DE102016116161A1 - Machine tool and method for finishing machining of workpieces - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine (10) zur finishenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem Maschinengestell (12), mit mindestens einem Finishwerkzeughalter (14) zum Halten mindestens eines Finishwerkzeugs zur finishenden Bearbeitung eines Werkstückabschnitts, mit einem Spindelstock (20) und einem Reitstock zur Aufnahme des Werkstücks und zur Rotation des Werkstücks um eine Rotationsachse (24), mit einem Oszillationsantrieb (25) zur Erzeugung einer zu der Rotationsachse parallelen, oszillierenden Relativbewegung zwischen Finishwerkzeug und Werkstück, wobei der Spindelstock und der Reitstock relativ zu dem Maschinengestell entlang einer quer zu der Rotationsachse verlaufenden Verfahrachse (36) verfahrbar sind, zwischen einer Bearbeitungsposition (B), in welcher ein zwischen Spindelstock und Reitstock aufgenommenes Werkstück finishend bearbeitbar ist, und einer Transferposition, in welcher ein zu finishendes Werkstück zwischen Spindelstock und Reitstock aufnehmbar und ein finishend bearbeitetes Werkstück abgebbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur finishenden Bearbeitung von Werkstücken.The invention relates to a machine tool (10) for finish machining of workpieces, comprising a machine frame (12), with at least one finishing tool holder (14) for holding at least one finishing tool for finish machining of a workpiece section, with a headstock (20) and a tailstock for receiving the workpiece and for rotation of the workpiece about an axis of rotation (24), with an oscillating drive (25) for generating an oscillating relative movement between the finishing tool and workpiece parallel to the axis of rotation, wherein the headstock and the tailstock relative to the machine frame along a transverse to the Between a machining position (B), in which a recorded between the headstock and tailstock workpiece machinable, and a transfer position in which a workpiece to be finished between the headstock and tailstock can be accommodated and a finishend machined workpiece is deliverable. The invention further relates to a method for finishing machining of workpieces.
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur finishenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem Maschinengestell, mit mindestens einem Finishwerkzeughalter zum Halten mindestens eines Finishwerkzeugs zur finishenden Bearbeitung eines Werkstückabschnitts, mit einem Spindelstock und einem Reitstock zur Aufnahme des Werkstücks und zur Rotation des Werkstücks um eine Rotationsachse, mit einem Oszillationsantrieb zur Erzeugung einer zu der Rotationsachse parallelen, oszillierenden Relativbewegung zwischen Finishwerkzeug und Werkstück.The invention relates to a machine tool for finish machining workpieces, with a machine frame, with at least one finishing tool holder for holding at least one finishing tool for finishing machining a workpiece section, with a headstock and a tailstock for receiving the workpiece and for rotation of the workpiece about an axis of rotation with an oscillation drive for generating a parallel to the axis of rotation, oscillating relative movement between the finishing tool and the workpiece.
Werkzeugmaschinen der vorstehend genannten Art werden insbesondere zur Bearbeitung von Lagerflächen von Werkstücken in Form von Kurbelwellen oder Nockenwellen verwendet. Hierbei werden die Lagerflächen der Werkstücke mittels eines Finishwerkzeugs (bspw. ein Finishstein oder ein Finishband) bearbeitet, indem das Finishwerkzeug gegen einen Werkstückabschnitt angedrückt wird. Während dieser Bearbeitung rotiert das Werkstück um eine Rotationsachse. Dieser Bewegung wird eine oszillierende, parallel zu der Rotationsachse gerichtete Bewegung überlagert, welche zwischen dem Werkstück und dem Finishwerkzeug stattfindet.Machine tools of the aforementioned type are used in particular for machining bearing surfaces of workpieces in the form of crankshafts or camshafts. In this case, the bearing surfaces of the workpieces are machined by means of a finishing tool (for example a finishing stone or a finishing tape) by pressing the finishing tool against a workpiece section. During this machining, the workpiece rotates about a rotation axis. This movement is superimposed on an oscillating movement directed parallel to the axis of rotation, which takes place between the workpiece and the finishing tool.
