AT395232B

AT395232B - Spannvorrichtung

Info

Publication number: AT395232B
Application number: AT203490A
Authority: AT
Original assignee: Schmidt Armaturen Ges M B H
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-10-27
Also published as: ATA203490A; DE9111885U1

Description

AT 395 232 B

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit Spannbacken, die eine Beschichtung zur formgerechtem Erfassung und Positionierung von Gußstücken, Schmiedeteilen oder Schweißkonstruktionen für die Serienbearbeitung auf Werkzeugmaschinen auf weisen sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Spannbacken.

Um Werkstücke dieser Art, beispielsweise Rohrfittings oder Armaturen für die Bearbeitung etwa der Flanschbohrungen bzw. der Paßflächen einzuspannen, werden Klemmeinrichtungen verwendet, die einerseits zu Beschädigungen der Oberfläche, zu Formveränderungen und je nach der meist sphärischen Oberfläche der Werkstücke anderseits auch zu Schwingungen des Werkstückes und zu einem Lösen aus der Spannvorrichtung führten. Spezielle, die Werkstücke käfigartig umgreifende Spannvorrichtungen erfordern individuelle Maßnahmen und teuren Werkzeugbau. Eine Anpassung an die herstellungsbedingten Toleranzen der Werkstücke (z. B. Gußteile) konnte damit nicht erzielt werden. In jedem Einzelfall war eine Anpassung der Spannvorrichtung an das Werkstück erforderlich, wenn ein zuverlässiges Aufspannen erreicht werden sollte.

Aus derFR-PS 2631572ist die Einbettung eines Werkstückes zwischen Spannbacken unter Zwischenlage einer formgerechten Gummibeschichtung bekannt. Der Gummi unterliegt einem starken Verschleiß und schaukelt infolge seiner Elastizität bearbeitungsbedingte sowie von Exzentrizitäten verursachte Schwingungen so weit auf, daß sich das Werkstück aus der Spannvorrichtung löst.

