DD254542A1

DD254542A1 - CUTTING HEAD TO MOUNT TO A TOOL MACHINE

Info

Publication number: DD254542A1
Application number: DD29751586A
Authority: DD
Inventors: Horst Dreyer; Albrecht Mueller; Hans-Georg Schuetz; Hans-Joachim Bressel; Herbert Roessler
Original assignee: Werkzeugmaschinenbau Fz
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-03-02

Abstract

Der aus einem Schwenkmechanismus mit einer schwenkbaren Fraesspindel, einer automatischen Werkzeugloeseeinrichtung bestehende und vorzugsweise zwei rotatorische NC-Vorschubachsen aufweisende Fraeskopf wird erfinderisch so weiterentwickelt, dass die automatische Werkzeugloeseeinrichtung im Schwenkmechanismus der schwenkbaren Fraesspindel angeordnet ist. Dadurch wird bewirkt, dass das Loesen der Werkzeugspannung und damit der Werkzeugwechsel in jeder beliebigen Lage der schwenkbaren Fraesspindel moeglich ist, wodurch vor allem beim Werkzeugbruch oder bei Havarien nachteilige Folgen vermieden werden. Fraeskoepfe dieser Art sind besonders fuer die Bearbeitung doppelt gekruemmter Flaechen geeignet. FigurThe milling head comprising a pivoting mechanism with a pivotable milling spindle, an automatic tool-setting device and preferably having two rotary NC feed axes is inventively developed such that the automatic tool-locating device is arranged in the pivoting mechanism of the pivotable milling spindle. This has the effect that the loosening of the tool clamping and thus the tool change in any position of the pivotable milling spindle is possible, whereby adverse consequences are avoided especially in tool breakage or in case of accidents. Milling heads of this kind are particularly suitable for processing doubly curved surfaces. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung kann angewendet werden am Zusatzgerät Fräskopf mit schwenkbarer Frässpindel für Fräsmaschinen, mit automatischem Werkzeugwechsel, insbesondere an Fräsköpfen mit zwei rotatorischen NC-Vorschubachsen und automatischem Werkzeugwechsel in jeder Lage der schwenkbaren Frässpindel. Fräsköpfe dieser Art sind besonders für die Bearbeitung doppelt gekrümmter Flächen geeignet.The invention can be applied to the additional device milling head with swiveling milling spindle for milling machines, with automatic tool change, especially on milling heads with two rotary NC feed axes and automatic tool change in each position of the pivoting milling spindle. Milling heads of this type are particularly suitable for machining double-curved surfaces.

Characteristic of the known state of the art

Es sind Fräsmaschinen und Fräsköpfe für Fräsmaschinen mit jeweils schwenkbaren Frässpindeln bekannt, bei denen die Werkzeugspannung und -entspannung automatisch erfolgt. Zu diesem Zweck muß die schwenkbare Frässpindel in eine definierte Werkzeugwechsellage geschwenkt werden. Während das Spannen der Werkzeugschäfte im allgemeinen mittels in der Frässpindel angeordneter Spannklauen und Federpaket erfolgt, geschieht das Lösen entweder rein mechanisch oder hydromechanisch. Eine rein mechanische Werkzeuglöseerinrichtung an einer schwenkbaren Frässpindel offenbart das Schutzrecht DE 2433541 A1. Hier erfolgt das Lösen der Werkzeugspannung, während des Schwenkens der Frässpindel in die definierte Werkzeugwechseilage in Verbindung mit Exzenter, Auflaufschrägen oder dergleichen.There are known milling machines and milling heads for milling machines, each with pivotable milling spindles, in which the tool clamping and tensioning takes place automatically. For this purpose, the pivotable milling spindle must be pivoted in a defined tool change position. While the clamping of the tool shanks is generally carried out by means arranged in the milling spindle clamping jaws and spring assembly, the release is done either purely mechanically or hydromechanically. A purely mechanical Werkzeuglöseerinrichtung on a pivotable milling spindle discloses the protective right DE 2433541 A1. Here, the release of the tool clamping, during the pivoting of the milling spindle in the defined tool change ropes in conjunction with eccentric, chases or the like.

Bei der hydromechanischen Werkzeugentspannung wird bekannterweise die Hubbewegung einer im Frässupport angeordneten hydromechanischen Stelleinheit über einen Zwischenkolben und ein geschlossenes Hydrauliksystem im Fräskopf auf einen Kolben übertragen, der entgegen der Federkraft die Werkzeugspannung löst.In the hydromechanical tool release, the stroke movement of a hydromechanical actuating unit arranged in the milling support is known to be transmitted via an intermediate piston and a closed hydraulic system in the milling head to a piston which releases the tool clamping counter to the spring force.

