DD201114A1 - Verfahren und einrichtung zur bearbeitung von zangengelenken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bearbeitung von Zangengelenken, insbesondere an Handzangen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsverfahren sowie eine Fertigungseinrichtung zur Bearbeitung der Zangengelenkpassflaechen zu entwickeln, mit denen in der Serienfertigung von Handzangen das Problem der fertigungstechnisch bedingten Schmiedetoleranzen bei den als Schmiederohrlinge verfuegbare Zangenrohrteilen geloest wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, das Zangenrohrteil auf dem aeusseren Gelenkpassflaechenabschnitt lageorientiert aufzunehmen, auf dem laufenden Bohrwerkzeug fuer die Herstellung der Nietlochbohrung zu zentrieren, sodann zu spannen und waehrend der einmal vorgenommenen Aufspannung des Zangenrohrteiles durch gegenlaeufig bewegbare Bearbeitungseinheiten saemtliche Gelenkpassflaechen fertig zu bearbeiten. Die Erfindung findet in der Werkzeugindustrie, insbesondere in der Zangenfertigung, Anwendung. Fig. 4

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren und Einrichtung zur Bearbeitung von Zangengelenken

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bearbeitung von Zangengelenken, insbesondere an Handzangen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Bearbeitung des Zangengelenkes an Handzangen des aufgelegten Gelenktypes ist in der Herstellungspraxis schon immer mit erheblichen fertigungsteohnologischen und auch fertigungsorganisatorischen Schwierigkelten verbunden.

Das liegt einesteils daran, daß die an je einem Zangenteil angeordneten, einander paarweise zugehörigen auf- bzw. aneinanderllegenden Paßfläohen des Zangengelenkes in voneinander getrennten Arbeitsgängen und duroh die Zangenform bedingt, in ebenfalls getrennten Vorrichtungen spanabhebend bearbeitet werden und anderenteils daran, daß bei der Bearbeitung dieser die Zangenfunktionen maßgeblich bestimmenden Paßfläohen von Höhteilen, gewöhnlich in Form von Schmiedeteilen ausgegangen werden muß, deren Fertigungstoleranzen sich unmittelbar auf die Paßgenauigkeit der Gelenkflächen und insbesondere auch auf die Gängigkeit des Zangengelenkes auswirkt.

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Die technologische Verfahrensweise ist dabei folgende:

Das als Schmiedeteil ausgeführte Rohteil wird zunäohst In eine Aufnahmevorrichtung mit der unbearbeiteten flachen Innenfläche des Gelenkabschnittes vorarretiert aufgenommen.

Von der ebenso unbearbeiteten Außenfläche her erfolgt sodann das Bohren der Nietloohbohrung einschließlich der zugehörigen Nietkopfsenkung, wozu zweckmäßig ein Kombinationswerkzeug in Form eines Stufenbohrers Verwendung findet·

Zum Zwecke der lagebestimmenden Einmittung des Rohteiles in die Bearbeitungsaohse des_f Stufenbohrers trägt die Außenfläche des Rohteiles eine beim Sohmiedeprozeß eingebrachte Nietiochankörnung, in der sioh das in der Aufnahmevorrichtung zunäohst nur vorarretiert aufgenommene Rohteil mit Hilfe des Bohrwerkzeuges ausreichend genau zentrieren kann.

Die auf diese Art und Weise hergestellte Nietloohbohrung dient für den weiteren Bearbeitungspfozeß nunmehr als geometrischer Ort für die Lagebestimmung des Rohteiles· Nach dem Wenden des Rohteiles um 180° zum Zweoke der Bearbeitung des inneren G-elenkabsohnittes, der durch je eine flache Paßfläohe und aus zwei zyllnderförmigen Paßflächenabschnitten gebildet wird, erfolgt in einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung das Aufsenken des inneren Gelenkabschnittes. Als Werkzeug findet hierbei zweckmäßig ein mit Führungszapfen versehener Flaohsenker Anwendung, durch dessen Führungszapfen in der Nietloohbohrung die werkstüokbezogene Bestimmung erfolgt·

Da die Bearbeitung des Rohteiles von beiden Seiten erfolgt, muß das Rohteil duroh das Wenden auch Jeweils wiederholt In der Aufnahmevorrichtung vorarretiert bzw. lagebestimmt werden, wobei als Bestimm- und Auflageflachen in Jedem Falle die unbearbeiteten flachen

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Außen- oder Innenflächen des Rollteiles Verwendung finden·

Es wird also jeweils die der "bearbeiteten Fläche gegenüberliegende Fläche des Rohteiles als Bestimm- und Auflagefläche "benutzt· Die maßliche Abstimmung der Senktiefen und zwar die Tiefe der Nietlochsenkung auf der einen und die der Gelenkflächen-Flachsenkung auf der anderen Rohteilseite werden durch begrenzte Vorsohubstreoken an der Werkzeugmaschine realisiert.