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren können besonders hohe Oberflächenqualitäten erzeugt werden. Solche Oberflächenqualitäten sind mit einer nur schleifenden Werkstückbearbeitung nicht oder nur mit einem extrem hohen Aufwand darstellbar. Allerdings ist der für eine Finishbearbeitung eines Werkstücks erforderliche, gerätetechnische Aufwand relativ hoch. Dies liegt auch daran, dass im Zuge einer Finishbearbeitung eines Werkstücks oft auch zu einer Werkstückachse konzentrisch angeordnete Werkstückumfangsflächenabschnitte finishend bearbeitet werden, beispielsweise die Lagerflächen für ein Pleuellager einer Kurbelwelle. Diese Lagerflächen folgen bei der Rotation der Kurbelwelle einem Orbit, sodass das Finishwerkzeug, das diese Lagerfläche bearbeitet, ebenfalls einem Orbit folgen muss und entsprechende Bewegungsfreiheitsgrade haben muss. Hinzu kommt, dass bei Bearbeitung einer Kurbelwelle der Anzahl der Zylinder eines Motors entsprechend viele Lagerflächen für Pleuellager vorgesehen sind. Gleichzeitig wird üblicherweise eine noch höhere Anzahl von Hauptlagerflächen der Kurbelwelle bearbeitet, sodass entlang der Kurbelwelle gesehen für die Kurbelwelle beispielsweise eines Vierzylinderreihenmotors neun Finishwerkzeuge für vier Pleuellager und fünf Hauptlager in Eingriff mit der Kurbelwelle stehen. Damit eine Bearbeitung sämtlicher Lagerflächen gleichzeitig erfolgen kann, ist es erforderlich, dass die einzelnen Finishwerkzeuge sehr schmal bauen, um sie nebeneinander und parallel zu der Rotationsachse der Kurbelwelle an der Werkzeugmaschine anordnen zu können. With the method described above, particularly high surface qualities can be produced. Such surface qualities are not representable with only a grinding workpiece machining or only with an extremely high cost. However, the equipment required for finishing a workpiece, equipment expense is relatively high. This is also because, in the course of a finish machining of a workpiece, work piece peripheral surface sections concentrically arranged to a workpiece axis are often finish-machined, for example, the bearing surfaces for a connecting rod bearing of a crankshaft. These bearing surfaces follow an orbit as the crankshaft rotates, so the finishing tool that processes that bearing surface must also follow an orbit and must have appropriate degrees of freedom of movement. In addition, when machining a crankshaft, the number of cylinders of an engine corresponding to many bearing surfaces are provided for connecting rod bearings. At the same time, an even higher number of main bearing surfaces of the crankshaft are usually machined so that along the crankshaft for the crankshaft of, for example, a four-cylinder in-line engine, nine finishing tools for four connecting rod bearings and five main bearings are engaged with the crankshaft. In order that all bearing surfaces can be machined at the same time, it is necessary for the individual finishing tools to be built very narrow in order to be able to arrange them next to one another and parallel to the axis of rotation of the crankshaft on the machine tool.
Die vorstehenden Faktoren tragen dazu bei, dass die Finishbearbeitung von Werkstücken einen hohen gerätetechnischen Aufwand erfordert. Da es aber erforderlich ist, die nur im Wege einer Finishbearbeitung herstellbaren Oberflächenqualitäten beizubehalten, besteht Bedarf, den für eine Finishbearbeitung eines Werkstücks erforderlichen gerätetechnischen Aufwand zu verringern.The above factors contribute to the fact that the finish machining of workpieces requires a high expenditure on equipment. However, since it is necessary to maintain the surface qualities that can only be produced by finish machining, there is a need to reduce the equipment expense required for finish machining a workpiece.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren zur zur finishenden Bearbeitung von Werkstücken anzugeben, die eine kostengünstigere Finishbearbeitung ermöglichen.On this basis, the present invention has for its object to provide a machine tool and a method for finishing machining of workpieces, which allow a more cost-effective finish machining.
Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Spindelstock und der Reitstock relativ zu dem Maschinengestell entlang einer quer zu der Rotationsachse verlaufenden Verfahrachse verfahrbar sind, zwischen einer Bearbeitungsposition, in welcher ein zwischen Spindelstock und Reitstock aufgenommenes Werkstück finishend bearbeitbar ist, und einer Transferposition, in welcher ein zu finishendes Werkstück zwischen Spindelstock und Reitstock aufnehmbar und ein finishend bearbeitetes Werkstück abgebbar ist.This object is achieved according to the invention in a machine tool of the type mentioned above, that the headstock and the tailstock are movable relative to the machine frame along a transverse to the axis of rotation traverse axis, between a machining position in which a recorded between the headstock and tailstock work finishend is, and a transfer position in which a workpiece to be finished between the headstock and tailstock recordable and a finishend machined workpiece can be issued.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Spindelstock und der Reitstock relativ zu dem Maschinengestell entlang einer quer, insbesondere senkrecht, zu der Rotationsachse verlaufenden Verfahrachse verfahrbar sind. Zwar geht dies im Vergleich zu einer konventionellen Werkzeugmaschine zunächst mit einer Erhöhung des gerätetechnischen Aufwands einher, da für den Spindelstock und den Reitstock entsprechende Längsführungen und ein Verfahrantrieb vorgesehen werden müssen. Allerdings ist es durch die Bewegbarkeit des Spindelstocks und des Reitstocks möglich, auf eine Bewegbarkeit der Finishwerkzeuge und der entsprechenden Finishwerkzeughalter in Richtung quer zu der Rotationsachse zu verzichten.According to the invention, it is provided that the headstock and the tailstock can be moved relative to the machine frame along a transverse axis, in particular perpendicular, to the axis of rotation. Although this is initially accompanied by an increase in equipment expense compared to a conventional machine tool, since appropriate longitudinal guides and a travel drive must be provided for the headstock and the tailstock. However, it is possible by the mobility of the headstock and the tailstock to dispense with a mobility of the finishing tools and the corresponding finishing tool holder in the direction transverse to the axis of rotation.
Erfindungsgemäß wurden folgende Nachteile des Standes der Technik erkannt: Bei der Finishbearbeitung einer Kurbelwelle wird jede der Lagerflächen der Kurbelwelle mit einem eigenen Finishband bearbeitet, welches jeweils mit zangenartigen Armen in Eingriff mit einer jeweiligen Lagerfläche der Kurbelwelle gebracht wird. Um eine Kurbelwelle in den Eingriffsbereich der zangenartigen Arme, also in den Arbeitsbereich des Finishwerkzeugs, einbringen zu können, werden die Arme geöffnet, die Kurbelwelle positioniert und die Zangenarme wieder geschlossen. Nach der Finishbearbeitung genügt es bei einem konventionellen, feststehenden Spindelstock und Reitstock nicht, die zangenartigen Arme lediglich zu öffnen; vielmehr müssen die zangenartigen Arme der einzelnen Finishwerkzeuge in Richtung quer zu der Rotationsachse der Kurbelwelle verfahren werden, sodass ein Zugriff auf ein zwischen Spindelstock und Reitstock angeordnetes Werkstück möglich ist. Ein solcher Zugriff erfolgt bei konventionellen Maschinen insbesondere mit einem Portallader, der ein unbearbeitetes Werkstück von oben her in den Bereich zwischen feststehendem Spindelstock und Reitstock einbringt und ein bearbeitetes Werkstück in Richtung nach oben aus dem Bereich zwischen Spindelstock und Reitstock entfernt. According to the following disadvantages of the prior art have been recognized: In the finishing of a crankshaft, each of the bearing surfaces of the crankshaft is machined with its own finishing belt, which is respectively brought with pincer-like arms into engagement with a respective bearing surface of the crankshaft. In order to be able to introduce a crankshaft into the engagement region of the forceps-like arms, ie into the working area of the finishing tool, the arms are opened, the crankshaft is positioned and the forceps arms are closed again. After finish machining, it is sufficient for a conventional, fixed headstock and tailstock not to just open the pincer-like arms; Rather, the pincer-like arms of the individual finishing tools must be moved in the direction transverse to the axis of rotation of the crankshaft, so that access to a arranged between the headstock and tailstock workpiece is possible. Such access is made in conventional machines, in particular with a gantry loader, which brings an unprocessed workpiece from above into the area between the fixed headstock and tailstock and removes a machined workpiece in the upward direction from the area between the headstock and tailstock.
