DE10254207A1

DE10254207A1 - Reduzierung von Spannungen in Werkstücken bei der Bearbeitung mit Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE10254207A1
Application number: DE2002154207
Authority: DE
Inventors: Wolf Dietrich Dipl.-Ing. Voß
Original assignee: Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17

Abstract

Bei der spanenden Bearbeitung werden labile Werkstücke wie beispielsweise Kurbelwellen durch die Bearbeitungskräfte, die daraus resultierende thermische Belastung und auch Spannkräfte beeinflußt. Bei einer Spannung der Kurbelwelle vor Beginn der Bearbeitung führt dies zu Spannungen und Verformungen der Kurbelwelle während der Bearbeitung, die das Bearbeitungsergebnis negativ beeinflussen. Zur passiven Kompensierung oder aktiven Beeinflussung dieser Spannungen wird vorgeschlagen, den Abstand der Spannbereiche in axialer Richtung zu verändern, insbesondere während der spanenden Bearbeitung, beispielsweise durch in Z-Richtung verfahrbare Ausbildung eines der beiden Spindelstöcke der Werkzeugmaschine.

Description

Bei jeder Bearbeitung eines Werkstückes tritt das Problem auf, dass sich während der Bearbeitung nicht nur die äußere Form im gewünschten Maße verändert, sondern das Werkstück auch unerwünschten, teilweise nur während der Bearbeitung auftretenden, Veränderungen unterworfen wird wie thermische Dehnung oder Verformung auf Grund der durch die Bearbeitung eingeleiteten Kräfte. Diese Faktoren sind schwer zu eliminieren und beeinflussen das Bearbeitungsergebnis negativ.

Entsprechend der Intensität der Bearbeitung tritt dieses Problem vor allem bei der spanenden Bearbeitung – egal, ob mit bestimmter oder mit unbestimmter Schneide – auf, und hier insbesondere bei der Bearbeitung am rotierenden Werkstück und speziell bei instabilen Werkstücken, wie etwa Kurbelwellen.

Auf Grund der Spannung des Werkstückes in der Maschine an zwei, in axialer Richtung beabstandeten Bereichen, etwa den Spannfuttern zweier gegeneinander gerichteter Spindelstöcke einer Drehmaschine oder Drehräummaschine oder Außenrund-Fräsmaschine oder Außenrund-Schleifmaschine wird ein Werkstück – selbst wenn es vor dem Einspannen keine Eigenspannungen mehr aufwies – an zwei Stellen gespannt.

Bereits allein durch diese Spannung könnnen vorher nicht vorhandene, insbesondere axiale, Spannungen im Werkstück auftreten, indem die Spannmittel nicht nur radiale, sondern auch axiale Kraft-Komponenten in das Werkstück einbringen, beispielsweise bei kombinierter Spannung durch Zentrierspitze und Backenfutter am selben Ende des Werkstückes, oder auf Grund nicht 100%-ig radial bewegliche Backen eines Backenfutters.

Während der Bearbeitung können nicht ausschließlich radial wirkende Werkzeuge axiale Spannungen im Werkstück erzeugen und auf Grund der Wärmedehnung des Werkstückes, bewirkt durch die spanende Bearbeitung, werden ebenfalls an den Spannstellen zunehmend axiale Kräfte in das Werkstück eingeleitet.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, die im gespannten Werkstück unerwünschterweise auftretenden Spannungen, insbesondere in axialer Richtung, zu verändern, insbesondere zu eliminieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2, 3 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch Verändern des Abstandes der Spanneinrichtungen, also insbesondere der die beiden Enden eines Werkstückes haltenden Backenfutter oder der diese Bac kenfutter tragenden Spindelstöcke, kann das Werkstück gezielt in axialer Richtung gestreckt oder gestaucht werden.

Dadurch kann entweder nur die thermische Dehnung des Werkstückes kompensiert werden, oder es kann darüberhinaus eine Streckung und Stauchung des Werkstückes durchgeführt werden, um beispielsweise momentan auftretenden Bearbeitungskräften entgegenzuwirken.

