CH623256A5

CH623256A5 -

Info

Publication number: CH623256A5
Application number: CH1272377A
Authority: CH
Inventors: Dipl-Masch-Ing Rudol Pavlovsky
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1981-05-29
Also published as: JPS5464793A; JPS5927284B2; DE2836706C2; FR2406492B1; GB2006070B; DE2836706A1; IT1160867B; SE7810869L; IT7869394A0; FR2406492A1; GB2006070A; US4203183A

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine für das Bearbeiten von Rohgussteilen, insbesondere für das Entfernen von Teilungs- und Kerngraten sowie von Resten der abgeschlagenen Angüsse und Steiger bei Rohgussteilen unterschiedlicher Gestalt mittels spanabnehmenden Werkzeugen, bestehend aus einem Ständer, einem Fräsaggregat und einem Aufspanntisch.

Das Entfernen der Reste von abgeschlagenen Angüssen und Steigern bei Rohgussteilen wird meist mittels Schleifen, Trennschleifen oder Sägen vorgenommen, wobei dann das Entfernen der Teilungsgrate entweder von Hand mittels Schleifscheiben bzw. Schleifbändern oder auch zum Beispiel mittels Strahlmaschinen erfolgt. Diese Arbeitsweise erfordert verschiedene maschinelle Einrichtungen, oftmaliges Aufspannen bzw. Handling, zusätzliche Transportwege sowie viele Arbeitskräfte und ist somit unwirtschaftlich.

Für das Entfernen von Graten ist es zwar bekannt, Maschinenkombinationen einzusetzen, welche äussere Grate durch Schleifen und innere Grate mittels eines für die entsprechende Form angepassten Stosswerkzeuges entfernt (System Sutter siehe GF-Prospekt Nr. GA 125/1). Derartige Maschinen sind nur für gleiche Werkstücke in sehr grossen Stückzahlen wirtschaftlich verwendbar und nur für eine geringe Anzahl von unterschiedlichen Werkstückformen einrichtbar. Angüsse und Steiger müssen hierbei ebenfalls vorher auf getrennten Maschinen oder von Hand entfernt werden.

Es sind zwar Fräsmaschinen allgemeiner Bauart mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt, mittels welchen die Reste von Angüssen und Steigern und zum Teil auch Grate abgefräst werden können. Das Entfernen von inneren und äusseren Teilungsgraten, insbesonders bei Konturen mit inneren Ecken, ist bei Werkstücken unterschiedlicher Gestalt mit derartigen Fräsmaschinen in einer Aufspannung nicht möglich.

Um die hohen Lohn- und Investitionskosten für das bisherige, sehr aufwendige Entgraten von Rohgussteilen zu verringern, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und robuste Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher bei Werkstücken oftmals wechselnder Gestalt die Reste von Steigern und Angüssen sowie die Teilungs- und Kerngrate in einer Aufspannung vollständig entfernt werden können, wobei auch eine automatische Arbeitsweise möglich sein soll.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass an dem Fräsaggregat eine Stosseinrichtung angeordnet ist, welche ein oszillierendes Stoss- oder Feilwerkzeug aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine,

Fig. 2 eine Ansicht der Werkzeugmaschine von vorn,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A von Fig. 1,

Fig. 4 eine Teilansicht von Fig. 1 beim Einsatz des Fräswerkzeuges auf der Oberseite des Werkstückes,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V—V von Fig. 4.

Fig. 6 eine Teilansicht von Fig. 1 beim Einsatz der Stosseinrichtung,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII—VII von Fig. 6 und

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Fig. 8 eine Teilansicht von Fig. 1 beim Einsatz des Fräswerkzeuges an einer Umfangseite des Werkstückes.

Die Werkzeugmaschine besteht, wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, aus einem Ständer 1, einem Aufspanntisch 2, einem Fräsaggregat 3 und einer daran angeordneten Stosseinrichtung 4. Der Ständer 1 ist vorzugsweise aus Beton hergestellt, ist U-förmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel 5 nach hinten, vorzugsweise unter 45° abgeschrägt sind. Im oberen Bereich der beiden Schenkel 5 sind an deren Stirnseiten 6 je eine Befestigungsfläche 7 angeordnet, an welcher Lagerböcke 8 für den Aufspanntisch 2 angeschraubt sind. In diesen Lagerböcken 8 ist ein um eine horizontale Schwenkachse 9 schwenkbares Gehäuse 10 gelager, in welchem der um eine dazu vertikale Drehachse 11 drehbar gelagerte Aufspanntisch 2 mit einer Aufspannfläche 12 angeordnet ist. Das Gehäuse 10 und somit der Aufspanntisch 2 sind mittels eines Schwenkantriebes 13 von einer horizontalen Aufspannlage nach einer Seite um mindestens 135° schwenkbar, so dass die Aufspannfläche 12 nach einer Schwenkung um 45° senkrecht zu einer Pinolenachse 37 verläuft und nach einer weiteren Schwenkung um nochmals 90° parallel zur Pinolenachse 37 oberhalb dieser zu liegen kommt.