Die bei konventionellen Werkzeugmaschinen erforderliche Bewegbarkeit der Finishwerkzeuge in einer Richtung quer zu der Rotationsachse ist nachteilig, da die Finishwerkzeughalter jeweils einzeln mit Energie versorgt werden müssen, damit die zangenförmigen Andrückarme mit einer hydraulischen Andrückkraft beaufschlag werden können, wodurch die jeweiligen Finishbänder gegen einen finishend zu bearbeitenden Werkstückabschnitt angedrückt werden können. Diese Energieversorgungsleitungen müssen bei einer Werkzeugmaschine mit feststehendem Spindelstock und Reitstock so verlegt werden, dass sie unabhängig von der Position der Finishwerkzeuge eine zuverlässige und sichere Energieversorgung gewährleisten. Aufgrund der Bewegbarkeit der Finishwerkzeughalter und Finishwerkzeuge der konventionellen Werkzeugmaschinen ist die Verlegung der Anschlüsse der Energieversorgungsleitungen bei den konventionellen Werkzeugmaschinen relativ aufwändig.The mobility of the finishing tools in a direction transverse to the axis of rotation, which is necessary in conventional machine tools, is disadvantageous, since the finishing tool holders must each be individually supplied with energy so that the pincer-shaped pressure arms can be acted upon by a hydraulic pressure force, whereby the respective finishing tapes can be machined against a finish end Workpiece section can be pressed. These power supply lines must be laid in a machine tool with a fixed headstock and tailstock so that they ensure a reliable and secure power supply regardless of the position of the finishing tools. Due to the mobility of the finishing tool holder and finishing tools of conventional machine tools, the laying of the connections of the power supply lines in the conventional machine tools is relatively complex.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ermöglicht es nun, die Finishwerkzeughalter und Finishwerkzeuge stationär an dem Maschinengestell der Werkzeugmaschine anzuordnen, sodass der Anschluss und die Verlegung von entsprechenden Energieversorgungseinrichtungen erheblich vereinfacht wird. Dieser Vorteil ist insbesondere bei einer hohen Anzahl von Finishwerkzeugen wertvoller als der für die Verfahrbarkeit von Spindelstock und Reitstock erforderliche Zusatzaufwand. The machine tool according to the invention now makes it possible to arrange the finishing tool holders and finishing tools stationary on the machine frame of the machine tool, so that the connection and the installation of corresponding power supply devices is considerably simplified. This advantage is more valuable than the additional effort required for the movability of the headstock and tailstock, especially for a large number of finishing tools.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Werkzeugmaschine in konventioneller Art und Weise mittels eines Portalladers zu bestücken. Hierfür genügt es, den Spindelstock und den Reitstock in die Transferposition zu verfahren, um ein finishend bearbeitetes Werkstück entnehmen zu können und ein unbearbeitetes Werkstück übergeben zu können.In the context of the invention, it is possible to equip the machine tool in a conventional manner by means of a gantry loader. For this purpose, it is sufficient to move the headstock and the tailstock in the transfer position to remove a machined finish workpiece and can pass an unprocessed workpiece.