Die Erfindung zieltdarauf ab, eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu verbessern und nicht nur eine positionsgenaue Einspannung, sondern auch eine großflächige Schwingungsdämpfung zu gewährleisten. Dies wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß zur Beschichtung der Spannbacken eine Halteschicht aus Kunstharz auf einem Teilbereich einer von der Oberfläche des einzuspannenden Werkstückes äbgießbafen Stirnfläche einer Dämpfungsschicht aus Kunstharz vorgesehen ist Dadurch erfassen die Spannbacken das Werkstück großflächig in Spannbereichen trotz einer beispielsweise sphärisch gekrümmten Oberfläche. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Halteschicht unter Zwischenlage einer Glasfasermatte oder dergleichen auf die Dämpfungsschicht aufgetragen ist und diese überragt Die als Einspannpunkte, Flächen oder Zonen vorbestimmbaren Backenbereiche treten über die Backenoberfläche hervor, sodaß dierestlichen Oberflächenbereiche für Toleranzabweichungen des Werkstückes zur Verfügung stehen. Die Dämpfungsschicht führt zum Schwingungsausgleich bei der Bearbeitung und trägt die Bereiche der Halteschicht. Letztere ist von höherer Elastizität als die Dämpfungsschicht. Um den Spannbacken eine hohe innere Festigkeit zu verleihen ist die Dämpfungsschicht auf einer Metalleinlage, insbesondere einer Gittermatte aufgebracht und zusammen mit einer Schicht aus Verbundharz in einer auf verstellbaren Spannbackenträgem montierbaren Metallkassette vorgesehen. Die Metallkassette weist beispielsweise einen Stahlblechrahmen auf, der einen Bügel oder dergleichen zur Befestigung auf der Spanneinrichtung trägt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Halteschicht aus Kunstharz mit einer Shore Härte von etwa D 60-85 nach Din 53 505 und die Dämpfungsschicht aus einem bezogen auf die Halteschicht härteren Kunstharz, vorzugsweise mit einer Shore Härte von etwa D 70-85 nach Din 53 505 gebildet ist. Die Halteschicht ist nur in einem Teil der gesamten Stirnfläche der Spannbacken vorgesehen, während der restliche Teil der Stirnfläche von der Dämpfungsschicht gebildet wird. So kann die Halteschicht etwa zu einer Dreibereichsauflage lediglich dort an dem Werkstück angreifen und dieses unterstützen, wo mit Maßabweichungen nicht zu rechnen ist. Die restliche Oberfläche der Spannbacken wird von dem Kunstharz der Dämpfungsschicht gebildet Die Halteschicht kann neben annährend punktförmigen Auflagen auch kreis- oder ringförmige Auflagezonen definieren. Es ist zweckmäßig, wenn in der von einem Werkstück abgegossenen Oberfläche der Dämfpungsschicht Ausnehmungen insbesondere zur Aufnahme von Toleranzabweichungen bzw. von vorspringenden Bezeichnungen bzw. Beschriftungen des Werkstückes vorgesehen sind. Die Halteschicht selbst kann so ausgelegt sein, daß sie auf Grund ihrer Verformbarkeit geringe Oberflächenungenauigkeiten eines Werkstückes wie etwa Gußperlen oder Kretzen unmittelbar aufnimmt und ausgleicht Um der Halteschicht einen verstärkten Unterbau zu geben, ist bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen, daß die Dämpfungsschicht unterhalb der Halteschicht Metalleinlagen zur Verstärkung aufweist. Die Herstellung von Spannbacken erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Teil der Oberfläche eines Werkstückes bzw. eines Werkstückmodells mit einem die Dämpfungsschicht bildenden harten Kunstharz abgegossen und der Abguß in Bereichen zu erwartender Weikstück-toleranzen bzw. von über die Werkstücköberfiäche vorspringenden Markierungen, Beschriftungen oder dergleichen durch Abfiäsen oder Abschleifen ausgenommen wird und daß in den als Haltzonen vorgesehenen Bereichen Kunstharz von geringerer Härte in einer gleichmäßig starken Schicht als Halteschicht auf die Dämpfungsschicht aufgetragen und gegebenenfalls die Stirnfläche der Halteschicht nochmals von dem Werkstück bzw. Modell abgeformt wird. Das Verfahren kann sehr einfach ausgeführt werden und läßt dem Konstrukteur freie Hand an welchen Stellen die als Abguß ausgebildeten Spannbacken an dem Werkstück zur Lagebestimmung während der Bearbeitung angreifen. Die aufzutragende Halteschicht tritt örtlich über die an Hand der Werkstückoberfläche abgeformte Kunstharzoberfläche der Dämpfungsschicht hinaus, sodaß beim Spannvorgang eine elastische Form-Veränderung in Anpassung an die jeweils exakte Werkstückoberfläche erfolgt, bis es zur starren positionsbestimmenden Lagefixierungkommt. DiedämpfendeSchichtreduziertdiebei der BearbeitungauftretendenWerkstückschwingungen. -2-