Gerade bei der Bearbeitung der Hublagerstellen einer auf der Hauptlager-Achse gespannten und drehend angetriebenen Kurbelwelle (von der zukünftig als beispielhaftes Werkstück die Rede sein soll), bei der, während des Bearbeitungsumlaufes der Kurbelwelle, abwechselnd ein Durchbiegen der Kurbelwelle zu ihrer Längsmitte hin oder von der Längsmitte aus nach außen erfolgt, je nach momentaner Angriffsrichtung des Werkzeuges, kann dieser Ausbiegung entgegengewirkt werden:

– Greift das Werkzeug, radial betrachtet, momentan von innen her an der exzentrischen Hublagerstelle an, wirkt eine Streckung der Kurbelwelle deren Durchbiegung nach außen entgegen.
– Greift das Werkzeug dagegen momentan mehr von außen an der exzentrischen Bearbeitungsstelle an, kann der normalerweise resultierenden Durchbiegung der Bearbeitungsstelle zur Längsmitte der Kurbelwelle hin durch deren aktive Stauchung entgegengewirkt werden.
– Greift ein Werkzeug an einer exzentrischen Bearbeitungsstelle nicht radial nach außen weisend oder radial nach innen weisend, sondern quer zu der durch die Bearbeitungsstelle verlaufende Radialebene am Werkzeug an, so kann – zusätzlich oder anstatt der Streckung oder Stauchung des Werkstückes, auf Grund Abstandsänderung der Spanneinrichtungen – einer Verbiegung des Werkstückes mit einer aktiven Tordierung des Werkstückes auf Grund nicht synchroner Drehung der beiden Spindelstöcke, oder synchroner Drehung, aber unter Voreilen oder Nacheilen eines Spindelstockes in Drehrichtung und/oder einen Querversatz der Spanneinrichtungen bzw. Spindelstöcke zueinander positiv beeinflusst werden.

Mit diesen Maßnahmen kann nicht nur der radialen Ausbiegung der Kurbelwelle, sondern auch anderen unerwünschten Abweichungen von der Soll-Form entgegengewirkt werden.

Um die gewünschte aktive Verformung des Werkstückes während der Bearbeitung durchzuführen, kann statt auf eine Programmsteuerung auf eine direkte Regelung mittels Messung der im Werkstück vorhandenen Spannung, insbesondere der Axialspannung, aber auch der Radialspannung und/oder der Torsionsspannung, gemessen an den Spannbereichen des Werkstückes, zurückgegriffen werden. Zu diesem Zweck können Kraftaufnehmer oder andere Sensoren in wenigstens einer der Spanneinrichtungen vorhanden sein.

Auch eine optische oder mechanische Überwachung der momentanen Form des, insbesondere gespannten, Werkstückes kann als Eingangssignal für eine Steuerung der aktiven Verformung des Werkstückes während der Bearbeitung in der Maschine dienen.

Ziel ist es dabei immer, daß nach der Bearbeitung das ausgespannte Werkstück eine Ist-Form aufweist, die der Soll-Form möglichst nahe kommt. In der Regel wird dies dadurch erreicht, daß während der Bearbeitung die Ist-Spannungen im Werkstück – unter Beachtung aller während der Bearbeitung auf das Werkstück einwirkenden Kräfte – möglichst gering sind. In Einzelfällen und vor allem bei komplizierten Werkstücken wie Kurbelwellen kann dieses Ziel jedoch auch gerade dadurch erreicht werden, daß das Werkstück während der Bearbeitung einer möglichst geringen Ist-Spannung unterliegt, sondern – insbesondere unter Berücksichtigung der während der Bearbeitung auftretenden Fliehkräfte und Spannkräfte – einen Spannungszustand aufweist, der bei Einbringen der Bearbeitungskräfte in das Werkstück zu einer Istkontur im eingespannten Zustand führt, die durchaus verschieden von der Sollkontur im entspannten Zustand sein kann, sich jedoch nach Ausspannen des Werkstückes dieser Sollkontur sehr gut annähert.