Vorzugsweise verläuft die Verfahrachse in horizontaler Richtung, sodass der Spindelstock und der Reitstock in einer horizontalen Ebene bewegt werden können. Auf diese Weise wird der zum Antrieb von Spindelstock und Reitstock längs der Verfahrachse erforderliche Aufwand minimiert. Preferably, the travel axis is in the horizontal direction, so that the headstock and the tailstock can be moved in a horizontal plane. In this way, the effort required to drive the headstock and tailstock along the travel axis is minimized.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Spindelstock und der Reitstock an einem Schlitten angeordnet sind, der entlang der Verfahrachse verfahrbar ist. Es genügt ein einzelner Antriebsmotor zum Antrieb des Schlittens, der sich dann gemeinsam mit dem Spindelstock und dem Reitstock entlang der Verfahrachse bewegt.In particular, it is preferred if the headstock and the tailstock are arranged on a carriage which is movable along the travel axis. Suffice a single drive motor to drive the carriage, which then moves along with the headstock and the tailstock along the travel axis.
Es kann sich bei der Verfahrachse um eine NC-Achse handeln. In jedem Fall ist es bevorzugt, dass die Bearbeitungsposition und die Transferposition des Spindelstocks und des Reitstocks durch mechanische Anschläge definiert sind. Vorzugsweise sind solche Anschläge fest mit dem Maschinengestell verbunden. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Anschläge zumindest im Rahmen der Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine einstellbar sind.The traverse axis can be an NC axis. In any case, it is preferable that the machining position and the transfer position of the headstock and the tailstock are defined by mechanical stops. Preferably, such stops are firmly connected to the machine frame. Further, it is preferred if the stops are adjustable at least during the commissioning of the machine tool.
Wie vorstehend bereits erwähnt, ist es möglich, die Werkzeugmaschine in konventioneller Art und Weise mittels eines Portalladers von oben her mit unbearbeiteten Werkstücken zu versorgen und bearbeitete Werkstücke nach oben hin wieder zu entfernen. As already mentioned above, it is possible to supply the machine tool in a conventional manner by means of a gantry loader from above with unprocessed workpieces and to remove machined workpieces upwards again.
Es ist jedoch besonders bevorzugt, wenn die Werkzeugmaschine eine Werkstückwechseleinrichtung mit zwei Werkstückaufnahmen aufweist, wobei die Werkstückaufnahmen jeweils zwischen einer Wechselposition, die mit der Transferposition des Spindelstocks und des Reitstocks korrespondiert, und einer Zusatzposition verlagerbar sind. Auf diese Weise kann ein Zwischenspeicher geschaffen werden, mittels welchem während der Finishbearbeitung eines ersten Werkstücks ein zweites, unbearbeitetes Werkstück in der Nähe des Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine vorgehalten werden kann. Eine Übergabe eines Werkstücks zwischen Spindelstock und Reitstock einerseits und der Werkstückwechseleinrichtung andererseits erfolgt in der Transferposition des Spindelstocks und des Reitstocks und in der Wechselposition der Werkstückwechseleinrichtung. However, it is particularly preferred if the machine tool has a workpiece changing device with two workpiece holders, wherein the workpiece holders are each displaceable between a change position, which corresponds to the transfer position of the headstock and the tailstock, and an additional position. In this way, a buffer can be provided by means of which, during the finish machining of a first workpiece, a second, unprocessed workpiece can be kept in the vicinity of the working range of the machine tool. A transfer of a workpiece between the headstock and tailstock on the one hand and the workpiece change device on the other hand takes place in the transfer position of the headstock and the tailstock and in the change position of the workpiece changing device.
Die Zusatzposition ist räumlich entfernt von der Wechselposition vorgesehen und bildet eine Schnittstelle der Werkzeugmaschine zur Zuführung eines unbearbeiteten Werkstücks und für den Abtransport eines bearbeitenden Werkstücks. The additional position is provided spatially removed from the change position and forms an interface of the machine tool for feeding an unprocessed workpiece and for the removal of a machined workpiece.