Der Schwenkantrieb 13 besteht vorzugsweise aus einem an einem Schneckenantrieb 14 angeordneten hydraulischen Drehantrieb 15. Ein weiterer, vorzugsweise hydraulischer Drehantrieb 16 ist an dem Gehäuse 10 angeordnet, mittels welchem der Aufspanntisch 2 mindestens um 360° drehbar ist. In den Aufspanntisch 2 sind an dessen Aufspannfläche 12 Auflagestützen 18 einsetzbar, wobei jeweils drei Auflagestützen 18 die Auflage eines Werkstückes 19 bilden. Die Lage der Auflagestützen 18 kann entsprechend der Form des Werkstük-kes 19 festgelegt werden. Das Werkstück wird mittels einer weiter nicht dargestellten und am Gehäuse 10 angeordneten Spanneinrichtung, welche eine Spannpratze 20 aufweist, von oben gegen die Auflagestützen 18 gedrückt.

An den beiden abgeschrägten Flächen 21 des Ständers 1 sind jeweils zwei Lagerböcke 22 angeordnet, welche für die Befestigung von Säulenführungen 23 dienen. An diesen Säulenführungen 23 ist ein Schlitten 24 für das Fräsaggregat 3 in Gleitlagern 25 verschiebbar gelagert. Die Verschiebung des Schlittens 24 erfolgt durch einen hydraulischen Zylinder 26, welcher mittels eines elektrohydraulischen Servoventiles 27 steuerbar ist.

Das Fräsaggregat besteht aus einem Gehäuse 28 und einer Pinole 29, in welcher eine Frässpindel 30 mit einem Fräswerkzeug 31 drehbar gelagert ist und von einem Motor 32 angetrieben wird.

Das Gehäuse 28 ist in der dem Aufspanntisch 2 zugekehrten Stirnseite des Schlittens 24 in zwei mit Gleitlagern 33 versehenen Lagerböcken 34 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse 35 senkrecht zur Verschiebeebene des Schlittens 10 angeordnet ist. Die Pinole 29 ist in Gleitlagern 36 des Gehäuse 28 längsverschiebbar gelagert, wobei die Pinolenachse 37 parallel zur Schwenkachse 35 verläuft und in Richtung des Aufspanntisches 2 gesehen vor der Schwenkachse 35 angeordnet ist. Die Verschiebung der Pinole 29 und somit die Verstellung des Fräswerkzeuges 31 in dessen Achsrichtung gegenüber dem Werkstück 19 erfolgt mittels eines an der Pinole 29 und dem Gehäuse 28 angelenkten Hydraulik-Zylinders 38, welcher durch ein elektro-hydraulisches Servoventil 39 gesteuert wird. Die Schwenkbewegung des Gehäuses 28 um die Schwenkachse 35 erfolgt ebenfalls mittels eines durch ein elek-tro-hydraulisches Servoventil 41 steuerbaren Hydraulik-Zylin-ders 40, welcher an einem Schwenkarm 42 des Gehäuses 28 und an dem Schlitten 24 angelenkt ist. Die hier beschriebenen Bewegungen des Fräsaggregates und der Pinole können auch zum Beispiel mittels über Elektro- oder Hydraulikmotoren angetriebene Gewindespindeln erfolgen.

Für die Rückmeldung der jeweiligen Position für jede Bewegungsrichtung des Fräsaggregates bzw. der Pinole und des Aufspanntisches sind Wegmesssysteme angeordnet, welche bei Dreh- und Schwenkbewegungen als Drehmelder und für lineare Bewegungen als Linearweggeber ausgebildet sind, wobei diese in den Zeichnungen nicht näher dargestellt sind. Durch die elektrisch-hydraulischen Servo ventile und die Wegmesssysteme ist für jede Bewegungsrichtung ein Regelkreis vorhanden, so dass auch eine numerische Steuerung der Vorschubbewegungen möglich ist.

