DD154071A1 - Horizontal-bohr-und/oder fraesmaschine mit einem winkelgestell - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere die Bearbeitung flacher, beispielsweise plattenfoermiger Werkstuecke und bezwecken die Rationalisierung derselben. Es soll eine Maschine mit einfachem Grundaufbau geschaffen werden, die unter Verwendung der fuer die Bearbeitung solcher Werkstuecke notwendigen bekannten Baugruppen und ohne zusaetzliche spezifische Einrichtungen, ein selbsttaetiges Entfernen der Prozessabfaelle aus dem Arbeitsraum der Maschine und von dort vorhandenen Baugruppen zulaest. Erfindungsgemaess sind die Fuehrungsbahnen (3;5) fuer den Spindelstock (4) und den Werkstuecktraeger (8;20) jeweils an einer Schenkelinnenseite des Winkelstaenders (1;2) in senkrechter Ebene orthogonal zueinander angeordnet und die Achse der Arbeitsspindel (4;1) verlaeuft orthogonal zur Spannflaeche des Werkstuecktraegers (8;20). - Figur 1 -

Description

Titel

Horizontal-Bohr- und/oder Fraesmaschine mit einem Winkelgestell

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Horizontal-Bohr- und/oder Fraesmaschine, die insbesondere zur Bearbeitung flacher, beispielsweise platten- oder hebelfoermiger Werkstuecke geeignet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Loesungen

Flache, beispielsweise plattenfoermige Werkstuecke werden gegenwaertig am effektivsten auf Bohr- und/oder Praesmaschinen mit einer senkrecht angeordneten Arbeitsspindel den Bearbeitungsverfahren Bohren, Praesen und Gewindebohren unterworfen. Auf den gleichen Maschinen werden oekonomisch am guenstigsten auch kastenfoermige Werkstuecke einer ersten Bearbeitung unterzogen, indem die fuer die weitere Bearbeitung notwendige Spannflaeche hergestellt wird. Des weiteren solche Werkstuecke, bei denen grundsaetzlich nur eine Seite (Stirnseite) bearbeitet werden muss und/oder die Bearbeitung der Umfangsseiten mit dazu achsparallelen Werkzeugen moeglich ist. Diese Maschinen haben in der Regel einen Tisch als Werkstuecktraeger, der eine horizontal liegende Aufspannflaeche aufweist.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Maschinenaufbaues ist, dass sich bei der Bearbeitung der Werkstuecke anfallende Spaene und ein Teil des Kuehlschmierstoffes auf dem Werkstueck, dem Maschinentisch und anderen den Tisch umgebenden horizontalen

Plaechen anhaeufen.. Da die Spaene bekanntlich Waermenester bilden, die zu ungewollten und unbeherrschbaren Verformungen von Werkstueck und Maschinentisch fuehren koennen und letztlich das Bearbeitungsergebnis der Maschine negativ beeinflussen, muss fuer eine restlose Abfuehrung derselben gesorgt werden. Das mechanische Abfuehren aller Prozessabfaelle ist bisher nicht voellig gelungen. Deshalb muessen solche Anhaeufungen manuell beseitigt werden, wozu die Maschine stillgesetzt werden muss. Das fuehrt zu einer Verringerung der Auslastung und damit der Produktiv!taet der Maschine.

Auch mit der in DD 139408 vorgeschlagenen Anordnung von Durchbruechen in den Wüten des Tisches kann ein restloses Abfuehren der Prozessabfaelle, insbesondere der Spaene, von der Tischoberflaeche ohne manuelle Nachhilfe oder entsprechend wirkende mechanische Hilfsmittel nicht erreicht werden. Beides verursacht einen erhoehten Aufwand.