Der Mangel aller dieser Lösungen ist, daß das Lösen der Werkzeugspannung und damit der Werkzeugwechsel in nur einer einzigen definierten Werkzeugwechsellage der schwenkbaren Frässpindel möglich ist. Diese Einschränkung kann vor allem beim Werkzeugbruch oder bei Havarien nachteilige Folgen haben.The lack of all these solutions is that the release of the tool clamping and thus the tool change in only a single defined tool change position of the pivotable milling spindle is possible. This restriction can have detrimental consequences, especially during tool breakage or in the event of a breakdown.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung des Gebrauchswertes des Fräsekopfes mit schwenkbarer Frässpindel im Hinblick auf den automatischen Werkzeugwechsel.The aim of the invention is an increase in the utility value of the milling head with pivoting milling spindle with regard to the automatic tool change.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fräskopf nach der Art des Oberbegriffes des 1. Patentanspruches erfinderisch soweiterzuentwickeln, daß das Lösen der Werkzeugspannung und damit der Werkzeugwechsel in jeder beliebigen Lage der schwenkbaren Frässpindel möglich ist, wodurch vor allem beim Werkzeugbruch oder bei Havarien nachteilige Folgen vermieden werdensollen.The invention has the object of developing a milling head according to the type of the preamble of claim 1 inventive, that the release of the tool clamping and thus the tool change in any position of the pivoting milling spindle is possible, which especially during tool breakage or in case of adverse consequences should be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die automatische Werkzeuglöseeinrichtung im Schwenkmechanismus der schwenkbaren Frässpindel angeordnet ist.This object is achieved in that the automatic tool release device is arranged in the pivoting mechanism of the pivotable milling spindle.

Dadurch wird erreicht, daß die Werkzeuglöseeinrichtung in jeder Schwenklage der Frässpindel mit der Werkzeugspanneinrichtung in Wirkverbindung treten somit das Werkzeug aus seiner Spannung lösen kann.This ensures that the tool release device in each pivot position of the milling spindle with the tool clamping device in operative connection thus can solve the tool from its voltage.

embodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt die Figur einen erfindungsgemäßen Fräskopf, angesetzt an eine vertikale Arbeitsspindel, im Axialschnitt.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the figure shows a milling head according to the invention, attached to a vertical work spindle, in axial section.

An einem Frässupport 1 eines nicht dargestellten 5-Achsen-NC-Fräsbearbeitungszentrums wird mit Hilfe von Spannelementen 2 ein 2-Achsen-NC-Fräskopf 3 unter Zuhilfenahme nicht dargestellter Zentrierelemente befestigt. Der Fräskopf 3 besitzt ein mit dem Frässupport 1 in der beschriebenen Weise verbundenes feststehendes Teil 4, ein im Teil 4 mittels einer Drehverbindung 5 drehbar gelagerten Gabel 6 und einen in der Gabel 6 schwenkbar gelagerten Gabelkopf 7 mit einer darin drehbar gelagerten vertikalen Frässpindel 8. Der Antrieb der Frässpindel 8 erfolgt über Getriebestufen und Kupplungen von einer vertikalen Hauptspindel 9 des Frässupportes 1. Der Fräskopf 3 weist eine rotatorische NC-Vorschubachse B um eine horizontale Achse 10 und eine rotatorische NC-Vorschubachse C um eine vertikale Achse 11 auf. Der Antrieb der beiden rotatorischen NC-Vorschubachsen B und C erfolgt jeweils über nicht dargestellte Stellmotoren und Reduziergetriebe in Verbindung mit Meßsystemen für die Vorschubbewegungen.At a milling support 1 of a 5-axis NC milling center, not shown, a 2-axis NC milling head 3 is fastened with the aid of clamping elements 2 with the aid of centering elements, not shown. The milling head 3 has a fixed part 4 connected to the milling support 1 in the manner described, a fork 6 pivotally mounted in part 4 by means of a rotary joint 5 and a clevis 7 pivotally mounted in the fork 6 with a vertical milling spindle 8 rotatably mounted therein Drive of the milling spindle 8 via gear stages and couplings of a vertical main spindle 9 of the milling support 1. The milling head 3 has a rotary NC feed axis B about a horizontal axis 10 and a rotary NC feed axis C about a vertical axis 11. The drive of the two rotary NC feed axes B and C is carried out in each case not shown servo motors and reducer in conjunction with measuring systems for the feed movements.