Claims

AT 395 232 B Die Halteschicht kann bis SO % der Stirnfläche da Spannfläche da Spannbacken bedecken. Ein Ausfflhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Fig. zeigt eine Spannvorrichtung mit eingespanntem WakstQck und Spannbacken, jeweils teilweise im Schnitt. Ein Wokstttck (1) ist in eina Spannvorrichtung (2) einer Werkzeugmaschine zwischen Spannbacken (3,4) eingespannt Das Werkstück (1) weist gekrümmte Oberflächen auf, sodaß ein Einspannen zwischen planparallelen Backen nicht zweckmäßig erscheint da einerseits eine sichere Einspannung nicht gewährleistet wäre und anderseits durch die hohe lokale Pressung eine Beschädigung der Oberfläche des Weikstückes (1) allenfalls sogar eine Verformung eintreten könnte. Daher umfassen die Spannbacken (3,4) jeweils eine Metallkassette (5) aus Stahlblech, in da eine Lage Verbundharz (6) den festen Sitz in der Metallkassette (5) bewirkt. Das Verbundharz (6) ist in seinem Übergangsbereich zu einer Dämpfungsschicht (7) aus Kunstharz durch eine Metalleinlage (8), etwa ein Gitta, armierL Auf der relativ harten Dämpfungsschicht (7), deren Oberfläche von da Werkstückoberfläche eines der einzuspannenden Serienprodukte, insbesondere von dem Gußmodell desselben abgegossen ist, ist in lokalen Bereichen eine Halteschicht (9) vorgesehen. Diese bildet eine positionsbestimmende Auflage in diskreten Zonen, jedoch nicht über die gesamte Oberfläche der Dämpfungsschicht (7). Dadurch ergeben sich einzelne ausgeprägte Abstiitz-Bereiche in Form einer elastischen, abriebfesten und säurebeständigen Halteschicht (9). Die formbeständige Halteschicht (9) - wie groß und in welcher geometrischen Konfiguration sie immer vorgesehen ist - ist gegebenenfalls unter Zwischenlage eina Glasfasermatte auf der Dämpfungsschicht (7), aufgetragen. Die Größe der Auflagefläche der Halteschicht(9), ihr Härtegrad nach Shore undihreStärkesowieder Härtegrad unddieStärke der Dämpfungsschicht (7) richten sich nach der Größe und nach dem Gewicht des Werkstückes (1), von welchem eine Serie bearbeitet werden soll. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel hatte die Halteschicht(9) eine Stärke von 3 mm und eine Härte von D 70, die Dämpfungsschicht (7) eine Stärke von 3 cm und eine Härte von D 80. Durch Metalleinlagen war die Dämpfungsschicht (7) unterhalb der Haltezonen armiert. Für die Dämpfungsschicht genügen im allgemeinen Schichtstärken ναι 1 bis etwa 3 cm. Die Halteschicht (9) kann vorerst auch als durchgehende Schicht im Abgußverfahren auf der Dämpfungsschicht (7) aufgebracht waden und sodann in den Bereichen, welche nicht als Spannflächen herangezogen werden sollen, wieder abgetragen z. B. abgeschliffen werden. Es kann aba die Halteschicht (9) auf die von Modell abgegossene Dämpfungsschicht (7) auch regional aufgestrichen werden. In jedem Fall ist es möglich, Zonen mit besondos weitreichenden Gußtoleranzen oder Oberflächenäbweichungen in der Dämpfungsschicht (7) durch Abtragen von Kunstharz auszunehmen, damit keine Kollision bzw. Werkstückberührung in Zonen erfolgt, die nicht als Halte- oder Spannzonen vagesehen sind. Dies gilt insbesondae auch für Oberflächenbereiche des Werkstückes, die mit vorspringenden Beschriftungen, Pfeilen oder Marken versehen sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Spannvorrichtung mit Spannbacken, die eine Beschichtung zur formgerechten Erfassung und Positionioung von Gußstücken, Schmiedeteilen oda Schweißkonstruktionen für die Serienbearbeitung auf Werkzeugmaschinoi aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschichtung der Spannbacken (3,4) eine Halteschicht (9) aus Kunstharz auf einem Teilbereich einer von da Oberfläche des einzuspannenden Werkstückes (1) abgießbaren Stirnfläche eina Dämpfungsschicht (7) aus Kunstharz vorgesehen ist.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschicht (9) unter Zwischenlage eina Glasfasermatte oder dagleichen auf die Dämpfungsschicht (7) aufgetragen ist und diese überragt.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (7) auf einer Metalleinlage (8), insbesondere einer Gittermatte, aufgebracht und zusammen mit einer Schicht aus V erbundharz (6) in einer auf verstellbaren Spannbackenträgem montierbaren Metallkassette (5) vorgesehen ist.
4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschicht (9) aus Kunstharz mit einer Shore Härte von etwa D 60 bis 80 nach Din 53 505 und die Dämpfungsschicht (7) aus einem bezogen auf die Halteschicht (9) härteren Kunstharz, mit eina Shore-Härte von etwa D 70 bis 85 nach Din 53 505 gebildet ist.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundharz (6) ein Gießharz mit einer Shore Härte D 80 bis 90 nach Din 53 505 ist. AT 395 232 B
6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der von einem Werkstück abgegossenen Oberfläche der Dämpfungsschicht (7) Ausnehmungen insbesondere zur Aufnahme von Toleranzabweichungen bzw. von vorspringenden Bezeichnungen bzw. Beschriftungen des Werkstückes vorgesehen sind.
7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (7) unterhalb der Halteschicht (9) Metalleinlagen zur Verstärkung aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung von Spannbacken für eine Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Oberfläche eines Werkstückes bzw. eines Werkstückmodells mit einem die Dämpfungsschicht bildenden harten Kunstharz äbgegossen und der Abguß in Bereichen größerer zu erwartender Werkstücktoleranzen bzw. von über die Werkstückoberfläche vorspringenden Markierungen, Beschriftungen oder dergleichen durch Abfräsen oder Abschleifen ausgenommen wird und daß in den als Haltezonen vorgesehenen Bereichen Kunstharz von geringerer Härte in einer gleichmäßig starken Schicht als Halteschicht auf die Dämpfungsschicht aufgetragen und gegebenenfalls die Stirnfläche der Halteschicht nochmals von dem Werkstück bzw. Modell abgeformt wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-