Um diesen Aufwand zu vermeiden, wurden im Zusammenhang mit der Entwicklung von Maschinen, die eine vier- bis fuenfseitige Bearbeitung von kastenfoermigen Werkstuecken in einer Aufspannung gestatten, unter dem Aspekt des bedienerlosen Betriebes ueber einen laengeren Zeitraum, Loesungen erarbeitet, bei denen das Werkstueck stets oder zeitweilig in einer Lage ist, in welcher die Spaene und der Prozessschmierstoff auf Grund der Schwerkraft in Entsorgungssysteme fallen, die unterhalb des Arbeitsraumes der Maschine angeordnet sind.

Solche Loesungen sind in DE 2514615; DE 2653928 und DD 137546 beschrieben. Hier ist die Aufspannflaeche des Werkstuecktraegers staendig in senkrechter Lage oder sie ist prozessabhaengig in diese Lage bringbar. Dazu sind derartige Maschinen mit vier und mehr steuerbaren Achsen ausgeruestet.

Die Bearbeitung flacher Werkstuecke ist auf diesen Maschinen moeglich. Es erfolgt jedoch keine Ausnutzung des gesamten Punktionsinhaltes derselben, d. h., es wuerde mit einem unvertretbar hohen Anlagewert gearbeitet. Des weiteren erfordern diese Maschinen in der Regel zusaetzliche Bauteile oder Baugruppen

zum Spannen der flachen Teile in der fuer die Bearbeitung notwendigen Lage zur Arbeitsspindel, also z. B, Spannwinkel, welche infolge der entstehenden zusaetzlichen Fuge zu Steifeverlusten und damit zur Verringerung der Produktivitaet der Maschine oder zur Verschlechterung des Bearbeitungsergebnisses und zu zusaetzlichen Anlagekosten fuehren. Hinzu kommt, dass auch bei diesen Maschinen Ablagerungen von Prozessabfaellen auf waagerechten Flaechen und die damit verbundenen bereits dargelegten Maengel nicht voellig verhindert werden koennen»

So weist die nach DE 2653928 gestaltete Maschine waagerecht liegende Fuehrungbahnen fuer den Kreuzschlitten und fuer den Spindelkasten auf, die im Flugbereich der Prozessabfaelle liegen· Hierdurch entstehen weitere Nachteile. Sofern auf kostenaufwendige Fuehrungsbahnabdeckungen verzichtet wird, muessen Abstreifer vorgesehen werden. Diese koennen jedoch einen erhoehten Fuehrungsbahnverschleiss im Spaeneflugbereich nicht verhindern. Plastbeschichtete Fuehrungen sind besonders gefaehrdet und somit muss in vielen Faellen auf deren Vorteile, wie kostenguenstige Fertigung oder stick-slip-freier Betrieb, verzichtet werden. Die thermische Beeinflussung der Fuehrungsbahnen durch die Prozessabfaelle ist bedeutend.

Ziel der Erfindung

Gegenueber bekannten Bohr- und/oder Fraesmaschinen mit senkrecht angeordneter Arbeitsspindel zur Bearbeitung flacher V/erkstuecke, soll ohne Verwendung zusaetzlicher Baugruppen und ohne Erhoehung des Kompliziertheitsgrades der ueblicherweise vorhandenen Baugruppen das selbsttaetige Entfernen der Prozessabfaelle vom Werkstueck und dessen unmittelbarer Umgebung erreicht werden, wobei auch den Erfordernissen des Schutzes des Bedieners und der Maschinenumgebung mit wenig zusaetzlichen Schutzeinrichtungen entsprochen werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ursache der geschilderten Maengel ist der gewaehlte Grundaufbau der Maschinen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bohr- und/oder Fraesmaschine mit drei translatorischen Achsen zur Bearbeitung flacher Werkstuecke zu schaffen, die einen einfachen Grundaufbau aufweist und prinzipiell mit den gleichen Baugruppen wie bekannte Bohr- und/oder Fraesmaschinen mit senkrechter Arbeitsspindel aufgebaut ist, bei der die Prozessabfaelle infolge der Schwerkraftwirkung vom Werkstueck und dessen Umgebung abfallen. Dabei sollen die sowieso notwendigen Baugruppen weitgehend auch zur Abschirmung der Maschinenumgebung vor infolge der Fliehkraftwirkung abgeschleuderten Prozessabfaellen dienen.

Bei der Loesung der Aufgabe geht die Erfindung von einem bei Horizontal*-Bohr- und/oder Fraesmaschinen bekannten Winkelgestell aus und sieht vor, dass eine Führungsbahn, z. B. fuer die Spindel-Stockbaugruppe, an der Innenseite des einen Gestellschenkels und eine Führungsbahn, z. B. fuer die Werkstuecktraegerbaugruppe, an der Innenseite des anderen Gestellschenkels jeweils in senkrechter Ebene und die eine zur anderen orthogonal angeordnet ist. An einem derartigen Winkelstaender kann mit Hilfe eines Kreuzschiebers entweder der Spindelstock oder der Werkstuecktraeger in zwei Achsrichtungen bewegbar sein. Erfindungsgemaess liegt die den Spindelstock oder den Werkstuecktraeger unmittelbar aufnehmende Führungsbahn des Kreuzschiebers ebenfalls in einer senkrechten, zu einer der Fuehrungsbahnen am Winkelstaender parallelen Ebene. Die Achse der Arbeitsspindel ist orthogonal zur Spannflaeche des Werkstuecktraegers angeordnet.

Infolge dieser Anordnung der mit relativ einfachen Abdeckungen zu versehenden Fuehrungsbahnen und somit der werkzeug- bzw. werkstuecktragenden Baugruppen, weist die !«laschine in ihrem Arbeitsraum keine horizontalen Flaechen auf, auf welchen sich Prozessabfaelle ablagern koennen. Die mit solchen Ablagerungen verbundenen negativen Wirkungen werden daher vermieden. Unterhalb des Arbeitsraumes koennen Einrichtungen zum Auffangen und Antransportieren der Prozessabfaelle angeordnet sein, in

welche dieselben infolge der Schwerkraftwirkung fallen. Durch Fliehkraftwirkung vom Werkzeug abgeschleuderte Prozessabfaelle prallen an die den Arbeitsraum umgebenden senkrechten Flaechen, welche durch die Schenkelinnenseiten des Winkelstaenders, die Stirnflaeche des Spindelstockes, eine zusaetzliche Schutzwand auf der dem Bediener zugewandten Maschinenseite und gegebenenfalls eine oberhalb des Maschinenraumes angeordnete weitere Schutzwand gebildet werden und fallen ebenfalls in die Entsorgungseinrichtung. Mit relativ geringem zusaetzlichem Aufwand, naemlich prinzipiell zwei Schutzwaenden, wird infolge des erfindungsgemaessen Maschinenaufbaues der Arbeitsraum der Maschine nach aussen abgeschirmt und den Erfordernissen des Umweltschutzes Rechnung getragen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemaessen Loesung ergibt sich aus der Moeglichkeit, den Spindelstock nur in z-Richtung horizontal zu bewegen und dem Werkstuecktraeger die Bewegungen in den Richtungen X und Y zuzordnen. Dadurch entfaellt die bei senkrecht verfahrbaren Spindelstoecken erforderliche Gewichtsausgleichseinrichtung fuer den Spindelstock, die auch bei den bekannten Maschinen zur Bearbeitung flacher Werkstuecke notwendig war. Der senkrecht zu verfahrende Tisch benoetigt bei kleinen Maschinen keine Gewichtsausgleichseinrichtungen, da er nur die relativ leichten, gegebenenfalls auf einer ebenfalls relativ leichten Palette gespannten Werkstuecke traegt. Ein das Gesamtgewicht der Tischbaugruppe drastisch erhoehender Rundtisch wird fuer das zu bearbeitende Werkstuecksortiment nicht benoetigt.