Die an den Rohteilen jeweils vorhandenen Maßabweichungen in Form der Schmiedetoleranzen, die auf die Rohteilstärke bezogen im Mittel 0,8 mm betragen können, gehen somit in die Fertigungstoleranzen in vollem Umfang ein und führen dazu, daß relativ starke Rohteile, d.h. solche, die an der oberen Toleranzgrenze liegen, nach der Bearbeitung eine wesentlich tiefere Senkung am Nietloch und an den Gelenkflächen aufweisen als relativ schwache Rohteile, d.h. solche, die an der unteren Toleranzgrenze liegen·

Bei der Montage, d.h. bei der Vernietung der beiden Zangenschenkel addieren sioh naturgemäß die beiden Toleranzen, so daß die Zange im montierten Zustand im Bereich des Gelenkabschnittes mitunter eine Toleranz aufweist, die das zweifache der Schmiedetöleranζ beträgt.

Da in der modernen Fertigung zum vernieten der Zangenschenkel Tauraelnietmasohinen Verwendung finden, auf denen gegen einen festen Anschlag, d.h.· auf ein einheitliches Maß gearbeitet wird, muß sich diese Toleranz dahingehend auswirken, daß entweder die Zangen zu lose oder aber zu fest genietet werden* Die Folge davon sind Qualitätsmangel und Nacharbeit bei zu lose genieteten Zangen oder die Notwendigkeit, zu fest genietete Zangen wieder gängig zu machen·

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Beides ist mit einem erheblichen Mehraufwand an Fertigungszeit und Kosten verbunden. Zur Beseitigung dieser Nachteile hat es in der langjährigen Fertigung von Handzangen auoh bei der Bearbeitung der Zangenteile auf Automaten nicht an Versuchen gefehlt, dem Problem der Beherrschung der Fertigungstoleranzen beizukommen.

Alle dahingehenden Lösungsvorschläge) auoh solche anderer Nletteohnlk, blieben ohne Erfolg, weil der eigentliche Mängelverursacher, die Toleranzproblematik, mit der erforderlichen Reife nicht mit gelöst werden konnte.

Ziel der Erfindung

Mit dem Erfindungsvorschlag wird angestrebt, in der Zangenfertigung, insbesondere bei der Bearbeitung der Zangengelenk-Paßflächen und der Nietlöoher sowie der NietÜoohsenkungen fertigungsteohnologisoh verursachte Qualitätsmangel auszuschließen sowie den Fertigungsablauf durch Vereinfachung von Arbeitsgängen zu rationalisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Arbeitsverfahren sowie eine Fertigungseinrichtung zur Bearbeitung von Zangengelenk-Paßflächen und der diesen Paßflächen zugehörigen Nietlochsenkungen zu entwickeln, mit denen in der Serienfertigung von Handzangen das Problem der Beherrschung der fertigungstechnisch bedinten Sohraiedetpleranzen wirkungsvoll gelöst werden kann und mit denen sioh zugleich Vereinfachungen in der Fertigungsorganisation bei der Herstellung solcher Zangenteile erreichen lassen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bearbeitung der Zangengelenk-Paßflächen und der diesen Paßflächen zugehörigen Nietlöcher sowie der Nietlochsenkungen an Zangenteilen das als Schmiederohling vorliegende Zangenroht eil

- auf dem äußeren Gelenkfläohenabsohnitt lageorientiert aufgenommen, sodann

- auf dem laufenden Bohrwerkzeug in der beim Schmiedeprozeß vorgearbeiteten Nietiochankörnung eingemittet bzw. zentriert,

- während dieses Zentriervorganges die Spannbewegung zur Festlegung des Werkstückes eingeleitet,

- bis zur Beendigung des Spannyorganges unter Ausnutzung des Spannweges angebohrt,

- nach Beendigung des Spannvorganges fertiggebohrt und nietloohgesenkt und

- während dieses Bohr- und Senkvorganges eine Steuerbewegung eingeleitet wird, in deren Folge durch ein koaxial angeordnetes, gegenüber dem Bohr- und Senkvorgang gegenläufig bewegtes Flachsenkwerkzeug

- bei gleicher Aufspannung des Rohteiles die Bearbeitung der inneren Gelenkpaßflächen vorgenommen wird.

Zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung findet vorteilhafterweise eine Fertigungseinrichtung Anwendung, deren erfinderische Eigenschaften in bezug auf die funktionellen Konstruktionsmerkmale im wesentlichen darin bestehen, daß das Zangenrohteil in einer auf einem Masohinentisoh, beispielsweise einer Ständerbohrmaschine, montierten, die lagebestimmende Aufnahme, Zentrierung und Halterung bewirkenden Yferkstüokaufnahme- und Spannvorrichtung auf dem äußeren Gelenkfläohenabschnitt aufgenommen und gespannt und in dieser einmal bewirkten Aufspannung in beiden Bearbeitungsrichtungen, d.h. zur

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Herstellung der außen liegenden Nietlochbohrung bzw. Senkung einerseits und zur Herstellung der innen liegenden Gelenkpaßflachen andererseits, mit Hilfe entsprechender Werkzeugausrüstungen und maschinellen Einriohtungen bearbeitet wird, zu welchem Zwaok

- oberhalb und unterhalb des Maschinent Isehes jeweils gesonderte, die gesamten Arbeitsfolgen ausführende Bearbeitungseinheiten,

- oberhalb des Maschinentisches, bestehend aus einer Spanneinheit sowie einer unabhängig von der Spanneinheit arbeitenden Flachsenkeinheit,

- unterhalb des Maschinentisches, bestehend aus einer In Abhängigkeit von der Spanneinheit arbeitenden Zentrier-, Nletloohbohr- und Senkeinheit

angeordnet sind, deren Arbeitsspindeln koaxial zueinander gelagert sowie zur Ausfuhrung der Vorschubbewegungen gleioh- und gegensinnig zueinander bewegbar ausgeführt und in Abhängigkeit der eingeleiteten Vorschubbewegungen durch an sich bekannte Maschinenelemente gesteuert sind·

Die mit diesem Arbeltsverfahren und der zugehörigen Fertigun^selnrichtung erreichten Vorteile liegen auf der Hand· Es wird dadurch nioht nur eine sichere Beherrschung der Toleranzprobleme erreicht, sondern darüber hinaus auch eine rationellere Fertigung der Zangenteile durch Verringerung der Maschinentaktzeiten erzielt.

Das teohnologlsohe Regime ist einfach überschaubar, dadurch leicht kontrollfähig und bringt auch In fertigungsorganisatorlscher Hinsloht den Vorteil mit sioh, daß durch die Bedienkräfte einesteils an mehreren Maschineneinheiten gearbeitet werden kann und anderenteils gleichzeitig mehrere d.h.· unterschiedliche Zangentypen auf den einzelnen Fertigungseinrichtungen bearbeitet werden können.

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Neben den verfahrensmäßigen Vorzügen ergeben sich auch. Vorteile hlnsiohtllch der ^Reduzierung des Investitionsaufwandes, was an der bisher teilweise praktizierten Fertigung auf Automaten eine fortschrittlichere Verfahrensweise darstellt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben

Die zugehörige Zeichnung zeigt in

PIg. 1 den Schmiederohling In einer Seitenansicht und der Draufsicht

Fig. 2 das Verfahren zur Bearbeitung der Zangengelenke gemäß dem Stand der Technik für die Herstellung der Nietloohbohrung und der Nietlochsenkung in sohematlscher Darstellung

Fig. 3 das Verfahren zur Bearbeitung der Zangengelenke gemäß dem Stand der Teohnik für die Herstellung der Zangengelenkpaßfläohen in schematischer Darstellung

Fig. 4 das Verfahren zur Bearbeitung der Zangengelenke gemäß der vorliegenden Erfindung für die Her~ stellung der Zangengelenkpaßflächen in schematischer Darstellung·.