Die Stosseinrichtung 4 ist am Fräsaggregat 3, vorzugsweise an dessen Pinole 29 an der Seite des Fräswerkzeuges 31 mittels einer Halterung 43 befestigt.

Die Stosseinrichtung 4 besteht im wesentlichen aus einem mit hoher Frequenz arbeitenden Hydraulik-Zylinder 44 und aus einem Stosswerkzeug 45. Das Stosswerkzeug 45 weist an dem unteren Ende eine vorzugsweise aus Hartmetall bestehende Schneidkante 46 auf, wobei die Schneidfläche 47 bzw. der Querschnitt des Stosswerkzeuges 45 vorzugsweise rund ausgebildet ist. Da die Schnittkraft überwiegend in axialer Richtung des Stosswerkzeuges 45 entsteht, — im Gegensatz zum Fräsen — können schlanke Werkzeuge mit einem kleinen Querschnitt angewendet werden. Dies ermöglicht die Entfernung von Teilungsgrate 62 an Werkstückkonturen 49 mit inneren Ecken 50, wobei diese Grate 62 durch die langen, schlanken Werkzeuge auch zum Beispiel auf der Auflageseite bei relativ hohen Werkstücken 19 entfernt werden können (siehe Fig. 6 und 7). Da bei Gussteilen auch bei Ecken Mindestradien von ca. zwei Millimeter vorhanden sind, können diese mit Stosswerkzeugen mit einem Minimal-Querschnitt von vier Millimeter Durchmesser einwandfrei entgratet werden. Meistens wird jedoch eine Verwendung von Stosswerkzeugen mit einem Durchmesser von acht bis zehn Millimeter möglich sein. In der Stosseinrichtung können auch Feil Werkzeuge verwendet werden, wobei hier durch die entstehenden seitlichen Kräfte etwas grössere Querschnitte erforderlich sind.

Die Stosseinrichtung 4 ist entsprechend den Fig. 4 und 6 an der Halterung 43 schwenkbar befestigt, so dass sie mittels einer Schwenkeinrichtung 51 aus der zur Pinolenachse 37 parallelen Arbeitslage (siehe Fig. 6) in eine nahezu um 90° dazu verlaufende Ruhelage (siehe Fig. 4) bringbar ist. Dafür ist der Hydraulik-Zylinder 44 an einem Hebel 52 starr befestigt, welcher um ein an der Halterung 43 angeordnetes Drehgelenk 53 schwenkbar ist. An dem Hebel 52 greift die Kolbenstange eines Zylinders 54 an, welcher an einer Verlängerung der Halterung 43 gelenkig befestigt ist. Der Zylinder 54 ist dabei teilweise in einer Ausnehmung 55 des Gehäuses 28 angeordnet. Die Schwenkbewegung der Stosseinrichtung 4 erfolgt somit durch Beaufschlagen des Zylinders 54 mit einem Druckmedium.

In der Arbeitsstellung gemäss Fig. 6 liegt dabei der Hebel 52 direkt an einer Anschagfläche 56 der Halterung 43 an, so dass die Stosskräfte vom Zylinder 44 direkt über die Halterung 43 auf die festgespannte Pinole 29 übertragen werden.

Da unterschiedliche Werkstückkonturen in einer möglichst automatischen Arbeitsweise zu entgraten sind, ist es von Vorteil, wenn die Vorschubbewegungen der Stosseinrichtung mittels einer Kopier- bzw. Abtasteinrichtung gesteuert werden. Es kann dabei eine konventionelle Kopiersteuerung mit einer der Werkstückkontur entsprechenden Schablone und einem hydraulisch oder elektrisch arbeitenden Fühler verwendet werden.

Bei der hier beschriebenen Werkzeugmaschine wird jedoch die Werkstückkontur in der Gratebene direkt durch das Stosswerkzeug 45 abgetastet. Hierfür ist das Stosswerkzeug 45 in einem an dem Hydraulik-Zylinder 44 befestigten Abtastkopf 57 senkrecht zur Stossrichtung nach allen Richtungen nachgiebig befestigt, wodurch es im Zusammenwirken mit im Abtast5

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köpf 57 angeordneten elektrischen Schaltelementen wie der Fühler einer elektrischen Kopiersteuerung wirkt. Durch die dabei entstehenden Steuerimpulse wird die Bewegung des Schlittens 24 und die Drehbewegung des Aufspanntisches 2 um dessen Drehachse 11 gesteuert.