Ein hoher materialoekonomischer Effekt der Erfindung ergibt sich aus dem internen Kraftfluss zwischen den Baugruppen, der in Hoehe der Fuehrungsbahnen Z und Y liegt. Dadurch wird es moeglich, das Gestell in ein den verfahrensbedingten Kraftfluss aufnehmendes optimal z. B. kastenfoermig gestaltetes Gestelloberteil und ein nur eine Stuetzfunktion ausuebendes Gestellunterteil zu teilen. Das Gestelloberteil kann nach Prinzipien der Leichtbauweise gestaltet und das Gestellunterteil entsprechend seiner blossen Stuetzfunktion z. B. aus Stahl- oder Kunststoffbeton ausgefuehrt sein.

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Die erfindungsgemaesse Loesung gestattet die Anordnung der Fraesspindel in unmittelbarer Naehe der Aussenkontur der Maschine, Daraus ergeben sich fuer den Bediener beste Sichtverhaeltnisse sowohl beim Einrichten der Maschine als auch bei der Ueberwachung des Arbeitsprozesses.

Ein manueller Werkstueckwechsel ist bequem moeglich und ein automatischer Werkstueckwechsel ohne weiteres mit einem einfachen Palettenwechsler ausfuehrbar. Dabei sind die Grenzen bei der Wahl der Art des automatischen Werkstueckwechsels infolge der guten Zugaengigkeit des Tisches sehr weit gesteckt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfuehrungsbeispiels паеher erlaeutert.

Ausfuehrungsbeispiel:

In der zugehoerigen Zeichnung zeigen

Fig, 1: die Draufsicht auf eine erfindungsgemaess gestaltete Maschine

Pig. 2: die Frontansicht der Maschine nach Pig. 1

Die Gestellteile 1 und 2 sind rechtwinklig zueinander als Schenkel eines Winkelstaenders angeordnet. Gestellteil 1 traegt die Puehrungsbahn 3 fuer den Spindelstock 4 und Gestellteil 2 die Puehrung 5 fuer den Kreuzschieber 6, welcher in der Puehrung 7 den Tisch 8 aufnimmt. Unterhalb des Spindelstockes ist das Entsorgungssystem 9 und oberhalb des Spindelstockes 4 das Werkzeugmagazin 10 auf einem Stuetzpfeiler 11 und Magazintraeger 12, welche einerseits an dem Stuetzpfeiler 11 und andererseits am Gestellteil 1 festliegen, angeordnet. Die Maschinensteuerung 13 ist innerhalb des Stuetzpfeilers 11 vorgesehen. Die Gestellteile 1 und 2 werden von Gestellunterteilen 14 und 15 getragen· An den Aussenseiten der Gestellteile 1 und 2 und der Gestellunterteile 14 und 15 sind der Hydraulikschrank 16 und der EIektroschrank 17 befestigt. Eine Grundplatte 18, welche gleichzeitig als Transportplatte dient, nimmt den

gesamten Maschinenaufbau auf. Die Deckplattentraeger 19 tragen die nicht dargestellte Deckplatte, welche den Arbeitsraum der Maschine nach oben abschliesst. Im Falle des automatischen Werkstueckv/echseis traegt der Tisch 8 eine Palette 10, auf welcher das Werkstueck 21 gespannt ist, Nicht dargestellt ist des weiteren eine Schutzwand an der Bedienseite der Maschine, die sich zwischen Stuetzpfeiler 11 und Elektroschrank 17 er« streckt und entsprechend den Erfordernissen mit einem Durchbruch fuer den Palettenwechsel, mit einer oder mehreren Sichtscheiben sowie mit einer Tuer, die dem Bediener den Zugang zum Arbeitsraum gestattet, versehen ist. Der Hauptantrieb 22 und die Vorschubantriebe 23; 24, 25 liegen ausserhalb des Arbeitsraumes«