Für den Fall, dass eine Werkstückwechseleinrichtung vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn die Finishwerkzeughalter und -werkzeuge unbewegbar oder nur in einem geringfügig einstellbaren Maße an dem Maschinengestell angeordnet sind, da auf diese Weise der für die Energieversorgungsleitungen der Finishwerkzeuge erforderliche Raumbedarf minimiert werden kann. Der auf diese Weise eingesparte Bauraum steht dann im Gegenzug und bei unverändert großem Maschinengestell für die Werkstückwechseleinrichtung zur Verfügung.In the event that a workpiece changing device is provided, it is preferred if the finishing tool holders and tools are arranged immovably or only to a slightly adjustable extent on the machine frame, since in this way the required space for the power supply lines of the finishing tools space can be minimized. The space saved in this way is then in return and with unchanged large machine frame for the workpiece changing device available.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn eine Werkstücktransporteinrichtung vorgesehen ist, welche der Werkstückwechseleinrichtung finishend zu bearbeitende Werkstücke zuführt und welche der Werkzeugwechseleinrichtung finishend bearbeitete Werkstücke abnimmt. Hierbei kann es sich um einen sich bekannten Portallader handeln, der dann aber nicht unmittelbar zur Bestückung des Spindelstocks und des Reitstocks dient, sondern zur Bestückung der Werkstückwechseleinrichtung. Eine solche Bestückung (und eine Abnahme eines bearbeiteten Werkstücks) erfolgt vorzugsweise in der Zusatzposition einer der Werkstückaufnahmen der Werkstückwechseleinrichtung. In particular, it is preferred if a workpiece transport device is provided, which supplies the workpiece exchange device finishend to be machined workpieces and which of the tool changing device finishend machined workpieces decreases. This may be a known portal loader, which then does not serve directly for the placement of the headstock and the tailstock, but for equipping the workpiece changing device. Such assembly (and a decrease of a machined workpiece) is preferably carried out in the additional position of one of the workpiece holders of the workpiece changing device.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Werkstückaufnahmen mittels eines gemeinsamen Antriebs verlagerbar sind. Hierdurch ist es möglich, gleichzeitig ein bearbeitetes Werkstück aus der Wechselposition in die Zusatzposition zu verlagern und ein unbearbeitetes Werkstück aus der Zusatzposition in die Wechselposition. Außerdem kann der für die Verlagerung der beiden Werkstücke erforderliche Aufwand begrenzt werden, da nur ein Antrieb angesteuert werden muss.Further, it is preferred if the workpiece holders are displaceable by means of a common drive. This makes it possible to simultaneously move a machined workpiece from the change position to the additional position and an unprocessed workpiece from the additional position to the change position. In addition, the effort required for the displacement of the two workpieces can be limited, since only one drive must be controlled.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem gemeinsamen Antrieb um einen Drehantrieb, wobei die Werkstückaufnahmen jeweils entlang einer kreisförmigen Bewegungsbahn um eine zentrale Achse verlagerbar sind. Auf diese Weise werden die Werkstücke in einer Bewegungsebene gehandhabt, welche quer zu der Rotationsachse verläuft, wobei der Drehantrieb ein "Vertauschen" von zwei Werkstücken auf engem Raum ermöglicht. Für den Fall, dass die Wechselposition und die Zusatzposition bezogen auf die Schwerkraftrichtung auf derselben Höhe angeordnet sind, bewegt sich im Zuge des "Vertauschens" von zwei Werkstücken eines der Werkstücke entlang einer ersten halbkreisförmigen Bewegungsbahn in einem Bereich oberhalb der zentralen Drehachse; das andere Werkstück bewegt sich im selben Drehsinn um die Drehachse, jedoch entlang einer zweiten halbkreisförmigen zweiten Bewegungsbahn in einem Bereich unterhalb der zentralen Drehachse. In a preferred embodiment, the common drive is a rotary drive, wherein the workpiece holders are each displaceable along a circular trajectory about a central axis. In this way, the workpieces are handled in a plane of movement which is transverse to the axis of rotation, wherein the rotary drive allows a "swap" of two workpieces in a small space. In the event that the change position and the additional position with respect to the direction of gravity are arranged at the same height, moves in the course of "swapping" of two workpieces of one of the workpieces along a first semicircular trajectory in an area above the central axis of rotation; the other workpiece moves in the same direction of rotation about the axis of rotation, but along a second semicircular second path of movement in an area below the central axis of rotation.