Die Werkzeugaufnahme in der Frässpindel 8 erfolgt durch eine Steilkegel 12 und Mitnehmersteine 13 in Verbindung mit einer steuerbaren Zugvorrichtung. Die Haltekraft der Zugvorrichtung wir durch ein Tellerfederpaket 14, eine Zugstange 15 und Spannklauen 16 auf den nicht dargestellten Spannknauf des Werkzeugschaftes übertragen. Das Lösen der Werkzeugspannung erfolgt über eine innerhalb des schwenkbaren Gabelkopfes 7 angeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 17 in Verbindung mit einem Axiallager 18. Im Gegensatz zu nicht schwenkbaren Frässpindeln erfordert der erfindungsgemäße Fräskopf 3 besondere konstruktive Maßnahmen zur Druckübertragung für das Lösen der Werkzeugspannung. Dazu werden an den beiden Drehverbindungen im Fräskopf 3 jeweils einerseits eine koaxiale Ringnug 28 mit Zu-oder Abflußbohrungen 29 und andererseits eine axiale sowie eine radiale Bohrung 30 angeordnet.The tool holder in the milling spindle 8 is effected by a steep taper 12 and driving blocks 13 in conjunction with a controllable traction device. The holding force of the pulling device we transmitted through a cup spring assembly 14, a pull rod 15 and clamping jaws 16 on the clamping knob, not shown, of the tool shank. The tool voltage is released via a hydraulic piston-cylinder unit 17 arranged within the pivotable fork head 7 in conjunction with a thrust bearing 18. In contrast to milling spindles which can not be swiveled, the milling head 3 according to the invention requires special design measures for pressure transmission for releasing the tool clamping. For this purpose, a coaxial Ringnug 28 with inlet or outlet holes 29 and on the other hand an axial and a radial bore 30 are arranged on the two rotary joints in the milling head 3, respectively.

Der Energiefluß ist folgender: Das Drucköl wird über eine nicht dargestellte und an der Fräsmaschine installierte Stelleinheit mittels Leitung 19 auf eine maschinenseitige Koppelstelle 20 geführt. Über einefräskopfseitige Koppelstelle 21 wird das Drucköl durch eine Leitung 22 auf Zuflußbohrungen 29 und die koaxiale Ringnur 28 innerhalb der Nabe des feststehenden Teiles 4 geleitet. Das Drucköl gelangt nun unter Verwendung von Dichtelementen auf eine drehbar gelagerte Hülse 23. Die Hülse 23 ist durch einen Steg 24 mit der drehbar gelagerten Gabel 6 formschlüssig verbunden. Durch die radiale und axiale Bohrung 30 in der Hülse 23 wird das Drucköl über eine Leitung 25 in einen Bolzen 26 mit der horizontalen Achse 10 geleitet und gelangt von dort über die axiale und radiale Bohrung 30 in den schwenkbar gelagerten Gabelkopf 7. Hier wird das Öl wieder von der koaxialen Ringnut 28 und der Abflußbohrung 29 aufgenommen. Eine Leitung 27 stellt die Druckölverbindung zwischen dem Gabelkopf 7 und der Kolben-Zylinder-Einheit 17 her, die den Druckölstrom in eine Kraft zum Lösen der Werkzeugspannung umsetzt.The energy flow is as follows: The pressure oil is fed via a not shown and installed on the milling machine control unit by line 19 to a machine-side coupling point 20. Via a milling head-side coupling point 21, the pressure oil is passed through a line 22 to inflow holes 29 and the coaxial ring only 28 within the hub of the fixed part 4. The pressure oil now passes using sealing elements on a rotatably mounted sleeve 23. The sleeve 23 is positively connected by a web 24 with the rotatably mounted fork 6. Through the radial and axial bore 30 in the sleeve 23, the pressure oil is passed via a line 25 in a pin 26 with the horizontal axis 10 and passes from there via the axial and radial bore 30 in the pivotally mounted clevis 7. Here is the oil again received by the coaxial annular groove 28 and the drain hole 29. A line 27 establishes the pressure oil connection between the clevis 7 and the piston-cylinder unit 17, which converts the pressure oil flow into a force for releasing the tool voltage.

Claims

1. milling head for attachment to a machine tool, in particular a 5-axis NC Fräsbearbeitungszentrum with vertical work spindle, consisting of a pivoting mechanism with a pivotable milling spindle, an automatic tool clamping device and an automatic tool release device, preferably with two rotatorischeh NC feed axes, characterized characterized in that the automatic tool release device is arranged in the swivel mechanism of the pivotable milling spindle (8).

2. Milling head according to claim 1, characterized in that the automatic tool release device is designed as a hydraulic piston-cylinder unit (17).

3. Milling head according to claims 1 and 2, characterized in that on the two rotary joints in the milling head (3) for the transmission of the pressure oil for the automatic tool release device on the one hand a coaxial annular groove (28) with inlet or outlet holes (24) and on the other an axial and a radial bore (30) are arranged.