Diese erfindungsgemaesse Gestaltung einer Bohr- und/oder Fraesmaschine zur Bearbeitung flacher Werkstuecke gestattet ein derartiges Aufspannen der Werkstuecke 21 auf dem Werkstückträger, 8j 20, dass die bearbeitete Werkstueckflaeche senkrecht liegt. Saemtliche Prozessabfaelle fallen infolge der Schwerkraftwirkung in den Auffangbehaelter des Entsorgungssystems 9. Durch die Fliehkraft abgeschleuderte Prozessabfaelle prallen an die den Arbeitsraum umgebenen senkrechten Waende der Fuehrungsbahnabdeckung (nicht dargestellt) am Gestellteil 1, die Deckplatte, oben (nicht dargestellt) und die ebenfalls nicht dargestellte Schutzwand an der Bedienseite der Maschine und fallen von dort ebenfalls in den Auffangbehaelter des Entsorgungssystems 9.

Nachteilig an dieser Loesung ist allerdings, dass bei Bohrarbeiten das Kühlschmiermittel nicht infolge der Schwerkraftwirkung in das Bohrloch eindringen kann. Dem kann jedoch ohne weiteres mittels eines definiert zugefuehrten unter Druck stehenden Kuehlmittelstrahls oder mit Hilfe der Kuehlmittelzufuehrung durch das Werkzeug begegnet werden. Zum Erzielen hoher Zerspanungsleistungen ist die Verwendung von Hochdruckkuehleinrichtungen ohnehin notwendig. Entsprechende Einichtungen sind bekannt z. B. DD 135048.

Neben den bereits geschilderten Vorteilen der erfindungsgemaessen Loesung ist die Moeglichkeit des Anbringens der Hydraulik- und Elektroschraenke an den Aussenseiten der Gestellwinkel besonders vorteilhaft fuer den kompakten Aufbau der Maschine, welcher eine Verringerung des Platzbedarfes zur Folge hat. Trotzdem ist eine sehr gute Zugaengigkeit zu den Schraenken gewaehrleistet. Sehr gut zugaengig sind auch die ausserhalb des Arbeitsraumes angeordneten Vorsсhubantriebe und der Hauptantrieb.

In Verbindung mit der Anordnung der Gestellteile auf einer Grundplatte und dem dargestellten kompakten Aufbau bildet die Maschine eine in sich geschlossene Transporteinheit, was einen rationellen und platzsparenden Transport ermoeglicht.

Claims (1)

1. ~ 9 Erfindungsarmruc h

   1. Horizontal- Bohr- und/oder Fraesmaschine mit einem Winkelgestell, an dessen einer Schenkelinnenseite oberhalb eines Entsorgungssystems ein Werkstuecktraeger mit senkrecht angeordneter Spannflaeche bewegbar ist und an dessen anderem
   Schenkel ein Spindelstock mit einer waagerecht angeordneten Arbeitsspindel verfahrbar ist_f

   gekennzeichnet dadurch,

   dass die Fuehrungsbahn (3) fuer die Spindelstockbaugruppe
   (4) an der Innenseite des einen Schenkels (1) eines Winkelstaenders in senkrechter Ebene, die Puehrungsbahn (5) fuer die Werkstuecktraegerbaugruppe an der Innenseite des anderen Schenkels (2) des Winkelstaenders in senkrechter Ebene und orthogonal zur Puehrungsbahn (3) fuer die Spindelstockbaugruppe (4) und die Fuehrungsbahn (7) fuer den Spindelstock oder fuer den Werkstuecktraeger (8; 20) an dem eine dieser Baugruppen tragenden Kreuzschieber (6) in einer senkrechten und zu einer der Puehrungsbahnen (3» 5) am WinkeIstaender
   parallelen Ebene angeordnet sowie die Achse der Arbeitsspindel (4.1) orthogonal zur Spannflaeche des Werkstuecktraegers (8; 20) vorgesehen ist.

   u^Jeiten Zeichnungen