DE102012000552A1 - Method for manufacturing blank retainer e.g. work piece retainer, involves calibrating contact sides of blank retainer with respect to calibrating stamp, and utilizing calibrated portion for work piece retainer for subsequent treatment - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aufnahmen von Rohteilen als Werkstücke nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 6.The invention relates to a method for producing shots of blanks as workpieces according to the preamble of
Es ist bekannt, dass Werkstücke jeglicher Art und jeglichen Materials zum Fixieren/Spannen definierte Aufnahmen und Spannpunkte aufweisen. Je nach dem Herstellungsverfahren Schmieden oder Gießen und je nach Material (Aluminium-, Stahl-Gussrohteile) werden durch das Urformen am Rohteil Aufnahmepunkte bzw. Aufnahmepositionen angeformt, die dazu dienen, das Rohteil bei einer Erstbearbeitung, bei einer Erstmontage oder für Transportzwecke aufzunehmen. An den Werkstücken werden darüber hinaus meistens den Aufnahmepunkten gegenüberliegend Spannpunkte angeformt oder Spannpunktbereiche definiert. Infolge der Material- und Oberflächenstruktur der Rohteile, die im Wesentlichen durch das Material und das Fertigungsverfahren bestimmt sind, entstehen verhältnismäßig unebene, Erhöhungen und Vertiefungen aufweisende Oberflächen im Bereich der Aufnahmen bzw. Spannpunkte. Darum ist es in aller Regel erforderlich, für die wiederholgenaue Fixierung von Werkstücken die aus dem Urformen hergestellten Spann- und Auflagepunkte nachzubearbeiten oder neue, zusätzliche Fixierpunkte zu schaffen, die eine höhere Genauigkeit haben. Wird das Werkstück in mehreren Spannstationen und/oder in mehreren Arbeitsschritten bearbeitet (zerspanend, spanlos, gemessen, montiert und dergleichen), so ist die wiederholgenaue Spannung/Fixierung des Werkstückes maßgeblich für die erreichbare Qualität der Werkstückbearbeitung.It is known that workpieces of any kind and any material for fixing / clamping have defined receptacles and clamping points. Depending on the manufacturing process forging or casting and depending on the material (aluminum, cast steel raw parts) are formed by the prototyping of the blank receiving points or receiving positions, which serve to receive the blank at a first processing, an initial assembly or for transport purposes. In addition, clamping points are usually formed on the workpieces opposite the mounting points or clamping point areas are defined. Due to the material and surface structure of the blanks, which are essentially determined by the material and the manufacturing process, relatively uneven, elevations and depressions having surfaces in the region of the receptacles or clamping points arise. For this reason, it is usually necessary to rework the clamping and support points produced from the prototype for the repeatable fixing of workpieces or to create new, additional fixing points which have a higher accuracy. If the workpiece is processed in several clamping stations and / or in several work steps (machining, cutting, measuring, mounted and the like), the repeatable clamping / fixing of the workpiece is decisive for the achievable quality of workpiece machining.
Bei einer zerspanenden Fertigung beispielsweise erfolgt die Bearbeitung der Werkstücke üblicherweise in mehreren Arbeitsschritten. Das Werkstück wird hierbei in unterschiedlicher Weise fixiert bzw. gespannt.In a machining production, for example, the machining of the workpieces usually takes place in several steps. The workpiece is hereby fixed or clamped in different ways.
So werden die Werkstücke in ihren Rohteilaufnahmen auf einer Spannvorrichtung einmalig fixiert bzw. gespannt. Dann erfolgen alle Arbeitsschritte in dieser einzigen Aufspannung. Dadurch tritt das Problem von Streuungen bei Einspannen in verschiedenen Spannvorrichtungen nicht auf. Ein solches Verfahren kann mit einer Spannvorrichtung in einer komplexen, flexiblen Maschine angewendet werden, die alle Freiheitsgrade und Werkzeuge hat, um den gesamten Bearbeitungsumfang vorzunehmen. Das Verfahren kann auch in Sondermaschinen, wie Rundtaktmaschinen oder Transferstraßen, eingesetzt werden, wobei jedoch mehrere Spannvorrichtungen erforderlich sind, die mit dem gespannten Werkstück von Bearbeitungsschritt zu Bearbeitungsschritt transportiert und fixiert werden.Thus, the workpieces are fixed once or clamped in their blank receptacles on a jig. Then all work steps in this single setup. As a result, the problem of scattering when clamping in various fixtures does not occur. Such a method can be used with a jig in a complex, flexible machine that has all the degrees of freedom and tools to do the whole amount of machining. The method can also be used in special machines, such as rotary transfer machines or transfer lines, but several fixtures are required, which are transported and fixed with the clamped workpiece from machining step to machining step.
