinn verschwenkt wurde, wird es nun entgegen dem Uhrzeigersinn in seine Ausgangs- lage zurückgedreht und nunmehr zwecks An- arbeitung der Fläche 32 um die Achse der
Schraube 32'verschwenkt.
Statt die Platte 20 jeweils um verschiedene
Zapfen zu verdrehen, kann man sie auch mittels einer in ihr angebrachten Nut bewegen, die ent- sprechend den aufeinanderfolgenden Werkstück- flächen geformt ist.
Um nicht für jedes neue Werkstück mit anders gearteter Lage der zu bearbeitenden Flächen den vollständigen Werkzeugträger 19, 20, 28 auswech- seln und durch einen solchen mit anders ver- teilten Drehzapfen und entsprechenden Bohrun- gen für deren Lagerung ersetzen zu müssen, kann man die die Zapfen und die Bohrungen enthaltenden Teile der Ständerplatte 28 und der
Lagerplatte 20 auswechselbar machen. Man hat dann nur in entsprechende Ausnehmungen dieser beiden Platten je eine mit den geändert angeordneten Zapfen bzw. Bohrungen versehene Platte einzusetzen und zu befestigen.
Diese auswechselbaren Platten können ferner gleichzeitig die Zapfen bzw. Bohrungen für mehrere verschieden gestaltete und zu bearbeitende Werkstücke enthalten.
Bisher war es zwar bekannt, eine Mehrzahl von auf einem Kreis angeordnete Bohrungen, also hohlzylindrischer Flächen, dadurch an einem Werkstück anzubringen, dass man dieses in die jeweils erforderliche Stellung zum Bohrer der feststehend angeordneten Bohrmaschine durch Verdrehen unter einer Bohrschablone brachte. Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht demgegenüber in einfacher Weise die Anbringung einer Mehrzahl verschiedenartig gestalteter, insbesondere zylindrischer Aussenflächen durch Verschwenken des Werkstückes um den Flächenkrümmungen entsprechende Achsen.
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