Für eine einfache und zuverlässige Aufnahme der Werkstücke an der Werkstückwechseleinrichtung ist es bevorzugt, wenn die Werkstückaufnahmen prismenförmige Werkstückauflagen aufweisen, wobei eine Ausgleichseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Orientierung der Werkstückaufnahmen entlang der kreisförmigen Bewegungsbahnen der Werkstückaufnahmen unverändert bleibt. Die prismenförmigen Werkstückauflagen ermöglichen es, Werkstücke allein durch Wirken der Schwerkraft an den Werkstückaufnahmen festzuhalten. Die Ausgleichseinrichtung bewirkt nun, dass die entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben offenen Werkstückauflagen nicht verdreht werden, wodurch sich die Werkstücke von den Werkstückaufnahmen lösen würden. Bei der Ausgleichseinrichtung kann es sich um einen mechanisch oder steuerungstechnisch mit dem Antrieb der Werkstückwechseleinrichtung gekoppelten Zusatzantrieb handeln. Besonders bevorzugt ist es, die Antriebsbewegung des Antriebs der Werkstückwechseleinrichtung mit einer mechanischen Zwangssteuerung zu koppeln, welche die Werkstückaufnahmen immer in der derselben Orientierung hält.For a simple and reliable recording of the workpieces on the workpiece changing device, it is preferred if the workpiece holders have prismatic workpiece supports, wherein a compensation device is provided, by means of which the orientation of the workpiece holders remains unchanged along the circular paths of movement of the workpiece holders. The prismatic workpiece supports make it possible to hold workpieces on the workpiece holders solely by gravity. The compensation device now causes the counter to the direction of gravity upwardly open workpiece supports are not rotated, which would solve the workpieces of the workpiece holders. The compensation device can be a mechanical or control technology-coupled with the drive of the workpiece changing device auxiliary drive. It is particularly preferred to couple the drive movement of the drive of the workpiece changing device with a mechanical positive control, which always keeps the workpiece holders in the same orientation.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur finishenden Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst, vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge:
- – Anordnen eines finishend zu bearbeitenden, ersten Werkstücks an einer Werkstückaufnahme der Werkstückwechseleinrichtung
- – Anordnen der Werkstückaufnahme in der Wechselposition und Anordnen des Spindelstocks und des Reitstocks in der Transferposition
- – Übergeben des ersten Werkstücks von der Werkstückaufnahme an Spindelstock und Reitstock
- – Verfahren des Spindelstocks und des Reitstocks mit dem ersten Werkstück in die Bearbeitungsposition
- – Anlegen des Finishwerkzeugs an einen Werkstückabschnitt des ersten Werkstücks und Materialabtrag bei Rotation des Werkstücks und gleichzeitiger Oszillation des Werkstücks und/oder des Finishwerkzeugs in zu der Rotationsachse paralleler Richtung
- – Entfernen des ersten Finishwerkzeugs von dem Werkstückabschnitt
- – Verfahren des Spindelstocks und des Reitstocks mit dem ersten Werkstück in die Transferposition
- – Übergeben des ersten Werkstücks an eine erste Werkstückaufnahme der Werkstückwechseleinrichtung, die sich in der Wechselposition befindet,
- – Verlagern der ersten Werkstückaufnahme und des ersten Werkstücks in die Zusatzposition.
- - Arranging a finishend to be machined, first workpiece on a workpiece holder of the workpiece changing device
- - Arranging the workpiece holder in the change position and arranging the headstock and the tailstock in the transfer position
- - Passing the first workpiece from the workpiece holder to the headstock and tailstock
- - Moving the headstock and the tailstock with the first workpiece in the machining position
- - Applying the finishing tool to a workpiece portion of the first workpiece and material removal during rotation of the workpiece and simultaneous oscillation of the workpiece and / or the finishing tool in the direction parallel to the axis of rotation
- Removing the first finishing tool from the workpiece portion
- - Moving the headstock and the tailstock with the first workpiece in the transfer position
- Passing the first workpiece to a first workpiece holder of the workpiece changing device, which is in the change position,
- - Relocating the first workpiece holder and the first workpiece in the additional position.
