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Vorrichtung zur Bearbeitung der Kugelflächen an Werkstücken, insbesondere der Oberfläche der Kugelköpfe an Bolzen und Zapfen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Kugelflächen an Werkstücken, insbesondere der Oberfläche der Kugelköpfe an Bolzen und Zapfen, vornehmlich der Kugelköpfe der Gelenkzapfen von Kugelgelenken, in Form eines als Werkzeugträger dienenden und um eine die Drehachse des Einspannfutters für das Werkstück und den Mittelpunkt der Kugelfläche des Werkstückes schneidende Achse drehbaren Tisches.
Bisher wurde der Kugelkopf am Gelenkzapfen von Kugelgelenken zunächst spanabhebend bzw. zerspanend durch Drehen bearbeitet. Anschliessend wurde der Kugelkopf gehärtet und dann geschliffen bzw. poliert. Diese Art der Bearbeitung des Kugelkopfes ist aufwendig und zeitraubend.
Für das masshaltige Walzen von zylindrischen Innenflächen ist es bereits bekannt, die Innenflächen zunächst einer Vorbearbeitung zu unterwerfen, die spanabhebend sein kann, und anschliessend auf genaues Mass plastisch zu verformen. Die Bearbeitungswerkzeuge haben hiebei die Form von Rollenkränzen auf einem sich drehenden Zylinderkörper. Der Rollenkranz zur Vorbearbeitung und der Rollenkranz zur Nachbearbeitung befinden sich hintereinander auf dem umlaufenden Zylinderkörper, der in die masshaltig zu walzende Bohrung eingesenkt wird, so dass die Rollenkränze in Aufeinanderfolge zur Wirkung kommen. Ein solches Arbeiten ist für die Bearbeitung von Kugelflächen an Werkstücken nicht geeignet, weil bei Kugelflächen an einem Werkstück kein Auslauf für das voreilende Werkzeug und kein Anlauf für das nacheilende Werkzeug vorhanden ist.
Die Verwendung eines schwenkbaren Werkzeugträgers, dessen Schwenkachse die Spindelachse im Mittelpunkt der zu drehenden Kugelfläche senkrecht schneidet, ist zum Drehen von konkaven oder konvexen Kugelschalen auf einer Kugelschalendrehbank bekannt. Es handelt sich hier nicht um die Herstellung von polierten Kugelköpfen oder polierten Kugelflächen, welche sowohl einer zerspanenden Bearbeitung als auch einer polierenden Bearbeitung bedürfen.
Auch Vorrichtungen zum Bearbeiten kugelförmiger Teile sind bekannt, bei welchen ein um eine senkrechte Achse drehbarer Zwischensupport für die notwendige Schwenkbewegung beim Bearbeiten der kugelförmigen Teile vorgesehen ist.
Ebenso sind Vorrichtungen zum Glattwalzen von Hohlkehlen an Wellen, Achsen usw. mittels Glättwalzen od. dgl. bekanntgeworden, bei denen das Werkzeug an einer um das Zentrum der Kehlflächenabrundung an einer Kreisführung schwingbaren Konsole angeordnet ist.
Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die spanabhebende und glattwalzende Bearbeitung der Kugelflächen an Werkstücken in einer Einspanung des Werkstückes und mit einer Arbeitsvorrichtung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Tisch, von der Drehachse des Futters gesehen, auf der einen Seite mit einem Halter für einen Drehstahl und auf der andern Seite mit einem Halter für eine Glättwalze ausgerüstet ist, wobei beide Halter in bezug auf die Tischachse einander etwa diametral gegenüberliegen.
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Durch die Erfindung wird erreicht, dass die aus spanabhebender und glattwalzender Bearbeitung bestehende Gesamtbearbeitung mit einer einzigen nur eine Einspannung erheischenden Arbeitsvorrichtung durchgeführt wird, bei der sich der Glattwalzvorgang bei dem ohnehin notwendigen Rücklauf bzw. bei der Rückführung des zerspanenden Werkzeuges in die Ausgangsstellung abspielt und demzufolge nicht als zeitlich besonderer Arbeitsvorgang in Erscheinung tritt. Dies bedeutet nicht nur eine Vereinfachung der Bearbeitung, sondern auch eine zeitliche Verkürzung, d. h. eine Beschleunigung der Bearbeitung. Durch den Glattwalzvorgang verschwinden sämtliche Ungenauigkeiten und Rauhheiten, was vielfach, z.
B. bei der Lagerung des Kugelkopfes in Flächen aus Kunstharz, von grösserer Bedeutung ist, weil hier eine besonders gute Oberflächenbeschaffenheit des Kugelkopfes verlangt wird.
Zweckmässig ist jedem der Werkzeughalter eine Vorschub- und Rückschubvorrichtung zugeordnet, deren Steuerung von der Schwenkbewegung des Tisches abgeleitet ist.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht.
Eine Hülse --1-- umgibt ein das Werkstück --2-- aufnehmendes und zur Drehung um seine Achse bestimmtes Futter. Das Werkstück-2-weist eine kugelige Aussenfläche-3-auf und befindet sich auf dem konischen Kopfende-4-des Zapfens-5--, beispielsweise des Gelenkzapfens eines Kugelgelenks.
Ein Drehtisch --6-- befindet sich in der wiedergegebenen Draufsicht unter dem Werkstück - -2--. Die Dreh-oder Schwenkachse des Tisches --6-- schneidet senkrecht die Drehachse des Futters und geht durch den Mittelpunkt der Kugelfläche. Auf der einen Seite der Drehachse des Futters ist am Drehtisch-6-ein Halter-7--für ein spanabhebendes Werkzeug --8-- angeordnet, welches sich an einem Werkzeugschlitten-9-befindet. Auf der andern Seite der Drehachse des
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das Schwenken des Drehtisches --6-- gesteuert wird.
In der Zeichnung ist der Beginn der Bearbeitung in ausgezogenen Linien wiedergegeben. Das
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durch den Anschlag seines Halters gegen einen Steueranschlag zurückgezogen und die Glättwalze gegen die kugelige Oberfläche-3-angefahren, so dass die Glättwalze einen Druck gegen die kugelige Oberfläche ausübt. Der Drehtisch--6--wird in die Ursprungsstellung zurückgeschwenkt. Hiebei verrichtet die Glättwalze ihre Arbeit und gelangt gleichfalls in ihre Ursprungsstellung, in welcher sie nach verrichteter Arbeit so weit zurückgezogen wird, dass sich das Werkstück --2-- aus dem Spannfutter herausziehen und gegen ein neues zu bearbeitendes Werkstück auswechseln lässt.
Nach dem Werkstückwechsel wird das spanabhebende Werkzeug --8-- wieder in die zur Spanabnahme notwendige Stellung vorgeschoben, was beispielsweise gleichfalls über einen Steueranschlag erfolgen kann.
Es ist möglich, eine kontinuierliche bzw. stufenlose Drehzahlregelung der das Futter tragenden Spindel vozusehen, um gleiche oder annähernd gleiche Schnittgeschwindigkeiten zu erzielen.
Die Erfindung lässt sich auch sinngemäss für Hohlkugelflächen, insbesondere von Gehäusen, bzw. für hohlkugelige Lagerflächen anwenden.
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