Das Entgraten der Werkstückkontur ist auch mittels einer numerischen Steuerung möglich, wobei die Kontur durch numerische Werte oder durch einen für jede Kontur einmaligen Anlernvorgang in die Steuerung eingegeben werden muss.

Für das Abfräsen der Reste von Steigern und Angüssen sind nur einfache geradlinige Bewegungen des Fräsaggregates erforderlich, welche mit einer einfachen Streckensteuerung steuerbar sind. Durch die Kombination des vorgängig beschriebenen direkten Abtastvorganges für das Entgraten und einer einfachen und billigen Streckensteuerung für das Fräsen ist eine vollautomatische Arbeitsweise mit einem geringen Programmieraufwand durch vorzugsweise einen Anlernvorgang für das Fräsen möglich.

Die Arbeitsweise der hier beschriebenen Werkzeugmaschine ist wie folgt:

In der Ausgangslage steht der Aufspanntisch 2 horizontal, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich. In dieser Lage wird das Werkstück 19 auf die Auflagestützen 18 aufgelegt und mittels der Spannpratze 29 einer Spanneinrichtung festgespannt.

Dann wird der Aufspanntisch 2 135° nach vorn geschwenkt, um an den Umfangseiten des Werkstückes 19 Angussreste 60 mit dem Fräswerkzeug 31 zu entfernen (siehe Fig. 8). Durch Drehen des Aufspanntisches 2 um die Drehachse 11 können alle Umfangseiten in eine für die Bearbeitung mit dem Fräswerkzeug 31 entsprechende Lage gebracht werden. Die Zustell- und Vorschubbewegungen des Fräswerkzeuges erfolgen beim Fräsvorgang entsprechend einem in der Steuerung gespeicherten. und durch einen Anlernvorgang eingegebenen Ablauf. Nach Fertigstellung der erforderlichen Fräsarbeiten an den Umfangseiten wird der Auflagetisch 2 um 90° zurückgeschwenkt, so dass die Aufspannfläche 12 senkrecht zur Pinolenachse 37 steht. In dieser Stellung können an der Oberseite des Werkstückes 19 Steigerreste oder, wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, Kerngrate 61 mittels des Fräswerkzeuges 31 entfernt werden. In dieser Lage des Aufspanntisches 2 wird nach Beendigung der Fräsarbeiten der Teilungsgrat 62 am Umfang des Werkstückes 19 entfernt.

Hierzu wird die Stosseinrichtung 4 mittels der Schwenkeinrichtung 51 von der Ruhelage entsprechend Fig. 4 in eine Arbeitslage entsprechend Fig. 6 gebracht. Der Teilungsgrat 62

wird mittels der Schneidkante 46 des rasch oszillierenden Stosswerkzeuges 45 entfernt, wobei gleichzeitig durch Abtasten der Umfangskontur des Werkstückes 19 mittels des als Fühler arbeitenden Stosswerkzeuges 45 die Verstellbewegung des Schlittens 24 und die Drehbewegung um die Drehachse 11 des Aufspanntisches 2 gesteuert werden. Hierdurch erfolgt ein vollkommen automatisches Entfernen des Teilungsgrates 62. wobei das Stosswerkzeug 45 auch starken Richtungswechseln der Umfangkontur mit inneren Ecken 50 und äusseren Ecken 63 folgt und einwandfrei entgratet. Ist dieser Arbeitsvorgang beendet, schwenkt die Stosseinrichtung 4 in ihre Ruhelage und der Auflagetisch 2 in die horizontale Ausgangsstellung. Nach dem Einnehmen einer Ausgangslage des Fräswerkzeuges 31 in der höchsten Lage der Pinole 37, in der ganz linken Lage des Gehäuses 28 und in der untersten Lage des Schlittens 24 ist die Entnahme des fertig entgrateten Werkstückes und das Einspannen eines neuen leicht möglich, da der Aufspanntisch 2 frei zugänglich ist. Sogar das Aufsetzen von schweren Werkstücken mit einem Hubzeug ist gewährleistet.

Die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine ermöglicht das vollständige Entfernen von Anguss- und Steigerresten sowie von Teilungs- und Kerngraten an Werkstücken unterschiedlicher Gestalt, wobei auch solche Werkstücksformen entgratet werden können, welche bisher nur von Hand unter schwierigen Arbeitsbedingungen entfernt werden konnten. Dies wird durch das einen geringen Querschnitt aufweisende, schlanke Stosswerkzeug in Verbindung mit der Fräseinrichtung ermöglicht.