Bei einer anderen Verfahrensweise wird das Rohteil zunächst in den Rohteilaufnahmen für eine Erstbearbeitung bzw. Erstjustierung eingespannt. In diesem ersten Bearbeitungsschritt werden die Aufnahmen und die Spannpunkte für eine Folgebearbeitung hergestellt. Eine solche Verfahrensweise sieht also eine Erstaufspannung in den Rohteilaufnahmen und eine Folgespannung in zusätzlich angearbeiteten Werkstückaufnahmen, zum Beispiel Passbohrungen und Auflageflächen, vor. Aufgrund der unterschiedlichen Aufnahmen für die Erstbearbeitung (Rohteilaufnahmen) und die Folgebearbeitung (separat bearbeitete genaue Aufnahmen) sind in aller Regel unterschiedliche Aufnahmeprinzipien und unterschiedliche Aufnahmevorrichtungen notwendig.In another procedure, the blank is first clamped in the blank receptacles for initial processing or Erstjustierung. In this first processing step, the recordings and the clamping points for subsequent processing are produced. Such a procedure thus provides for initial clamping in the blank receptacles and subsequent tension in additionally machined workpiece receptacles, for example, fitting bores and bearing surfaces. Due to the different shots for the first processing (blank shots) and the subsequent processing (separately edited accurate shots) are usually different recording principles and different recording devices necessary.
Bei einer weiteren Verfahrensweise werden die Werkstücke mittels der Rohteilaufnahmen durch eine Adapterplatte aufgenommen. Sie ist eine kleine, kompakte Spannplatte bzw. Spannkassette, die das Werkstück sicher aufnimmt und mit einer meist standardisierten Spannschnittstelle zu einer Grundspannvorrichtung versehen ist. In einem ersten Schritt werden die Werkstücke auf die Adapterplatten gespannt. Die Adapterplatte mit dem aufgespannten Werkstück wird sodann von einem zum anderen Bearbeitungsschritt/Bearbeitungsstation/Maschine transportiert und mit Hilfe der Adapterplatte jeweils gespannt. Je nach Anlagenkonzept sind hierbei eine Vielzahl relativ teurer Adapterplatten sowie eine Adaptermontagestation erforderlich.In a further procedure, the workpieces are received by means of the blank receptacles by an adapter plate. It is a small, compact clamping plate or clamping cassette, which receives the workpiece safely and is provided with a mostly standardized clamping interface to a basic clamping device. In a first step, the workpieces are clamped onto the adapter plates. The adapter plate with the clamped workpiece is then transported from one to the other processing step / processing station / machine and each clamped by means of the adapter plate. Depending on the system concept, a large number of relatively expensive adapter plates and an adapter mounting station are required.
Aufgrund von Oberflächenstrukturen und Formfehlern der Rohteilaufnahmen kommen beim Auflegen des Werkstückes auf die Aufnahmen nur wenige Punkte zur Anlage. Dort kommt es durch unterschiedliche Spannkräfte zu einer hohen Flächenpressung und zu einer plastischen Verformung. Bei einer Erstaufnahme der Rohteile in den Rohteilaufnahmen kommt es aufgrund dieser Glättung zu einer Positionsveränderung des Werkstückes. Hierdurch ergibt sich von Einspannung zu Einspannung eine Streuung der Werkstücklage in dem Maße, wie die plastische Verformung, das heißt die Glättung der zunächst unebenen Fläche, erfolgt ist. Diese Streuung ist umso größer, je unebener und/oder rauer die Anlageseite der Erstaufnahmen ausgeführt ist.Due to surface structures and form errors of the blank shots, only a few points come to rest when placing the workpiece on the shots. There it comes by different clamping forces to a high surface pressure and a plastic deformation. In a first recording of the blanks in the blank receptacles it comes due to this smoothing to a change in position of the workpiece. This results from clamping to clamping a scattering of the workpiece position to the extent that the plastic deformation, that is, the smoothing of the initially uneven surface, is done. This scattering is the greater, the more uneven and / or rougher the investment side of Erstaufnahmen is executed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass eine qualitativ hochwertige, wiederholgenaue Einspannung der Werkstücke bei Folgebearbeitungen bzw. Folgebehandlungen gewährleistet ist, wobei die Werkstücke in den Rohteilaufnahmen aufgenommen werden sollen.The invention has the object of providing the generic method and the generic device in such a way that a high-quality, repeatable clamping of the workpieces is guaranteed in subsequent processing or subsequent treatments, the workpieces are to be included in the blank receptacles.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.This object is achieved in the generic method according to the invention with the characterizing features of
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest eine der Aufnahmen, vorzugsweise jedoch alle Aufnahmen, an ihrer Anlageseite oberflächenkalibriert. Dieser kalibrierte Bereich dient dann als Anlagebereich für eine Folgebearbeitung oder Folgebehandlung des Werkstückes. Da die Aufnahmen selbst den kalibrierten Bereich aufweisen, ist eine Justagebearbeitung bzw. eine zusätzliche Anarbeitung von weiteren Aufnahmen am Werkstück, nicht erforderlich. Da die Aufnahmen mit dem kalibrierten Bereich für die Folgebearbeitungen bzw. -behandlungen verwendet werden können, ergibt sich ein einheitliches Spannkonzept über alle Bearbeitungs/Behandlungsschritte. Es können auch Werkstückspannadapter, beispielsweise in Form von Spannplatten, eingespart werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine sehr kostengünstige Ausbildung sowie ein Bearbeitungskonzept mit sehr kostengünstigen Maschinen und Spannkonzepten.In the method according to the invention, at least one of the recordings, but preferably all recordings, is surface-calibrated on its contact side. This calibrated area then serves as a contact area for subsequent processing or subsequent treatment of the workpiece. Since the recordings themselves have the calibrated range, adjustment adjustment or additional processing of further recordings on the workpiece is not necessary. Since the images with the calibrated area can be used for the subsequent processing or treatment, a uniform clamping concept results over all processing / treatment steps. It can also workpiece clamping adapter, for example in the form of clamping plates, can be saved. The inventive method allows a very cost-effective training and a processing concept with very cost-effective machines and clamping concepts.
Der kalibrierte Bereich wird vorteilhaft größer hergestellt als der Kontaktbereich der Werkstückaufnahme mit der Anlageseite der Aufnahmen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Werkstückaufnahme auf jeden Fall am kalibrierten Bereich der Aufnahme des Werkstückes zur Anlage kommt.The calibrated area is advantageously made larger than the contact area of the workpiece holder with the contact side of the recordings. This ensures that the workpiece holder comes in any case at the calibrated area of the recording of the workpiece to the plant.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der kalibrierte Bereich durch eine statische und/oder dynamische Kraftbeaufschlagung der Anlageseite der Aufnahmen hergestellt. Dadurch kann in sehr einfacher und kostengünstiger Weise die Rohteilaufnahme des Werkstückes mit dem kalibrierten Bereich versehen werden.In a preferred embodiment, the calibrated region is produced by a static and / or dynamic application of force to the contact side of the recordings. As a result, the blank receptacle of the workpiece can be provided with the calibrated area in a very simple and cost-effective manner.
Eine Verbesserung der Kalibrierung kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, dass der Kraftbeaufschlagung eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Kalibrierstempel überlagert wird. Diese Relativbewegung kann zum Beispiel durch Rotieren oder Oszillieren des Kalibrierstempels erreicht werden. Die Höhe der Kraft, die Kraftdauer und/oder der Kalibrierweg werden vorteilhaft überwacht, so dass die Kalibrierung prozesssicher gesteuert werden kann.An improvement in the calibration can advantageously be achieved by superimposing a relative movement between the workpiece and the calibration punch on the force application. This relative movement can be achieved, for example, by rotating or oscillating the calibration punch. The magnitude of the force, the force duration and / or the calibration path are advantageously monitored, so that the calibration can be controlled reliably.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die Kalibrierstempel, die gegen die Aufnahmen des Werkstückes verstellt werden. Mit den Kalibrierstempeln wird an der Anlageseite der Aufnahmen unter Druckanwendung der kalibrierte Bereich erzeugt. Die Kalibrierstempel sind in der Vorrichtung so angeordnet, dass sie beim Ausfahren mit den Rohteilaufnahmen, die am Werkstück vorgesehen sind, in Kontakt kommen. Dadurch lassen sich die kalibrierten Bereiche in einfacher Weise an den Aufnahmen des Werkstückes anbringen.The device according to the invention has the Kalibrierstempel which are adjusted against the recordings of the workpiece. The calipers are used to create the calibrated area on the contact side of the pictures under pressure. The Kalibrierstempel are arranged in the device so that they come into contact with the blank receptacles which are provided on the workpiece during extension. As a result, the calibrated areas can be easily attached to the receptacles of the workpiece.