Bei einem besonders bevorzugten Verfahren ist zusätzlich vorgesehen, dass a) ein zweites, finishend zu bearbeitendes Werkstück an der zweiten Werkstückaufnahme der Werkstückwechseleinrichtung angeordnet wird und b) die zweite Werkstückaufnahme und das zweite Werkstück in die Wechselposition verlagert werden.In a particularly preferred method, it is additionally provided that a) a second workpiece to be finish-machined is arranged on the second workpiece holder of the workpiece changing device and b) the second workpiece holder and the second workpiece are displaced into the interchangeable position.
Der Schritt a) wird vorzugsweise durchgeführt, während der Spindel- und der Reitstock in der Bearbeitungsposition sind und das erste Werkstück finishend bearbeitet wird. Auf diese Weise kann die Bereitstellung eines zweiten, noch unbearbeiteten Werkstücks in einem Zeitraum durchgeführt werden, in welchem die Werkzeugmaschine gerade ein anderes Werkstück bearbeitet, also im Rahmen einer Hauptzeit aktiv ist.The step a) is preferably performed while the spindle and tailstock are in the machining position and the first workpiece is finish-machined. In this way, the provision of a second, still unedited Workpiece be performed in a period in which the machine tool is currently working on another workpiece, that is active in the context of a main time.
Der Schritt b) wird vorzugsweise gleichzeitig mit der Verlagerung der ersten Werkstückaufnahme und des ersten Werkstücks aus der Transferposition in die Zusatzposition durchgeführt, sodass die Nebenzeiten zur Überführung des ersten Werkstücks aus der Wechselposition in die Zusatzposition und zur Überführung des zweiten Werkstücks aus der Zusatzposition in die Wechselposition gleichzeitig ablaufen und sich nicht addieren.The step b) is preferably performed simultaneously with the displacement of the first workpiece holder and the first workpiece from the transfer position to the additional position, so that the non-productive times for transferring the first workpiece from the change position to the additional position and for transferring the second workpiece from the additional position in the Changeover position occur at the same time and do not add up.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the diagrammatic representation of a preferred embodiment.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
Eine Ausführungsform einer Werkzeugmaschine ist in den
Im Zuge der weiteren Beschreibung wird ein Werkstück allgemein mit dem Bezugszeichen
Zum Halten und zum Rotieren eines Werkstücks
Der Spindelstock
Die Träger
In der
Es wäre möglich, den Spindelstock
Es ist jedoch besonders bevorzugt, wenn die Werkzeugmaschine
Die Werkstückwechseleinrichtung
Die Werkstückwechseleinrichtung
In
Eine zweite Werkstückaufnahme
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Werkzeugmaschine
In einem Ausgangszustand der Werkzeugmaschine
Ausgehend von diesem Ausgangszustand wird ein erstes Werkstück
Anschließend wird der Abstand zwischen Spindelstock
Anschließend werden der Spindelstock
Jetzt ist der in
Hieran anschließend erfolgt eine Finishbearbeitung des Werkstücks
Während der vorstehend beschriebenen finishenden Bearbeitung des ersten Werkstücks
Nach Abschluss der finishenden Bearbeitung des ersten Werkstücks
Anschließend wird der Abstand zwischen dem Spindelstock
In dem jetzt beschriebenen Zustand liegt also das finishend bearbeitete erste Werkstück
Von diesem Zustand ausgehend wird der Antrieb
Anschließend kann das erste Werkstück
Gleichzeitig zu der Entnahme des ersten Werkstücks
Die Zeit, in der das zweite Werkstück
Die vorstehend beschriebene Werkzeugmaschine
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