Die Anordnung eines schwenk- und drehbaren Aufspanntisches ermöglicht das vollständige Bearbeiten der Werktstücke in einer Aufspannung. Durch die Anordnung der Stosseinrichtung an der längsverschiebbaren Pinole des Fräsaggregates können für die erforderlichen Vorschubbewegungen der Stosseinrichtung die gleichen Führungs- und Vorschubeinrichtungen wie für das Fräsaggregat verwendet werden, wodurch die Maschine wesentlich vereinfacht wird. Das Wegschwenken der Stosseinrichtung ermöglicht ein behinderungsfreies Bearbeiten mit dem Fräswerkzeug. Die Anordnung des Fräsaggregates am Ständer unter 45° zur Aufstellebene ermöglicht eine gute Zugänglichkeit des Aufspanntisches zum Aufspannen und Entnehmen der Werkstücke und einen guten Späneabfluss während der Bearbeitung. Insgesamt können mit der erfindungs-gemässen Werkzeugmaschien die Putzkosten von Rohgusstei-Ien verringert und die Arbeitsbedingungen in den Putzereien verbessert werden.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Werkzeugmaschine für das Bearbeiten von Rohgussteilen, insbesonders für das Entfernen von Teilungs- und Kerngraten sowie von Resten der abgeschlagenen Angüsse und Steiger bei Rohgussteilen unterschiedlicher Gestalt, mittels spanabhebender Werkzeuge, bestehend aus einem Ständer, einem Fräsaggregat und einem Aufspanntisch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fräsaggregat (3) eine Stosseinrichtung (4) angeordnet ist, welche ein oszillierendes Stoss- oder Feilwerkzeug (45) aufweist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stosswerkzeug (45) einen derartig kleinen Querschnitt aufweist, dass auch Grate (61, 62) an Werkstückkonturen (49) mit relativ scharfkantigen inneren Ecken (50) entfernt werden können.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stosswerkzeug (45) einen runden Querschnitt aufweist und dessen Schneidfläche (47) einen Durchmesser von minimum vier Millimeter, vorzugsweise jedoch sechs bis zehn Millimeter, aufweist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stosseinrichtung (4) an der längsverschiebbaren Pinole (29) des Fräsaggregates (3) angeordnet ist und das Stosswerkzeug (45) in einer Richtung parallel zur Pinolen-achse (37) oszilliert.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stosswerkzeug (45) durch einen mit hoher Frequenz arbeitenden Hydraulikzylinder (44) antreibbar ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stosseinrichtung (4) mittels einer Schwenkeinrichtung (51) aus der zur Pinolenachse (37) parallelen Arbeitslage in eine nahezu 90° dazu verlaufende Ruhelage bringbar ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stosseinrichtung (4) mit einer Abtasteinrichtung (57) wirkverbunden ist.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräsaggregat (3) mit der Pinolenachse (37) zur horizontalen Aufstellebene geneigt angeordnet ist, wobei der Neigungswinkel vorzugsweise 45° beträgt.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräsaggregat (3) mittels VerStellantrieben (26, 40) in Führungen (23) senkrecht zur Pinolenachse (37) verschiebbar und um eine zur Pinolenachse (37) parallele Schwenkachse (35) verschwenkbar ist.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteilantriebe (26, 40) mittels elektrohy-draulischen Servoventilen (27, 41) steuerbare Hydraulikzylinder (26, 40) sind.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (23) am Ständer (1) schräg angeordnet sind, wobei das von der Pinolenachse (37) entferntere Ende der Führungen (23) tiefer liegt.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannfläche (12) des Aufspanntisches (2) um eine horizontale Schwenkachse (9) aus einer horizontalen Beschickungslage in eine erste Arbeitslage senkrecht zur Pinolenachse (37) und eine zweite Arbeitslage parallel zur Pinolenachse (37) mittels eines Schwenkantriebes (13) schwenkbar ist.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufspanntisch (2) um eine zur Aufspannfläche (12) senkrechte Drehachse (11) mittels eines Drehantriebes (16) drehbar ist.

14. Werkzeugmaschine nach Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (13) und der Drehantrieb ( 16) mittels elektro-hydraulischen Servoventilen steuerbare hydraulische Antriebe (15, 16) sind.

15. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 7, 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (57) einen elektrische Impulse auslösenden Fühler (45) aufweist, welcher über eine Steuerung mit den Servoventilen für den Schlitten (24) des Fräsaggregates (2) und den Drehantrieb (16) des Aufspanntisches (2) wirkverbunden ist.