Das als Schmiederohling verfügbare Zangenrohteil 1 besitzt je einen inneren flachen Gelenkpaßflächenabsohnitt Z und einen äußeren Gelenkpaßflächenabsonnitt 3 und 1st in an sich bekannter Weise im Bereich des äußeren Gelenipaßfläohenabschnittes 3 mit einer beim Schmiedeprozeß eingearbeiteten Nietlochankörnung 4 versehen (Flg. 1). .

Bei dem Verfahren zur Bearbeitung der Zangengelenke gemäß dem Stand der Technik für die Herstellung der Nietlochbohrung 5 und der Nietlochsenkung 6 (Fig. 2)

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wird das Zangenrohteil 1 auf dem unbearbeiteten inneren flaolien Gelenkpaßfläohenabsohnitt 2 in einer Aufnahmevorrichtung 7 aufgenommen und mit Hilfe eines Kombinationswerkzeuges, ζ·Β· eines Stufenbohrers 8, bearbeitet. Dabei wird die Nietloohbohrung 5 und die Nietlochsenkung 6 von der Nietlochänkörnung 4 ausgehend während einer Vorschubbewegung des Werkzeuges 8 hergestellt· In einem nachfolgenden Arbeitsgang (Fig. 3) erfolgt die Werkstückaufnahme auf dem äußeren Gelenkpaßflächenabschnitt 3 des Zangenrohteiles Λ in einer Aufnahmevorrichtung 7. zum Zwecke der paßgerechten Herstellung der innen liegenden zyllnderraantelfläohigen Gelenkpaßfläohenabsohnitte 9 des Zangengelenkes, wozu ein mit einem Führungszapfen versehener Flaohsenker 10 verwendet wird· Bei dieser Verfahrensweise, d.h. bei der Bearbeitung der Zangenrohteile von zwei Seiten her und bei dem dadurch bedingten Wenden, wiederholten Arretieren und Lagebestimmen des Werkstückes ist es nahezu ausgeschlossen, die einander jeweils paarweise zugeordneten, anelnander-1legenden Gelenkpaßflächen der Zangengelenke mit der erforderlichen Genauigkeit bzw. in den angestrebten und zulässigen Toleranzen zu fertigen, um qualitätsmäßig hochwertige Zangen herzustellen·

Ergänzend wird hierzu auf die Ausführungen auf Seite 2 und 3 der Erfindungsbeschreibung verwiesen. Die Verfahrensweise bei der Bearbeitung des Zangengelenkes gemäß dem Erfindungsvorschlag (Flg. 4) sieht hingegen zur Vermeidung der im Stand der Teohnik gesohilderten Nachteile und deren Folgeerscheinungen bezüglioh der besseren Beherrschung der Fertigungsgenauigkeiten vor, die Bearbeitung der Zangengelenkpaßfläohen 2; 9 und der diesen Paßfläohen zugehörigen Nietloohbohrung 5 sowie Nietloohsenkung 6 das Zangenrohtell 1 auf dem äußeren Gelenkpaßfläohenabsohnitt 3 lageorientiert aufzunehmen

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und während dieser lageorientierten Aufnahme auf einem laufenden über die Auflagefläche 11 der Aufnahmevorrichtung 7 hinausragenden Stufenbohrwerkzeug 12 zu zentrieren·

Zur Einmittung des Zangenrohteiles 1 in die Bearbeitungslage dient dabei die im äußeren Gelenkpaßflächenabschnltt vorhandene Nietiochankörnung 4. Während dieses Zentriervorganges wird durch Spannmittel 13 die Spannbewegung zur Festlegung des Werkstückes eingeleitet und während dem Niederfahren der Spannmittel unter Ausnutzung des Spannweges das Anbohren der Nietlochbohrung 5 durch das Stufenbohrwerkzeug 12 vollzogen· Erst wenn durch die Spannmittel 13 die Pestspannung des Zangenrohteiles 1 auf der Auflagefläche 11 beendet ist, wird fertiggebohrt und nietlochgesenkt, zu welchem Zwecke eine mit dem Stufenbohrwerkzeug 12 besetzte Arbeitsspindel 14 zum Vollzug dieser Arbeitsbewegung entsprechend bewegt wird.

Nach dieser durch die Arbeitsspindel 14 ausgeführten Arbeitsbewegung wird eine Steuerbewegung durch im Masohinenbau an sich bekannte Steuerelemente eingeleitet, in deren Folge duroh ein zum Stufenbohrwerkzeug 12 koaxial angeordnetes und gegenüber dem Bohr- und Senkvorgang gegenläufig bewegtes, mit einem axial verschiebbaren Zentrlerzapfen 15 versehenes Flachsenkwerkzeug 10 die Bearbeitung der innenliegenden flachen und zylindermantelflächigen Gelenkpaßflächenabschnltte vorgenommen wird.