Die Kalibrierstempel bringen die Druckkraft statisch und/oder dynamisch auf. Die Druckkraft ist so hoch, dass die gewünschte Einebnung und Glättung der Oberfläche der Anlageseite der Aufnahme erreicht wird. Durch die Höhe der Druckkraft kann der Traganteil im kalibrierten Bereich optimal an den Einsatzzweck angepasst werden.The calibration punches apply the pressure force statically and / or dynamically. The pressure force is so high that the desired leveling and smoothing of the surface of the contact side of the recording is achieved. Due to the magnitude of the compressive force, the carrying percentage in the calibrated area can be optimally adapted to the intended use.
Die Vorrichtung ist vorteilhaft zur Abstützung des Werkstückes beim Kalibriervorgang mit Spannpunkten versehen, die den Kalibrierstempeln gegenüber liegen. Die Spannpunkte können angeformte Bereiche des Werkstückes sein. Die Spannpunkte können aber auch definierte Bereiche an der entsprechenden Werkstückseite sein. Mit den Kalibrierstempeln wird das Werkstück gegen diese Spannpunkte gedrückt.The device is advantageously provided for supporting the workpiece during the calibration process with clamping points which lie opposite the Kalibrierstempeln. The clamping points can be formed areas of the workpiece. However, the clamping points can also be defined areas on the corresponding workpiece side. The calipers are used to press the workpiece against these clamping points.
Vorteilhaft führt zumindest einer der Kalibrierstempel gegenüber dem Werkstück zusätzlich zu seiner für die Kraftbeaufschlagung vorgesehenen Verstellbewegung eine Relativbewegung zum Werkstück aus. Dadurch kann die Wirkung des Kalibrierstempels beim Kalibriervorgang unterstützt werden.Advantageously, at least one of the Kalibrierstempel relative to the workpiece in addition to its intended for the application of force adjustment a relative movement to the workpiece. As a result, the effect of the calibration stamp during the calibration process can be supported.
Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject of the application results not only from the subject matter of the individual claims, but also by all the information and features disclosed in the drawings and the description. They are, even if they are not the subject of the claims, claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained below with reference to some embodiments shown in the drawings. Show it
Mit der im Folgenden beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, Werkstücke hochwertig wiederholgenau zu spannen, wobei aufwändige Zusatzeinrichtungen und/oder Zusatzbearbeitungen nicht erforderlich sind. Dadurch ist ein Bearbeitungskonzept mit kostengünstigen Maschinen und Spannkonzepten ausführbar.With the apparatus described below, it is possible to clamp workpieces with high repeatability, with complex additional equipment and / or additional machining is not required. This makes a machining concept with cost-effective machines and clamping concepts executable.
In den Zeichnungen ist ein als Rohteil vorliegendes Werkstück
Die Rohteilaufnahme
Die Rohteilaufnahme
Die beiden Rohteilaufnahmen
Die beschriebenen Rohteilaufnahmen
Das Werkstück
Die anhand der
Das Werkstück
Wenn das Werkstück
Der Kalibrierstempel
Der Kalibrierstempel
Auch der Kalibrierstempel
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kraft von den Kalibrierstempeln
Eine dynamische Kraftbeaufschlagung der Kalibrierstempel
Durch eine geeignete Überwachung von Kraftbetrag und Kraftdauer sowie durch die Überwachung der dynamischen Anteile und einer wegabhängigen Überwachung kann die Kalibrierung prozesssicher gesteuert werden.The calibration can be reliably controlled by suitably monitoring the amount of force and the duration of the force, as well as by monitoring the dynamic components and path-dependent monitoring.
Die Kalibrierwirkung kann in vorteilhafter Weise dadurch unterstützt werden, dass zwischen den Kalibrierstempeln
In
Auch die Rohteilaufnahme
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei der späteren Bearbeitung des Werkstückes
Mit der Vorrichtung können die Werkstücke
Durch die Erhöhung des Traganteiles und der Oberflächenqualität kann eine Auflagekontrolle, wie sie für bearbeitete Flächen üblich ist, mit ähnlicher Überwachungsqualität eingesetzt werden. Die Auflagenkontrolle kann beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Diese Auflagenkontrolle trägt zu einer Erhöhung der Prozesssicherheit bei.By increasing the support proportion and the surface quality, a support control, as is usual for machined surfaces, can be used with similar monitoring quality. The support control can be done for example pneumatically or hydraulically. This run control contributes to an increase in process reliability.
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DE2106505A1 (en) * | 1971-02-11 | 1972-08-24 | Walterscheid Kg Jean | healing device on machine tools, z. B. Broaching machines |
DE3732206A1 (en) * | 1987-09-24 | 1989-04-13 | Buechler B Set Ag | Method of producing a first article which can be secured with high precision relative to a second article |
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