Zu den genannten Zwecken muß natürlich auch die Werkzeugmaschine entsprechend ausgebildet sein:
Zum einen müssen Sensoren, also wenigstens zum Aufnehmen der Axialspannungern, ggf. jedoch auch der Radialspannungen und/oder Torsionsspannungen, in der Maschine, insbesondere deren Spanneinrichtungen vorhanden sein, um während der Spannung und insbesondere während der Bearbeitung den Spannungszustand im Werkstück ermitteln zu können. Diese Signale werden von der Steuerung der Maschine in entsprechende Bewegungen der Spanneinrichtungen, insbesondere der diese Spanneinrichtungen tragenden Spindelstöcke, in axialer und/oder radialer Richtung und/oder ein Voreilen und Nacheilen der Spanneinrichtungen in Umfangsrichtung zueinander umgesetzt, vorzugsweise unter Berücksichtigung der momentanen Angriffsrichtung des Werkzeuges und natürlich auch der momentan bearbeiteten Stelle am Werkstück, insbesondere dessen Axialposition.

Zu diesem Zweck kann es auch vorteilhaft sein, abseits der Spanneinrichtungen, beispielsweise in der axialen Mitte des Werkstückes, mittels einer optisch oder mechanisch wirkenden Formüberwachungseinheit, beispielsweise einem am Werkstück anliegenden mechanischen Taster oder einem eine die Hauptlagerstelle überwachenden optischen Einheit, nicht die Spannungen, sondern die Kontur und damit die Istform des Werkstückes abzutasten und als Eingangssignal für die Maschinensteuerung zu verwenden. Je nach Lage der Sensoren ist dabei eine telemetrische, also drahtlose Übermittlung der Signale mittels Funk oder Infrarot, zur Steuerung der Maschine zu bevorzugen.

Ausführungsformen gemäß der Endung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: eine Drehmaschine in der Frontansicht,
2: diese Drehmaschine in der Seitenansicht, jedoch ohne Werkstück,
3: vergrößerte Detailansichten in Blickrichtung der 1.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Drehmaschine in der Frontansicht: Dabei wird eine Kurbelwelle 1 mit ihrer Längsachse 11 in axialer Richtung Z der Werkzeugmaschine drehend antreibbar gespannt, indem die endseitigen Durchmesser, nämlich Endflansch 12 und Endzapfen 13 der Kurbelwelle durch die Backen 22a, 22b, 22c eines Spannfutters 22 am Umfang gespannt werden.
Die Spannfutter 21, 22 sind dabei jeweils gegeneinander gerichtet und in ebenfalls gegeneinander gerichteten Spindelstöcken 23, 24 aufgenommen und drehend durch die Spindelstöcke antreibbar.
Dabei ist der eine Spindelstock 23 fest auf dem Bett 20 der Maschine montiert, während der andere Spindelstock 24 gegenüber dem Bett 20 in Z-Richtung, also Axialrichtung der Kurbelwelle 1, verfahrbar ist.
Auf dem gemäß der Seitenansicht der 2 als Schrägbett ausgeführten Bett 20 der Werkzeugmaschine sind ferner zwei Werkzeugeinheiten 25, 26 montiert. Diese bestehen jeweils aus einem in Z-Richtung entlang von Z-Führungen 33 verfahrbaren Z-Schlitten 29, 30, auf denen ein X-Schlitten 27, 28 in X-Richtung verfahrbar ist. Der X-Schlitten trägt – drehbar um eine ebenfalls in Z-Richtung verlaufende Revolverachse – den Werkzeugrevolver, der als Werkzeugträger 5, 6 dient, und mit Drehwerkzeugen 5a,..., 6a,... bestückt ist.
Gemäß 1 ist dabei nur die eine Werkzeugeinheit 26 an der Kurbelwelle 1 im Eingriff und bearbeitet dort gerade eines der Hublager HL5, während die andere Werkzeugeinheit 25 außer Eingriff ist.
Der Spindelstock 24 verfügt über einen Antrieb zur Verfahrung in Z-Richtung, kann jedoch zusätzlich – nach Spannen der Kurbelwelle – von diesem Antrieb entkoppelt werden, so daß er frei in Z-Richtung mit geringem Kraftaufwand verfahren werden kann und für diese Verfahrung in Z-Richtung die in Z-Richtung verlaufenden Eigenspannungen der Kurbelwelle 1 ausreichen.
Dadurch ist es möglich, daß bei einer auftretenden Wärmedehnung der Kurbelwelle in Z-Richtung diese Dehnung der Kurbelwelle 1 den beweglichen Spindelstock 24 so verschiebt, daß die Wärmedehnung der Kurbelwelle 1 kompensiert wird und deren Spannungen in Längsrichtung hierdurch minimiert bzw. auf Null gebracht werden.
Die 3a und 3b zeigen die Einspannsituation gemäß 1 in vergrößerter Detaildarstellung, jedoch in um 180° zueinander versetzten Drehlagen der Kurbelwelle, wobei jeweils von der dargestellten Kurbelwelle, einer Kurbelwelle für einen 6-Zylinder-V-Motor, die fünfte Hublagerstelle HL5 von den insgesamt sechs Hublagern vom Werkzeug 6a am Umfang bearbeitet wird. Das Hublager HL5 befindet sich naturgemäß gegenüber der durch die Mittellager ML verlaufenden Längsachse 11 der Kurbelwelle 1 exzentrisch nach außen versetzt.
Bei der Situation gemäß 3a befindet sich das in Bearbeitung befindliche Hublager HL5 in einer Drehlage, in der es dem bearbeitenden Werkzeug 6a entgegengerichtet ist, so daß also das Werkzeug 6a nicht auf der bezüglich des Hublagers HL5 in Richtung der Längsachse 11 liegenden Innenseite 9, sondern auf der davon abgewandten Außenseite 8 dieser Hublagerstelle angreift.
Bei ohne Bearbeitungskräfte gerade angeordneter Kurbelwelle, also einer Spannung der Kurbelwelle 1 am Endflansch 12 und Endzapfen 13 durch die Spannfutter 21 und 22 im axialen Abstand 10 ohne Streckung und Stauchung der Kurbelwelle 1 in Längsrichtung, würde die Kurbelwelle 1 bei angreifendem Werkzeug 6a aufgrund der Bearbeitungskräfte in negativer X-Richtung, also zur Längsachse 11 der Kurbelwelle hin, etwas verformt werden.
Zur Kompensation dieser Durchbiegung bei der Bearbeitung wird nun vorgeschlagen, die Kurbelwelle 1 während dieser Bearbeitungsphase bewußt zu stauchen durch aktive, angetriebene Verfahrung des beweglichen Spindelstockes 24 in Richtung auf den festen Spindelstock 23 zu. Dadurch werden die exzentrisch liegenden Hublagerstellen jeweils von der Längsachse 11 aus nach außen verlagert, aufgrund der axialen Verbiegung der an ihnen befestigten Wangen aufeinander zu. Dadurch bildet sich – ohne Belastung durch das Werkzeug 6a – eine wellenförmig dreidimensional verformte Längsachse 11' heraus, die im Bereich des bearbeiteten Hublagers 5 ohne Bearbeitungskraft in positive X-Richtung verlagert ist, und bei Belastung durch die Bearbeitungskräfte des angreifenden Werkzeuges 6a dann wieder die annähernd gerade ursprüngliche Form der Längsachse 11 annimmt.
3b zeigt die demgegenüber um 180° gedrehte Bearbeitungsposition der Kurbelwelle 1. In diesem Fall soll die Kurbelwelle an der Stelle des zu bearbeitenden Hublagers HL5 – ohne Belastung durch das Werkstück 6a – auf die Längsachse 11 hin verlagert werden, was die Durchbiegung nach außen durch das nunmehr von der Innenseite 9 her an der Hublagerstelle HL5 angreifende Werkzeug 6a ganz oder wenigstens teilweise ausgleichen soll.
Zu diesem Zweck wird die Kurbelwelle 1 gestreckt, also der bewegliche Spindelstock 24 vom festen Spindelstock 23 wegbewegt.
Dadurch werden die beidseits der zu bearbeitenden Hublagerstelle HL5 angeordneten Wangen auseinander gezogen, und die sie verbindenden Hublager stellen, unter anderem die Hublagerstelle HLS, in Richtung Längsmitte der Kurbelwelle verformt.
Um das Maß der Veränderung des axialen Abstandes 10 der Spannbereiche ermitteln zu können, können gemäß 3a in den Spannfuttern 21 bzw. 22, wenigstens in einem dieser Spannfutter, Sensoren 2a, 2b vorhanden sein, die in der Lage sein, die in der Lage sind, in axialer Richtung Z wirkende, von der Kurbelwelle 1 auf die Backen z. B. 21a, 21b einwirkende Kräfte zu messen. Diese axialen, gemessenen Ist-Kräfte, dienen als Eingangssignal, um mittels der Steuerung das Maß der Veränderung des Abstandes 10 zu ermitteln, und nach Veränderung als Kontrolle dafür, ob die gewünschte Soll-Kraft in Axialrichtung am Sensor 2a anliegt. Zusätzlich können auch Sensoren zur Messung von radialen Kräften der Kurbelwelle 1 gegenüber den Spannfuttern 21, 22 vorhanden sein.
3a zeigt auch die Alternative oder ergänzende Möglichkeit einer optischen Formüberwachungseinheit 3:
Diese ermittelt die Lage einer bestimmten Stelle oder auch der gesamten Kontur der Kurbelwelle, in diesem Fall des Hublagers HL3, mit optischen oder ersatzweise auch mechanischen Methoden. Durch die Abweichung der Ist-Kontur von der Form-Kontur an einem Punkt vorzugsweise im Bereich zwischen den Spannbereichen der Kurbelwelle kann ebenfalls auf die Art und das Maß der in der Kurbelwelle herrschenden Spannung und damit auch auf das notwendige Maß und die Richtung der Stauchung bzw. Streckung der Kurbelwelle rückgeschlossen werden. Die von der Einheit 3 gemessene Abweichung kann für die Steuerung 35 der Maschine wiederum als Eingangssignal zum Ermitteln der notwendigen Veränderung des axialen Abstandes 10 der Spannbereiche benutzt werden.
Weiterhin kann die Maschine – wie in 1 dargestellt – nicht nur wie üblich eine C-Achse (C1-Achse am Spindelstock 23) aufweisen, und die jeweils momentane Drehlage des Werkstückes zu kennen bzw. zu steuern und in Abhängigkeit davon andere Bewegungen der Maschine, sondern zusätzlich auch eine zweite C-Achse (C2) am anderen Spindelstock 24. Dadurch kann die relative Drehlage der beiden Spannfutter der Spindelstöcke 23 bzw. 24 definiert gewählt werden. Zum einen kann – nach der Einspannung des Werkstückes an seinen beiden Enden in diesen Futtern – eine zwar synchrone Drehung der beiden Spindelstöcke und damit deren Spannfutter, jedoch eine definierte Vor- bzw. Nacheilung relativ zueinander (C1 – C2 = konstant) bewirkt werden.
Zum anderen kann – natürlich immer nur für eine kurze Zeitspanne – auch die Drehgeschwindigkeit der beiden Spindelstöcke und damit Spannfutter unterschiedlich gehalten und damit eine unsynchrone Drehung und Veränderung der Drehlage der beiden Spannfutter zueinander erreicht werden.
Vor allem dann, wenn – wie in 3c dargestellt – das Werkzeug 6a an der exzentrischen Hauptlagerstelle HL5 nicht in radialer Richtung bezüglich der Spannachse des Werkstückes, sondern quer hierzu angreift, kann ein solches Tordieren des Werkstückes zu einer Verspannung in Umfangsrichtung und damit einer Versteifung führen, insbesondere zusätzlich zur Einbringung von axialen Kräften, und das Bearbeitungsergebnis zusätzlich positiv beeinflussen.
Ebenso kam ein Querversatz, wie z. B. in 1 eingezeichnet, der Spannfutter oder der ganzen Spindelstöcke zueinander -indem wenigstens eines/einer davon, besser beide, in einer Querrichtung X', die insbesondere Komponenten der X-Richtung enthält, insbesondere mit dieser identisch ist – den gleichen positiven Effekt haben.

1: Kurbelwelle
2a, 2b: Sensor
3: Formüberwachungseinheit
5, 6: Werkzeugträger
5a, 6a: Werkzeug
8: Außenseite
9: Innenseite
10: axialer Abstand
11: Längsachse der Kurbel
: welle
12: Endflansch
13: Endzapfen
20: Bett
21, 22: Spannfutter
23, 24: Spindelstock
25, 26: Werkzeugeinheit
27, 28: X-Schlitten
29, 30: Z-Schlitten
33: Z-Führung
34: Späneraum
35: Steuerung
36: Eingabeeinheit
45: Späneförderer

Claims

Verfahren zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Kurbelwellen (1), bei denen das Werkstück an wenigstens zwei, in axialer Richtung (Z) beabstandeten, Stellen, in Spanneinrichtungen gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkstück vorhandene Spannungen verändert werden, durch definiertes Einbringen von Axialkräften mittels relativer Verlagerung der Spanneinrichtungen in axialer Richtung (Z) zueinander.
Verfahren zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Kurbelwellen (1), bei denen das Werkstück an wenigstens zwei, in axialer Richtung (Z) beabstandeten, Stellen, in Spanneinrichtungen gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkstück vorhandene Spannungen verändert werden, durch zusätzliches definiertes Einbringen von Radialkräften mittels relativer Verlagerung der Spanneinrichtungen in radialer Richtung (X') zueinander.
Verfahren zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Kurbelwellen (1), bei denen das Werkstück an wenigstens zwei, in axialer Richtung (Z) beabstandeten, Stellen, in Spanneinrichtungen gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkstück vorhandene Spannungen verändert werden, durch zusätzliches definiertes Einbringen von Torsionskräften mittels relativer Verlagerung der Spanneinrichtungen in Umfangsrichtung (C) mittels Veränderung der relativen Drehlage der beiden Spanneinrichtungen zueinander oder konstante Vor- oder Nacheilung der einen Spanneinrichtung gegenüber der anderen Spanneinrichtung in Umfangsrichtung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage, insbesondere der axiale Abstand (10) der beiden Spanneinrichtungen zueinander sich selbständig auf Grund der Eigenspannungen des Werkstückes in axialer Richtung einstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Werkstück auftretenden Spannungen gemessen, insbesondere in den Spanneinrichtungen gemessen, werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage, insbesondere der axiale Abstand (10) der Spanneinrichtungen aktiv verändert wird zur Erzielung gewünschter Soll-Spannungen im Werkstück, insbesondere ausgehend von zuvor gemessenen Ist-Spannungen im Werkstück.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtungen drehend antreibbar ausgebildet sind, insbesondere in gegeneinander gerichteten Spindelstöcken (23, 24) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage, insbesondere der axiale Abstand (10) der Spanneinrichtungen in Abhängigkeit von der Drehlage (C-Achse) und/oder der momentanen Bearbeitungsstelle am Werkstück, insbesondere dessen axialer Position, des Werkstückes um die Z-Achse verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eeinstellung der Relativlage, insbesondere des Abstandes (10) in Abhängigkeit der Drehlage als erstes programmgesteuert oder auf Grund aktueller, wäh rend des Umlaufes des Werkstückes sich ändernder, gemessener Ist-Spannungen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage, insbesondere der axiale Abstand (10) der Spanneinrichtungen bestimmt wird in Abhängigkeit der momentanen Angriffsrichtung des Werkzeuges (5a, 6a) am Werkstück und/oder der Höhe der durch das Werkzeug in das Werkstück eingeleiteten Bearbeitungskräfte.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage, insbesondere der axiale Abstand (10) der Spanneinrichtungen so gesteuert wird, insbesondere während der Bearbeitung des sich drehenden Werkstückes, so gesteuert wird, dass trotz aller während der Bearbeitung auf das Werkstück einwirkenden Kräfte, insbesondere auch der Bearbeitungskräfte, der Spannkräfte und der Fliehkräfte, die Ist-Spannungen im Werkstück möglichst gering sind oder die Ist-Spannungen im Werkstück so sind, dass die sich während der Bearbeitung sich einstellende Ist-Form des Werkstückes der Soll-Form des Werkstückes nach der Bearbeitung, insbesondere im ausgespannten Zustand, möglichst nahe kommt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück mittels Spanneinrichtungen gespannt wird, deren Spannkräfte auch axiale Komponenten aufweisen, und die Relativlage, insbesondere der axiale Abstand (10) der Spanneinrichtungen nach dem Spannen so eingestellt wird, dass diese Axialkomponenten der Spannkraft kompensiert werden.
Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei, in axialer Richtung (Z) beabstandeten Spann einrichtungen zum Spannen des Werkstückes in der Maschine und wenigstens einer Werkzeugeinheit (25, 26) zur Bearbeitung des Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spanneinrichtungen axial bewegbar ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtungen mittels eines Spindelstockes (23, 24) jeweils dreh- und antreibbar sind und die axial und/oder radial bewegliche Spanneinrichtung insbesondere bewegt wird auf Grund einer axialen Beweglichkeit des entsprechenden Spindelstockes (23, 24).
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Spanneinrichtung bzw. ein Spindelstock (23, 24) in axialer Richtung (Z) und/oder radialer und/oder Umfangsrichtung frei verschiebbar, insbesondere auf Grund von Dehnungen des eingespannten Werkstückes in axialer, radialer (X') oder Umfangsrichtung verschiebbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine wenigstens einen Sensor (2a, 2b) zum Messen der Spannung, insbesondere axialen Spannung, im gespannten Werkstück aufweist, welcher insbesondere in wenigstens einer der Spanneinrichtungen angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei drehend angetriebener Spanneinrichtung die in der Spanneinrichtung gemessene Spannung auf telemetrischem Weg zur Steuerung (35) der Werkzeugmaschine übermittelt wird.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung bzw. der Spindelstock (23, 24) in axialer Richtung (Z), insbesondere in radialer Richtung (X') und/oder in Umfangsrichtung (C), angetrieben, insbesondere gesteuert angetrieben, ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschine über wenigstens eine C-Achse verfügt und eine Steuerung (35) umfasst, die in der Lage ist, den insbesondere in axialer Richtung (Z) wenigstens einen beweglichen Spindelstock bzw. Spanneinrichtung in Abhängigkeit von der momentanen Drehlage (C-Lage) des Werkstückes zu steuern.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschine über eine optische oder mechanische Formüberwachungs-Einheit (3) des in der Werkzeugmaschine gespannten Werkstückes verfügt und die Signale der optischen Formüberwachungs-Einheit (3) als Eingangssignal für die Steuerung (35) der Relativposition, insbesondere der Axialposition des beweglichen Spindelstockes (24) bzw. Spanneinrichtung dient.