Beide Arbeitsschritte, d.h. das Bohren und Senken des Nietloohes und auch das gegenläufig stattfindende Flachsenken der inneren Gelenkpaßfläohenabsohnitte werden bei gleicher, d.h. bei der nur einmal vorgenommenen Aufspannung des Zangenrohteiles ausgeführt.

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Zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung findet eine in der ²eiohnung nicht näher dargestellte Fertigungseinrichtung Anwendung, deren kennzeichnende Erfindungsmerkmaie Im wesentlichen darin "bestehen, daß oberhalb und unterhalb eines MaschinentIsches 16 jeweils gesonderte, die genannten Arbeitsfolgen ausführende Bearbeitungseinheiten, oberhalb des Maschinentisches bestehend aus einer Spanneinheit sowie einer unabhängig von der Spanneinheit arbeitenden Flachsenkeinheit und unterhalb des Maschinentisches bestehend aus einer in Abhängigkeit von der Spanneinheit arbeitenden Zentrier-, Nietlochbohr- und Senkeinheit angeordnet sind, deren Arbeitsspindeln koaxial zueinander gelagert sowie zur Ausführung der Vorsohub- bzw· Arbeitsbewegung gleich- und gegensinnig zueinander bewegbar ausgeführt und in Abhängigkeit der eingeleiteten Vorschub- bzw· Arbeltsbewegungen durch im Maschinenbau an sich bekannte Maschinenelemente gesteuert sind.

Claims (2)

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   IrflnduDgsanspruoh.

   1· Verfahren zur Bearbeitung von Zangengelenken, insbesondere an Handzangen des aufgelegten Gelenktypes, bei dem von einem als Schmiederohling verfügbaren Zangenrohtell ausgegangen und die Bearbeitung der innen liegenden flachen und zylindermantelflächigen Gelenkpaßfläohenabschnitte sowie die zugehörige Nietloohbohrung und Nietloohsenkung duroh Kombinationswerkzeuge in Form von Stufenbohr- und Flaohsenkwerkzeugen vorgenommen wird, daduroh gekennzeichnet, daß das Zangenrohteil 1

   - auf dem äußeren· Gelenkpaßflächenabschnitt (3) lageorientiert aufgenommen, sodann

   - auf dem laufenden Stufenbohrwerkzeug (12) in der beim Sohmiedeprozeß vorgearbeiteten Nietlochankörnung (4) eingemittet bzw. zentriert,

   - während des Zentriervorganges die Spannbewegung zur Festlegung des Zangenrohteiles (1) eingeleitet,

   - bis zur Beendigung des Spannvorganges unter Ausnutzung des Spannweges angebohrt, -

   - nach Beendigung des Spannvorganges fertiggebohrt und nietloohgesenkt und

   - während dieses Bohr- und Senkvorganges eine Steuerbewegung eingeleitet wird, in deren Folge durch ein zum\stufenbohrwerkzeug (12) koaxial angeordnetes, gegenüber dem Bohr- und Senkvorgang gegenläufig bewegtes Flachsenkwerkzeug (10),

   - bei gleicher Aufspannung des Zangenrohteiles (1)· die Bearbeitung der inneiren Gelenkpaßfläohenab-

   /2i <j\ vorgenommen wird·

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2. 2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb eines Maschinentisches (16) Jeweils gesonderte, die verfahrensmäßigen Arbeitsfolgen ausführende Bearbeitungseinheiten oberhalb des Masohinentisches bestehend aus einer Spanneinheit (13) sowie einer unabhängig von der Spaimeinheit (13) arbeitenden Flachsenkeinheit (10) und unterhalb des Maschinentisches (16), bestehend aus einer in Abhängigkeit von der Spanneinheit (13) arbeitenden Zentrier-, Nletlochbohr- und Senkeinheit (12) angeordnet sind, deren Arbeitsspindeln koaxial zueinander gelagert sowie gleich- und gegensinnig zueinander bewegbar ausgeführt und in Abhängigkeit der eingeleiteten Vorsohub- bzw· Arbeitsbewegungen durch an sich bekannte Maschinenelemente gesteuert sind·

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -